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

Генератор синусоидальных модулированных колебаний
Невозможно назвать хотя бы одну отрасль экспериментальной, лечебной или профилактической медицины, которая могла бы рассчитывать даже на малый успех без применения электронной медицинск ...

Дискретизация и восстановление исходного непрерывного сигнала
Суть лабораторной работы заключается в дискретизации и восстановлении исходного непрерывного сигнала, опираясь на теорему Котельникова, также оценка погрешности восстановленного сигнала. ...

Измеритель пульса ВРЛ 90
Итак, чем экономичнее обменные процессы, тем меньшее количество ударов делает сердце человека в единицу времени (ниже пульс), тем больше продолжительность жизни. Если мы занялись продлением жизни, то ...

Разделы

© 2019 - www.frontinformatics.ru