Проектирование микро-ЭВМ
Министерство образования Российской Федерации
Восточно-Сибирский Государственный
Технологический Университет
Кафедра ЭВС
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине:
«Теория проектирования ЭВМ»
на тему:
«Проектирование микро-ЭВМ»
Выполнили: ст.гр.627-1 Пугасеев М.В. и
ст.гр.627-2 Иванова В.А.
Руководитель: к.т.н., доц. Базарова
С.Б.-М.
г. Улан-Удэ,
2001 г.
Министерство образования Российской
Федерации
Восточно-Сибирский
государственный технологический университет
Электротехнический
факультет
Кафедра ЭВС
ЗАДАНИЕ
на курсовой
проект
по курсу: Теория
проектирования ЭВМ.
выполнили: ст. гр.
627-1 Пугасеев М.В. и ст. гр. 627-2 Иванова В.А.
руководитель проекта: Базарова
С.Б.-М.
срок выполнения проекта: 20%
к нед., 40% к нед., 60% к нед., 80% к __ нед., 100%
к нед.
Защита
проекта 2001 г.
1.
Тема проекта: Разработка
микро-ЭВМ, выполняющей программу вычисления функции F = (a2·b)
/ (c+d). .
2. Техническое
задание: Разработать микро-ЭВМ, выполняющую программу вычисления
функции, где F,a,b,c,d – массивы из 10
элементов 24-разрядных знаковых чисел с плавающей запятой. Система команд не
содержит команду вычитания. Шины адресов и данных разделены. Программа и данные
размещаются в
ОЗУ.
.
3.
Перечень листов графической части:
лист 1: Структурная схема;
лист 2: Принципиальная схема;
лист 3: Временные диаграммы.
Руководитель
проекта .
Дата выдачи
2001 г.
Содержание
1. Введение.......................................................................................................................................
2. Команды микро-ЭВМ................................................................................................................
2.1.
Формат
команд.....................................................................................................................
2.2.
Кодировка
команд................................................................................................................
2.3.
Кодировка
регистров...........................................................................................................
2.4.
Кодировка
способов адресации.......................................................................................
3. Программа реализации функции........................................................................................
4. Центральное устройство управления..............................................................................
4.1.
Микропрограммное
устройство управления..................................................................
4.2.
Список
микроопераций.......................................................................................................
4.3.
Разбиение
микроопераций на группы (микрокоманды)...............................................
4.4.
Формат
микрокоманд..........................................................................................................
5. Граф-схемы выполнения операций..................................................................................
5.1.
Граф-схема
подготовительных операций – выборки команд из ОЗУ.......................
5.2.
Граф-схема
алгоритма команды MOV............................................................................
5.3.
Граф-схема
алгоритма команды MUL.............................................................................
5.4.
Граф-схема
алгоритма команды ADD............................................................................
5.5.
Граф-схема
алгоритма команды DIV...............................................................................
5.6.
Граф-схема
алгоритма команды INC...............................................................................
5.7.
Граф-схема
алгоритма команды LOOP..........................................................................
6. Прошивка ПЗУ микрокоманд................................................................................................
7.
Разработка принципиальной схемы.................................................................................
Заключение.......................................................................................................................................
Список литературы........................................................................................................................
Приложения......................................................................................................................................
Приложение А...............................................................................................................................
1. ВВЕДЕНИЕ
Вычислительные машины
(ВМ) представляют собой комплекс технических средств, имеющих общее управление,
предназначенный для автоматической обработки информации по заданной программе.
Цифровые ЭВМ оперируют с информацией, представленной в дискретной форме в виде
общепринятой для записи и чтения символике набором цифр, букв и знаков
какого-то заранее установленного алфавита, имеющего конечное число символов.
В конце 60-х годов начался серийный выпуск
сравнительно небольших и дешевых мини-ЭВМ. Их предназначали для предприятий и
организаций, где установка высокопроизводительных ЭВМ была экономически невыгодной.
В их задачу первоначально входила автоматизация профессиональной работы в
различных организациях, работа на предприятиях в качестве проблемно ориентированных
ЭВМ. В 1977-78 году был начат выпуск семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ). Их часто называли
управляющими вычислительными комплексами, так как они чаще всего использовались
в системах управления различного рода. Однако, СМ третьей очереди,
разработанные в последние годы относятся уже к ЭВМ четвертого поколения и имеют
большую производительность, поэтому круг их применения резко расширился, и их
активно используют в качестве автоматизированных рабочих мест, объединяют в
вычислительные системы, и поручают им расчет экономических и статистических
задач. С появлением больших интегральных схем связано развитие другого класса
машин – микро-ЭВМ, и, как достижение этого направления - появление мощных
профессиональных ПЭВМ, которые используются на рабочих местах для автоматизации
труда, несложных расчетов и различного рода проектирования.
Проектирование микро-ЭВМ включает в себя разработку
устройства управления и операционного устройства. Устройство управления
содержит два блока (центральное и местное устройства управления).
Устройства управления являются микропрограммными
устройствами. Центральное устройство управления предназначено для выборки
команд, их декодирования и подготовки операндов, а также поддержания работы
местного устройства управления. Местное устройство управления управляет работой
АЛУ, формирует сигналы управления передачей данных между отдельными элементами
проектируемой микро-ЭВМ. Последовательность формирования управляющих сигналов определяется
микропрограммами, хранящимися в ПЗУ микрокоманд обоих устройств.
Операционная часть микро-ЭВМ включает в себя регистры
общего назначения (для хранения операндов) и АЛУ. Функционирование микро-ЭВМ
осуществляется программой, которая хранится в оперативной памяти.
Для написания программ
используют языки низкого и высокого уровней. Языки низкого уровня —
машинно-зависимые языки, так как при программировании любого класса задач на
этих языках непосредственно учитываются особенности построения и
функционирования ЭВМ, на которой будет решаться данная задача. В отличие от
машинного языка языки низкого уровня называют машинно-ориентированными языками.
Преимуществом использования этих языков является то, что по сравнению с
программами на машинном языке программы на машинно-ориентированном языке получаются
более короткие. Примером широко используемого машинно-ориентированного языка
является язык Ассемблер.
Языки высокого уровня —
машинно-независимые языки, так как при программировании задач на этих языках
отпадает необходимость знать, на какой ЭВМ будет решаться данная задача.
Средства этих языков ориентированы на дальнейшее сокращение трудоемкости
программирования. К языкам высокого уровня относят процедурно-ориентированные и
проблемно-ориентированные языки.
2. КОМАНДЫ микро-ЭВМ
2. Команды микро-ЭВМ.
В проектируемой микро-ЭВМ реализована следующая
система команд:
·
MOV – команда пересылки данных;
·
MUL – команда умножения;
·
ADD – команда сложения;
·
DIV – команда деления;
·
INC – команда инкремента;
·
LOOP – команда перехода на метку при организации
циклов;
·
END – команда окончания программы.
2.1. Формат команд.
Последовательность команд программы и массивы данных
хранятся в ОЗУ. Для разработки системы команд необходимо определить формат
команды.
С учётом количества реализуемых в нашей микро-ЭВМ
команд, количества способов адресации, разрядности шины адреса ОЗУ (для
непосредственной адресации) и количества регистров общего назначения примем,
что команда будет состоять из 24 разрядов. Такая разрядность ещё эффективна
тем, что команда может целиком за 1 такт пересылаться из ОЗУ в регистр команд,
поскольку шина данных имеет 24-битную разрядность для работы с операндами.
Таким образом, в курсовом проекте для реализации
команд микро-ЭВМ был использован следующий формат:
КОП
|
СА
|
DD
|
SS
|
RES
|
0 {3 бита}
2
|
3 {2 бита}
4
|
5 {7 бит} 11
|
12 {7 бит} 18
|
19 {5 бит} 23
|
·
КОП – код операции;
·
СА – способ адресации;
·
DD – (Destination) приёмник
(РОН или приращение при индексной адресации);
·
SS – (Source) источник (РОН,
число или приращение при индексной адресации);
·
RES – (Reserved)
зарезервировано: биты 19 – 23 не используются.
2.2. Кодировка команд.
Все команды кодируются тремя битами в поле «КОП».
Применяются следующие коды:
Код
|
Команда
|
000
|
MOV
|
001
|
MUL
|
010
|
ADD
|
011
|
DIV
|
100
|
INC
|
101
|
LOOP
|
111
|
END
|
2.3. Кодировка регистров.
Регистры общего назначения кодируются тремя младшими
битами в полях DD и SS. Применяются
следующие коды:
Код
|
Регистр
|
000
|
AX
|
001
|
BX
|
010
|
CX
|
011
|
CC
|
100
|
SI
|
2.4. Кодировка способов адресации.
Для выбора систем адресации необходимо определиться в
том, какие операции по пересылке будет необходимо выполнять в микро-ЭВМ. В
разрабатываемой микро-ЭВМ команды должны выполнять пересылку данных:
·
непосредственно из поля регистра команд SS в регистр общего назначения (РОН) CC или SI;
·
из одного РОН в другой;
·
из ячеек ОЗУ (по приращению индекса) в РОН;
·
из РОН в ячейку ОЗУ (по приращению индекса).
А также в командах должна быть реализована
возможность прямо в самой команде указывать адрес следующей команды (или адрес
ячейки памяти в ОЗУ) при переходе по условию.
Отсюда выбираем следующие способы адресации, которые
кодируются двумя битами в поле «СА»:
Код
|
Способ адресации
|
00
|
Регистр – непосредственный операнд
|
01
|
Регистр – регистр
|
10
|
Регистр – ОЗУ (приращение индекса)
|
11
|
ОЗУ (приращение индекса) – регистр
|
3. Программа
реализации функции
Ниже приведён текст программы для реализации заданной
функции, её интерпретация в кодах и размещение в ОЗУ.
Операция
|
Операнды
|
КОП
|
Адрес
|
MOV
|
CC
|
10
|
000’00’0000011’0001010’00000
|
0000000
|
MOV
|
SI
|
15
|
000’00’0000100’0001111’00000
|
0000001
|
@: MOV
|
AX
|
0 [SI]
|
000’10’0000000’0000000’00000
|
0000010
|
MOV
|
BX
|
AX
|
000’01’0000001’0000000’00000
|
0000011
|
MUL
|
AX
|
BX
|
001’01’0000000’0000001’00000
|
0000100
|
MOV
|
BX
|
10 [SI]
|
000’10’0000001’0001010’00000
|
0000101
|
MUL
|
AX
|
BX
|
001’01’0000000’0000001’00000
|
0000110
|
MOV
|
BX
|
20 [SI]
|
000’10’0000001’0010100’00000
|
0000111
|
MOV
|
CX
|
30 [SI]
|
000’10’0000010’0011110’00000
|
0001000
|
ADD
|
BX
|
CX
|
010’01’0000001’0000010’00000
|
0001001
|
DIV
|
AX
|
BX
|
011’01’0000000’0000001’00000
|
0001010
|
MOV
|
40 [SI]
|
AX
|
000’11’0101000’0000000’00000
|
0001011
|
INC
|
|
SI
|
100’01’0000000’0000100’00000
|
0001100
|
LOOP
|
|
@
|
101’00’0000000’0000010’00000
|
0001101
|
END
|
|
|
111’00’0000000’0000000’00000
|
0001110
|
Поскольку все операции производятся над 24-разрядными
числами, то и в ОЗУ они хранятся в 24-разрядных ячейках. Размещение данных в
ОЗУ:
Переменная
|
Адрес
(десятичный)
|
Адрес
(двоичный)
|
a1
|
15
|
0001111
|
…
|
…
|
…
|
a10
|
24
|
0011000
|
b1
|
25
|
0011001
|
…
|
…
|
…
|
b10
|
34
|
0100010
|
c1
|
35
|
0100011
|
…
|
…
|
…
|
c10
|
44
|
0101100
|
d1
|
45
|
0101101
|
…
|
…
|
…
|
d10
|
54
|
0110110
|
F1
|
55
|
0110111
|
…
|
…
|
…
|
F10
|
64
|
1000000
|
4. Центральное
устройство управления
Центральное устройство управления в проектируемой
микро-ЭВМ реализуется на микропрограммном управлении, за исключением
подготовительных и некоторых промежуточных операций, которые реализуются на
жёсткой логике.
4.1. Микропрограммное устройство управления (МПУУ).
Блок микрокоманд подготавливает операнды, управляет
работой АЛУ, формирует сигналы управления передачей данных между отдельными
элементами проектируемой микро-ЭВМ. Последовательность формирования управляющих
сигналов определяется микропрограммами, хранящимися в ПЗУ микрокоманд.
4.2. Список микроопераций.
Обозн.
|
Микрооперация
|
Управляющие сигналы
|
1
|
MUL_АОП := ШД/ША_8
MUL_АОП := СчКом
|
MUL_АОП: С=«1»; M=«0»
MUL_АОП: С=«1»; M=«1»
|
1
|
Синхронизация
MUL_АОП
|
MUL_АОП: С=«1»
|
2
|
Rg_АОП := MUL_АОП
|
Rg_АОП: С=«1»
|
3
|
ШД_24 := ОЗУ (чтение)
|
4
|
RgКом := ШД_24
|
RgКОП, RgDD, RgSS: С=«1»
|
5
|
MUL_КОП := RgКОП_СА
|
RgКОП: Z=«1»; MUL_КОП: С=«1»
|
6
|
ОЗУ := ШД_24 (запись)
|
ОЗУ: Write=«1»
|
7
|
Предустановка Сч_МО
|
Сч_МО: ПУ=«1»
|
8
|
Выдача данных из RgDD
|
RgDD: Z=«1»
|
9
|
Выдача данных из RgSS
|
RgSS: Z=«1»
|
10
|
Дешифрация ДшЗапРОН
|
ДшЗапРОН: С=«1»
|
11
|
Дешифрация ДшЧтРОН
|
ДшЧтРОН: С=«1»
|
12
|
MUL_S/D := «S»
MUL_S/D := «D»
MUL_S/D := «1»
MUL_S/D := «-1»
|
MUL_S/D: С=«1», М=«00»
MUL_S/D: С=«1», М=«01»
MUL_S/D: С=«1», М=«10»
MUL_S/D: С=«1», М=«11»
|
12
|
Синхронизация
MUL_S/D
|
MUL_S/D: С=«1»
|
13
|
Rg1_СМ := ШД/ША_8
|
Rg1_СМ: С=«1»
|
14
|
Rg2_СМ := ШД/ША_8
|
Rg2_СМ: С=«1»
|
15
|
Синхронизация СМ – сумма
|
СМ: С=«1»
|
16
|
ШД/ША_8 :=
BF_СМ
|
BF_СМ: С=«1»
|
17
|
RgCC :=
ШД/ША_8
|
RgCC: С=«1»
|
18
|
ШД/ША_8 :=
RgCC
|
RgCC: Z=«1»
|
19
|
ШД/ША_8 :=
RgSi
|
RgSi: Z=«1»
|
20
|
Rg1_АЛУ := ШД_24
|
Rg1_АЛУ: С=«1»
|
21
|
Rg2_АЛУ := ШД_24
|
Rg2_АЛУ: С=«1»
|
22
|
АЛУ := Rg1_АЛУ + Rg2_АЛУ
АЛУ := Rg1_АЛУ * Rg2_АЛУ
АЛУ := Rg1_АЛУ / Rg2_АЛУ
|
АЛУ: С=«1», М=«01»
АЛУ: С=«1», М=«10»
АЛУ: С=«1», М=«11»
|
22
|
Синхронизация АЛУ
|
АЛУ: С=«1»
|
23
|
ШД_24 := BF_АЛУ
|
BF_АЛУ: С=«1»
|
24
|
Предустановка СчКом
|
СчКом: ПУ=«1»
|
25
|
СчКом := СчКом + 1
|
СчКом: «+1»=«1»
|
4.3. Разбиение микроопераций на группы
(микрокоманды).
Все выше перечисленные микрооперации можно разбить на
группы, называемые микрокомандами. Микрокоманды позволяют выполнять за 1 такт несколько
независимых друг от друга микроопераций. Исходя из схемы проектируемой
микро-ЭВМ видно, что максимальное число микроопераций, которые могут выполняться
независимо друг от друга – 4. Следовательно, разбиваем множество микроопераций
на 4 группы:
Код
|
1 группа
|
Код
|
2 группа
|
Код
|
3 группа
|
Код
|
4 группа
|
001
|
RgКом
:= ШД_24
|
001
|
Синхрониза-ция MUL_АОП
|
001
|
Rg_АОП := MUL_АОП
|
001
|
ШД_24 := ОЗУ (чтение)
|
010
|
ОЗУ := ШД_24 (запись)
|
010
|
Дешифрация ДшЗапРОН
|
010
|
Предустановка Сч_МО
|
010
|
MUL_КОП
:= RgКОП_СА
|
011
|
Выдача данных из RgDD
|
011
|
Rg2_СМ
:= ШД/ША_8
|
011
|
Выдача данных из RgSS
|
011
|
Дешифрация ДшЧтРОН
|
100
|
Rg1_СМ
:= ШД/ША_8
|
100
|
ШД/ША_8 := RgCC
|
100
|
RgCC := ШД/ША_8
|
100
|
Синхрониза-ция MUL_S/D
|
101
|
Синхронизация СМ
|
101
|
ШД/ША_8 := RgSi
|
101
|
Синхронизация АЛУ
|
101
|
ШД/ША_8 := BF_СМ
|
110
|
Предустановка СчКом
|
110
|
Rg1_АЛУ
:= ШД_24
|
110
|
СчКом := СчКом + 1
|
110
|
ШД_24 := BF_АЛУ
|
|
|
111
|
Rg2_АЛУ
:= ШД_24
|
|
|
|
|
В каждой группе формируется своя нумерация
микроопераций, которая используется непосредственно при прошивке ПЗУ.
4.4. Формат микрокоманд.
В курсовом проекте использовалось три типа
микрокоманд: команды условного и безусловного переходов и операционные команды.
Прошивка микрокоманд в ПЗУ осуществлена горизонтально-вертикальным способом
кодирования.
Общий формат микрокоманды:
Признак микрокоманды
|
КОП1
|
КОП2
|
КОП3
|
КОП4
|
Бит выбора 1
|
Бит выбора 2
|
1 бит
|
3 бита
|
3 бита
|
3 бита
|
3 бита
|
1 бит
|
1 бит
|
Таким образом, длина микрокоманды составляет 15 бит.
При использовании команд условного и безусловного
переходов применяются следующие условности:
·
признак микрокоманды устанавливается равным «1»;
·
КОП1 содержит код проверяемого условия:
Код
|
Условие
|
000
|
СА = 00
|
001
|
СА = 01
|
010
|
СА = 10
|
011
|
Признак результата СМ = «0»
|
100
|
Безусловный переход
|
·
КОП2 и КОП3 «объединяются» и содержат адрес
перехода на метку в случае выполнения условия (или без условия);
·
КОП4 и биты выбора не используются.
Если условие не выполняется, то переход на метку не
происходит.
5. Граф-схемы
выполнения операций
5.1. Граф-схема подготовительных операций –
операций выборки команд из ОЗУ.
|
Точка
входа продолжения
|
Начальная
точка входа
|
Альтернативная точка входа
продолжения
|
|
|
000001
|
|
000000
|
000010
|
|
|
|
НАЧАЛО
|
|
|
|
|
|
|
|
25
|
СчК := СчК + 1
|
|
|
|
|
|
1
2
3
4
|
Синх-ция MUL_АОП (бит1 = «1»)
Rg_АОП := MUL_АОП
ШД_24 := ОЗУ (чтение)
RgКом := ШД_24
|
|
Rg_АОП := СчКом
RgКом := ОЗУ (чтение)
|
|
|
|
|
5
7
|
MUL_КОП := RgКОП_СА
Предустановка Сч_МО
|
Сч_МО
:= Т.Входа_КОП
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.2. Граф-схема алгоритма команды MOV.
5.3. Граф-схема алгоритма команды MUL.
|
|
|
|
8
11
20
|
Выдача данных из RgDD
Дешифрация ДшЧтРОН
Rg1_АЛУ := ШД_24
|
Rg1_АЛУ := RgDD
|
|
|
|
|
9
11
21
|
Выдача данных из RgSS
Дешифрация ДшЧтРОН
Rg2_АЛУ := ШД_24
|
Rg2_АЛУ := RgSS
|
|
|
|
|
22
23
8
10
|
Rg2_АЛУ := ШД_24
(бит1=«1», бит2=«0»)
ШД_24 := BF_АЛУ
Выдача данных из RgDD
Дешифрация ДшЗапРОН
|
RgDD := Rg1_АЛУ * Rg2_АЛУ
|
|
|
000001
|
|
5.4. Граф-схема алгоритма команды ADD.
|
|
|
|
8
11
20
|
Выдача данных из RgDD
Дешифрация ДшЧтРОН
Rg1_АЛУ := ШД_24
|
Rg1_АЛУ := RgDD
|
|
|
|
|
9
11
21
|
Выдача данных из RgSS
Дешифрация ДшЧтРОН
Rg2_АЛУ := ШД_24
|
Rg2_АЛУ := RgSS
|
|
|
|
|
22
23
8
10
|
Rg2_АЛУ := ШД_24
(бит1=«0», бит2=«1»)
ШД_24 := BF_АЛУ
Выдача данных из RgDD
Дешифрация ДшЗапРОН
|
RgDD := Rg1_АЛУ + Rg2_АЛУ
|
|
|
000001
|
|
5.5. Граф-схема алгоритма команды DIV.
|
|
|
|
8
11
20
|
Выдача данных из RgDD
Дешифрация ДшЧтРОН
Rg1_АЛУ := ШД_24
|
Rg1_АЛУ := RgDD
|
|
|
|
|
9
11
21
|
Выдача данных из RgSS
Дешифрация ДшЧтРОН
Rg2_АЛУ := ШД_24
|
Rg2_АЛУ := RgSS
|
|
|
|
|
22
23
8
10
|
Rg2_АЛУ := ШД_24
(бит1=«1», бит2=«1»)
ШД_24 := BF_АЛУ
Выдача данных из RgDD
Дешифрация ДшЗапРОН
|
RgDD := Rg1_АЛУ / Rg2_АЛУ
|
|
|
000001
|
|
5.6. Граф-схема алгоритма команды INC.
|
|
|
|
9
11
13
|
Выдача данных из RgSS
Дешифрация ДшЧтРОН
Rg1_СМ := ШД/ША_8
|
Rg1_СМ := RgSS
|
|
|
|
|
12
14
|
Синхронизация
MUL_S/D
(бит1= “1”, бит2= “0”)
Rg2_СМ := ШД/ША_8
|
Rg1_СМ := 1
|
|
|
|
|
9
10
15
16
|
Выдача данных из RgSS
Дешифрация ДшЗапРОН
Синхронизация СМ – сумма
ШД/ША_8 := BF_СМ
|
RgSS := Rg1_СМ + Rg2_СМ
|
|
|
000001
|
|
5.7. Граф-схема алгоритма команды LOOP.
Команда END на имеет граф-схемы,
поскольку она реализуется аппаратно – при обнаружении кода END останавливается ГТИ.
6. Прошивка ПЗУ
микрокоманд
#
|
Адрес
|
Код
|
Примечание
|
0
|
000000
|
1’100’000’010’000’0’0
|
Безусловный переход
|
1
|
000001
|
0’000’000’110’000’0’0
|
СМ«0» - true
|
2
|
000010
|
0’001’001’001’001’1’0
|
|
3
|
000011
|
0’000’000’010’010’0’0
|
|
4
|
000100
|
1’000’010’011’000’0’0
|
Точка входа MOV, if - СА=00
|
5
|
000101
|
1’001’010’010’000’0’0
|
if – СА=01
|
6
|
000110
|
1’010’001’100’000’0’0
|
if – СА=10
|
7
|
000111
|
0’100’101’000’000’0’0
|
СА=11
|
8
|
001000
|
|
9
|
001001
|
0’101’001’001’101’0’0
|
|
10
|
001010
|
0’010’000’011’011’0’0
|
|
11
|
001011
|
1’100’000’001’000’0’0
|
Возврат к 000001
|
12
|
001100
|
0’100’101’000’000’0’0
|
СА=10 – true
|
13
|
001101
|
0’000’011’011’100’0’0
|
|
14
|
001110
|
0’101’001’001’101’0’0
|
|
15
|
001111
|
0’011’010’000’001’0’0
|
|
16
|
010000
|
1’100’000’001’000’0’0
|
Возврат к 000001
|
17
|
010001
|
0’011’010’011’011’0’0
|
СА=01 – true
|
18
|
010010
|
1’100’000’001’000’0’0
|
Возврат к 000001
|
19
|
010011
|
0’011’010’011’100’0’0
|
СА=00 – true
|
20
|
010100
|
1’100’000’001’000’0’0
|
Возврат к 000001
|
21
|
010101
|
0’011’110’000’011’0’0
|
Точка входа MUL
|
22
|
010110
|
0’000’111’011’011’0’0
|
|
23
|
010111
|
0’011’010’101’110’1’0
|
|
24
|
011000
|
1’100’000’001’000’0’0
|
Возврат к 000001
|
25
|
011001
|
0’011’110’000’011’0’0
|
Точка входа ADD
|
26
|
011010
|
0’000’111’011’011’0’0
|
|
27
|
011011
|
0’011’010’101’110’0’1
|
|
28
|
011100
|
1’100’000’001’000’0’0
|
Возврат к 000001
|
29
|
011101
|
0’011’110’000’011’0’0
|
Точка входа DIV
|
30
|
011110
|
0’000’111’011’011’0’0
|
|
31
|
011111
|
0’011’010’101’110’1’1
|
|
32
|
100000
|
1’100’000’001’000’0’0
|
Возврат к 000001
|
33
|
100001
|
0’100’000’011’011’0’0
|
Точка входа INC
|
34
|
100010
|
0’000’011’000’100’1’0
|
|
35
|
100011
|
0’101’010’011’101’0’0
|
|
36
|
100100
|
1’100’000’001’000’0’0
|
Возврат к 000001
|
37
|
100101
|
0’100’100’000’000’0’0
|
Точка входа LOOP
|
38
|
100110
|
0’000’011’000’100’1’1
|
|
39
|
100111
|
0’101’000’100’101’0’0
|
|
40
|
101000
|
1’011’000’001’000’0’0
|
if – СМ«0»
|
41
|
101001
|
0’110’000’000’100’0’0
|
|
42
|
101010
|
1’100’000’010’000’0’0
|
Возврат к 000010
|
7. Разработка
принципиальной схемы
В данном курсовом проекте при разработке
принципиальной схемы были выбраны микросхемы серий К555 и КМ555 на основе ТТЛШ
технологии. Данные серии обладают достаточно широкой элементной базой, исходя
из которой, можно реализовать практически все узлы разрабатываемой микро-ЭВМ.
Подсчитав максимальное время задержки в схеме tmax = нс можно определить максимальную частоту генератора тактовых
импульсов (ГТИ):
В разрабатываемой микро-ЭВМ все действия, связанные с
ОЗУ, производятся над 24-разрядными знаковыми числами с плавающей запятой. Под
программу выделяется 15 строк памяти ОЗУ и 50 строк – под данные. Отсюда можно
рассчитать требуемый объём ОЗУ:
E = M * N,
Где E – объём памяти ОЗУ, M
– число строк, N – разрядность строки.
E = (15 +
50) * 24 = 1560 бит.
Требуемый объём ПЗУ микрокоманд:
E = 43 * 15 = 645 бит.
Заключение
В данном курсовом проекте при разработке блока
микропрограммного управления использовался смешанный автомат на жёстком и
микропрограммном управлении, что позволило сократить объём используемой памяти
ПЗУ микрокоманд и повысить быстродействие.
К выполненному проекту прилагается моделирующая
программа работы микро-ЭВМ, позволяющая наглядно проследить все процессы
выполнения команд.
Список литературы
1. Майоров
С.А., Кириллов В.В., Приблуда А.А., «Введение в микроЭВМ», Л.: Машиностроение,
1988.
2. Шульгин
О.А. и др., «Справочник по цифровым логическим микросхемам», часть 1 и 2, М.: ИДДК,
1998.
3. Нефедов
А.В., «Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги», справочник, М.:
КубК-а, 1996.
4. Мячев
и др. «Персональные ЭВМ и микро-ЭВМ», М.: Высшая школа, 1989.
5. Пильщиков
В.Н., «Программирование на языке Ассемблера IBM PC», М.:
«Диалог-МИФИ», 1998.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А
Спецификация
Обозначение
|
Наименование
|
Кол-во
|
Примечание
|
Конденсаторы
|
С1 – С4
|
КМ-56-300-1мкФ ±5%
|
|
|
|
|
|
|
Микросхемы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|