New Документ Microsoft Word (Вариант 69)
Описание файла
Файл "New Документ Microsoft Word" внутри архива находится в следующих папках: Вариант 69, ЦУУ, Лаба_CUU_пример. Документ из архива "Вариант 69", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "электронные вычислительные машины (эвм)" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "New Документ Microsoft Word"
Текст из документа "New Документ Microsoft Word"
Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана.
УТВЕРЖДАЮ
"___"__________2003 г.
_____________________
(Виноградов В.И.)
"Лабораторная работа по курсу Архитектуры ЭВМ"
Пояснительная записка
(тип документа)
50
(номер варианта)
Бумага формата А4
(вид носителя)
(количество листов)
ИСПОЛНИТЕЛЬ
" " 2003 г.
_____________________
(Труш В. С.)
Москва – 2003
Содержание:
-
Постановка задачи и исходные данные………………………………….2
-
Адресация………………………………………………………………….2
-
Составляющие ЦУУ………………………………………………………2
-
Алгоритм решения задачи………………………………………………..2
-
Разработка системы машинных команд…………………………………4
-
Список переходов………………………………………………………...14
-
Синтезировать управляющего автомата…….………………………….15
-
Определение управляющих сигналов………………………………….16
-
Определение сигналов возбуждения……………………………………17
-
Таблицы соединений ПЛМ……………………………………………..18
-
Разработка функциональной схемы управляющего автомата………..21
-
Разработка системы машинных команд, составление программы решения задачи…………………………………………………………..22
Цель работы – освоение практических методов проектирования центрального устройства управления процессора, изучение структуры процессора, назначения и взаимодействия его блоков, разработка системы команд для заданного класса задач, а также микропрограмм машинных операций, синтезирование управляющего автомата и проверка работы спроектированного устройства моделированием на ЭВМ.
-
Постановка задачи и исходные данные.
Задание: 6-П2-8
Разработать центральное устройство управления специализированного процессора, предназначенного для выполнения операции: в массиве А все отрицательные элементы преобразовать в дополнительный код и найти их сумму. N=16- размерность массива, n<17 – задается командой ввода, А – массив размерностью по 16 однобайтовых слов. С – переменная, в которую записывается результат сложения. Вывести A , n u C результаты на экран дисплея.
-
ЦУУ должно обрабатывать команды двухадресные с прямой адресацией.
КОП | R | R1 | R2 |
О П [S1+И]*ОП [S2+И] ОП[S1+И]
Все команды должны быть длиной 3 байта.
-
ЦУУ должно включать:
-
общую часть: регистр общего назначения, аккумулятор, буферный регистр, арифметико-логическое устройство, схему инкремента-декремента, регистр команд, регистр адреса и управляющий автомат;
-
изменяемую часть:
а) программный счетчик – должен размещаться в РОН (например в РОН[1] )
б) индекс необходимо размещать в автономном регистре индекса
в) адрес возврата из подпрограммы – нужно разместить в оперативной памяти (для этого можно использовать одно из слов страницы F, например, нулевое слово, ОП[F.O]).
-
Алгоритм решения задачи.
Разрабатываем алгоритм программы решения задачи. Предусматриваем ввод параметра n.
-
Разработка системы машинных команд.
Разрабатываем систему машинных команд, необходимую и достаточную для решения поставленной задачи. Команды должны быть двухадресные с прямой адресацией. В соответствии с алгоритмом выбираем следующую систему команд. Каждой команде присваиваем мнемокод, облегчающий ее понимание, и двоичный четырехразрядный код операции. Неиспользуемые поля команды заполняем нулями. Система команд содержит десять команд. Для каждой команды разрабатываем микропрограмму.
Формат команд | Мнемокод | КОП | Примечание | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||||
| УИ | 0001 | «Установка индекса» ОП [S1] PИ | ||||
| ПВ | 0010 | «Переход с возвратом» (переход к подпрограмме) РС ОП[F.R] ОП[S1] РС | ||||
| ПУ1 | 0011 | «Переход условный по арифметическому значению» S1 , если Ai>=0, PC: = PC +3,если Ai<0 | ||||
| МИ | 0100 | «Модификация индекса» РИ=РИ-1 | ||||
| ДПC | 0101 | ««Дополнительный код и сложение» РОН[2]=ОП[S1]+1+PОН[2] | ||||
| ПУ2 | 0110 | «Переход условный по ненулевому индексу» SI, если i≠0 PC : = PC+3, если i=0 | ||||
| ПБК | 0111 | «Переход безусловный по косвенному индексу» О П [ F.R ] PC | ||||
| Стоп | 1000 | «Останов» « Стоп» Дисплей | ||||
| Вв | 1001 | «Ввод байта» Д исплей OП[S2] | ||||
| Выв | 0000 | «Вывод байта» О П[S1] Дисплей |
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 S2. Микропрограмма этой операции приведена на рисунке:
б) «Переход с возвратом» (ПВ) – используется для обращения к подпрограмме. По 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 B:=F.R, где F – константа (1111), а R – содержимое поля R команды ПВ.
Для перехода к подпрограмме необходимо в программный счетчик в РОН[1] записать содержимое поля S1. Микропрограмма этой операции приведена на рисунке:
в) «Установка индекса» (УИ) – по этой команде значение индекса переписывается из ячейки памяти, адрес которой указан в поле S1, в индексный регистр:
г) «Дополнительный код и сложение» (ДПС) – команда выполняет операции C=Ai+C и Аi=Аi+1. В поле РОН[3] записан начальный адрес массива А. Адрес элементов массива определяется, как сумма начального адреса массива и содержимого индексного регистра. A преобразуется в дополнительный код, сохраняется в аккумулятор. При каждом выполнении команды содержимое индексного регистра уменьшается на единицу. В задаче и в машинной программе индексы массивов меняются от единицы до n, а микропрограмме они должны меняется от нуля до (n-1), чтобы начальный адрес массива в теле команды соответствовал начальному элементу массива.
д) «Переход условный по арифметическому значению» (ПУ1) - команда анализирует содержимое аккумулятора. Если оно больше либо равно нулю, то осуществляется переход к следующей команде, а если меньше нуля, то выполняется переход к команде, адрес которой указан в поле S1 команды ПУ1. В микропрограмме необходимо проанализировать значение аккумулятора на арифметическое значение, но признак отрицательного результата – N (как и все остальные признаки Z, C, P) вырабатываются только в АЛУ, поэтому необходимо значение аккумулятора пропустить через АЛУ.
е) «Переход условный по индексному значению» (ПУ2) – команда анализирует содержимое индексного регистра. Если оно равно нулю, то осуществляется переход к следующей команде, а не равно нулю, то выполняется переход к команде, адрес которой указан в поле S1 команды ПУ2. В микропрограмме необходимо проанализировать значение индексного регистра на нуль, но признак нуля – Z (как и все остальные признаки N, C, P) вырабатываются только в АЛУ, поэтому необходимо значение индексного регистра пропустить через АЛУ. Для этого используются две микрооперации В:=РИ и В:=В.
ж) «Модификация индекса» (МИ) – команда декрементирует значение РИ.
з) «Переход безусловный по косвенному индексу» (ПБК) – команда реализует безусловный переход по косвенному адресу, т.е. по адресу, который хранится в ячейке возврата в оперативной памяти. В качестве ячейки возврата можно использовать любое слово страницы F указывают в поле R команды ПБК.
и) «Вывод» (Выв) - байт информации из памяти выдается на экран дисплея в шестнадцатеричной системе. Адрес выдаваемого байта указывается в поле S1.
к) «Останов» (Стоп) - по этой команде происходит выключение центрального устройства управления. Эта команда должна быть последней исполняемой в программе пользователя. Она выдает на пульт управления специальный сигнал о завершении работы процессора, а само ЦУУ переходит в состояние ожидания (исходное состояние).
-
Список переходов
№ пп. | Исходное состояние | Код | Следующее состояние | Код | Входные сигналы | Сигналы возбуждения | Выходные сигналы |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
1 | A0 | 000000 | A0 | 000000 | -B | ----- | ----- |
2 | A0 | 000000 | A1 | 000001 | B | D1 | --- |
3 | A1 | 000001 | A2 | 000010 | --- | D2 | Y43, Y13, Y14, Y58, Y7, Y15 |
4 | A2 | 000010 | A12 A3 A41 A28 A16 A17 A24 A37 A14 A8 A15 | 001100 000011 101001 011100 010000 010001 011000 100101 001110 001000 001111 | -x4,-x3,-x2,-x1 -x4,-x3,-x2,x1 -x4,-x3,x2,-x1 -x4,-x3,x2,x1 -x4,x3,-x2,-x1 -x4,x3,-x2,x1 -x4,x3,x2,-x1 -x4,x3,x2,x1 X4,-X2,-X1 X4,-X2,X1 X4,X2 | D3 D4 D1 D2 D1 D4 D6 D3 D4 D5 D5 D1 D5 D4 D5 D1 D3 D6 D2 D3 D4 D4 D1 D2 D3 D4 | Y63, Y58, Y7, Y12, Y14 |
5 | |||||||
6 | |||||||
7 | |||||||
8 | |||||||
9 | |||||||
10 | |||||||
11 | |||||||
12 13 14 | |||||||
15 | A3 | 000011 | A4 | 000100 | D3 | Y21 | |
16 | A4 | 000100 | A5 | 000101 | D1 D3 | Y11, Y12, Y13 Y14, Y15, Y42 | |
17 | A5 | 000101 | A6 | 000110 | D2 D3 | Y30 | |
18 | A6 | 000110 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y48 | |
19 | A7 | 000111 | A2 | 000010 | D2 | Y7, Y41 | |
20 | A8 | 001000 | A9 | 001001 | D1 D4 | Y22 | |
21 | A9 | 001001 | A10 | 001010 | D2 D4 | Y11, Y12, Y13, Y14, Y15, Y42 | |
22 | A10 | 001010 | A11 | 001011 | D1 D2 D4 | Y66 | |
23 | A11 | 001011 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y60 | |
24 | A12 | 001100 | A13 | 001101 | D1 D3 D4 | Y8, Y29 | |
25 | A13 | 001101 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y67 | |
26 | A14 | 001110 | A0 | 000000 | ----- | Y70 | |
27 | A15 | 001111 | A0 | 000000 | -------- | Y69 | |
28 | A16 | 010000 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y6, Y47 | |
29 | A17 | 010001 | A18 | 010010 | D2 D5 | Y7 Y8 Y29 | |
30 | A18 | 010010 | A19 | 010011 | D1 D2 D5 | Y35 | |
31 | A19 | 010011 | A20 | 010100 | D3 D5 | Y11 Y14 Y42 | |
32 | A20 | 010100 | A21 | 010101 | D1 D3 D5 | Y30 | |
33 | A21 | 010101 | A22 | 010110 | D2 D3 D5 | Y15 Y31 | |
34 | A22 | 010110 | A23 | 010111 | D1 D2 D3 D5 | Y31 | |
35 | A23 | 010111 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y8 Y11 Y14 Y58 | |
36 | A24 | 011000 | A25 | 011001 | D1 D4 D5 | Y35 | |
37 | A25 | 011001 | A26 | 011001 | -Z | D1 D4 D5 | Y11, Y13, Y15,Y37 |
28 | A25 | 011001 | A7 | 000111 | Z | D1 D2 D3 | Y11, Y13, Y15,Y37 |
39 | A26 | 011010 | A27 | 011011 | D1 D2 D4 D5 | Y21 | |
40 | A27 | 011011 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y7 Y11 Y15 Y58 | |
41 | A28 | 011100 | A29 | 011101 | D1 D3 D4 D5 | Y22 | |
42 | A29 | 011101 | A30 | 011110 | D2 D3 D4 D5 | Y7 Y8 Y11 Y13 Y15 Y58 | |
43 | A30 | 011110 | A31 | 011111 | D1 D2 D3 D4 D5 | Y35 | |
44 | A31 | 011111 | A32 | 100000 | D6 | Y11, Y14, Y42 | |
45 | A32 | 100000 | A33 | 100001 | D6 D1 | Y30 | |
46 | A33 | 100001 | A34 | 100010 | D2 D6 | Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y37 | |
47 | A34 | 100010 | A35 | 100011 | -N | D1 D2 D6 | Y11, Y13, Y15, Y37 |
48 | A34 | 100010 | A7 | 000111 | N | D1 D2 D3 | Y11, Y13, Y15, Y37 |
49 | A35 | 100011 | A36 | 100100 | D3 D6 | Y21 | |
50 | A36 | 100100 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y7, Y11, Y13, Y15, Y58 | |
51 | A37 | 100101 | A38 | 100110 | D2 D3 D6 | Y38 | |
52 | A38 | 100110 | A39 | 100111 | D6 D3 D2 D1 | Y11 Y13 Y15 Y42 | |
53 | A39 | 100111 | A40 | 101000 | D4 D6 | Y30 | |
54 | A40 | 101000 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y7 Y11 Y13 Y15 Y58 | |
55 | A41 | 101001 | A42 | 101010 | D2 D4 D6 | Y7 Y29 Y38 | |
56 | A42 | 101010 | A43 | 101011 | D1 D2 D4 D6 | Y11 Y13 Y15 Y42 | |
57 | A43 | 101011 | A44 | 101100 | D3 D4 D6 | Y60 | |
58 | A44 | 101100 | A45 | 101101 | D1 D3 D4 D6 | Y21 | |
59 | A45 | 101101 | A7 | 000111 | D1 D2 D3 | Y7 Y11 Y13 Y15 Y58 |
-
Синтезировать управляющий автомат
Необходимую разрядность регистра состояний определяем по формуле К= ]log2N[ , где N=46- число состояний автомата;