Курсач Тани (Курсовой проект (готовый) вариант 93), страница 2

Микропрограмма “Вычитание”

Вычитание выполняется над целыми двоичными числами со знаком, представленными в прямом коде.

По каждой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ передается слово разрядностью 8 бит. ВУ выставляет на шину управления сигнал запроса данных ЗАПР и ждет от устройства А сигнала ДАННЫЕ. По этому сигналу ВУ принимает с входной шины переданные данные и снимает с шины управления сигнал ЗАПР.

Уменьшаемое (A) и вычитаемое (B) имеют длину по одному слову.

По первой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ с входной шины принимается уменьшаемое (А), а по второй паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ с входной шины принимается вычитаемое (В).

Операция сложения происходит в ALU. ALU работает с числами в дополнительном коде, поэтому перед операцией сложения необходимо преобразовать операнды в дополнительный код. Преобразование совершается в зависимости от знака числа – если оно положительное, то в дополнительном коде будет представлено само собой. Если отрицательное, то преобразование осуществляется по формуле: +1. После осуществления операции в ALU результат тоже должен быть преобразован в прямой код, если он получился отрицательный.

Вывод данных из ВУ в устройство А производится по сигналу РЕЗ /результат/. ВУ выдает на шины управления ШУ сигнал РЕЗ и одновременно выставляет данные /результат/ на выходную шину ШВЫХ. Устройство А принимает данные и подтверждает прием результата сигналом ПРРЕЗ, после чего ВУ снимает с шины управления сигнал РЕЗ.

Разрядность выходного слова равна 8 бит.

Алгоритм микропрограммы операции "Вычитание" представлен на рисунке:

Рис3. Микропрограмма операции “Вычитание”

Микропрограмма “Сдвиг циклический”

При циклическом сдвиге в сдвиге участвуют все разряды слова, причем выдвигаемые разряды записываются в освобождающиеся разряды слова. Эту операцию можно осуществить с помощью сдвигового регистра.

Рис4. Микропрограмма операции “Сдвиг циклический”

Микропрограмма “ ”

Операция " " выполняется над логическими данными.

По каждой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ передается слово разрядностью 8 бит. ВУ выставляет на шину управления сигнал запроса данных ЗАПР и ждет от устройства А сигнала ДАННЫЕ. По этому сигналу ВУ принимает с входной шины переданные данные и снимает с шины управления сигнал ЗАПР.

Оба операнда (А и В) имеют длину по одному слову.

По первой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ с входной шины принимается первое логическое слово (А), а по второй паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ с входной шины принимается второе логическое слово (В).

После того, как операнды были приняты с входной шины, над ними в АЛУ производится машинная операция и результат присваивается С.

Вывод данных из ВУ в устройство А производится по сигналу РЕЗ /результат/. ВУ выдает на шины управления ШУ сигнал РЕЗ и одновременно выставляет данные /результат/ на выходную шину ШВЫХ. Устройство А принимает данные и подтверждает прием результата сигналом ПРРЕЗ, после чего ВУ снимает с шины управления сигнал РЕЗ.

Разрядность выходного слова равна 8 бит.

Алгоритм микропрограммы операции " " представлен на рисунке:

Рис5. Микропрограмма операции “ ”

Микропрограмма “ ”

Операция " " выполняется над логическими данными.

По каждой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ передается слово разрядностью 8 бит. ВУ выставляет на шину управления сигнал запроса данных ЗАПР и ждет от устройства А сигнала ДАННЫЕ. По этому сигналу ВУ принимает с входной шины переданные данные и снимает с шины управления сигнал ЗАПР.

Оба операнда (А и В) имеют длину по одному слову.

По первой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ с входной шины принимается первое логическое слово (А), а по второй паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ с входной шины принимается второе логическое слово (В).

После того, как операнды были приняты с входной шины, над ними в АЛУ производится машинная операция и результат присваивается С.

Вывод данных из ВУ в устройство А производится по сигналу РЕЗ /результат/. ВУ выдает на шины управления ШУ сигнал РЕЗ и одновременно выставляет данные /результат/ на выходную шину ШВЫХ. Устройство А принимает данные и подтверждает прием результата сигналом ПРРЕЗ, после чего ВУ снимает с шины управления сигнал РЕЗ.

Разрядность выходного слова равна 8 бит.

Алгоритм микропрограммы операции " " представлен на рисунке:

Рис6. Микропрограмма операции “ ”

Микропрограмма “ ”

Операция " " выполняется над логическими данными.

По каждой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ передается слово разрядностью 8 бит. ВУ выставляет на шину управления сигнал запроса данных ЗАПР и ждет от устройства А сигнала ДАННЫЕ. По этому сигналу ВУ принимает с входной шины переданные данные и снимает с шины управления сигнал ЗАПР.

Оба операнда (А и В) имеют длину по одному слову.

По первой паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ с входной шины принимается первое логическое слово (А), а по второй паре сигналов ЗАПР-ДАННЫЕ с входной шины принимается второе логическое слово (В).

После того, как операнды были приняты с входной шины, над ними в АЛУ производится

машинная операция и результат присваивается С.

Вывод данных из ВУ в устройство А производится по сигналу РЕЗ /результат/. ВУ выдает на шины управления ШУ сигнал РЕЗ и одновременно выставляет данные /результат/ на выходную шину ШВЫХ. Устройство А принимает данные и подтверждает прием результата сигналом ПРРЕЗ, после чего ВУ снимает с шины управления сигнал РЕЗ.

Разрядность выходного слова равна 8 бит.

Алгоритм микропрограммы операции представлен на рисунке:

Рис7. Микропрограмма операции “ ”

3. Обобщенная микропрограмма

Обобщенная микропрограмма является основой работы вычислительного устройства, являясь отправной точкой при выборе структуры операционного автомата и при программировании соединений программируемых логических матриц управляющего аппарата.

Обобщенная микропрограмма составляется на основании микропрограмм машинных операций.

Обобщенная микропрограмма объединяет все микропрограммы операций с целью реализации четкой логической структуры выполнения микропрограмм в зависимости от кода операции команды, а также включает микропрограммы подключения вычислительного устройства к интерфейсу и отключения от него.

Первоначально выполняется операция подключения, если результат операции положителен и подключение осуществлено, выполняется ввод операнда «А» т.к. все микропрограммы работают хотя бы с одним операндом (для микропрограммы «деление» операнд А является старшим словом делимого), далее вводится второй операнд «В» т.к. все микропрограммы выполняют операции над двумя словами (для микропрограммы «деление» операнд B является старшим словом делимого), далее в зависимости от условий В1 – В7 выбора конкретной операции к выполнению, запускается лишь одна из имеющихся микропрограмм (схема «Микропрограммы операций»).

Вычисление условий В1 - В7 осуществляется по следующим формулам:

В1 = (деление)

В2 = (сложение)

В3 = (вычитание)

В4 = (сдвиг циклический)

В5 = (конъюнкция)

В6 = (дизъюнкция)

В7 = (отрицание дизъюнкции)

где D(0:2) - поле кода операции в команде

(D(0), D(1), D(2) - разряды кода операций.)

При выполнении микропрограммы «Деление» вводится третий операнд С (делитель). В слове А формируется остаток, а в слове В формируется частное (сначала выводится В, затем А).

При выполнении остальных микроопераций формируется слово С=опер[A,B].

Примечание: для формирования осведомительных сигналов, определяющих выполнение той или иной микропрограммы, используется дешифратор. Анализ КОП с помощью дешифратора позволяет существенно упростить логику работы устройства.

Следует заметить так же, что в силу идентичности выдачи результата выполнения операций сложения, вычитания, сдвига циклического, дизъюнкции, конъюнкции, отрицания дизъюнкции, выдача результатов этих операций на внешнюю шину реализуется одним и тем же блоком микроопераций.

При выполнении операций B2-B7 – выводится слово результата С.

При выполнении операции В1 – выводится частное В и остаток А.

Разработанная в соответствии с вышеперечисленными условиями и замечаниями обобщённая микропрограмма представлена на листе 1.

4. Списки слов, микроопераций и логических условий.

Обобщённый список слов, полей, логических условий и управляющих сигналов составляется на основании обобщенной микропрограммы. Построение таблицы микроопераций, осуществляется следующим образом. Выписываются все использованные виды микроопераций, каждому виду микроопераций ставится в соответствие индекс – Уi, который является обозначением управляющего сигнала, закрепленного за данным видом микроопераций. Вид микроопераций объединяет все одинаковые микрооперации (микрооперации с идентичной структурой, но разными операндами), встречающиеся в обобщенной микропрограмме.

Список используемых в микропрограмме слов и полей составляется следующим образом. Выписываются все слова, а также самостоятельно использующиеся при выполнении микроопераций поля слов. Затем каждому слову ставится в соответствие регистр. В результате получается таблица, в которой перечислены все используемые в микропрограмме слова, самостоятельно используемые поля этих слов, а также названия регистров, поставленных в соответствие каждому из этих слов.

Составление списка логических условий осуществляется следующим образом. Выписываются все виды логических условий, использованных в обобщенной микропрограмме и ставится каждому из них в соответствие индекс хi, который является обозначением соответствующего осведомительного сигнала,, закрепленного за данным видом логических условий.

Обобщённый список слов приведён в таблице 3, логических условий в таблице 4 и управляющих сигналов в таблице 5.

Таблица№3 Список слов

Таблица№4 Список микроопераций

Таблица№5 Список логических условий

Операции кодируются по порядку их следования.

1. Синтез операционных элементов

Каждый операционный элемент синтезируется на основе списка машинных слов, машинных операций и логических условий, соответствующих данному операционному элементу.