Московский Государственный Технический Университет им (1074648), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Функциональная схема управляющего автомата строится на основе таблиц соединений ПЛМ. Функциональная схема УА – см. Приложение.
12. Определение количества машинных тактов, необходимых для выполнения каждой микрооперации
Данная задача решается в соответствии с обобщённой микропрограммой. Для подсчёта числа машинных тактов для определённой операции необходимо, «войдя» в микропрограмму виртуально выполнить весь набор микроопераций, необходимый для корректного выполнения данной операции. Во время виртуального выполнения операции, т.е. последовательного перемещения по вершинам графа микропрограммы с соблюдением логических условий, необходимо вести подсчёт пройденных вершин графа микропрограммы. Таким образом, будет получено число машинных тактов, необходимых для выполнения данной операции. Соответственно для получения максимального (или минимального) числа машинных тактов, необходимо взять «наихудшие» («наилучшие») в смысле выполнения данной операции операнды.
Умножение
Tmin=12
Tmax=53
Сложение
Tmin=11
Tmax=11
Вычитание обратное
Tmin=11
Tmax=11
_____
A B
Tmin=11
Tmax=11
_
A
Tmin=11
Tmax=11
_
A B
Tmin=11
Tmax=11
_
A B
Tmin=11
Tmax=11
13. Расчет максимально возможной частоты работы вычислительного устройства
Расчет максимально возможной частоты работы ВУ проводится на основе функциональной схемы операционного автомата и справочной литературы.
Для осуществления расчёта необходимо сложить времена задержек микросхем, принимающих участие в реализации наиболее сложных функций (все эти функции присутствуют в формуле, которая располагается ниже в этом пункте – вычисление логического условия, управляющее устройство, операционное устройство). Времена задержек микросхем взяты из справочной литературы. Расчёт производится по следующей формуле:
Tmin=Tлу+Tуу+Tоу, где:
Tmin - минимально возможная длина машинного такта,
Tлу - время, необходимое для вычисления логических условий,
Tуу - время, необходимое для выполнения своей задачи управляющим устройством,
Tоу - время, необходимое для выполнения своей задачи операционным устройством.
Рассмотрим схему выработки осведомительного сигнала x10
____
x10 = ПРГОТ ЗАН (ША=N)
ИСКЛ. ИЛИ НЕ И
Тлу= 26 нс + 18,5 нс + 18,5 нс = 63 нс
В УА используется цепочка
Рг (К155ИР1) ПЛМ1 - ПЛМ8 ИЛИ (К155ЛЛ1) Рг (циклически)
Tуу = 35 нс + 48 нс + 18,5нс = 101,5нс
В ОА используется цепочка
Рг МS Рг ЛУ АЛУ МS Рг
Tоу = 35 нс + 34 нс + 35 нс + 60 нс + 49нс + 34 нс = 247 нс
Tmin = 63 нс + 101,5 нс + 247 нс = 411,5 нс
Fmax= 1 / Tmin = 1/ 411,5 = 2,43 Мгц
14. Выводы
В результате проделанной работы было спроектировано вычислительное устройство. ВУ осуществляет взаимодействие с внешними устройством посредством шин данных (входной и выходной), шины адреса и шины управления. Спроектированное ВУ работает с числами в дополнительных кодах и осуществляет 7 микроопераций, запрограммированных для выполнения с помощью соответствующих микропрограмм. Самой длительной операцией является операция умножения, поскольку в ней вырабатывается наибольшее число ЛУ, и она содержит наибольшее число состояний графа закодированной МП.
УА был разработан на базе ПЛМ, оптимально используя все выводы микросхем ПЛМ удалось довести их число до 8 (при 45 управляющих сигналах). В ходе работы я ознакомилась на теории с проектированием отдельных вычислительных устройств.
15. Список использованной литературы
1. Виноградов В.И., Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Архитектура ЭВМ», Москва, 1997
2. Лекции по курсу «архитектура ЭВМ», 4-5 семестр
3. Дроздов Е.А., Комарницкий В.А., Пятибратов А.П., «Электронные вычислительные машины Единой системы», Москва, 1981
4. Аванесян Г.Р., Лёвшин В.П., «Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ», Москва, 1993
5. ГОСТ 2.743-91. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники.
6. ГОСТ 2.708-81. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники.
24
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
