Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Информатики и вычислительной техники»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине «Организация ЭВМ и систем»

Тема: «Разработка специализированной микроЭВМ с микропрограммным управлением»

Дополнительные немодифицированные коды с плавающей запятой

Выполнили:

студенты гр. ИВТ-347

М.Е. Мандронов

А.Ю. Гарбарев

________________________________

подпись, дата

Проверил:

к.т.н., доцент Нестерук В.Ф.

________________________________

подпись, дата

Омск 2010

Содержание

1. Задание на курсовое проектирование…………………………………...…2

2. Структура внешнего интерфейса…………………………………………..4

3. Алгоритмы функционирования микроЭВМ....……………………………5

4. Структурная схема микроЭВМ…………………………………………...11

5. Формат микрокоманд……………………………………………………...12

6. Разработка микропрограммы………………………………………...……14

7. Функциональные схема микроЭВМ……………………………………...15

8. Список используемой литературы………………………………………..16

9. ПРИЛОЖЕНИЕ А.1 Структурная схема микроЭВМ……………………17

10. ПРИЛОЖЕНИЕ А.2 Функциональная схема БМП………………….......18

11. ПРИЛОЖЕНИЕ А.3 Функциональная схема БМУ……………………...19

12. ПРИЛОЖЕНИЕ А.4 Функциональная схема БМПП….…………….......20

13. ПРИЛОЖЕНИЕ А.5 Расширители операционной части………………..21

14. ПРИЛОЖЕНИЕ А.6 Функциональная схема блока синхронизации….. 22

15. ПРИЛОЖЕНИЕ А.7 Временная диаграмма работы микроЭВМ……….23

16. ПРИЛОЖЕНИЕ А.8 Диграмма синхроимпульсов...…………………….24

17. ПРИЛОЖЕНИЕ Б Код микропрограммы …………………………….....25

Структура внешнего интерфейса

ШД: 0-15, КОП: 0-2 – совмещенная шестнадцатиразрядная шина данных и кода операции, причем, КОП: 0-2 передается по трем младшим битам этой шины.

ГТВ - сигнал «готовности». Выдается микроЭВМ с целью инициализации цикла обмена с внешней системой.

ПР – сигнал «передача результата», выставляется микроЭВМ как оповестительный сигнал о передаче данных для внешней системы.

ППД - сигнал «подтверждение получения данных», выставляется микроЭВМ как сигнал об удачном приеме данных для внешней системы.

ПД – сигнал «передача данных», оповестительный сигнал от внешней системы о передаче данных в микроЭВМ;

ППД - сигнал «подтверждение получения результата», сигнал об удачном приеме данных внешней системой в микроЭВМ.

Алгоритмы функционирования микроЭвм

Структурная схема микроЭвм

В состав микроЭВМ входят средства операционной части, управляющей части и системные устройства.

Структурная схема микроЭВМ приведена на рисунке 8 и в приложении А.1.

Рисунок 8 – Структурная схема микроЭВМ

В работе использованы следующие функциональные блоки. К операционной части относятся: блок микропроцессоров (БМП) со схемой ускоренного переноса (СУП), которая введена для повышения быстродействия.

БМП предназначен для арифметико-логической обработки и временного хранения информации, представленной в двоичном коде. В БМП может входить одна или несколько секций в зависимости от разрядности микроЭВМ.

СУП обрабатывает межсекционные переносы (СП), общий входной перенос (ВхП) и формирует выходной перенос БМП (ВыхП)

БМП имеет разделенную двойную шину данных входную (Двх) и выходную (Двых). Микропрограммное управление осуществляется по шине микроинструкций (МИ). БМП имеет выход частичного переноса (ЧП), на основе которого вырабатывается ВыхП (СУП).

К системным устройствам относятся средства внешнего интерфейса на базе блока магистрального приемо-передатчика (БМПП) и блок синхронизации (БС).

БМПП предназначен для приема, хранения и передачи байтов информации между тремя двунаправленными магистралями, реализует паритетный контроль данных, проходящих с системной магистрали, а также осуществляет электрический контроль линий связи.

БС формирует три синхроимпульса (СИ1, СИ2, СИ3) по которым осуществляется стробирование выполнения микроинструкций.

К управляющей части относятся блок микропрограммного управления (БМУ), управляющая память (УП), мультиплексор логических условий (МЛУ).

БМУ формирует последовательность адресов для УП.

УП производит хранение микропрограмм и передачу микрокоманд.

МЛУ производит коммутацию логических условий.

БМУ на выходной шине адреса микрокоманды (АМК) формирует код адреса текущей микрокоманды, который поступает на одноименный вход УП. На выходную шину МК УП считывается соответствующая микрокоманда.

ПЗУК используется для хранения констант и их использования во время проведения вычислений.

БР используется для записи числа и выдачи по микроинструкции чтения числа сдвинутого на 3 разряда вправо, для обеспечения метода ускоренного умножения с анализом трех разрядов.

В таблице 1 представлен формат микрокоманд разработанной микроЭВМ.

Таблица 1 - Полный формат Микрокоманд

45	44	43	42	41	40 35	34 27	26 13	12 10	9	8 0
РВ	ГТВ	ППД	ПР	ВхП(П)	ПЗУК	МИ БМПП	МИ БМУ	МИ МЛУ	СДВ	МИ БМП

Таблица 2 - Расшифровка линий магистрали управления

Номер	Назначение
1-9	МИ БМП
10	Вход ПАЛУ
11	Выход ПАЛУ
12	Выход сдвига
13-26	МИ БМУ
27-29	МИ МЛУ
30	ПД
31	ППР
32	ПР
33-38	МИ ПЗУК
39	МИ БР
40-47	МИ БМПП
48	ГТВ
49	ППД
50	РВ

В таблицах 3 – 7 приведенных микроинструкции для мультиплексора условий, сдвигателя, ПЗУ констант, БМУ, БМПП.

Таблица 3 - Мнемоника МИ МЛУ

Код	Мнемоника	M0	M1	Примечание
000	АПД	0	не ПД	Передача данных для анализа счета
001	АППР	0	не ППР	Подключение ПР
010	БСЧ	0	0	Безусловный счет
011	БП	1	1	Безусловный переход
100	АВП	не ВП	не ВП	Анализ выхода переноса
101	АСД1	не СД1	не СД1	Арифметический сдвиг
110	БСЧ	0	0
111	БСЧ	0	0

Таблица 4 - Мнемоника МИ ПЗУК

Мнемоника	Код МИ		Примечание	Значение константы
	A4 - 0	!CS
НОП	xxxxx	1	Хранение, отсутствие операции	ххх
ЧТК0	00000	0	Константа 0	0…0
ЧТК1	00001	0	Константа 1	1…0
ЧТК2	00010	0	Константа для счетчика умножения	0…1000
ЧТК3	00011	0	Константа для счетчика деления	0…1111
ЧТК4	00100	0	Константа 4	0…01
ЧТК5	00101	0	Константа 5	10…01

Таблица 5 - Мнемоника МИ СД

Код	Мнемоника	Примечание
0	ЧТ	Чтение из бр
1	ЗАП	Запись в бр

Таблица 6 - Мнемоника МИ для БМПП

Мнемокод команды	Комментарии
М3:=(М2)	Передача информации из магистрали М2 в магистраль М3
М1:=(М3)	Передача информации из магистрали М3 в магистраль М1
НОП	Нет операции

Таблица 7 - Мнемоника МИ для БМУ

Мнемокод команды	Комментарии
счет	Естественная адресация
ПА:=(ххх)	Принудительная адресация по адресу ххх
РКМ:=ШД(0-3), АТМ	Принудительная адресация по трем младшим битам

Коды операций:

000 – сложение

001 – вычитание

010 – умножение

011 – деление

100 – конъюнкция

101 – дизъюнкция

110 – отрицание

111 – сложение по модулю 2