Московский Государственный Технический Университет им (1074648)
Текст из файла
Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана
Факультет «Информатика и управление»
Кафедра «Системы обработки информации и управления»
Курсовая работа
по курсу
“АРХИТЕКТУРА ЭВМ”
Проектирование вычислительного устройства
Вариант №33
Бумага формата А4
(тип носителя)
25 _
(количество листов)
Выполнил: Принял:
Студентка группы ИУ5-52 Преподаватель кафедры ИУ-5
Бехлиянц К.С. Белоусова В.И.
Подпись ___________ Подпись ____________
“___”_______________2006г. “___”_______________2006г.
2006
Оглавление
| 1. | Постановка задачи ……………………………………………………………………… | 3 |
| 2. | Микропрограммы машинных операций ………………………………………………. | 3 |
| 2.1 Подключение/отключение интерфейса …………………………………………… | 3 | |
| 2.2 МП умножения ……………………………………………………………………... | 4 | |
| 2.3 МП сложения ……………………………………………………………………….. | 4 | |
| 2.4 МП вычитания обратного ………………………………………………………….. | 4 | |
| 2.5 МП логических операций …………………………………………………………. | 5 | |
| 3. | Обобщенная микропрограмма ………………………………………………………… | 5 |
| 4. | Списки слов, логических условий и управляющих сигналов ……………………….. | 6 |
| 5. | Закодированный граф обобщенной микропрограммы ………………………………. | 8 |
| 6. | Разработка структурной схемы операционного автомата …………………………… | 9 |
| 7. | Разработка функциональной схемы операционного автомата ……………………… | 9 |
| 8. | Синтез операционных элементов ……………………………………………………… | 10 |
| 8.1 Мультиплексор регистра В ………………………………………………... | 10 | |
| 8.2 Мультиплексор регистра A ………………………………………………………… | 10 | |
| 8.3 Мультиплексор регистра счетчика ………………………………………………... | 10 | |
| 8.4 Мультиплексор регистра С ……………………………………………………….... | 11 | |
| 8.5 Мультиплексор шины выхода ……………………………………………………... | 11 | |
| 11 | |
| 12 | |
| 13 | |
| 13 | |
| 8.10 АЛУ ………………………………………………………………………………… | 14 | |
| 8.11 Буфер с тремя состояниями ………………………………………………………. | 14 | |
| 8.12 Cчетчик СТ ………………………………………………………………………… | 15 | |
| 9. | Таблица переходов ……………………………………………………………………... | 15 |
| 10. | Синтез ПЛМ …………………………………………………………………………….. | 17 |
| 11. | Разработка функциональной схемы управляющего автомата ………………………. | 22 |
| 12. | Определение числа машинных тактов, необходимых для выполнения каждой операции ………………………………………………………………………………… | 23 |
| 13. | Расчет максимально возможной частоты вычислительного устройства …………… | 24 |
| 14. | Выводы ………………………………………………………………………………….. | 25 |
| 15. | Список использованной литературы ………………………………………………….. | 25 |
-
Постановка задачи
Спроектировать вычислительное устройство для выполнения заданного множества операций (табл. 1). Вычислительное устройство должно состоять из операционной части и блока управления и подключаться к интерфейсу.
Cостав шин интерфейса:
1.Шины прямой передачи данных /входные/ разрядностью n бит.
2.Шины обратной передачи данных /выходные/ разрядностью n 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/.
Табл. 1. Условие задания
| No | Операция | Обозначение операции |
| 1 | Умножение | У |
| 2 | Сложение | a1 |
| 3 | Вычитание обратное | a3 |
| 4 | _____ A B | Л3 |
| 5 | _ A | Л5 |
| 6 | _ A B | Л7 |
| 7 | _ A B | Л9 |
2.Микропрограммы машинных операций
2.1 Подключение/отключение интерфейса
Для реализации вычислительного устройства, выполняющего операции, указанные в задании к курсовой работе (табл.1), необходимо разработать микропрограммы для каждой из операций. Микропрограмма должна обеспечивать корректное считывание операндов с входной шины данных (ШВХ), выполнение самой операции и выдачу результата на выходную шину данных (ШВЫХ). 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.
Микропрограмма подключения опрашивает шины адреса (ША) и шину управления (ШУ). При этом вычисляется значение логического выражения ПРГОТ (
) (ША=N), где ПРГОТ – сигнал, выставляемый внешним устройством на шину управления, ЗАН – сигнал занятости вычислительного устройства, (ША=N) – условие совпадения адреса, передаваемого внешним устройством на адресные шины и адреса вычислительного устройства.
Если выражение принимает значение 1, осуществляется подключение путем формирования сигнала готовности (для этого предусмотрена микрооперация ГОТ:=1), который указывает инициирующему устройству о готовности к работе. Далее выполнение микропрограммы приостанавливается до получения сигнала КОП=1, передаваемого внешним устройством по шине управления. Как только сигнал КОП=1 получен, производится считывание команды с входной шины данных, формируется сигнал ГОТ:=0 и устанавливается сигнал ЗАН:=1. На этом микропрограмма подключения заканчивает свою работу.
Микропрограмма выполнения одной из семи указанных операций осуществляется при выполнении одного из семи логических условий (микропрограммы и условия сопоставлены взаимно однозначно), которые формируются на основании анализа кода операции, указанного в команде (более подробное описание условий приведено в следующем пункте данного документа). При выполнении условия микропрограмма любой операции принимает операнды, которые считываются с входной шины данных. Далее вычисляется результат, который затем выдается на выходные шины данных.
Считывание слова данных реализовано следующим образом. Микропрограмма операции генерирует сигнал запроса (для этого предусмотрена микрооперация ЗАПР:=1), который осведомляет внешнее устройство о готовности вычислительного устройства к приему данных. В ответ внешнее устройство передает слово данных на входную шину данных, генерируя при этом сигнал ДАННЫЕ=1. Пока сигнал ДАННЫЕ не поступит на управляющую шину, выполнение микрооперации приостанавливается, как только сигнал будет получен, вычислительное устройство производит считывание слова данных, при этом снимается сигнал запроса данных (для этого предусмотрена микрооперация ЗАПР:=0). В ответ внешнее устройство устанавливает сигнал ДАННЫЕ=0. Если для выполнения операции необходимо два операнда, то для считывания второго слова данных процедура считывания повторяется.
Выдача слова данных в интерфейс производится следующим образом. Микропрограмма формирует сигнал результата (для этого предусмотрена микрооперация РЕЗ:=1). Затем выполнение микрооперации приостанавливается до получения сигнала ПРРЕЗ=1, которым внешнее устройство информирует об успешном принятии результата вычислений. Как только ПРРЕЗ = 1 вычислительное устройство устанавливает сигнал результата в ноль (для этого предусмотрена микрооперация РЕЗ:=0) и выставляет результат на выходные шины данных. При необходимости выдачи второго слова данных процедура повторяется. После окончания выдачи результата выполняется микропрограмма отключения вычислительного устройства. При необходимости передать по шине данные, разрядность которых превышает 6, сначала передаётся младший байт, а потом старший.
Микропрограмма отключения вычислительного устройства, снимает сигнал занятости устройства (для этого предусмотрена микрооперация ЗАН:=0).
Разработанные микропрограммы выполнения машинных операций приведены в приложении.
2.2 МП умножения
В регистр A заносится первый операнд, производится проверка его на нулевое значение. Если первый операнд равен 0, второй операнд не считывается, а результату присваивается 0. Затем происходит проверка знака первого операнда. Если знак отрицательный, он сохраняется в слове знA(0). Затем происходит перевод первого операнда в прямой код. Если знак положительный, то аналогичные операции повторяются для второго операнда. Алгоритм непосредственно умножения приведен в приложении. Знак результата вычисляется как значение логического выражения знАзнВ и записывается в знаковый разряд результата. Результат занимает 2 слова (20 бит) и переводится в дополнительный код, если знак отрицательный.
2.3 МП сложения
Операнды заносятся в регистры A и B в дополнительных кодах, следовательно их сразу можно подавать в микросхему АЛУ для выполнения операции сложения.
2.4 МП вычитания обратного
Операнды заносятся в регистры A и B в дополнительных кодах, следовательно их сразу можно подавать в микросхему АЛУ для выполнения операции вычитания обратного.
2.5 МП логических операций
Логические операции выполняются непосредственно в АЛУ над операндами из регистров A и B.
Схемы алгоритмов всех МП приведены в приложении.
Характеристики
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
