ПЗ (Курсовой проект (готовый) вариант 32)
Описание файла
Файл "ПЗ" внутри архива находится в следующих папках: Курсовой проект (готовый) вариант 32, 32. Документ из архива "Курсовой проект (готовый) вариант 32", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "электронные вычислительные машины (эвм)" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "эксплуатация эвм" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "ПЗ"
Текст из документа "ПЗ"
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Курсовая работа
по курсу "Архитектура ЭВМ"
Вариант №32
17
(количество листов)
Выполнила:
студентка группы ИУ5-52
Барышникова М.А.
МОСКВА 2006
Оглавление
1. Техническое задание 3
2. Разработка обобщенной микропрограммы 3
2.1. Обобщенный алгоритм 3
2.2. Операция циклического сдвига 4
2.3. Операция обратного вычитания модулей 4
2.4. Операция сложения 4
2.5. Операция A B 4
2.8. Обобщенная микропрограмма 4
3. Списки слов, микроопераций и логических условий 5
3.1. Список слов 5
3.2. Список микроопераций 5
3.3. Список логических условий 5
4. Синтез операционных элементов 6
4.1. Регистр А 6
4.2. Регистр В 7
4.3. Регистр D 7
4.4. АЛУ 7
4.5. Мультиплексор регистра А “ms a” 8
4.6. Мультиплексор регистра A “MS A/MA” 9
4.7. Мультиплексор регистра В "MS B/MB"…………………………………………….………………………9
4.8. Счетчик 9
4.9. Триггеры управляющих шин 11
4.10. Буферные элементы 12
4.11. Схемы сравнения 12
4.12. Переключатели 12
4.13. Регистр состояний 12
4.14. Программируемые логические матрицы 12
4.15. Дешифратор 12
5. Разработка структурной схемы операционного автомата 12
6. Разработка функциональной схемы операционного автомата 13
7. Закодированный граф 13
8. Списки переходов 13
9. Синтез ПЛМ и комбинационных схем 14
10. Разработка функциональной схемы управляющего автомата 16
11. Определение количества машинных тактов, необходимых для выполнения каждой операции 16
12. Расчет максимальной частоты работа вычислительного устройства 17
1. Техническое задание
Спроектировать вычислительное устройство для выполнения заданного множества операций:
-
Сдвиг циклический (С3);
-
Сложение (А1);
-
Вычитание модулей обратное (А5);
-
A B (Л1);
Вычислительное устройство должно иметь разрядность 8 и работать с операндами в дополнительном коде.
Вычислительное устройство должно состоять из операционной части и блока управления и подключаться к интерфейсу.
Состав шин интерфейса:
1. Шины прямой передачи данных /входные/ разрядностью 8 бит;
2. Шины обратной передачи данных /выходные/ разрядностью 8 бит;
3. Управляющие шины:
- проверка готовности устройства ПРГОТ;
- сигнал занятости устройства ЗАН;
- код операции КОП;
- передача данных по входным шинам ДАННЫЕ;
- передача результата по выходным шинам РЕЗ;
- запрос на передачу данных ЗАПР;
- подтверждение приема результата ПРРЕЗ;
- готовность устройства ГОТ;
- сигнал прерывания при делении на нуль ПР.
2. Разработка обобщенной микропрограммы
2.1. Обобщенный алгоритм
Обобщенная микропрограмма представляет алгоритм работы ВУ и используется при проектировании управляющего и операционного автоматов.
Опишем общий алгоритм работы ВУ.
При появлении номера устройства (32) на шине адреса и сигнала ПРГОТ на шине управления, вычислительное устройство (ВУ), при условии, что оно не занято (ЗАН = 0), выдает сигнал ГОТ. После этого внешнее устройство, которое запрашивало операцию, выставляет ее код на шине данных и подает сигнал КОП. По сигналу КОП ВУ считывает код операции в регистр команд D и начинает выполнение одной из операций по микропрограмме.
По завершении операции ВУ выставляет на шине управления сигнал РЕЗ и сам результат на выходной шине до получения сигнала ПРРЕЗ. После выдачи результата, ВУ снимает сигнал с шины ЗАН. После этого внешнее устройство снимает адрес устройства с шины адреса, освобождая интерфейс. Для запроса данных устройство выдает сигнал ЗАПР. Перед появлением данных на входной шине интерфейса внешнее устройство подает сигнал ДАННЫЕ.
2.2. Операция циклического сдвига
КОП 001
Формат команды:
КОП | ЛЕВ | Константа сдвига |
0 2 3 4 7
ЛЕВ = 1 - сдвиг влево
ЛЕВ = 0 - сдвиг вправо
При циклическом сдвиге в сдвиге участвуют все разряды слова, причем выдвигаемые разряды записываются в освобождающиеся разряды слова.
Перед выполнением команды сдвига в регистр А считывается сдвигаемое слово, а в регистр счетчика – константа сдвига. Далее идёт анализ бита, отвечающего за направление сдвига, и организуется цикл сдвига. После выполнения операции результат из регистра А выдается на выходную шину.
2.3. Операция обратного вычитания модулей
КОП 010
В силу особенности АЛУ, которое не может выполнить операцию Y-X, операнды перед выполнением данной команды записываются в регистры в обратном порядке. Т.е. первый операнд записывается в регистр B, а второй – в регистр А. Затем они подаются на мультиплексоры, где происходит обнуление знакового бита, а после этого - на АЛУ, для выполнения операции вычитания. Результат помещается в регистр А, а затем выдается на выходную шину.
2.4. Операция сложения
КОП 011
Перед выполнением этой операции операнды считываются в регистры A и B, а затем подаются на АЛУ. Результат помещается в регистр А, а затем выдается на выходную шину.
2.5. Операция A B
КОП 100
Операнды подаются на схему АЛУ, а результат записывается в регистр А и подаётся на выходную шину.
2.5. Операция
КОП 101
Операнды подаются на схему АЛУ, а результат записывается в регистр А и подаётся на выходную шину.
2.6. Операция
КОП 110
Перед началом операции в регистр А считывается операнд, а он подается на АЛУ и там инвертируется. Результат записывается в регистр А и подается на выходную шину.
2.7. Операция
КОП 111
Операнды подаются на схему АЛУ, а результат записывается в регистр А и подаётся на выходную шину.
2.8. Обобщенная микропрограмма
См. Приложение 1.
3. Списки слов, микроопераций и логических условий
Исходя из представленной обобщенной микропрограммы, выбирается необходимый перечень слов, микроопераций и логических условий, необходимый для её реализации.
3.1. Список слов
Список слов приведен в таблице 1.
Таблица 1. Список слов.
Тип | Формат | Поля | Комментарий |
ILO | A(0:7) | МА = А(1:7) | Операнд А |
IL | В(0:7) | МВ = В(1:7) | Операнд В |
IL | D(0:7) | Направл. сдвига = D(3) Конст. сдвига = D(4:7) | Слово с кодом текущей операции |
L | Сч(0:3) | - | Счетчик |
O | ЗАН(0) | - | Сигнал занятости ВУ |
О | ЗАПР(0) | - | Сигнал запроса данных для ВУ |
О | ГОТ(0) | - | Сигнал готовности ВУ |
О | РЕЗ(0) | - | Сигнал передачи данных из ВУ |
3.2. Список микроопераций
Список микроопераций приведен в таблице 2.
Таблица 2.Список микроопераций.
Микрооперация | Управляющий сигнал |
А := Швх | Y1 |
A := L1(A.А(7)) | Y2 |
A := R1(A(0).A) | Y3 |
A := A + B | Y4 |
A := A /\ B | Y5 |
A := A \/ B | Y6 |
Y7 | |
Y8 | |
Швых := A | Y9 |
B := Швх | Y10 |
А := МА - МВ | Y11 |
D := Швх | Y12 |
Cч := D(4:7) | Y13 |
Сч := Сч – 1 | Y14 |
ЗАН := 0 | Y15 |
ЗАН := 1 | Y16 |
ЗАПР := 0 | Y17 |
ЗАПР := 1 | Y18 |
ГОТ := 0 | Y19 |
ГОТ := 1 | Y20 |
РЕЗ := 0 | Y21 |
РЕЗ := 1 | Y22 |
3.3. Список логических условий
Список логических условий приведен в таблице 3.
Таблица 3. Список логических условий.
Логическое условие | Осведомительный сигнал |
ПРГОТ | X1 |
ЗАН | X2 |
ША = 32 | X3 |
КОП | X4 |
X5 | |
X6 | |
X7 | |
X8 | |
X9 | |
X10 | |
X11 | |
ДАННЫЕ | X12 |
Сч = 0 | X13 |
D(3) | X14 |
ПРРЕЗ | X15 |
4. Синтез операционных элементов
В данном разделе рассмотрим синтез операционных элементов на основе списка микроопераций.
Исходные данные – список микроопераций (п.3.2), список слов (п.3.1) и справочные данные [4].
Результат – реализация конкретного операционного элемента.
4.1. Регистр А
Регистр А должен обеспечивать хранение 8-разрядного слова, его сдвиг вправо и влево.