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
Теория массового обслуживания
Одним из важных разделов экономико-математического моделирования является теория массового обслуживания, представляющая собой теоретические основы эффективного конструирования и эксплуатации систем ма ...
Дискретные устройства
принципиальная
схема дискретный устройство
Теория дискретных устройств (ТДУ) является сравнительно молодой и быстро
развивающейся отраслью науки. Её появление в 30-х годах нашего столетия ...
Разработка системы сбора данных с последующей их оцифровкой и записью на жесткий магнитный диск
В
настоящее время жизнь современного человека уже трудно представить без
электронных устройств. Они используются во всех сферах жизни и деятельности
людей. В современной технике все чащ ...