2. ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА

На примере решения демонстрационной задачи покажем весь путь выполнения курсовой работы от постановки задачи до получения прин­ципиальной схемы реального устройства.

2.1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Первоначальная формулировка задания выглядит следующим обра­зом: на вход устройства приходит 32-разрядный параллельный код А{1:32}; на выходе устройства сформировать код В{1:k}, отобража­ющий число единиц кода А.

Такая формулировка является явно недостаточной. Действитель­но, задание на преобразование кода А в код В требует дополнитель­ной информации:

1. Каков период Т поступления входных кодов, сколько времени отводится на преобразование? Техническое решение естественно будет разным в случае разделения входных кодов интервалами в 100 нс, 1 мкс и 10 мкс. Коды могут поступать асинхронно после преобразова­ния предыдущего кода в устройстве. Если значение Т не задается, то можно рассмотреть несколько вариантов построения устройства, оце­нить их быстродействие и определить область их применения.

2. Каким образом синхронизируется работа устройства с источни­ком и потребителем информации ? Примем, что источник входного кода гарантирует правильность выставленной информации во время действия стробирующего импульса СТРОБ, а само устройство подтверждает выда­чу кода числа единичных символов генерацией импульса считывания УСЧИТ.

Здесь же решается вопрос о выборе тактовой синхронизирующей последовательности импульсов: или она будет общей для источника, устройства преобразования и потребителя информации (внешняя синхро­низация), или она будет формироваться с помощью автономного генера­тора тактовых импульсов (ГТИ), установленного в разрабатываемом устройстве (внутренняя синхронизация). Выберем внешнюю синхрониза­цию с частотой ГТИ - 5 МГц.

При внешней синхронизации необходимо уточнить привязку вход­ных и выходных сигналов по отношению к тактовой последовательности импульсов. Будем считать, что смена кодов А и В осуществляется по положительному фронту импульсов ГТИ, длительность импульсов СТРОБ и УСЧИТ равна периоду тактовой последовательности и положительные фронты этих импульсов появляются вслед за положительным фронтом им­пульсов ГТИ.

3. Каково отображение кода А в код В ? Для решения задачи необ­ходимо установить однозначное соответствие между кодом В и кодом А. Это соответствие определяется многими факторами: удобством оценки, необходимостью передачи на уровне помех, требованиями использова­ния кодов для обнаружения и исправления ошибок, удобством индика­ции и многими другими факторами.