Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
Факультет Технической Кибернетики
Кафедра Компьютерных Систем и Программных Технологий
Отчёт о лабораторной работе №2
Дисциплина: Организация ЭВМ и систем
Тема: Секционные микропроцессоры
С микропрограммным управлением серии к1804
Киселёв
Д.А. Кузьмин А.А.
Преподаватель
Санкт-Петербург
2012
1. Цель работы
Практическое ознакомление с основными модулями микропроцессорного комплекта серии К1804, организацией и методикой построения МП-устройств на его основе, приобретение навыков программирования микропроцессоров данного класса.
2. Структурная схема цпэ к1804вс1
ЦПЭ предназначен для арифметико-логической обработки данных и временного хранения операндов и результатов вычислений во внутренней регистровой памяти. Секционная структура ЦПЭ позволяет путем объединения нескольких секций строить операционные блоки процессоров с разрядностью, кратной четырем. Структурная схема секции ЦПЭ содержит четыре основных блока: блок АЛУ, блок внутренней памяти (регистровое ЗУ), блок регистра Q и блок управления.
1. Блок внутренней памяти содержит:
-4-разрядное запоминающее устройство (РЗУ),
-сдвигатель данных (Сд D),
-два 4-разрядных регистра РА и РВ.
2. Блок АЛУ включает:
-двухвходовое АЛУ,
-мультиплексор входных данных (Мвх),
-мультиплексор выходных данных.
3. Блок регистра Q состоит из:
-дополнительного (рабочего) регистра PQ,
-сдвигателя регистра (Сд Q).
4. Блок управления формирует управляющие сигналы для остальных блоков МП.
3. Структурная схема секции управления адресом микрокоманды к1804ву1
Основным назначением секции управления адресом микрокоманды (СУАМ) является формирование адреса следующей микрокоманды. Источником адреса микрокоманд могут быть как внутренние блоки СУАМ, так и внешние формирователи адреса микрокоманд. К внутренним блокам относятся счетчик микрокоманд, обеспечивающий последовательное считывание команд, и стек, в котором запоминаются адреса возврата при работе с подпрограммами. Внешними источниками адреса являются регистр микрокоманд (его адресная часть) и преобразователи начального адреса микропрограмм команд и векторов прерываний. Источник адреса в СУАМ выбирается с помощью четырехвходового мультиплексора. Источником адреса могут быть стек, счетчик микрокоманд, адресная информация, поступающая на входы СУАМ D0-D3 либо регистр адреса.
МикроЭВМ включает в себя 16 4-разрядных регистров общего назначения (РОН0-РОН15), временный 4-разрядный регистр Q, 4-разрядный регистр состояния, включающий в себя флаги переноса, переполнения, знака и нуля. АЛУ может производить 8 различных операций: сложение, вычитание, обратное вычитание, логическое «или», логическое «и», исключающее или, эквивалентность, логическое «и» с инверсией первого операнда. 4 различных варианта сдвига осуществляются вне АЛУ и производятся в момент записи результата в соответствующий регистр.
4. Система команд мп1804
В стенде используется 32-разрядный формат микрокоманды, представленный в таблице ниже.
|
Разряды | |||||||||||||||
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 | ||||||||
|
31-28 |
27-24 |
23 |
22-20 |
19 |
18-16 |
15 |
14-12 |
11-8 |
7-4 |
3-0 | |||||
|
Адрес перехода |
Тип перехода |
MS2 |
Приёмник результата |
MS1 |
Источник операндов |
C0 |
Функция АЛУ |
A |
B |
D | |||||
Функционально микрокоманда разбивается на восемь тетрад, номера которых однозначно связаны с положением переключателя управления мультиплексорами.
Поля микрокоманды:
D – задание входных данных.
B – адрес РОН канала В.
А – адрес РОН канала А.
АЛУ – код операции АЛУ.
С0 – входной перенос АЛУ.
Источник операндов – вид источников операнда (входные данных, РОН каналов А, В, регистр Q, «0»).
Приемник результата – выбор приемника результата (РОН канала В, регистр Q, выходная шина, РОН канал В со сдвигом).
MS2, MS1 – разряды, управляющие видом сдвига: MS2 – 4-разрядный/8-разрядный, MS1 – арифметический/циклический.
Инструкции перехода – определяют способ формирования адреса следующей микрокоманды: переход к следующей команде, условный переход по признаку, безусловный переход, переходы по стеку, вызов подпрограммы, возврат из подпрограммы.
Адрес перехода – определяет адрес перехода.