Проектирование процессора ЭВМ с архитектурой IA-32

Введение

1 Задание на курсовой проект………………………………………………... 5

1.1 Общие аспекты проектирования процессора……………………. 5

1.2 Исходные данные………………………………………………….. 6

2 Архитектура процессора….………..……...…………..………………….. 7

2.1 Форматы команд…………………….……………………………… 7

2.2 Форматы данных…………….………………………………..……... 14

2.3 Расчет и выбор разрядности основных узлов процессора……… 16

2.4 Регистровая модель………….……………………………………... 17

2.5 Виды адресации………………………………………………………. 22

3 Структурная организация процессора……………..………………… 25

3.1 Общая структура процессора………………………………………... 25

3.2 Выбор и обоснование элементной базы……………..…………….. 25

3.3 Блоки обработки данных……………………………………….…… 26

3.4 Управляющий автомат………………………………..…………….. 30

3.4.1 УА с жесткой логикой……………….…………………….. 30

3.4.2 Введение

Интенсивное развитие микроэлектроники и повышения степени интеграции открыли новое направление в ВТ - создание микропроцессоров и микрокомпьютеров. Появились вычислительные системы с малым уровнем потребления энергии и универсальными возможностями, которые позволяют решать задачи управления объектами различной физической природы. На основе их применения снижаются затраты на автоматизацию основных технических и вспомогательных процессов. В результате будет решена задача комплексной автоматизации производства во всех отраслях. Это позволит увеличить производительность труда, уменьшить себестоимость выпускаемой продукции и значительно сократить ручные операции в промышленности. Однако для широкого развития работ в данном направлении необходимо готовить значительное число инженеров - системотехников, умеющих создавать и применять микропроцессоры и микрокомпьютеры. Кроме того, следует выпускать и много инженеров - математиков, разрабатывающих соответствующее программное обеспечение. Для их обучения необходимо иметь учебные пособия, посвященные аппаратным и программным средствам современной вычислительной техники.

Цель курсового проекта состоит в приобретении практических навыков в проектировании операционного и управляющего автоматов процессора ЭВМ в соответствии с заданными в техническом задании архитектурными особенностями, а также в разработке технической документации, представленной пояснительной запиской и чертежами, выполненными в соответствии с ЕСКД.

1 Задание на КП

1.1 Аспекты разработки процессора

Объектом курсового проектирования является процессор цифровой ЭВМ широкого назначения. Проектируемый процессор должен реализовывать заданную совокупность машинных команд, соответствующих вычислительным системам с архитектурой IA-32. Процесс разработки процессора включает следующие основные шаги:

1) ознакомление с системой заданных машинных команд и архитектурой IA-32,

2) синтез структуры операционных автоматов блоков обработки данных в базисе микропроцессорных секций (МПС) или программируемых логических интегральных схем (ПЛИС),

3) синтез управляющих автоматов с жесткой и микропрограммируемой логикой,

4) разработка математического обеспечения в виде алгоритмов реализации цикла работы процессора и выполнения заданного набора команд,

5) формирование микрокоманды и составление микропрограммы выполнения операции из заданного набора над числами с плавающей точкой,

6) разработка электрических схем (структурной, функциональной и принципиальной) и оформление пояснительной записки.

1.2 Исходные данные для проектирования

Набор команд: 18, 57, C2, E2.

Таблица 1. 1 - Команды процессора

Номер команды	Код операции	Операция	Описание
Операции над целыми числами (арифметические)
18	29h	Sub Mem16, Reg16 Sub Mem32, Reg32	Mem16 – Reg16->Mem16 Mem32 – Reg32->Mem32
Операции над целыми числами (логические и сдвиги)
57	0Ch	OR AL, im8	Al or im8->AL
Операции пересылки
C2	87h	XCHGMem32,Reg32	Mem32->Tmp Reg32->Mem32 Tmp->Reg32
Операции над числами с плавающей точкой
E2	DB/0h	FIADD m16int	m16int+ST(0)->ST(0)

Таблица 1.2 - Параметры процессора и оперативной памяти

Ёмкость оперативной памяти, Мб	8
Длина слова оперативной памяти, байт	8
Базис реализации процессора	МПС К1804 ВС2
Способ адресации	Базовая EA (0:15)

2 Архитектура процессора

2.1 Форматы команд

а ) Sub Mem16, Reg16 и Sub Mem32, Reg32

Код операции 29h.

1) Команды кодируется с использованием 3х полей – Opcode( 1 байт), ModR/M( 1 байт), Disp( 1 или 2 байта). Команда имеет размер 3 или 4 байта.

2) Команда работает с знаковыми и беззнаковыми целыми числами. В операции принимает участие операнд( 2 или 4 байта), хранящийся в памяти и любой регистр общего

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать