Министерство общего и профессионального образования российской федерации
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Методические указания
по курсовому проектированию сопроцессоров по дисциплине
“Организация ЭВМ и систем”
Уфа
1997
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматизированных
систем управления
Методические указания
по курсовому проектированию сопроцессоров по дисциплине
“Организация ЭВМ и систем”
Уфа 1997
Составитель: Н.М.Дубинин
УДК 681.3
Методические указания к курсовому проектированию сопроцессоров по дисциплине “Организация ЭВМ и систем”. / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: Н.М. Дубинин. Уфа, 1997. - 32 с.
Методические указания к курсовому проектированию сопроцессоров по курсу “Организация ЭВМ и систем” предназначены для студентов специальности автоматизированные системы обработки информации и управления, включают содержание основных этапов работ по выполнению проекта, методику выполнения этих этапов и разработаны с использованием материалов, известных в учебной и специальной литературе по ЭВМ.
Рис. 6. Табл.1. Библ.14 назв.
Рецензенты: Р.В. Насыров,
В.П. Житников.
Введение
Настоящие методические указания предназначены для студентов специальности “Автоматизированные системы обработки информации и управления“, выполняющих курсовые проекты по дисциплине “Организация ЭВМ и систем”.
Назначение указаний - определить цель, тематику, содержание, объем, порядок выполнения проекта, направить работу студентов по нужному руслу и пояснить основные этапы проектирования.
Предлагаемые задания разработаны с использованием типовых методических материалов по курсовому проектированию и специальной литературы по ЭВМ.
1 Цели и задачи курсового проектирования
Курсовое проектирование должно способствовать закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами за время обучения, и применению этих знаний к системному решению конкретной инженерной задачи, развитию навыков работы со специальной литературой и навыков инженерного проектирования.
Курс “Организация ЭВМ и систем” опирается на разделы следующих дисциплин: “Схемотехника”, “Основы проектирования автоматизированных информационных систем”.
2 Тематика и содержание курсовых проектов
Задание на курсовое проектирование посвящено изучению и разработке функциональных блоков и устройств цифровой техники (арифметико-логические устройства управления с программируемой логикой). При этом предусматривается закрепление навыков анализа и синтеза с применением основных положений алгебры логики и теории конечных автоматов.
При выполнении проекта студент обязан:
дать краткий обзор принципов построения заданного устройства и блока;
провести сравнительный анализ различных вариантов построения устройств с системных позиций по основным параметрам: быстродействие,расход оборудования, надежность, простота конструкции и т.п.;
синтезировать логическую и управляющую схемы блока на заданной системе элементов;
оформить пояснительную записку и графическую часть проекта.
Кроме того, по решению кафедры в состав проекта могут быть включены дополнительные разделы, связанные с научно - исследовательской работой.
Процесс проектирования слагается из последовательности этапов, связанных с разработкой: структурной схемы заданного устройства с раскрытием места и основных связей устройства в общей структуре процессора; алгоритма функционирования устройства; графа микропрограммы устройства; функциональных схем управляющей и операционной частей устройства; способа адресации информации; формата и структуры команд и их обоснования. Для каждого варианта проекта должен быть приведен расчет быстродействия заданного устройства.
Рекомендуется при разработке проекта учитывать следующие общие требования:
1. В пояснительной записке должна приводится структурная схема сопроцессора, в которой особо выделяется система связей проектируемого устройства со всеми структурными единицами процессора. Физический смысл всех связей устройства, изображенных на структурной схеме, должен быть разъяснен в пояснительной записке, и при существовании различных вариантов структуры связей предложенный способ должен быть подробно обоснован.
2. Должен быть представлен обзор существующих типов проектируемого устройства и дано обоснование выбора с точки зрения требуемого быстродействия, затрат оборудования и других характеристик. Структурная схема устройства разрабатывается и вычерчивается с точностью до отдельного операционного элемента. На схеме указываются все управляющие и осведомительные сигналы.
3. Алгоритмы выполняемых устройством команд и операций должны быть представлены в виде содержательной и закодированной микропрограмм и описаны в пояснительной записке. Дан пример выполнения микропрограммы в двоичных кодах.
4. Закодированный граф микропрограмм должен быть минимизирован посредством объединения одинаковых ветвей микропрограмм отдельных микрокоманд. Микропрограмма должна описывать последовательность функционирования устройства в терминах управляющих и осведомительных сигналов. Соответствующие пояснения должны быть приведены в записке.
5. Должно быть проведено обоснование выбора формата микрокоманд, соотношения полей в формате, разбиения всего списка микроопераций на совместимые подмножества. В пояснительной записке описываются также содержимое полей логических условий и связанные с ними действия по адресации микрокоманд.
6. Расчет быстродействия управляющей части или операционного устройства может сопровождаться представлением временных диаграмм работы устройств.