27982-1 (686858), страница 2
Текст из файла (страница 2)
5. Розробка мікропрограми
Під створенням мікропрограми мається в виду запис прошивки ПЗП мікропрограм, тобто запрограмувати значення усіх бітів при виконанні кожної команди.
Розряди мікрокоманди керують работой усіх узлів мікропроцесорного приладу: керування блоком обробки даних, блоком виконання команд, приладом приоритетного переривання, трактом даних та усіма остальними приладами.
Мікропрограми розрізняються по длині в залежності від типу команди: для команд типу регистр-регистр достатньо чотирьох тактів, але для команд типу регистр-пам`ять необхідно вже не менше семи мікрокоманд, тому що треба додатково обчислювати адреси операнду та загрузка його із пам`яті.
При виконуванні команд загальними у всіх є мікрокоманди, які реалізують слідуючі функції: формування адреси команди, вибірка команди, декодування команди. Подальші шаги мікропрограм залежать від конкретної команди.
5.1 Команда HER
Ця команда виконує аріфметичний здвиг вліво з нормалізацієй. Вона має формат “регистр-пам`ять” та зписується так:
HER b1, r2, d1
де r2 - адреса ОЗП, де зберігається здвигаєме число й куди буде записан результат операції;
b1 - адреса ЗП, в якому зберігається базове значення кількості здвигаємих розрядів;
d1 - кількість розрядів, на яку буде здвигатись число r1.
Сумарна кількість здвигів визначається підсумовуванням змісту ОЗП b1 і значення d1.
Алгоритм виконування команди представлений на рисунку
5.2 Команда SE
Команда SE - віднімання з нормалізацієй.
Формат команди:
SE r1, s2
Алгорітм виконування: по команді SE другий операнд, який знаходится у пам`яті за адресою s2 (адреса повинна знаходитисьна границі слова), віднімається з першого операнду, й нормалізована разность розміщається на месті першого операнду в регистр r1.
Блок-схема виконання команди:
ПОЧАТОК
Формування адреси команди
Вибірка
команди
Декодування
Вибірка зміщення
Формування адреси операнду
Выбірка операнду
Виконання команди
КІНЕЦЬ
6. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
Для спроектованої мікро-ЕОМ необхідно провести деякі оцінні розрахунки технічних характеристик. Потрібно визначити споживану потужність усієї мікро-ЕОМ, період проходження тактових імпульсів і час виконання команд описаних раніше.
Розрахуємо приблизну споживану потужність мікро-ЕОМ. Для цього просумуємо потужності всіх пристроїв, що входять до складу даної мікро-ЕОМ, що у свою чергу одержуємо підсумовуванням потужностей мікросхем, що входять до складу цих пристроїв.
Прилад | ІМС | потужність, Вт | Кол-во, шт. | Сум. потужність для приладів,Вт | Сум. потужність для ЕОМ, Вт |
БОД | К1804ВС2 К1804ВР1 К1804ВР2 | 1,75 0,57 1,6 | 16 5 1 | 32,45 | 319,07 |
БОП | К1804ВН1 К1804ВРЗ К1533ИД7 К556РТ6 | 1,525 0,12 0,005 0,95 | 8 1 1 2 | 13,325 | |
ОЗП | К541РУ2 К1804ИР2 К555ИД7 | 0,5 0,19 0,005 | 512 18 5 | 259,445 | |
БС | К1804ГГ1 | 0,48 | 1 | 0,48 | |
БМУ | К1804ВУ4 К1804ИР2 К556РТ6 К555КП6 К555ЛП6 | 1,72 0,19 0,95 0,005 0,005 | 1 11 9 1 1 | 12,37 |
Виберемо тактову частоту. Максимальні значення часу затримки поширення сигналів будуть для модуля БОД и ОЗП.
Тзд.р.Бод= Тзд.р.вс2+ 2 * Тзд.р. bp1 + Тзд.р. вр2 = (120 + 2 * 15 + 60) * 10-9 = 210 нс.
Тзд.р. озу=2Тзд.р. ид7 + Тзд.р. ир2 + Тзд.р. РУ2 =(20 + 45 + 140) * 10-9 = 205 нс.
Тзд.р. max = mах(Тзд.р. озу, Тзд.р. Бод) == 210 нс. Максимальна тактова частота з урахуванням додаткових затримок :
F = |1 / Тзд.р. mах| = 1 / (210 * 10-9) | = 4 МГц. Тоді період проходження тактових імпульсів складе :
Т=1/F=1/(4* 106) =250 нс.
Знайдемо время виконання команд. Тому що команда SE виконується 16+1 циклів, то час ее виконання складе :
tDD = Т * 16 = 4 мкс.
Команда HER виконується за 1+1+16+1=19циклів. Таким чином, час виконання команди HER складає :
ТhER=Т* 19 =4,75 мкс
7. ВИСНОВОК
У ході виконання курсової роботи була спроектована ЕОМ, що по своїх параметрах є абсурдною з технічної точки зору. Причиною цього є не коректно поставлені технічні вимоги:
-
Завищена розрядність пристрою(64-х розрядна шина даних, це занадто багато 4-х розрядних секційних БІС).
-
Великий обсяг основної пам'яті, при малій розрядності складових її елементів, що привело до необхідності використання декількох сотен мікросхем.
-
Висока споживана потужність ( близько 60 А, при напрузі питання 5 В виходить 350 Вт )
-
Не узгодження параметрів за коефіцієнтом розгалуження ( до одного виходу навантажується під несколько сотень входів).
У такий спосіб такая ЕОМ фізично не може функціонувати..
БОД
Схема збереження й видачі признаків
Операційне устройство
Рг. D
Рг. А





ША
ШД
Блок переривань
Пам`ять початкових адрес
обробників переривань
Рг КОП
Пам`ять початкових адрес
Схема управління адресами мікрокоманд
ПЗП мікрокоманд
Рг. мікрокоманд















Схема формування адреси ОЗП
ОЗП








ШУ
Додаток 1
Структурна схема
Додаток 2
Мікропрограма для команди HER
K1804BC2 | K1804BУ4 | K1804BP2 | K1804 BH1 | RAM | ||||||||||||||
MI[8..5] | MI[4..1] | MI0 | EA | OEY | IEN | OEB | MI[3..0] | RLD | I[12..6] | MI [3..0] | EI | CS | WR / RD | |||||
xxxx | xxxx | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 1110 | 1 | xxxxxxx | 1101 | x | 0 | 1 | |||||
xxxx | xxxx | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 1110 | 1 | xxxxxxx | 1101 | x | 1 | x | |||||
xxxx | xxxx | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 1110 | 1 | xxxxxxx | 1101 | x | 0 | 1 | |||||
0100 | 0011 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1110 | 1 | 00xxxxx | 1101 | x | 1 | x | |||||
xxxx | xxxx | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 0100 | 0 | xxxxxxx | 1101 | x | 0 | 1 | |||||
1000 | 0100 | x | x | 0 | 0 | 0 | 1000 | 1 | 0010000 | 1101 | x | 1 | x | |||||
xxxx | xxxx | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 1110 | 1 | xxxxxxx | 1101 | x | 1 | x | |||||
xxxx | xxxx | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 1110 | 1 | xxxxxxx | 1101 | x | 1 | x | |||||
xxxx | xxxx | x | x | x | x | x | 0010 | 1 | xxxxxxx | 1101 | x | 1 | x |
Мікропрограма для команди SE
K1804BC2 | K1804BУ4 | K1804BP2 | K1804BH1 | RAM | |||||||||||
IEN[16-1] | MI[8..5] | MI[4..1] | MI0 | EA | OEY | IEN | OEB | MI[3..0] | RLD | I[12..0] | MI [3..0] | EI | CS | WR / RD | |
111110000001111 | 0100 | 0001 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1110 | 1 | 01xxxxx001011 | 1101 | 0 | 0 | 1 | |
111111111111111 | xxxx | xxxx | x | 1 | 1 | 1 | 1 | 1011 | 1 | 00xxxxx001010 | 1101 | 0 | 1 | x | |
111110000001111 | 0011 | 0000 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1110 | 1 | 01xxxxx001010 | 1101 | 0 | 1 | x | |
111111111110000 | 1111 | 0100 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1110 | 1 | 00xxxxx001011 | 1101 | 0 | 1 | x | |
111110000000000 | xxxx | xxxx | x | 0 | 0 | 1 | 0 | 0010 | 1 | xxxxxxxxxxxxx | 1101 | 0 | 1 | x |
Додаток 3. БОД
