数字系统数据通道要点

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双通道的名词解释

双通道的名词解释

双通道的名词解释双通道,指以双重渠道同时进行数据处理、传输、显示及控制的数字系统。

双通道是一种处理能力强大且应用范围广泛的多功能系统。

它融合了相对独立的多功能模块,可以实现多种功能,如数据存储、处理、处理,及数据传输、控制、显示等功能,满足特定的应用要求。

它的简单原理是:两个独立的渠道,一个接收传入的数据,一个负责运算、显示及控制,使用双通道可以将单个信号,即信号输入端口,以及两个以上的传出端口连接成一个单一系统。

双通道可以将两个渠道的运行分别独立,实现更高效率的冗余复制、高速传输及快速响应。

双通道的类型很多,如通用的双向多通道网络,双向单通道网络,双向双通道网络,多种类型的双向双通道网络,多通道多通道控制和双通道控制等等。

每种类型的双通道网络都有自己的特点及适用范围,它们都可以满足各种特定用途的需求,如医疗、工业控制、车辆检测及通信等等。

双通道网络同时满足多项功能,可以实现大量复杂的数据处理、传输及控制功能。

它所拥有的双向性和双渠道性,让它可以充分利用多种类型的数据输入端口,实现更迅速、准确、动态及安全的工作。

此外,双向双通道网络可以有效降低系统投入,延长系统的使用寿命,实现软硬件的节省成本。

双通道的应用范围也很广泛,可以用于数据收集、联网、信号处理、控制设备等。

为了更好地使用双通道技术,需要有良好的设计与系统部署,保证系统的安全可靠性,以及支持大量的终端用户访问。

传统的数据双向传输模式,可能会遇到数据丢失等问题,而双通道技术可以有效避免这类问题,满足较高要求的网络服务和数据保护。

总之,双通道是一种多功能的数字系统,应用范围广泛。

它的特点是双向双通道、节省成本、满足多项功能、数据安全可靠等,可以有效地解决传统信息传输模式的问题,从而改善用户体验。

通用多通道数据采集系统的设计与实现的开题报告

通用多通道数据采集系统的设计与实现的开题报告

通用多通道数据采集系统的设计与实现的开题报告1. 研究背景随着科技的不断进步,各行各业对数据采集的要求越来越高。

在许多领域中,如工业控制、医学和环境监测等,需要采集多个传感器的数据以及其他相关信息。

因此,设计和实现一个多通道数据采集系统是非常必要的。

2. 研究内容本研究旨在设计和实现一种通用的多通道数据采集系统,包括以下主要内容:(1)硬件设计:确定硬件模块的类型和数量,设计电路板的电路图和布板图,选择合适的数字信号处理器和外部存储器等。

(2)软件设计:开发数据采集系统的控制软件,包括实时数据采集、存储、传输和显示。

为了提高效率和可靠性,需要使用高效的数据处理算法和数据压缩技术。

(3)系统集成:将硬件和软件集成为一个完整的系统,调试和测试系统以确保其性能和稳定性。

3. 研究目的和意义该系统可以应用于工业控制、医学和环境监测等领域中的数据采集和处理。

该系统具有以下优点:(1)多通道数据采集:可同时采集多个传感器的数据。

(2)易于扩展和配置:可以根据不同的应用需求,灵活地添加或删除硬件模块。

(3)高效可靠:采用高效的数据处理算法和数据压缩技术,提供高质量的数据采集和处理服务。

(4)简便易用:采用用户友好的界面,方便用户进行操作和管理。

4. 研究方法本研究采用以下方法:(1)文献调研:查阅相关文献,了解多通道数据采集系统的设计和实现方法。

(2)硬件设计:根据需求和文献调研结果,选择合适的硬件模块和组件,设计电路板的电路图和布板图。

(3)软件设计:开发系统的控制软件,包括实时数据采集、存储、传输和显示。

(4)系统集成:将硬件和软件集成为一个完整的系统,进行调试和测试,确保系统的性能和稳定性。

5. 预期成果本研究预期获得以下成果:(1)设计一种通用的多通道数据采集系统,可以采集多个传感器的数据并提供高质量的数据处理服务。

(2)实现数据采集系统的控制软件,包括实时数据采集、存储、传输和显示。

(3)进行系统测试和调试,确保系统的性能和稳定性。

计算机组成原理答案

计算机组成原理答案

《电脑组成原理》模拟题1一、名词解释1.总线:就是多个信息源分时传送数据到多个目的地的传送通路2.指令系统:一台电脑所能执行的全部指令的总和3.微指令:在一个单位时间中,能实现一定操作功能的微命令的集合。

4.溢出:在定点小数机器中,数的表示范围为|x|<1. 在运算过程中如出现大于1的现象二、填空题1.按冯·诺依曼设计原则,其硬件是由〔运算器〕、〔控制器〕、〔存储器〕、〔输入设备〕和〔输出设备〕组成。

2.电脑系统是由〔硬件系统〕和〔软件系统〕两大部分构成。

3.电脑最主要的三大性能指标是〔基本字长〕、〔存储容量〕、和〔运算速度〕。

4.一个完善的指令系统应满足〔完备性〕、〔有效性〕、〔规整性〕、和〔兼容性〕的要求。

5.堆栈的硬件是由〔堆栈区〕和〔堆栈指针〕构成,存取是按〔后进先出〕原则。

6.通常控制器的设计可分为〔组合逻辑型〕和〔存储逻辑型〕,前者采用的核心器件是〔门电路〕,后者采用的核心器件是〔微程序控制器〕。

7.主机与外设的连接方式有(辐射型连接),(总线型连接)和(辐射,总线型连接〕。

8.目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是(程序查询)和(程序中断。

三、简答题1.简述中断的处理过程。

它与程序查询方式有何不同点?2.按通道的工作方式,通道分哪几类?简述其特点。

3.画图说明存储系统的层次结构,并说明各种存储器的特点。

参考答案:1.答案要点:中断的处理过程大致可分为五个步骤:1)中断请求2〕中断排队3〕中断响应4〕中断处理5〕中断返回与程序查询方式的不同点:1〕在程序中断方式下,CPU和外设可并行工作;而程序查询方式下,CPU与外设是串行工作的。

2〕程序中断方式适合于对外界随机事件的处理。

而程序查询方式不具备这样的能力。

2.答案要点:按通道的工作方式,通道可分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种类型。

特点:字节多路通道:1〕有多个子通道,设备间可〔分时〕并行操作。

2〕数据以字节为单位交叉传送。

第2章 数据通信基础

第2章 数据通信基础

通道容量 带宽 log2 (1 SNR) 即:C W log2 (1 SNR) W SNRdB C 3
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在实际应用中,两者结合使用: Shannon 容量定理是确定噪声通 道理论上最高的数据速率; Nyquist 给出所需的信号电平的数量。
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2.4 无线介质
无线介质即空间传输介质;电磁波传输 和卫星传输都是在空间进行。 空间传输电磁波有三种技术:微波、 红外线和激光。这三种技术都需要在发 送方和接收方之间有一条视线通路。 卫星通信是利用人造地球卫星作为中 继站转发无线电信号,在多个地面站之 间进行通信。卫星线路最突出的优点是 数据传输成本不随传输距离的增加而增 加。
提示:卫星信道的延迟大约是270ms,有些题目 中把这个值当做一个常量
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在相隔2000km的两地间通过电缆以 4800b/s的速率传送3000比特长的数据包, 从开始发送到接收完数据需要的时间是 (19) 。如果用50kb/s的卫星信道传送, 则需要的时间是 (20) 。 (19)A.480ms B.645ms C.630ms D.635ms (20)A.70ms B.330ms C.500ms D.600ms
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2. 3 光纤
光导纤维简称光纤,是利用光的全反射原理——任何 以大于临界角入射的光线,在介质边界都能完全地反 射回介质内——制成的。通过光在光纤中不断被反射, 被调制的光脉冲信号可以携带信息从光纤一端传送到 另一端。(如图)
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光纤组成的光缆由四部分组成: 1、缆芯:通常是高纯的石英玻璃纤维。 在多模光纤中,芯的直径是15mm~ 50mm,单模光纤直径为8mm~10mm。 2、封套:光纤外面包裹的一层材料,它 对光的折射率低于光纤。 3、外套:厚的塑料外套,用来保护封套。 4、防护层:对整个光缆起保护作用。 按照光纤缆芯的物理特性光纤可分为 两类:

过程通道——模拟量输入通道

过程通道——模拟量输入通道

AD521、AD522、INA101等。
§2.5.2 信号处理
3、程控放大器 在模拟信号送到模数变换系统时,为减少转
换误差,一般希望送来的模拟信号尽可能大。
如万用表、示波器等许多测量仪器的量程变 换等。 较容易想到的办法就是通过模拟开关改变反 馈电阻阻值,如下图所示。
§2.5.2 信号处理
在也有许多集成的程控放大器,如AD524、AD624、 PGA200等。
§2.5.2 信号处理
三、I/V变换
在模拟输入通道中AD一般只能将电压信号转换成 数字信号,故若传感器输出的是电流信号就必须采用 I/V转换电路进行变换。
无源I/V变换 有源I/V变换
§2.5.2 信号处理
无源I/V变换
最简单的无源I/V变换?
令电流通过一个精密电阻R,则电阻上的电压(V= I×R)就是所要转换的电压。 对于0~10mA输入 信号,可取R1=100Ω, R2=500Ω,且R2为精密 电阻,这样当输入的电 流为0~10mA电流时, 输出的电压为0~5V
§2.5.5 A/D转换技术
1、逐次逼近式
A/D转换芯片中包括逐次逼近寄存器SAR、D/A转 换器、比较器、时序及控制逻辑等部分组成如图所示。 转换过程如下: ①时序及控制逻辑给SAR最高位为“1”,其余为“0”, 经D/A转换为模拟电压Vf ,然后与输入电压Vx 比较,确 定该位; ②当Vx ≥Vf ,此位为“1”,置下位为“1”; ③当Vx < Vf ,此位为“0”,置下位为“1”。 ④按上述方法依次类推,逐位比较判断,直至确定SAR 的最低位为止。
§2.5.5 A/D转换技术
模拟信号经采样后,得到一系列样值脉冲。采样脉冲宽度 τ 一般是很短暂的,在下一个采样脉冲到来之前,应暂时保持 所取得的样值脉冲幅度,以便进行转换。因此,在取样电路之 后须加保持电路。

基于LabVIEW的四通道温度数据采集系统的设计概要

基于LabVIEW的四通道温度数据采集系统的设计概要

摘要虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密地融合在一起,利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能,打破了传统仪器的框架,形成的一种新的仪器模式。

本设计是基于LabVIEW 2010开发平台而简单模拟设计的一个四通道数据采集系统,其中下位机是采用单片机模拟产生实时温度数据,上位机系统则具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警系统、数据记录查看等功能,实现了四通道温度数据采集的目的。

本文首先概述了虚拟仪器技术,LabVIEW开发平台,然后简单那介绍了数据采集的相关理论,最后具体讲解了本设计的各个模块在LabVIEW 上是如何实现的。

关键字:虚拟仪器;数据采集;LabVIEWAbstractVirtual instrument(VI) combines computer science, bus technology, software engineering with measurement instrumentation technology, making use of the computer powerful digital processing ability realize most of the functions of the instrument, breaking the traditional instrument, forming the framework of a new instrument model.This design is based on LabVIEW 2010 development platform and simple simulation design of a four channel data acquisition system, including lower machine is produced by single chip microcomputer simulation real-time temperature data, PC system has data collection, data collection and real-time display, storage and management, alarm system, data record check, and other functions, realize the four channel temperature data collection purpose.This paper first summarizes the virtual instrument technology, LabVIEW development platform, and then simple that introduces the data acquisition of relevant theory, and finally to explain in detail the design of each module in LabVIEW on how it is done.Key words: Virtual Instrument; Data acquisition;LabVIEW目录摘要....................................................................................................................... - 1 -Abstract ..................................................................................................................... - 2 -目录................................................................................................................... - 3 -第一章绪论........................................................................................................... - 5 -1.1 引言......................................................................................................... - 5 -1.2 数据采集的意义和任务......................................................................... - 5 -1.3 虚拟仪器在数据采集中的应用价值..................................................... - 5 -1.4 本设计所做的工作................................................................................. - 6 -第二章设计原理................................................................................................... - 6 -2.1 数据产生................................................................................................. - 6 -2.2 串口接收................................................................................................. - 7 -2.3 分通道显示............................................................................................. - 8 -2.3.1 数据分离..................................................................................... - 8 -2.3.2 门限设置..................................................................................... - 8 -2.3.3 波形显示..................................................................................... - 9 -2.4 华氏转换................................................................................................. - 9 -2.5 报警系统............................................................................................... - 10 -2.6 数据文件存储....................................................................................... - 10 -2.6.1 建立头文件............................................................................... - 10 -2.6.2 数据TXT存储........................................................................... - 11 -2.7 记录数据读取....................................................................................... - 11 -2.8 面板设计............................................................................................... - 12 -第三章程序的调试............................................................................................. - 12 -3.1 调试结果............................................................................................... - 13 -3.1.1 波形显示................................................................................... - 13 -3.1.2 缓冲区字符串........................................................................... - 13 -3.1.3 数据存储文件........................................................................... - 13 -3.1.4 报警........................................................................................... - 14 -3.1.5 华氏转换................................................................................... - 14 -3.1.6 波形回显................................................................................... - 14 -3.2 调试问题与解决方案........................................................................... - 15 -3.2.1 字符串缓冲区........................................................................... - 15 -3.2.2文件存储................................................................................... - 15 -3.2.3 华氏转换................................................................................... - 15 -3.2.4 波形回显................................................................................... - 16 -3.3 调试心得和建议................................................................................... - 16 -第四章总结......................................................................................................... - 17 -参考文献................................................................................................................. - 18 -附录(一)单片机程序代码.................................................... 错误!未定义书签。

如何规划一个新的数据中心(文档)

消防 系统
防 盗 报 警
一 卡 通
闭路 电视 监控
管道、桥架
机房工程(包括弱电接地和防雷)
水风电设备
通信及信息交换中心
多媒体\办公 应用中心
自动化及安全防 范中心
园区网络系统
综合管理系统(CALL CENTER+HELP DESK)
各系统在控制功能上是相互独立的.在数据交换及联动上是相互关联的 同系统在物理建筑上是相互独立的.在系统逻辑上是相互关联的.
基础设施资源管理
物理视图:
逻辑视图:
实时更新:
三维web信息中心视图, 点击方式查询
核心区域的进入由资源管理系统管理 核心区域的灯光管理与门禁管理联动 访客按区域申请并管理 面相识别系统
核心区域的进入由资源管理系统管理 核心区域的灯光管理与门禁管理联动 访客按区域申请并管理
数据中心的建设要点 – KVM系统
(M units)
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Spending
(US$B)
New server spending
Power and cooling
高强度计算能力以及电力消耗所占的投资比例发生了改变
“ “用电和冷却将是所有CIO在未来6至12个月最为关注的3个问题之一” Michael Bell – Gartner Group
走线方式
数据中心的建设要点 – 数据中心功能及布局
根据IT业务及流程确定机房功能分区 根据IT发展确定功能区逻辑关系及设备摆放 熟悉IT设备现状及发展
从业务的需求来决定功能区及功能区的技术需求
运输/接收区 设备调试区(操作) 缓冲区 应急运作区 * 电信/后台区 * 网络运营中心 数据中心演示间 * 公共托管主机区 *专用机房区 *专用客户操作区 * 会议室 客户休息区 (沐浴)

数字帧结构内容

数字帧结构内容
数字通信系统中,数字帧是一个关键的概念。

它是一种结构,用于在通信通道中传输信息,包含了发送端要发送的完整数据,以及在通道中传输过程中的控制、同步等辅助信息。

以下将对数字帧的结构内容进行详细介绍。

1.帧头信息
帧头信息是数字帧的起始部分,它包含了用于识别和同步帧的标志、同步码和地址码等信息。

帧头还提供了用于纠错和控制的数据,以确保数据在传输过程中的可靠性。

2.有效载荷
有效载荷是数字帧的核心部分,它包含了实际要传输的数据。

这些数据可以是语音、文字、图像或音频/视频流等。

有效载荷通常会被封装在一个或多个数据包中,每个数据包都具有特定的格式和结构。

3.校验和
校验和是数字帧的重要组成部分,用于检测数据传输过程中可能出现的错误。

它通过对有效载荷中的数据进行特定的算法计算,得出一个校验值,并将其添加到帧的尾部。

接收端在接收到数据后,使用相同的算法计算校验值,以判断数据是否出现错误。

4.帧尾信息
帧尾信息是数字帧的结尾部分,它包含了用于确认接收和标识帧结束的标志。

此外,帧尾还提供了其他一些用于控制的数据,如流量控制和错误控制等。

5.前导码
前导码是数字帧传输过程中的一个附加信息,它位于帧头和有效载荷之间。

前导码主要用于通知接收端数据帧的开始和结束,以及提供其他一些辅助信息,如通道标识、波特率等。

前导码通常是一组特定的二进制码,用于在物理层面上进行识别和同步。

综上所述,数字帧的结构内容主要包括帧头信息、有效载荷、校验和、帧尾信息和前导码。

这些组成部分协同工作,以确保数据的可靠传输和正确接收。

第3章 数据采集的输入通道采样定理-顾继俊

321逐次比较型ad转换器refrefref151515151311c11d1d1d1dc11d1dlsbc1c1c1c1电压比较器寄存器代码转换器o7o1o2o6o5o3并行比较型ad转换器3位输入模拟电压寄存器状态数字量输出代码转换器输入代码转换器输出11111313并行比较型ad转换器真值表22contents31采样定理32ad模数转换电路33da数模转换电路33da数模转换电路必须要将计算机输出的数字量转换成模拟的电流或电压这个任务主要由数模转换器来完成数模转换芯片一般内部设有输入锁存器能将计算机输入给它的数字量锁存下来需要有一级功率放大电路将da输出的电流或电压放大到足以驱动执行机构324da数模转换电路001010011100101110111da转换器输入输出0002da转换器对于有权码先将每位代码按其权的大小转换成相应的模拟量然后将这些模拟量相加即可得到与数字量成正比的总模拟量从而实现了数字模拟转换
2) 量化与编码 输入的模拟信号经取样—保持后, 得到的是阶梯 形模拟信号。必须将阶梯模拟信号的幅度分成n级, 7 6 然后将阶梯电平分别归并到最邻近的基准电平上 5 量化中的基准电平称为量化电平,采样保持后未 量化的电平U0值与量化电平Uq值之差称为量化误 差: = U0- Uq。 量化的方法:只舍不入法和有舍有入法(或称四 舍五入法)。 编码:用二进制数码来表示各个量化电平的过程 称为编码。图中表示了两种不同的量化编码方法。
(LSB) D0 D1 D2 (MSB) D3 Rf

A
+
vo
S0 2R 2R I 16 R I 16 I 8 2R
S1 I 8 R I 4 2R
S2 I 4 R I 2 2R
S3 I 2 +V REF I

网络跨网数据交换技术要求

网络跨网数据交换技术要求1数据库数据交换1.1单向数据传输采用单向光闸或网闸作为唯一连接通道,通过协议转换,以信息摆渡的方式实现单向数据交换,同时必须确保数据无反向传输。

1.2双向数据传输采用网闸作为唯一连接通道,通过协议转换,以信息摆渡的方式实现双向数据交换。

2文件数据交换2.1单向数据传输采用单向光闸或网闸作为唯一连接通道,通过协议转换,以信息摆渡的方式实现单向数据交换,同时必须确保数据无反向传输。

2.2双向数据传输采用网闸作为唯一连接通道,通过协议转换,以信息摆渡的方式实现双向数据交换。

3设备认证要求3.1应确保非法设备无法通过数据安全交换系统实现数据交换,交换对象应采用IP地址绑定、设备数字证书或SNMP等方式进行设备认证。

3.2若采用设备数字证书认证方式,应支持政务外网数字证书。

4访问控制要求4.1支持通过用户名口令、数字证书方式对系统管理员和操作员进行身份认证,认证支持政务外网数字证书,应通过政务外网现有认证体系进行认证,也可离线认证。

4.2支持对系统管理员、系统安全员、系统审计员进行不同角色的授权管理。

5安全管理与审计要求6支持实时监控跨网数据安全交换系统业务状态、通道运行状态。

7支持通过图、表等方式展现跨网数据安全交换系统业务相关统计信息,并应按不同时间粒度和区间汇总。

8支持对跨网数据安全交换系统的行为、安全事件和交换内容等进行审计。

9支持对系统管理员、系统安全员、系统审计员管理行为进行审计。

10支持安全事件报警功能。

11支持配置文件、审计日志的备份功能,并提供备份数据的导入、导出、查询功能。

12支持接收符合标准SYSLOG或SNMP接口规范的审计日志。

13支持对审计数据保存大小上限进行动态设置。

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第七章 数字系统 DIGITAL SYSTEM

用时序电路状态表的设计方法设计大型复杂的数字系统(有时甚至是简单的数字逻辑问题)是十分困难的,甚至是不可能的。原因是状态数大的惊人。 例:设计一个统计串行输入中1 的个数电路。

输入X0――Xn。无论用按收到序列或已包含1的个数(n+1状态)规定状态,状态表都将十分庞大。 解决办法:利用模块化和层次化设计。

N:统计个数。Z:1个数。CR:清0。C1、C2:计数。X:输入。CP:系统时钟。 数字系统的任务是完成复杂的数字数据处理,采

含1统计电路 Z X 输入序列

统计结果

计数器A 计数器B 控制器

Z

开始 X

结束 CP C1

CR C2

N=15 用模块化、层次化方法,即将系统分隔为完成特定功能的子系统,再通过数据和控制信号将各子系统互联以完成预定对的数据处理是构建大型数字系统的基本思想。 在大部分数字系统中,将系统分为两部分: 1.数据通道:执行数据处理操作。 2.控制单元:决定操作时序。 在数字系统中,数据通道和控制单元是层次化设计的顶层。 数据通道与控制单元关系:

控制信号:二进制,激活各种对应数据处理操作。 为激活一操作序列,控制单元向数据通道发出序列控制信号,并依次接收对应产生状态信号。状态信号描述数据通道数据处理状态情况,控制单元根据状态信号决定所需执行的操作及次序。 数据通道和控制单元还和系统的其它部分交互,

状态信号 控制 单元 数据

通道

控制信号

数据输入 控制输出 数据输出÷出 控制输入 如:数据输入、输出,控制输入、输出。 7-1数据通道和寄存器传输

数据通道完成数据处理任务。被处理数据寄存于寄存器中。处理逻辑(组合电路,例完成加、减、与、或等)将寄存于寄存器中的数据加工,结果再存于寄存器中。因此,数据通道主要由处理逻辑和寄存器堆构成。 根据数据处理的不同要求,可构建各种功能的数据通道。 当构建好完成特定功能的数据通道后,所谓执行数据处理动作即是将数据在寄存器之间或寄存器与存储器之间传输移动,所以,对于数据通道而言,寄存器传输即对应数据处理。 用寄存器传输符号描述基本的数据处理动作,称之为微操作。 实现数据在寄存器之间移动的硬件基础是多路选择器和共享传输总线。 本节以计算机的数据通道为例说明数据处理逻辑设计,其基本原理适用于所有数字系统数据通道设计。 控制字是数据通道与控制单元之间的纽带。以计算机数据通道为媒介,介绍利用控制字的概念对控制单元进行设计。 计算机数据通道设计的讨论是计算机设计的基础之一。

7-1-1数据通道和操作

数据通道构成模块:寄存器、计数器、解码器、多工器、总线、运算器、触发器、基本门。 所谓数据通道概念的内涵,就是构成数据通道的基本成分寄存器,以及对储存在寄存器中的二进数据之操作。对寄存器中数据的操作有数据在寄存器之间的移动、计数、清0、加载等。由于数据在寄存器间的移动的同时便完成了数据处理操作,这种对应数据通道数据处理的操作被称为寄存器传输操作。 数字系统实现寄存器传输操作必须包含三要素: 1. 系统存在一套寄存器。 2. 对存于寄存器中数据所要执行的操作。 3. 对系统操作序列的监控。 对寄存器可执行多种基本操作:加载、计数、加、减、移动。 对寄存器数据所执行的基本操作被称为微操作。 微操作例:将一寄存器的内容加载进另一寄存器;将两寄存器的内容相加;将一寄存器的内容加1…。计数器可执行加载与加1微操作,双向移位寄存器可执行左右移微操作。 通常,微操作在一个时钟周期中完成。 微操作的结果可能代替寄存器中的原数据,也可传输到其它寄存器,而原寄存器中数据保持不变。 控制单元对数据通道提供控制信号实现微操作。 当前所执行操作的结果能够对控制单元以后发出的控制信号产生影响,从而对数据通道的微操作及其序列进行控制。 用寄存器传输语言(RTL)对寄存器传输描述,描述操作对象及操作内容。类似HDL。

7-1-2寄存器传输操作

寄存器命名:(根据其功能) AR:地址寄存器。 PC:程序计数器。 IR:指令寄存器。 R2:2号寄存器。 寄存器传输符号表示: R2 R1 R2:目的寄存器。 R1:源寄存器。 条件寄存器传输及硬件实现: K1:R2 R1 寄存器与存储器传输: DR M【AR】 寄存器传输操作与硬件结构相对应,在一个时钟周期中完成。

7-1-3微操作

对寄存器或存储器中数据的基本操作分4类: 1. 传输操作:将数据由一个寄存器传输到另一寄存器。 2. 算术操作:将寄存器中数据执行算术运算。 3. 逻辑操作:将寄存器中数据执行逻辑运算。 4. 移动操作:将寄存器中数据进行移动 。 传输微操作不改变数据,其它微操作可能产生新数据。 在数字系统中,利用基本微操作构建操作序列以完成复杂操作。

CLOCK R1 R1

K1 LOAD 各种微操作的符号表示及对应硬件逻辑。 算术微操作:

每种微操作都与执行操作的寄存器及数据处理数字逻辑硬件相对应。 例: X·K:R1← R1+R2 X·K:R1← R1+R2+1

C:进位。V:溢出。 X选择操作(加、减),K加载结果进R1。

符号表示 描述 R0 R1+R2 R2 R2 R2 R1+1 R0 R1+R2+1 R1 R1+1 R1 R1-1 R1、R2的内容相加传送至R0 R2的内容1’补返回R2 R2的内容2’补返回R2 R1-R2,结果送R0 计数加 计数减

Cn-1

Cn

n

n n X K1 加减器 R2 R1 S

C V  关于溢出:(p143) 对于无符号数加减,检测最高位进、借位C,C=1,结果溢出。

对于有符号数加减,检测V=1nnCC,C =1,结果溢出,结果包含n+1位,实际结果是右边n位,第n+1位是符号位。

例: 进位 0 1 进位:1 0 +70 0 1000110 -70 1 0111010 +80 0 1010000 -80 1 0110000 +150 1 0010110 -150 0 1101010

逻辑微操作:

移动微操作: 7-1-4基于多路选择器的传输 K1:R0 R1 ,/K1· K2:R0 R2

符号表示 描述 R0 R1 R0 R1∧R2 R0 R1∨R2 R0 R1+R2 逻辑反(1‘补) 逻辑与 逻辑或 逻辑异或

类型 符号表示 源 R2(移前) 目的 R1(移后) 左移 右移 R1 slR2 R1 srR2 10011110 11100101 00111100 01110010

S R1 R2

R0

Load

Mux

K1 K2 7-1-5基于总线的传输 单总线传输:

三态总线传输: 存储器传输: Read:DR M【A2】 Write:M【AR】 DR

寄存器传输 选择 S1 S0 加载 L2 L1 L0 R0 R2 R0 R1,R2 R1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1

L1

R1 L n R2 L n R0

L

n

多路选择器 0 1 2 n n

n

Clock S1

S0

L2

L0

n L R1 En n L R2 En n

L R0 En n

E0

L1

L0

数据总线

E1

E2

L2 7-1-6数据通道 在计算机系统中,不采用对微操作单独设置对应寄存器和处理逻辑的方式,而采用寄存器堆共享操作单元ALU的构建方式,可实现多种微操作。 寄存器传输操作在一个时钟周期内完成,源寄存器的内容被ALU处理,结果转送至目的寄存器。 将这种形式的数据通道和控制单元二部分结合,便构成计算机处理器CPU。 数据通道中的寄存器堆和多功能处理器通过总线互联,完成各种微操作。

7-1-7算术逻辑单元ALU

执行一套基本的算术、逻辑微操作的组合电路。

FS:操作码。 A、 B:数据输入。 F:数据输出。

FS 操作 00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 01010 01100 01110 10000 10100 11000 F=A F=A+1 F=A+B F=A+B+1 F=A+B F=A+B+1 F=A-1 F=A F=A∧B F=A∨B F=A+B F=A F=B F=srB F=slB

A B Function Unit

F

FS V C N Z

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