4.2. Эскизное проектирование

На этапе эскизного проектирования осуществляется разработка функциональной схемы устройства. Для процессора с командным принципом управления должны быть выбраны и обоснованы форматы представления команд и данных, предложены состав и структура процессора, определены программно доступные и недоступные регистры, их разрядность и способ обращения к ним.

Формат представления данных определяется типом данных, диапазоном их изменения и погрешностью их представления (в случае числовых данных). Формат команды зависит от общего числа операций (длина поля кода операции), способов адресации, емкости ОЗУ (или емкости прямо адресуемой части ОЗУ), числа регистров общего назначения (два этих последних поля определяют длину адресной части) и числа адресов.

При разработке функциональной схемы должен быть выбран один из известных принципов сохранения результата: разрушающий или неразрушающий. При разрушающем принципе результат записывается по адресу, где хранился один из операндов, т.е. операнд не сохраняется. При неразрушающем принципе результат записывается по адресу свободной ячейки или регистра, указанному в команде.

Важно согласовать форматы команд и данных, так как они хранятся в единой памяти машины. В РПЗ нужно привести рисунки форматов команд и данных с указанием назначения и разрядности полей. Все команды желательно привести в РПЗ в таблице со следующими колонками: мнемоническое обозначение операции, код операции (обычно шестнадцатеричный), название команды, число адресов, способ адресации, вырабатываемые при ее выполнении флаги, пояснения к выполнению.

4.3. Техническое проектирование

На этапе технического проектирования должны быть разработаны алгоритмы реализации заданных операций. Здесь нужно решить, какой будет реализация всех подлежащих реализации операций: аппаратной или микропрограммной. В общем случае алгоритм реализации команды включает в себя этапы выборки, дешифрации, вычисления исполнительных адресов операндов, реализации операции (в арифметико-логическом устройстве – АЛУ), вычисления исполнительного адреса результата, записи результата, а также установку признаков результата в регистр флагов.

Для синтеза операционного блока можно воспользоваться методикой, описанной в [3, с.208], а синтез блока местного управления описан в той же работе [с.286]. При разработке операционного и управляющего блоков могут применяться и другие методы синтеза, теории автоматов, а также моделирования при анализе сложных устройств. На этом этапе должны быть выбраны форматы микрокоманд, способы перехода к следующей микрооперации, способы формирования управляющих сигналов и т.п. Если вы используете систему команд с аппаратной реализацией операций, то необходимо привести функциональную схему блоков для выработки управляющих сигналов.

Этот этап завершается разработкой функциональной схемы устройства, которая должна быть изображена на чертеже. Кроме того, на чертежах или в РПЗ должны быть представлены алгоритмы выполнения отдельных команд.

При выполнении функциональной схемы устройства нужно пользоваться стандартными условными обозначениями (УГО) двоичных логических элементов и операторов на схемах алгоритмов. Правила и примеры использования УГО приведены в [4, 5].

4.4. Рабочее проектирование

В курсовой работе этап рабочего проектирования выполняется не полностью из-за недостатка времени. Здесь необходимо привести временные диаграммы разработанной схемы устройства. Все остальные задачи рабочего проектирования, а именно: разработка принципиальных электрических схем, выбор системы элементов, проведение поверочных расчетов быстродействия и надежности, разработка конструкции всего устройства и отдельных его узлов – в задачу курсовой работы не входят.

5. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Работа должна быть оформлена в соответствии с требованиями ЕСКД, поскольку она ставит перед собой целью не только закрепление знаний, полученных в курсах «Организация ЭВМ и систем» и «Вычислительные системы», но и получение навыков разработки и оформления технической (схемной) документации.

На всех листах графической части, а также на втором листе пояснительной записки должна быть выполнена основная надпись по форме, приведенной в прил. 3. Расположение, размеры и содержание основной надписи на чертежах должны соответствовать ГОСТ 2.104. Наименование чертежа выполняется согласно ГОСТ 2.102 и ГОСТ 2.701. Должны соблюдаться все остальные стандарты ЕСКД и ЕСПД (Единой системы программной документации).

В процессе выполнения курсовой работы рекомендуется пользоваться САПР и пакетами обработки текстовой и графической информации. Схемы, диаграммы и другие пояснения нужно приводить в виде рисунков с указанием их номеров и подрисуночных подписей. В тексте РПЗ не допускается использование сокращений, кроме разрешенных ГОСТ 2.316, а также общепринятых. Должно строго соблюдаться единообразие терминов, сокращений и обозначений. На все цитированные сведения, взятые из литературных источников, должны быть даны ссылки согласно требованиям ГОСТ в соответствии с номером источника, приведенным в списке использованной литературы. На все источники, приведенные в списке, должны быть ссылки по тексту записки.

Все листы записки должны быть пронумерованы.