ВВЕДЕНИЕ 3
1 Анализ задания на ВКР и предметной области 4
1.1 Цель и задачи выпускной квалификационной работы 4
1.2 Система остаточных классов 4
1.3 Принципы передачи информации кадрами 8
1.4 Анализ существующих решений 9
1.5 Выводы по первому разделу 9
2 Разработка программируемого декодера СОК-ПСС 10
2.1 Выбор элементной базы и средств разработки 10
2.2 Выбор структуры кадра 11
2.3 Выбор набора модулей СОК 13
2.4 Структура программируемого декодера СОК-ПСС 15
2.5 Выводы по второму разделу 32
3 Проверка работоспособности 32
3.1 Функциональное моделирование программирования 32
3.2 Функциональное моделирование декодирования 36
3.3 Временное моделирование 39
3.4 Выводы по третьему разделу 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 44
Применение в ЭВМ позиционной двоичной системы счисления оправдано простотой аппаратной реализации функциональных узлов, реализующих операции над двоичными операндами в вычислительной системе.
Однако особенности позиционных систем счисления в определенных случаях затрудняют решение поставленных задач. Примером такой задачи может быть распараллеливание арифметических операций [1]. Ввиду последовательного распространения переноса в позиционных системах счисления решением в данном случае может являться изменение структуры сумматора путем введения в схему дополнительных логических элементов для организации параллельного переноса [2]. Подобный метод не всегда может быть целесообразен.
Другим решением является использование системы счисления со специальными характеристиками переноса, примером которой является непозиционная система остаточных классов [1, 3]. При этом в системах передачи и обработки информации требуется наличие модулей преобразования информации из одного представления в другое. Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка аппаратного модуля, реализующего функцию преобразования информации, представленной в системе остаточных классов, в позиционное двоичное представление.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы разработан и протестирован ПЛИС-проект компонента аппаратуры системы передачи и обработки информации, осуществляющий преобразование кадра информации, представленной в непозиционной системе остаточных классов, в кадр позиционной двоичной системы счисления.
В данном проекте предусмотрено программирование декодера посредством задания набора модулей СОК, в соответствии с которым осуществляется преобразование кадров. Для хранения входных и декодированных данных имеются соответствующие входной и выходной буферы.
В процессе проектирования разработаны структурные схемы декодера и его основных функциональных блоков. Кроме этого, определены принципы выбора оснований СОК для устройства и структура обрабатываемых кадров. Также изучены особенности непозиционной системы остаточных классов и представлен алгоритм перевода чисел из СОК в ПСС.
Работа выполнена в соответствии с нормативными документами [11-14].
1. Горденко, Д. В., Горденко, Н. В., Павлюк, Д. Н., Петлина, Е. М., Юрданов, Д. В. К вопросу применения системы остаточных классов в современных устройствах цифровой обработки сигналов / Д. В. Юрданов, Д. В. Горденко, Д. Н. Павлюк, Е. М. Петлина, Н. В. Горденко // Фундаментальные исследования : научный журнал. - 2016. - № 2. - С. 318-322.
2. Постников, А. И. Схемотехника ЭВМ : учеб. пособие / А. И. Постников, В. И. Иванов, О. В. Непомнящий. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2018. - С. 110-122.
3. Савельев, А. Я. Выполнение арифметических операций в непозиционных системах счисления / А. Я. Савельев // Арифметические и логические основы цифровых автоматов : учебник / А. Я. Савельев. - Москва, 1980. - Гл. 7. - С. 132-143.
4. Галанина, Н. А., Дмитриев, Д. Д. Разработка конфигурационного файла для реализации дискретного преобразования Фурье в системе остаточных классов на ПЛИС / Н. А. Галанина, Д. Д. Дмитриев // Вестник Чувашского университета. - 2011. - № 3. С. 119-124.
5. Осинин, И.П. Модулярно-логарифмический процессор / И. П. Осинин // Известия ЮФУ Технические науки. - 2016. - № 11. - С. 13-26.
6. Калмыков, М. И., Бабенко, Л. К., Калмыков, И. А., Ефременков, И. Д., Мирошников, Д. А. Использование избыточных модулярных кодов при разработке отказоустойчивых запросно-ответных систем распознавания спутника / М. И. Калмыков, Л. К. Бабенко, И. А. Калмыков, И. Д. Ефременков, Д. А. Мирошников // Фундаментальные исследования. - 2017. - № 12. - С.292¬296.
7. ГОСТ Р ИСО/МЭК 19762-1-2011 Информационные технологии. Технологии автоматической идентификации и сбора данных (АИСД). Гармонизированный словарь. Часть 1. Общие термины в области АИСД. - Введ. 01.05.2012. - Москва : Стандартинформ, 2012. - 36 с.
8. Курс лекций по дисциплине «Элементы теории передачи информации»
[Электронны ресурс]. - Режим доступа
http: //www. supervideoman.narod.ru/index.htm.
9. Исмаилов, Ш.-М. А. Алгоритмы и структуры устройств преобразования чисел из системы остаточных классов в двоичный код с вычисляемыми и табличными слагаемыми / Ш.-М. А. Исмаилов // Мониторинг. Наука и технологии. - 2009. - № 1. - С. 89-98.
10. Официальный сайт корпорации Intel [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.intel.ru.
11. СТО 4.2-07-2014 Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности. - Красноярск : СФУ, 2014. - 60 с.
12. ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. - Взамен ГОСТ 2.701-84 ; введ. 01.07.2009. - Москва : Стандартинформ, 2009. - 13 с.
13. ГОСТ 2.702-2011 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем. - Взамен ГОСТ 2.702-75 ; введ. 01.01.2012. - Москва : Стандартинформ, 2011. - 22 с.
14. ГОСТ 2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. - Введен 01.07.1975. - Москва : Стандартинформ, 2008. - 33 с.