2.Основные требования к контрольно-курсовой работе

2.1.Тематика контрольно-курсовой работы

В контрольно-курсовой работе разрабатывается вычислительная система, предназначенная для реализации заданного алгоритма обработки входных цифровых данных структурно состоящая из устройств:

-персональной ЭВМ (ПЭВМ) типа IBM PC/AT-386 и выше;

-устройства ввода (УВ), связанного с ПЭВМ через стандартный интерфейс.

Структура системы представлена на рис. 1.

Рис.1. Структура разрабатываемой вычислительной системы.

Устройство ввода состоит из блока цифровой программной обработки и интерфейсного блока, работающих одновременно и обеспечивающих обработку и ввод информации в ПЭВМ.

Разрабатываемая система должна функционировать в режиме реального времени, т.е. запаздывание потока результатов от потока входной информации должно быть ограничено. В задании предполагается, что ПЭВМ строится с использованием IBM-совместимой архитектуры и использует стандартное программное обеспечение, поэтому предметом разработки в контрольно-курсовой работе являются только структура УВ и его программное обеспечение.

ПЭВМ программно реализует ряд функций приема, обработки и накопления информации. Блок цифровой обработки должен обеспечивать вычисление функции входных значений в соответствии с вариантом задания; выходной формат УВ также определяется в соответствии с вариантом.

Структура проектируемого устройства ввода относится к классу ОКОД. УВ функционально представляет собой предпроцессорное устройство, работающее с ПЭВМ параллельно и обеспечивающее ускорение процесса обработки данных.

Взаимодействие ПЭВМ и УВ может быть организовано по типу обслуживания по программе, в которой обмен данными осуществляется по инициативе ПЭВМ и под ее управлением. ЦП ПЭВМ выполняет программный опрос состояния готовности УВ, путем считывания состояния УВ через интерфейс. В процессе выполнения программы ЦП ПЭВМ анализирует готовность УВ и при наличии готовности принимает данные, в противном случае повторно анализирует готовность УВ.

Другим вариантом взаимодействия ПЭВМ и УВ является синхронизация по времени (от таймера): рассчитав время выполнения одного цикла УВ, можно через заданный интервал инициировать выполнение программы обмена данными. Как в первом, так и во втором случаях, сигналом синхронизации может быть запрос прерывания.

УВ имеет собственную резидентную память программ и память данных, в качестве которой может использоваться регистровая память. Обобщенная структура УВ приведена на рис. 2

Рис. 2. Структура УВ: ПЗУ - постоянное запоминающее устройство (память программ), СМ - системная магистраль УВ, ОЗУ - оперативное запоминающее устройство (память данных).

Конкретная конфигурация УВ определяется вариантом задания: в частности, кроме системной магистрали устройство может содержать дополнительную шину ввода-вывода, процессор может иметь сложную составную структуру, в которую входит арифметический сопроцессор (АСП).

Задачами проектирования в процессе выполнения курсовой работы являются:

разработка структурной или функциональной электрической схемы УВ;

разработка программного обеспечения УВ;

оценивание параметров всей системы в целом на основе исходных данных и полученных параметров разработанного УВ.

Критерием качества проектирования УВ может являться отношение:

где t₃ - заданное значение допустимого запаздывания выходного потока данных относительно входного, t_cp - время вычисления заданной функции (один из основных параметров УВ), N_мc - число микросхем в схеме УВ, m - разрядность системной магистрали УВ.

Для разработанного УВ требуется определить характеристики построенной системы (допустимый диапазон частот f_вх обновления входных данных, погрешность преобразования E_А, значение фактического запаздывания выходного потока данных относительно входного t_A).