МТ1804 (1015482)

Файл №1015482 МТ1804 (Учебное пособие по микропрограммируемому комплекту К1804)МТ1804 (1015482)2017-06-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

9



МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

КАФЕДРА 401

А.В.Бруханский

МИКРОТРЕНАЖЕР МТ1804

Учебное пособие

к лабораторной работе

МОСКВА

2002

Цель работы – ознакомление с архитектурой микропрограммируемых устройств с разрядно-модульной организацией на примере микропроцессорного комплекта КР1804.

Выпускаемые промышленностью универсальные микропроцессоры (МП) в зависи­мости от способа организации процесса выполнения программы относят либо к процессо­рам с программным управлением (макропрограммируемые), либо к процессорам с микро­программным управлением (микропрограммируемым). Процессоры с программным управлением, к которым относятся, в частности, МП Pentium фирмы Intel, имеют фикси­рованное число исполняемых инструкций (команд), алгоритм выполнения которых опреде­ляется внутренней логической организацией процессора. Разработчик устройств на базе таких процессоров не может изменить или дополнить систему команд макропрограм­мируемого процессора с целью ее оптимизации под решаемую задачу.

Напротив, микропрограммирумые процессоры предоставляют разработчикам возможность создавать собственную систему команд, в максимальной степени соответствующую области применения создаваемого устройства, специфике задач и типу обрабатываемых данных. Данный тип архитектуры МП позволяет создавать наиболее эффективные, с точки зрения времени выполнения и объема занимаемой памяти, программы, однако требует большой предварительной работы по конструированию своей системы команд и разработке микропрограмм, реализующих выполнение каждой команды.

Микропрограммный тип архитектуры МП часто сочетается с другой архитектурной особенностью – разрядно-модульной организацией (секционированные). Большинство известных процессоров имеют фиксированную разрядность выполнения операций: 8,16,32 или 64 разряда. При необходимости изменение разрядности обработки данных осуществляется программным путем, то есть за счет усложнения программы. В то же время выпускаются процессоры, состоящие из отдельных разрядных секций, и допускающие аппаратное наращивание разрядности обрабатываемых данных путем параллельного включения нужного количества таких секций. Аналогичным образом решается задача расширения адресного пространства микропрограммируемого процессора – приме­нением требуемого числа секций устройства управления адресацией микрокоманд.

Микропроцессорный комплект серии К1804, выпускаемый отечественной промыш­лен­ностью, и его зарубежный аналог Am2900, выпускавшийся фирмой AMD, относятся к микропрограммируемым разрядно-модульным процессорным комплектам БИС, основные микросхемы которого представляют собой 4-разрядные секции. Комплект изготавли­вает­ся по технологии и схемотехнике ТТЛШ (транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки) и работает при частоте тактового генератора 10 МГц (длительность цикла выполнения микрооперации – 0,1 мкс).

Данная лабораторная работа посвящена изучению

  • внутренней организации основных микросхем, входящих в комплект К1804,

  • набора инструкций, выполняемых арифметико-логическим устройством (АЛУ) и функциональных возможностей схемы управления адресацией микрокоманд, входящих в комплект,

  • структуры лабораторного макета микропрограммируемого вычислителя – «микротренажера МТ1804», реализован­ного на микросхемах рассматриваемого комплекта,

  • формата микрокоманды и приемов составления типовых микропрограмм для устройства МТ1804.

Рассмотрим более подробно принципы работы микропроцессорного вычислителя, реализующего микропрограммный принцип обработки данных. Структурная схема такого устройства с микропрограммным управлением показана на рис.1.

Рис 1.

Процесс выполнения очередной команды, записанной в ОЗУ программ (на рисунке не показано), начинается с записи ее кода в регистр команд процессора. Дешифратор команд преобразует код команды в адрес первой микрокоманды, с которой начинается выполнения этой команды. Схема управления адресом выдает адрес первой микро­команды на адресный вход ПЗУ микрокоманд (управляющей памяти). Считанная из памяти микро­команда записывается в регистр микрокоманд. Одна группа разрядов микрокоманды поступает на АЛУ, указывая ему тип выполняемой микрооперации и адреса, участвую­щих в ней операндов. Другая группа разрядов поступает на схему управ­ления адресом микрокоманды, сообщая адрес следующей микрокоманды в ПЗУ микро­команд и условие перехода на этот адрес. Остальные разряды микрокоманды управляют устройствами ввода-вывода и процессом выборки команд и операндов из ОЗУ программ.

АЛУ выполняет требуемую микрооперацию, помещает результат по адресу, указан­ному в микрокоманде, и передает признаки (флаги), зависящие от результата, схеме управ­ления адресом. Схема управления с учетом значения флагов формирует адрес очередной микрокоманды в цепочке микрокоманд и снова выдает его на вход ПЗУ. Этот процесс продолжается до тех пор, пока по признаку, содержащемуся в последней микро­команде цепочки, схема управления не перейдет к выполнению новой команды из ОЗУ программ. Код новой команды к этому времени оказывается снова записанным в регистр команд.

Наличие регистра микрокоманд, часто называемого конвейерным регистром, позволяет совместить во времени выполнение микрокоманды схемой АЛУ и выборку следующей микрокоманды схемой управления адресацией, и тем самым повышает произ­во­дительность вычислителя.

В связи с большим количеством полей в микрокоманде, управляющей функциони­рованием разнообразных устройств, ее разрядность может достигать нескольких сотен бит. С целью сокращения числа разрядов микрокоманды некоторые из ее полей предва­ри­тельно кодируют. Сокращенный код такого поля содержит информацию о номере набора управляющих сигналов для некоторого устройства, например, для схемы управления адресацией, обеспечивающий выполнение этим устройством конкретной функции. При этом требуемый набор управляющих сигналов формируется отдельной логической схемой, в качестве которой часто используют ПЗУ или ПЛИС. Эта логическая схема выполняет функцию дешифратора (раскодировщика) номера набора управ­ляющих сигналов, поступающего на ее адресный или логический вход вместе с дополнительной инфор­мацией.

Состав микропроцессорного комплекта К1804

В состав разрядно-модульного микропроцессорного комплекта БИС К1804 входят следующие микро­схемы:

К1804ВС1 и К1804ВС2 – четырехразрядные процессорные секции, выполняющие функции АЛУ. Отличием микросхемы К1804ВС2 является более развитая система команд, включающая операции умножения, деления и нормализации чисел;

К1804ВУ1 и К1804ВУ2 – четырехразрядные секции управления адресом микро­команды (СУАМ), предназначенные для формирования адреса микро­команды под воздействием управляющих сигналов. Микросхема К1804ВУ2 отличается меньшим количеством выводов за счет объедине­ния адресных и исключения маскирующих входов;

К1804ВУ3 – схема управления следующим адресом (УСА), выполняющая преобразование сильнокодированного поля микрокоманды в набор управляющих сигналов для микросхемы СУАМ;

К1804ВУ4 – 12-разрядная схема управления последовательностью микрокоманд, объединяющая функции трех секций СУАМ и УСА и предназначенная для работы в составе относительно простых микропрограммируемых контроллеров с числом микрокоманд не более 212 = 4096;

К1804ИР1 – четырехразрядный параллельный регистр, состоящий из 4-х D‑тригге­ров; служит для записи и хранения информации;

К1804ВР1 – схема ускоренного переноса;

К1804ВР2 – схема управления состояниями и сдвигами (СУСС); предназначена для выполнения различных функций обслуживания АЛУ.

Рассмотрим архитектурные особенности процессорной секции К1804ВС1. Ее структур­ная схема приведена на рис. 2.

Таблица 1.

Рис 2. Процессорная секция К1804ВС1

Таблица 2.

Таблица 3.

Структурная схема схемы управления адресом микрокоманды К1804ВУ1 представлена на рис.3.

Рис 3. Схема управления адресом микрокоманды К1804ВУ1

На рис.4 представлена структурная схема обучающего устройства «Микротренажер МТ1804»

Рис 4. Структурная схема «Микротренажера МТ1804»

Таблица 4.

Таблица 5.

Таблица 6. Кодировка поля управления следующим адресом микрокоманды

P3

P2

P1

P0

Функция

0

0

0

0

0

Переход на адрес из регистра МК, если F0

1

0

0

0

1

Переход на адрес из регистра МК

2

0

0

1

0

Продолжить (переход на следующий адрес)

3

0

0

1

1

Переход на адрес по значению переключателей

4

0

1

0

0

Переход к подпрограмме, если F0

5

0

1

0

1

Переход к подпрограмме

6

0

1

1

0

Возврат из подпрограммы

7

0

1

1

1

Переход по стеку

8

1

0

0

0

Окончить цикл и вытолкнуть из стека, если F=0

9

1

0

0

1

Загрузить стек (и продолжить)

10

1

0

1

0

Вытолкнуть из стека ( и продолжить)

11

1

0

1

1

Окончить цикл и вытолкнуть из стека, если C4

12

1

1

0

0

Переход на адрес из регистра МК, если F=0

13

1

1

0

1

Переход на адрес из регистра МК, если F3

14

1

1

1

0

Переход на адрес из регистра МК, если OVR

15

1

1

1

1

Переход на адрес из регистра МК, если C4

Таблица 7. Пример составления микропрограммы

тетр.

7

6

5

4

3

2

1

0

Адрес памяти

Адрес

перехода

Управл. .следующ.адресом

Сдвиг - MS2

Прием-ник резуль-тата

Сдвиг – MS1

Источ-ники операн-дов

Вх.перенос

Опера-ция АЛУ

Адрес по каналу A

Адрес по каналу B

Непосред­ственные данные

Результат выполнения

0

0 0 1 0

Х 0 1 1

Х 1 1 1

Х 0 1 1

0 0 0 0

0 0 0 1

R0 = 1

1

0 0 1 0

Х 0 1 1

Х 0 1 1

Х 0 1 1

0 0 0 0

R0  Y

2

0 0 1 0

Х 0 1 1

Х 1 1 1

Х 0 1 1

0 0 1 1

0 1 1 1

R3 = 7

3

0 0 1 0

Х 0 1 1

Х 0 1 1

Х 0 1 1

0 0 1 1

R3  Y

4

0 0 1 0

Х 0 1 1

Х 0 0 1

0 0 0 0

0 0 1 1

0 0 0 0

R0 = R0+R3

5

0 0 1 0

0 1 0 1

1 0 1 1

Х 0 1 1

0 0 0 0

Сдвиг R0

вправо

6

0 0 1 0

0 1 1 1

1 0 1 1

Х 0 1 1

0 0 0 0

Сдвиг R0

влево

7

0 0 1 0

0 0 1 1

0 0 1 1

1 0 0 0

0 0 0 0

R0=R0+1

8

0 0 1 0

1 1 0 0

0 0 1 1

0 0 1 1

0 0 0 0

R0Q

-------

9

0 0 1 0

1 1 1 0

0 0 1 1

0 0 1 1

0 0 0 0

R0Q

-------

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
404 Kb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги

Учебное пособие по микропрограммируемому комплекту К1804
Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6458
Авторов
на СтудИзбе
304
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее