Проектирование вычислительного устройства
Министерство общего и профессионального образования
Российского Федерации
Курский государственный технический университет
Кафедра ВТ
Пояснительная записка к
курсовому проекту
по дисциплине «Организация ЭВМ»
Проектирование вычислительного устройства
Выполнил: студент группы ВМ-62 Ильин А.В.
Принял : доцент Жмакин А.П.
Курск 1999
Содержание 1.Введение 2. Задание 3. Разработка общей структуры ЦВМ 3.1. Общая структура ЦВМ 3.2. Форматы команд 3.3. Таблица микрокоманд 3.4. Операционный автомат центрального управляющего устройства. 3.5. Командный цикл. 4. Проектирование АЛУ 4.1 Графы микропрограмм сложения и вычитания, умножения, деления, логических операций (and, or, xor). 4.2 Синтез I – автомата 4.3 Синтез управляющего автомата с «программируемой» логикой4.4. Форматы микрокомманд
4.5. Кодирование ПЗУ МК.
5. Библиографический список 6. Приложение 1. ВведениеВ настоящее время существует две тенденции в проектировании средств вычислительной техники: во–первых, разработка устройств специализированных ЭВМ на основе микропроцессорных средств, во–вторых, реализация ЭВМ с использованием СБИС программируемых логических матриц, матриц программируемых логических элементов и базовых матричных кристаллов. Построение ЭВМ на СБИС связано не только с комплексированием микропроцессорных средств, что отражает первую тенденцию проектирования, но и с применением современных методов логического синтеза арифметико–логических и управляющих устройств, размещаемых на СБИС, а также методов оценки результатов проектирования.
Цель и задачи проектирования
Целью курсового проектирования является освоение методики проектирования и разработки операционных и управляющих устройств ЭВМ, а также подготовки технической документации на эти устройства. Курсовой проект является формой самостоятельной работы студентов. В период курсового проектирования студент должен закреплять, углублять, и умело применять теоретические знания для решения поставленных практических задач, работать с научно–технической литературой и конспектом лекций. Основное внимание при выполнении курсового проекта обращается на умение принимать технические решения и обосновывать их. Объектом курсового проектирования является специализированное вычислительное устройство, включающее процессор и запоминающее устройство. Процессор проектируется для заданного списка команд и должен удовлетворять заданным требованиям технического задания.
2.Задание| Система команд | АЛУ | ЗУ | УУ | Д | ||||
| Адресность | Формат | Разр. бит | Тип ОА | Разр. бит | Емк. Кбайт | Тип УА | Разрядность | Способ адресации |
| 1 | AR, SI | 16 | M | 8 | 16 | ЖЛ | 16 бит | П, K |
3. Разработка общей структуры ЦВМ
3.1. Общая структура ЦВМ
Разрядность шины адреса (ША) вычисляем исходя из разрядности и емкости ЗУ.
Разрядность ЗУ=8бит =1байт. Т.о. можем адресовать 16/1= 214 бит. Т.е разрядность ША 14 бит.
|
|
Структурная схема ЦВМ
Рис.1 Структурная схема ЦВМ
3.2. Форматы команд
Форматы выбираем из соображений, что регистров общего назначения (РОН) у нас 16.
В каждой команде должен быть зашифрован код операции (КОП), признак формата (ПФ) , а также признак адресации (прямая или косвенная П/О).
Отсюда:
формат AR
0 1 4 5 6 9 16
| 0 | КОП | ПО | R1 | X |
формат SI
0 1 5 6 7
| 1 | КОП | I |
S
Считаем, что у нас 16 РОНов, включая регистр аккумулятор (А) с адресом 0000, поэтому для их адресации используем 4 бита.
В поле признака адресации 1 – прямая адресация, 0 – косвенная, при чем, заметим, что в формате SI мы не используем прямую адресацию, так как это обусловлено самим форматом, а все остальные функции, как то – переходы, возврат из подпрограммы, работа с прерываниями и т.п. обуславливаются наличием “0” во втором бите.
3.3 . Таблица микрокоманд
| Формат | КОП | Команды | Семантика |
| 1. AR | 0000 | ADD | A¬A+!R1 |
| 0001 | SUB | A¬A-!R1 | |
| 0010 | MUL | A¬A*!R1 | |
| 0011 | DIV | A¬A/!R1 | |
| 0100 | AND | A¬A&!R! | |
| 0101 | OR | A¬AL!R1 | |
| 0110 | XOR | A¬AÅ!R1 | |
| 0111 | MOV A,!R1 | A¬!R1 | |
| 1000 |