Синтез центрального обрабатывающего устройства ЦВМ

Целью данного курсового проектирования является практическое закрепление основных разделов дисциплины «Цифровые ЭВМ», посвященных изучению принципов структурной и функциональной организации цифровых вычислительных машин и их узлов, путем проектирования основных блоков компьютера.

Объектом курсового проектирования является центральное обрабатывающее устройство (ЦОУ), реализующее заданную совокупность команд из системы команд абстрактной ЦВМ[1].

Постановка задачи

обрабатывающий процессорный архитектура автомат

Объектом курсового проектирования является центральное обрабатывающее устройство (ЦОУ), реализующее заданную совокупность команд из системы команд абстрактной ЦВМ.

Предполагается, что проектированию подлежит процессор с традиционной принстонской архитектурой.

К функциям процессорного блока относятся:

управление потоком обработки команд исполняемой компьютером программы;

управление процессом исполнения команд;

управление процессом взаимодействия всех блоков ЦОУ.

ЦОУ обеспечивает реализацию хранящейся в ОП программы, команды которой принадлежат ограниченному (в учебных целях) множеству типовых команд, исполняемых компьютером. К ним относятся:

­ арифметическая команда,

­ логическая команда,

­ команда пересылки данных (команда обмена данными между регистровой памятью (РП) процессора и ОП),

­ команда обращения к устройству ввода / вывода,

­ команда передачи управления,

­ команда «стоп».

Процессор, обеспечивающий исполнение каждой команды, должен:

1) осуществить выборку команды из ОП в строгом соответствии с форматом команды,

2) расшифровать код операции в команде,

) выполнить расшифрованную операцию,

) подготовить компьютер к выполнению следующей команды.

Обобщенная структурная схема процессора, в котором связь между составляющими этот процессор компонентами осуществляется через систему управляемых раздельных шин, приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Обобщенная структурная схема процессора

На рисунке 1 используются следующие сокращения:

УУ - устройство управления;

ГСС - генератор синхросигналов,

АЛУ - арифметико-логическое устройство;

РП - сверхоперативная регистровая память;

СмА - сумматор адресный;

БУР - блок управляющих регистров, в числе которых:

­ РК - регистр команд,

­ СчАК - счетчик адреса команд,

­ РПР - регистр признака результата,

­ РКП - регистр кода прерывания (регистр флагов прерывания),

­ ТП - триггер переходов;

БВР - блок внутренних регистров прямого доступа (ВР1, …, ВРk),

используемых для эффективной организации процесса исполнения команд;

ОСВ - внешние осведомительные сигналы;

УСВ - внешние управляющие сигналы;

Д - данные.

Исходные данные для курсового проектирования:

Перечень аппаратно поддерживаемых типов данных:

· F4 - 32-разрядные числа в формате с плавающей точкой (данные для арифметической команды);

· L1 - двоичный вектор длиной 1 байт (данные для логической команды);

· I2 - 16-разрядные целые числа (данные для команд обращения к памяти).

Типы команд:

· Арифметическая команда - вычитание с плавающей точкой (-);

· Логическая команда - дизъюнкция (V) над вектором длиной 1 байт;

· Команда передачи управления - условный переход по маске;

· Команда обращения к памяти - запись в память полуслова;

· Команда ввода / вывода - передача байта из МВВ в процессор;

· Команда «Стоп».

Способы адресации операндов в команде - непосредственная, прямая, регистровая, косвенная через регистр, относительная.

Основные характеристики ОП:

· - емкость ОП в мегабайтах;

· - ширина выборки (разрядность слова ОП в байтах);

Характеристики РП:

· - емкость РП - определяется количеством регистров в блоке.

· Тип - универсальная регистровая память (один блок как для регистров общего назначения (РОН), так и для регистров, предназначенных для хранения чисел в формате с плавающей точкой (РПТ)).

· Разрядность регистра - 4 байта.

Тип устройства управления - управляющий автомат с программируемой логикой.

Способ адресации микрокоманд (МК) в микропрограммах (МП) - естественная адресация.

Способ кодирования поля МО в МК - горизонтально-вертикальный.

Похожые стьтьи по экономике

Построение и разработка систем на основе микроконтроллеров семейства MSP430
Регулирование и автоматизация многих промышленных процессов требует точного и достоверного измерения температуры. Управляемый микропроцессором датчик температуры представляет собой униве ...

Выращивание монокристалла с заданными свойствами
Содержание работы. В данной курсовой работе разрабатывается технологический процесс получения легированного монокристалла ФГДЦЧ-5-17, на 20% компенсированного теллуром, с разбросом ко ...

USB осциллограф на микроконтроллере ATTINY45-20
Микроконтроллеры семейства AVR за сравнительно короткое время завоевали заслуженную популярность во всём мире. Они представляют собой мощный инструмент для создания современных высокопроизводительных ...

Разделы

© 2018 - www.frontinformatics.ru