
- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Арифметико-логическое устройство (алу).
- •Определение форматов данных и способа их представления в процессоре. Числа с фиксированной запятой.
- •Двоично десятичные числа.
- •Разработка микропрограмм выполнения операций и структурной схемы операционной части алу.
- •Список используемых микроопераций
- •Построение функциональной схемы второго разряда алу.
- •Процессор.
- •Определение списка команд.
- •Список команд процессора и их коды.
- •Определение структуры и формата команд.
- •(ЗгР, ЗпР, бпв, уц), длина команды – 1 слово (2 байта)
- •(Упо, бп), длина команды – 1 слово (2 байта)
- •(П), длина команды – 2 слова (4 байта)
- •Разработка структурной схемы процессора и микропрограмм выполнения команд. Список микроопераций, используемых при управлении работой процессора.
- •Список логических условий, используемых в процессоре.
- •Описание основных блоков процессора:
- •Оценка времени выполнения команд.
- •Графическая часть проекта.
Список используемых микроопераций
Построение функциональной схемы второго разряда алу.
Для построения функциональной схемы выберем 2-й разряд АЛУ. Перечислим микрооперации, использующие 2-й разряд. Функциональная схема приведена разделе 4.5.
Процессор.
Процессором называется устройство, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом. Процессор дешифрует и выполняет команды программы, организует обращения к оперативной памяти, в нужных случаях инициирует работу периферийных устройств, воспринимает и обрабатывает запросы, поступающие из устройств машины и из внешней среды («запросы прерывания»).
Определение списка команд.
Список команд процессора определяется заданием.
С функциональной точки зрения команды разделяются на три большие группы: передачи, управления и обработки данных.
Команды передачи данныхобеспечивают простую пересылку информации без выполнения каких-либо операций обработки.
П (пересылка слова): обеспечивает передачу одного слова между группами соседних ячеек основной памяти процессора.
ПГ (пересылка группы слов): обеспечивает передачу заданного количества слов между группами соседних ячеек основной памяти процессора.
ЗгР (загрузка РОН): обеспечивает передачу слова информации из ячейки памяти в регистр;
ЗпР (запись содержимого РОН в ОП): содержимое регистра засылается в ячейку памяти;
Команды обработки данных делятся на арифметические и логические. В задании представлены следующие команды:
С (сложение);
В (вычитание);
М (умножение);
Д (деление);
СЕ (десятичное сложение);
ВЕ (десятичное вычитание);
И (логическое умножение);
Л (логическое сложение);
ИЛ (сумма по модулю два);
СА (сдвиг арифметический);
СЛ (сдвиг логический).
Команды управления, часто называемые командами перехода, позволяют выполнить различные действия в соответствии со значением внешних сигналов или выработанных внутри системы условий.
БП (безусловный переход): команда, по которой в программный счетчик записывается содержимое адресного поля команды БП, т.е. обеспечивается переход в программе по адресу, указанному в команде;
БПВ (безусловный переход с возвратом): (переход к подпрограмме). По этой команде сначала адрес возврата, т.е. содержимое счетчика команд запоминается в регистре, указанном в команде, затем в счетчик команд заносится содержимое адресного поля команды БПВ, т.е. адрес начала подпрограммы. В конце подпрограммы размещается команда БП, указывающая путем косвенной регистровой адресации номер регистра, в котором хранится адрес возврата;
УПО (условный переход по отрицательному РПД): при выполнении условия в программный счетчик записывается содержимое адресного поля команды, т.е. обеспечивается переход в программе по адресу, указанному в команде, при невыполнении условия управление передается следующей команде программы;
УЦ (управление циклом): (условный переход по счетчику). Эта команда уменьшает на единицу содержимое счетчика циклов, в который предварительно загружается число повторений цикла, и если оно после этого не равно 0, то управление передается по указанному в команде адресу, в противном случае управление переходит к следующей по порядку команде (выход из цикла).
В задании указаны 19 команд. Число бит, отводимых под код операции должно позволять представить все выполняемые данным устройством машинные операции. Количество разрядов кода операции равно logM, где М - число выполняемых операций. Для кодировки 19 операций достаточно поля размером 5 бит.
Ниже приведен список команд процессора и их коды. Первый бит кода команды указывает на тип команды. Коды операций команд управления и передачи начинаются с единицы, а операционных команд - с нуля. Кроме того, коды присвоены таким образом, чтобы близкие по смыслу команды имели какую-либо общую последовательность бит, что облегчило бы их идентификацию. Арифметические команды имеют формат 00***, а логические 01***.