ЛР7. Разработка обобщённого графа индивидуального задания и ввод исходных данных для эмулятора «СUU» (1065594), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Параметры структуры ЦУУ

Таблица 5

Местонахождение компонент и код структуры ЦУУ

2. Разработать алгоритм решения задач.

1. Для реализации полученного алгоритма разработать необходимый набор машинных команд. Машинные команды выбирать с учетом форматов и типов (см. рис. 1). Адресность арифметических и логических команд указана в задании. Число команд в наборе не должно превышать 16, так как под поле кода операции выделено четыре разряда.

1. Разработать микропрограммы машинных операций (рис. 4)

.

1. Разработать обобщенную микропрограмму работы ЦУУ. Исходные данные для проектирования микропрограммы : разработанный набор машинных команд, список допустимых микроопераций (см. табл. 2) и алгоритмы выполнения машинных операций. В микропрограмме необходимо предусмотреть выборку машинных команд из оперативной памяти в регистр команд (с учетом длины команды), расшифровку кода операции выбранной команды и выполнение соответствующей операции, а также переход к выбору и выполнению следующей команды программы. Микропрограмма должна обеспечивать загрузку начального (нулевого) адреса в программный счетчик и окончание вычислений после выполнения машинной программы.

Ввод n

Переход к подпрограмме

Настройка i := n

i := i-1

C_i := a_i +b_i

i=0?

НЕТ

Вывод C₁

ДА

Возврат из подпрограммы

Вывод n

Рис.4 Схема алгоритма программы

1. Построить закодированный граф микропрограммы, пользуясь списками микроопераций и логических условий.

2. В соответствии с закодированным графом микропрограммы разработать управляющий автомат по схеме Мура или Мили и построить списки переходов. Списки переходов содержат всю информацию, необходимую для построения управляющего автомата ЦУУ.

3. Синтезировать управляющий автомат на основе программи-руемых логических матриц и регистра, включенного в режим записи по тактовому сигналу (см. Рис. 3) [2]:

а) определить разрядность памяти управляющего автомата по формуле К= log₂N ,где N- число состояний автомата;

б) определить число m управляющих сигналов, формируемых управляющим автоматом;

в) определить необходимое число ПЛМ для реализации УА (каждая ПЛМ имеет 16 входов, 8 выходов и может реализовать до 68 конъюнкций) и распределить между ПЛМ управляющие сигналы и сигналы возбуждения;

г) для каждой ПЛМ построить таблицы соединений. На входы ПЛМ подавать коды состояний и осведомительные сигналы, а с выходов снимать сигналы возбуждения D (с первой ПЛМ) и управляющие сигналы (с первой и последующих ПЛМ).

1. В соответствии с алгоритмом и набором машинных команд составить машинную программу в мнемокодах. Программу оформить в виде стандартной подпрограммы с параметрами. Обращение к программе осуществляется через нулевую ячейку памяти.

2. Составить карту памяти. ЦУУ взаимодействует с памятью объемом 256 байт. Память имеет страничную организацию и состоит из 16 страниц по 16 байт в каждой. Для составления карты памяти необходимо распределить страницы за программой обращения к подпрограмме, за самой подпрограммой, а также за параметрами, исходными данными, результатами и стеком и указать соответствующие полные адреса.

3. Закодировать машинные команды в шестнадцатеричной системе счисления и составить программу в машинных кодах в соответствии с картой памяти и допустимыми полями машинных команд (см. рис.1).

4. Промоделировать работу ЦУУ на ЭВМ:

а) вызвать программу моделирования. На экране должно высветиться меню задач. Моделирование проводить в режиме диалога с ЭВМ;

б) последовательно выполняя пункты меню задач, ввести в ЭВМ подготовленное при домашней проработке описание ЦУУ (списки переходов, программу в машинных кодах и исходные данные для проверки работы ЦУУ). Для выполнения нужного пункта в меню задач необходимо ввести номер соответствующего пункта и нажать клавишу ввода.

З амечание. В режиме контроля и редактирования на экран дисплея вызывается соответствующая информация. Эту информацию можно исправить непосредственно на экране. После внесения всех изменений нажать клавишу ввода. Курсор перемещать клавишами

< > , < >,< >,< >.

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Постановку задачи и исходные данные

2. Алгоритм решения задач.

3. Программу в мнемокодах.

4. Программу в машинных кодах.

5. Карту памяти.

6. Фотографии памяти.

7. Микропрограмму.

8. Закодированный граф микропрограммы.

9. Список переходов.

10. Таблицы соединений ПЛМ.

11. Протокол работы ЦУУ.

Перечень задач

1. Вычислить

С_i = 2А_i – B_i , i=1,п

1. Вычислить:

Сi = Ai + 2Bi , i=1,n .

1. Переписать из массива А в массив В все числа, большие единицы.

1. Поменять местами в массивах А и В элементы с одинаковыми порядковыми номерами*.

1. Вычислить

_n

С= (А_i +B_i), i=1,n^*

ⁱ⁼¹

1. Найти максимальный элемент в массиве А и записать его в оперативную память*.

1. Найти минимальный элемент в массиве А и записать его в оперативную память*.

1. В массиве А все отрицательрые элементы преобразовать в дополнительный код и найти их сумму*.

1. П оменять местами соответствующие элементы в массивах А, В и С по схеме

А_i B_i C_i , i =1,n^*

10. Выполнить преобразование Сi (7:0) = Ai(7:4).0000, i=1,n*.

11. Вычислить полную сумму четных элементов двух массивов А и В.

12. Вычислить полную сумму нечетных элементов двух массивов А и В.

13. Подсчитать число четных элементов в массивах А и В*.

14. Подсчитать число нечетных элементов в массивах А и В*.

15. В массивах А и В найти сумму элементов , лежащих в интервале 3…9*.

1. 16. Вычислить Сi= Ai + Bi, i=1,n. Вывести на дисплей п и Сi.

*Размерность массивов n задать командой ввода.

Результаты всех задач вывести на дисплей.

2. Пример выполнения задания учебной задачи

Пусть требуется выполнить вариант 16 с кодом задания 16-П3-8 (16-номер задачи, П3-формат команды и способ адресации, 8- параметры структуры).

1. Задача 16. Разработать центральное устройство управления специализированного процессора, предназначенного для выполнения операций

С_i=A_i+B_i, i=1,n ,

где n- параметр, задаваемый командой ввода; А, В, С – массивы размерностью по 16 однобайтовых слов.

Вывести n и С₁ на экран дисплея.

1. ЦУУ должно обрабатывать трехадресные команды с прямой адресацией операндов;

Все команды должны быть длиной по четыре байта, даже если отдельные поля не используются.

1. ЦУУ должно включать:

   1. общую часть: регистр общего назначения, аккумулятор, буферный регистр, арифметико-логическое устройство, схему инкремента-декремента, регистр команд, регистр адреса и управляющий автомат;

   2. изменяемую часть (в соответствии с заданием):

а) программный счетчик – должен размещаться в РОН (используем для него, например, РОН[1]);

б) индекс необходимо размещать в автономном регистре индекса;

в) адрес возврата из подпрограммы – надо разместить в оперативной памяти (для этого можно использовать одно из слов страницы F, например, нулевое слово, ОП [F.0]).

1. Разработать алгоритм программы решения задач (см. рис.4). Предусмотреть ввод параметра n и вывод на дисплей результатов (n и С₁).

1. Разработать систему машинных команд, необходимую и достаточную для решения задачи 16. Команды должны быть трехадресными с прямой адресацией. В соответствии с алгоритмом выбрать следующую систему команд (табл. 6). Каждой команде присвоить мнемокод, облегчающий ее понимание, и двоичный четырехразрядный код операции. Неиспользуемые поля команды заполнить нулями. Система команд содержит восемь команд. Для каждой команды разработать микропрограмму. Список допустимых микроопераций приведен в табл. 2.

Рассмотрим перечень микропрограмм:

а) «Ввод» (Вв) – по этой команде байт данных в шестнадцатеричной системе счисления заносится с экрана дисплея в ячейку оперативной памяти по адресу, записанному в поле S3. Микропрограмма этой операции приведена на рис.5а;

б) «Переход с возвратом» (ПВ) – используется для обращения к подпрограмме. При этой команде запоминается адрес следующей команды основной программы в ячейке возврата, и управление передается по адресу, указанному в поле S1 команды ПВ. В соответствии с заданием адрес возврата должен храниться в оперативной памяти. Для этой цели удобно использовать страницу памяти F. Для формирования адреса любого слова в странице можно использовать микрооперацию В:= F.R, где F – константа (IIII), а R – содержимое поля R команды ПВ. Так, если в качестве ячейки возврата выбрана ячейка оперативной памяти с адресом F0, то в поле R команды должен быть записан нуль.

Для перехода к подпрограмме необходимо в программный счетчик, расположенный в РОН [1], записать содержимое поля S1 команды ПВ (адрес перехода). Микропрограмма приведена на рисунке 5б. Здесь для формирования адреса ячейки памяти, в которую надо записать адрес возврата, используется микрооперация В:=F.R.

Система команд

Таблица 6

Характеристики

Список файлов лабораторной работы