Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-петербургский государственный электротехнический университет "лэти" имени в.И. Ульянова (ленина)

197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 5.

Факультет Компьютерных Технологий и Информатики

Кафедра Вычислительной Техники

Оценка «____»

___________ А.Ф. Казак

“__” ___________2007 г.

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине "Архитектура ЭВМ"

Тема: "Разработка однокристального RISC-процессора"

Студент гр. 3371

Санкт Петербург

2007

Содержание

1. Техническое задание 4

1.1.Предмет проектирования 4

1.2.Общие требования к разрабатываемому процессору 4

1.3.Исходные данные 4

2.Структура системы 5

3.Архитектура внешних выводов 6

4.Выбор форматов данных 7

5.Определение модели памяти и структуры регистровой памяти 8

5.1. Модель памяти 8

5.2. Виртуальная память 8

Страничное преобразование 8

Свопинг 9

5.3. Структура регистровой памяти 10

6.Форматы команд 11

6.1. Способы адресации 11

6.2. Форматы команд 11

7.Система команд 12

7.1. Обращение пересылки 12

7.2. Арифметические операции с ФТ 12

7.3. Логические оперции с ФТ 12

7.4. Команды переходов и прерываний 12

7.5. Операции управления 13

7.6. Арифметические операции с ПТ 13

8.Внутренняя организация 14

8.1. Структурно-функциональная схема процессора 15

9. Основные алгоритмы функционирования 16

9.1 Чтение команды из ОЗУ 16

9.2 Декодирование команды 16

9.3 Обработка регистровой команды (RG-RG) 17

9.4 Обработка команды типа регистр – память (RG-ОЗУ) 17

9.5 Обработка условного ввода / вывода (В/В) 17

9.6 Обработка безусловных переходов (Б/П) 18

9.7 Обработка условных переходов (У/П) 18

9.8 Обработка прерываний 18

10. Алгоритмы выполнения отдельных операций 19

10.1. Выборка команды 19

10.2. Арифметические и логические операции 19

10.3. Передача управления 20

11. Основные операции на шине 21

11.1 Чтение слова из ЗУ и запись слова в ЗУ . 21

11.2 Обработка прерывания. 21

11.3 Обработка захвата шины. 22

13. Вывод 23

14. Список использованной литературы. 24

1. Техническое задание

1. Предмет проектирования

Необходимо разработать архитектуру однокристального RISC процессора общего назначения, предназначенного для использования в качестве центрального процессора рабочей станции, ориентированной на работу в многопользовательском режиме

1. Общие требования к разрабатываемому процессору

1. Операции преобразования данных выполняются по принципу регистр-регистр

2. Поддерживаются операции над данными представленными в формате с фиксированной точкой и плавающей точкой.

3. Должен быть предусмотрен механизм работы с виртуальной памятью, а так же возможность работы в многозадачном режиме.

3. Исходные данные

# варианта	5
Формат данных (бит)	8, 16, 32
Адресность	2
Способ адресации	Непосредственная Относительная Косвенная
Регистровая память Количество (шт.) Тип Разрядность (бит)	16 универсальные 32
Шина адреса/данные	Совмещенная
Наличие сопроцессора	Есть
Основная память Размер (МБ) Разрядность шины данных	2048 64
Ввод-вывод	Изолированный
Поддержка графики	Есть1

2. Структура системы

Разрабатываемый процессор предназначен для использования в качестве центрального процессора рабочей станции. Обобщенная структура рабочей станции показана на рисунке.

В состав станции входят:

- процессорный кристалл, составляющий предмет разработки;

- ОЗУ;

- системный чип;

- контроллеры внешних устройств;

- видеоадаптер.

Имеются две шины – быстрая системная шина и шина ввода-вывода, разделенные системным чипом. В качестве шины ввода-вывода обычно используется стандартная шина, например PCI. Системный чип (чипы) содержит внешнюю логику (таймеры, часы реального времени, и т. п.).