лабы / Kurs
.doc
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Омский государственный технический университет
Кафедра ИВТ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине
«Организация ЭВМ и систем»
Выполнил
студент гр. В-313
Решетников И.А.
_______________
Проверил
доцент, к.т.н.
Нестерук В.Ф.
_______________
Омск 2005
ЗАДАНИЕ
Тема задания:
«Разработка специализированной микроЭВМ с микропрограммным управлением»
Исходные данные:
код двоичных чисел – обратный немодифицированный;
форма представления двоичных чисел – с фиксированной запятой, дробные;
способ реализации алгоритма – таблично-алгоритмический(умножение
через логарифмы);
временные параметры реализации алгоритма – ускоренная реализация;
форматы обрабатываемых слов – фиксированный формат (16 разрядов);
внешний интерфейс – специализированный асинхронный;
выполняемая часть проекта – весь проект.
Разделы отчета:
-разработка алгоритма функционирования микроЭВМ;
-разработка структурной схемы микроЭВМ;
-разработка формата микрокоманды и составление текста микропрограммы в
символьном описании;
-разработка функциональной схемы операционной части;
-разработка функциональной схемы управляющей части;
-разработка функциональной схемы интерфейсной части;
-разработка функциональной схемы блока синхронизации;
-разработка временных диаграмм работы микроЭВМ.
Доцент Нестерук В.Ф. _____________
Студент Решетников И.А. _____________
Дата выдачи задания: 15 сентября 2005г.
Содержание
Структура внешнего интерфейса 4
Алгоритм функционирования микроЭВМ 5
Об алгоритме умножения 9
Структурная схема микроЭВМ 10
Символьное описание микроинструкций 11
Примечания к микропрограмме 12
Микропрограмма 13
Примечания к функциональным схемам 18
Функциональная схема операционной части 19
Функциональная схема устройств наращивания операционной части 20
Функциональная схема управляющей части 21
Функциональная схема интерфейсной части 22
Функциональная схема блока синхронизации 23
График временной диаграммы синхронизации 24
Графики временных диаграмм работы микроЭВМ 25
Литература 27
Об алгоритме умножения
Алгоритм умножения чисел через их логарифмы имеет следующую математическую интерпретацию:
если А и В – сомножители, а С - их произведение,
т.е. С=А*В, то ln(A)+ln(D)=ln(B);
Поскольку С=exp(ln(С)), имеем следующее:
С=exp(ln(A)+ln(B)).
Так как двоичные числа в разрабатываемой микроЭВМ имеют дробное представление (|X|<1), а график функции y=ln(x) имеет вид
то вычисление описанным методом возможно только тогда, когда выполняется условие (|ln(A)|<1), которое в свою очередь равносильно неравенству (0,3678<|X|<1).
По этой причине перед выполнением операции умножения над введенными операндами следует проверить их на выполнение последнего условия.
Символьное описание микроинструкций
|
Микроинструкции ТП |
||
|
Мнемокод МИ
|
!CS
|
Примечание
|
|
ЧТ |
0 |
Чтение из памяти |
|
НОП |
1 |
Хранение, отсутствие операций |
|
Микроинструкции БР |
||
|
Мнемокод МИ
|
Двоичный код МИ
|
Примечание
|
|
ЗП |
0 |
Запись в БР |
|
НОП |
1 |
Хранение, отсутствие операций |
-
Микроинструкции ПЗУК
Мнемокод МИ
Двоичный код МИ
Примечание
А1-0
!CS
ЧТ0
00
0
Чтение константы 00..00
ЧТ1
01
0
Чтение константы 00..01
ЧТ2
10
0
Чтение константы 10..00
ЧТ3
11
0
Чтение константы 01010001 (0,6321)
НОП
хх
1
Хранение, отсутствие операций
-
Микроинструкции МЛУ
Мнемокод МИ
Двоичный код МИ
Примечание
АП
00
Коммутация ВП
КИСД
01
Коммутация инверсии СД
К1
10
Коммутация 1
К0
11
Коммутация 0
Примечание
Единичное значение битовых битовых сигналов кодируется символьными обозначениями Гт, ППд, РВ и символом П для сигнала ВхП, а нулевое значение этих сигналов - инверсиями символьных обозначений !ГТ, !ППД, !РВ, !П, либо символом «-». Символом «-» также кодируются микроинструкции НОП.
Примечания к микропрограмме
1) Описание использования слова сообщения (СС) как информации о правильности выполненной операции:
|
Мнемокод СС |
Значение |
Описание |
|
КУВ |
00..00 |
Код успешного выполнения операции |
|
КОШ |
11..11 |
Код ошибки при выполнении операции |
3) Использование регистров общего назначения процессорной части микроЭВМ при выполнении различных операций:
Сложение, вычитание:
РОН0 - хранение операнда А;
РОН1 - хранение операнда В;
РОН2 - хранение результата.
Умножение:
РОН0 - хранение операнда А;
РОН1 - хранение операнда В;
РОН2 - хранение результата;
РОН3 - хранение ln(A);
РОН4 - хранение ln(B);
РОН5 - хранение ln(C);
РОН7 - хранение знака результата.
Деление:
РОН0 - хранение операнда А;
РОН1 - хранение операнда В;
РОН2 - хранение результата;
РОН3 - хранение В1;
РОН6 - счетчик выполненных циклов
РОН7 - хранение знака результата.
Логические операции:
РОН0 - хранение операнда А;
РОН1 - хранение операнда В;
РОН2 - хранение результата.
Примечания к функциональным схемам
1) Нумерация шин магистрали управления
-
Сигнал ВхП БПП
1
МИ БМП
2-10
МИ БМУ
11-24
МИ МЛУ
25-26
МИ ПЗУК
27-29
МИ ТП2
30
МИ БР2
31
МИ ТП1
32
МИ БР1
33
МИ БМПП
34-41
Сигнал РВ
42
Синал ППД
43
Сигнал ГТ
44
Выход переноса ВП БМП
45
Сигнал СД
46
2) Используемые элементы:
-
DD1-4
К584ВМ1
ЦПЭ
DD13
К584ВУ1
БМУ
DD20-22
К584ВВ1
МПП
DD5
К155ИП4
СУП
Библиографический список
1) Нестерук В.Ф. Организация ЭВМ и систем: Учеб. пособие. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. - 52 с.
2) Нестерук В.Ф. Организация ЭВМ и систем:Краткий конспект лекций для дистанционной формы обучения. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. - 60 с.
3) Потапов В.И., Шафеева О.П., Червенчук И.В. Основы компьютерной арифметики и логики: Учеб. пособие. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. - 172 с.
4) Хвощ С.Т и др. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник /С.Т. Хвощ, Н.Н. Варлинский, Е.А. Попов; Под общ. ред. С.Т. Хвоща.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987.-640 с.
5) Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник /Б.Б. Абрайтис, Н.Н. Аверьянов, А.И. Белоус и др.; Под ред. В.А.Шахнова. - М.: Радио и связь, 1988. - Т1. 368 с.