StarksKurs (Курсовой проект (готовый) вариант 81)
Описание файла
Файл "StarksKurs" внутри архива находится в следующих папках: Курсовой проект (готовый) вариант 81, 81. Документ из архива "Курсовой проект (готовый) вариант 81", 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 "StarksKurs"
Текст из документа "StarksKurs"
Московский Государственный Технический
Университет им.Н.Э.Баумана
Курсовая работа по курсу
“ Архитектура ЭВМ “
Вариант № 81
Исполнитель: студент группы
ИУ5-53 Старшов А.Е.
Проверил : Виноградов В.И.
Москва- 2004
Оглавление
| 1 | ЗАДАНИЕ | 1 |
| 2 | МИКРОПРОГРАММА МАШИННЫХ ОПЕРАЦИЙ | 3 |
| 3 | ОБОБЩЕННАЯ МИКРОПРОГРАММА | 12 |
| 4 | СПИСКИ СЛОВ, ПОЛЕЙ, ЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ | 14 |
| 5 | ЗАКОДИРОВАННЫЙ ГРАФ ОБОБЩЕННОЙ МИКРОПРОГРАММЫ | 15 |
| 6 | СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА | 15 |
| 7 | СИНТЕЗ ОПЕРАЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ | 16 |
| 8 | ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА | 23 |
| 9 | СПИСОК ПЕРЕХОДОВ | 24 |
| 10 | ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПЛМ | 25 |
| 11 | ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА МАШИННЫХ ТАКТОВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КАЖДОЙ ОПЕРАЦИИ | 30 |
| 12 | РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОЙ ЧАСТОТЫ РАБОТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА | 31 |
| 13 | СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. | 32 |
1.Задание
Спроектировать вычислительное устройство для выполнения заданного множества операций. 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/.
Таблица №1
Закодированный вариант задания.
| Вариант | Выполняемые операции | Разрядность операндов | Код | Серия микросхем | ||||||
| 3 | D | C1 | A4 | A5 | Л1 | Л2 | Л3 | 8 | Д | К500 |
Расшифровка перечисленных в задании операций.
| № | Операция | Обозначение Операции | № | Операция | Обозначение операции |
| 1. | Деление | D | 5. | A & B | Л1 |
| 2. | Сдвиг арифметический | С1 | 6. | A B | Л2 |
| 3. | Вычитание модулей | A4 | 7. | А | Л3 |
| 4. | Вычитание модулей обратное | А5 |
B
Описание интерфейса.
Проектируемое вычислительное устройство (ВУ) посредством интерфейса «Общая шина» должно взаимодействовать с другими устройствами (см. рис.1).
Пусть инициатором работы вычислительного устройства является устройство А.
В этом случае устройство А выставляет на шинах адреса ША номер требуемого ВУ. И одновременно на шинах управления выдается сигнал ПРГОТ (проверка готовности ВУ). Ву, адрес которого совпадает с адресом на шинах ША, при условии, что оно свободно, выдает сигнал ГОТ. По этому сигналу устройство А выдает на входные шины код операции, которая должна быть выполнена в ВУ и одновременно на шины управления –сигнал КОП.
По сигналу КОП вычислительное устройство принимает с входных шин код операции, формирует сначала сигнал занятости ЗАН и запускает микропрограмму соответствующей операции. Адрес ВУ должен присутствовать на шинах адреса ША до окончания выполнения операции. После окончания выполнения операции ВУ снимает сигнал занятости ЗАН. После этого устройство А снимает адрес с шины ША, освобождая интерфейс для работы с другими устройствами. После того, как устройство А инициализировало работу ВУ, вычислительное устройство занято – оно выполняет соответствующую операцию по микропрограмме. Для выполнения микропрограммы необходимо ввести исходные данные из устройства А, а после окончания вычислений отослать результат вновь в устройство А. Для этой цели в микропрограмме каждой операции должны быть предусмотрены соответствующие микрооперации.
По каждой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ передается слово разрядностью n бит.
Вывод данных из ВУ в устройство А производится по сигналу РЕЗ /результат/. ВУ выдает на шины управления ШУ сигнал РЕЗ и одновременно выставляет данные на выходную шину ШВЫХ. Устройство А принимает данные и подтверждает прием результата сигналом ПРРЕЗ.
2. Микропрограммы машинных операций
Описание интерфейса.
Проектируемое устройство должно взаимодействовать с другими устройствами посредством интерфейса «общая шина». Пусть инициатором работы ВУ является устройство А. В этом случае устройство А выставляет на ША номер ВУ, одновременно на шинах управления выдается сигнал ПРГОТ. ВУ, адрес, которого совпадает с адресом на шине адреса, при условии, что оно свободно, выдает сигнал ГОТ. По этому сигналу устройство А выдает на ШВХ код операции, которая должна быть выполнена в ВУ и одновременно на шины управления сигнал КОП. По сигналу КОП ВУ принимает с входных шин код операции, формирует сигнал ЗАН и запускает микропрограмму соответствующей операции
Адрес ВУ должен присутствовать на шинах адреса ША до окончания выполнения операции. После окончания выполнения операции ВУ снимает сигнал занятости ЗАН. После этого устройство А снимает адрес с шины ША, освобождая интерфейс для работы с другими устройствами. После того, как устройство А инициировало работу ВУ, вычислительное устройство занято - оно выполняет соответствующую операцию по микропрограмме. Для выполнения микропрограммы необходимо ввести исходные данные из устройства А, а после окончания вычислений отослать результат вновь в устройство А. Для этой цели в микропрограмме каждой операции должны быть предусмотрены соответствующие микрооперации.
По каждой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ передается слово разрядностью n бит. Вывод данных из ВУ в устройство А производится по сигналу РЕЗ /результат/. ВУ выдает на шины управления ШУ сигнал РЕЗ и одновременно выставляет данные на выходную шину ШВЫХ. Устройство А принимает данные и подтверждает прием результата сигналом ПРРЕЗ.
Для реализации вычислительного устройства, выполняющего операции указанные в задании к курсовой работе необходимо разработать микропрограммы для каждой из операций. Микропрограмма должна обеспечивать корректное считывание операндов с входной шины данных, выполнение самой операции и выдачу результата на выходную шину данных. При этом необходимо учесть, что работа вычислительного устройства должна быть согласована с работой внешнего устройства. Для выполнения этой задачи используются микропрограммы подключения и отключения вычислительного устройства от интерфейса:
при готовности устройства (ПРГОТ=1), при совпадении адреса на тумблерном устройстве с адресом на ША и отсутствии занятости устройства включается обобщенная микропрограмма. ВУ выдает сигнал готовности при условии, что адрес его совпадает с адресом на ША. Устройство А выдает на ШВХ код операции, которая должна быть выполнена в ВУ, и одновременно на шину управления. Регистр D принимает код операции и запускает микропрограмму. Одновременно вырабатываются сигналы ГОТ=0 и ЗАН=1. При отключении ВУ вырабатываются сигналы ЗАН=0 и РЕЗ=0
Деление:
Арифметический сдвиг:
Сложение.
При команде сложения с входных шин адреса последовательно считываются два операнда. В операциях типа “сложение” - это первое и второе слагаемые А и В
Выполнение микрооперации сложения удобно выполнять с помощью микросхемы ALU.
Вычитание:
Конъюнкция:
Дизъюнкция:
Отрицание дизъюнкции:
3. Обобщенная микропрограмма.
В таблице 3 приведен список всех логических условий, которые используются в обобщенной микропрограмме.
| обозначение | значение | комментарии |
| Z | | При готовности устройства (ПРГОТ=1), не занятости устройства (ЗАН=0) и при совпадении адреса на тумблерном устройстве с адресом на ША включается обобщенная микропрограмма. |
| Х1 | КОП | Признак подачи внешним устройством управления кода операции на ШВХ |
| Х2 | Данные | Признак подачи внешним устройством управления операнда на ШВХ |
| Х3 | ПРРЕЗ | Признак принятия внешним устройством управления результата на ШВЫХ |
| Х4 | Сч=0 | Используется при операции деления для организации цикла |
| Х5 | А=0 & B=0 | Используется при операции деления для ускорения самой операции |
| Х6 | С=0 | Используется при операции деление для ускорения Самой операции |
| Х7 | ЗнА mod2 ЗнВ | Осведомительный сигнал (используется при операции вычитание модулей) |
| Х8 | ЗнА mod2 ЗнС | Осведомительный сигнал (используется при операции деление) |
| Х9 | Рг31 | Осведомительный сигнал (используется при операции деление) |
| Х10 | Рг31 mod2 Рг32 | Осведомительный сигнал (используется при операции деление) |
| Х11 | ЗнА mod2 Рг32 | Осведомительный сигнал (используется при операции деление) |
| X12 | A=0 | Осведомительный сигнал (используется при операции деление) |
| X13 | K(3) | Осведомительный сигнал (используется при операции арифметического сдвига) |
| В1 | D | Признак операции деления |
| В2 | D(0) D(1) D(2) | Признак операции арифметического сдвига |
| В3 | D | Признак операции сложения |
| В4 | D | Признак операции вычитания |
| В5 | D | Признак операции А & В |
| В6 | D | Признак операции А В |
| В7 | D(0) D(1) D(2) | |
П
Работой ВУ управляет обобщенная микропрограмма. Она состоит из микропрограмм подключения, отключения и микропрограмм выполнения заданного множества операций.
Разрядность шин адреса и тумблерного регистра – 6 бит.
Микропрограмма подключения постоянно опрашивает ША и шину управления ПРГОТ. При совпадении адреса на тумблерном регистре устройства с адресом на шинах адреса, при ПРГОТ=1 и ЗАН=0, включается обобщенная микропрограмма. Для этого в микропрограмме ПОДКЛ вычисляется значение логического выражения.
