Программирование и комп-ры

Процессор для ограниченного набора команд \часть 1 (7) (\ [Курсовая])

                                 СОДЕРЖАНИЕ


|Исходные данные                                  |2    |
|Техническое задание                              |3    |
|1. Алгоритм работы процессора                    |5    |
|1.1 Выбор и обоснование алгоритма                |5    |
|1.2 Техническое описание алгоритма               |5    |
|2. Структурная электрическая схема центральной   |     |
|части ЭВМ                                        |9    |
|2.1 Выбор и обоснования структурной электрической|     |
|схемы центральной части ЭВМ                      |9    |
|2.2 Техническое описание структурной             |     |
|электрической схемы центральной части ЭВМ        |9    |
|3. Функциональная электрическая схема процессора |11   |
|3.1 Выбор и обоснование функциональной           |     |
|электрической схемы процессора                   |11   |
|3.2 Техническое описание функциональной          |     |
|электрической схемы - операционная часть         |11   |
|3.3 Техническое описание функциональной          |     |
|электрической схемы - управляющая часть          |12   |
|4. Принципиальная электрическая схема РОН и ИАЛУ |20   |
|4.1 Выбор и обоснование элементной базы          |20   |
|4.2 Используемые цифровые микросхемы и их        |22   |
|параметры                                        |     |
|4.3 Техническое описание принципиальной          |29   |
|электрической схемы РОН                          |     |
|4.4 Техническое описание принципиальной          |30   |
|электрической схемы ИАЛУ                         |32   |
|5. Расчетная часть                               |32   |
|5.1 Проверочный нагрузочный расчет для блока     |32   |
|5.1.1 Проверочный нагрузочный расчет для РОН     |32   |
|5.1.2 Проверочный нагрузочный расчет для ИАЛУ    |33   |
|5.2 Расчет потребляемой мощности блока           |33   |
|5.2.1 Расчет потребляемой мощности РОН           |33   |
|5.2.2 Расчет потребляемой мощности ИАЛУ          |33   |
|5.3 Расчет надежности для блока                  |33   |
|5.3.1 Расчет надежности для РОН                  |33   |
|5.3.2 Расчет надежности для ИАЛУ                 |35   |
|Заключение                                       |36   |
|Литература                                       |     |



                               ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Операции:
                   - сложение;
                   - вычитание;
          - умножение;
        - И;
        - ИЛИ;
        - сложение по модулю два;
        - запись;
        - загрузка;
        - УП по флагу;
        - БПВ;
        - ОСТАНОВ.
  Режимы адресации:
                   - прямая;
          - Регистровая;
          - относительная с базированием и индексированием;
          - стековая.

1 Адресность команд – 2


1 Форма представления числа – фиксирования точка

Разрядность чисел – 32
Объем ОЗУ – 16 Мбайта
Количество РОН – 8
Ширина выборки из ОЗУ – 2 байта
Тип АЛУ – многофункциональное
Критерий проектирования – максимальное быстродействие
 Устройство управления – УУ и УА АЛУ с программируемой логикой с регулярной
                                 адресацией
                             ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Основание для проведения работ
  Выполнение курсового проекта по ТиП ЭВМ в соответствии с учебным планом.


   2. Наименование разрабатываемого изделия

  Процессор для ограниченного набора команд.

3. Заказчик и исполнитель
3.1 Заказчик: Кафедра ВТ МГИРЭА (ТУ)
3.2 Исполнитель: Студенты гр. ВСС-2-93
                                 Терехов Дмитрий Александрович
                                 Терехова Ольга Николаевна

4. Технические требования
4.1 Форматы команд
     Для  выполнения  заданных  в  курсовом  проекте  операций  используются
следующие форматы команд:

|КОП         |R1     |Rb     |Rx     |Д                 |


0                                      4    5                        7     8
                  10          11                            13            14
                   31
Формат RX –  совмещение  регистрового  и  относительного  с  базированием  и
индексированием режимов адресации


|КОП         |R1     |Adr          |


0                                    4    5                           7    8
                            31
Формат RS – использование прямого и регистрового режимов адресации


|КОП         |Adr          |


0                                                    4                     5
  28
S – прямой режим адресации

|КОП         |


        0. 4
Безадресная команда – использование только  кода  операции,  необходима  для
операции ОСТАНОВ

1разряд КОП – указывает выполняется операция в АЛУ или вне его.
1 разряд=0 действия выполняются в АЛУ.
1 разряд=1 действия выполняются вне АЛУ.
2 разряд КОП – указывает на режимы адресации.
Если операция выполняется в АЛУ
2 разряд=0 использование RX при сложении, вычитании и умножении.
2 разряд=1 использование RS при логических операциях.
Если операции выполняются вне АЛУ
2 разряд=0 формат RS при записи и загрузке.
2 разряд=1 формат S при переходах.
3 и 4 разряды указывают на конкретный тип операции.

4.2 Система счисления
     Используются числа с фиксированной точкой в дополнительной коде

|ЗН |ПОЛЕ ЧИСЛА                      |


                                  0                                        1
                                   31
При  выполнении  арифметических   операций   используется   модифицированный
дополнительный код.
При выполнении логических операций используются числа без знака
|ПОЛЕ ЧИСЛА                          |


                                0. 31

4.3 Система команд и правила их выполнения


|Операция       |Формат   |КОП       |Описание               |
|Сложение       |RX       |00000     |R1( (R1 ) + ОЗУ[Aисп]  |
|               |         |          |Аисп = (Rb)+(Rx)+D     |
|Вычитание      |RX       |00001     |R1( (R1 ) + ( ОЗУ[Aисп]|
|               |         |          |                       |
|               |         |          |Аисп = (Rb)+(Rx)+D     |
|Умножение      |RX       |00010     |R1( (R1 ) ( ОЗУ[Aисп]  |
|               |         |          |Аисп = (Rb)+(Rx)+D     |
|И              |RS       |00100     |R1( (R1 ) ( ОЗУ [Adr]  |
|ИЛИ            |RS       |00101     |R1( (R1 ) ( ОЗУ [Adr]  |
|(              |RS       |00110     |R1( (R1 ) ( ОЗУ [Adr]  |
|Запись         |RS       |01000     |ОЗУ [Adr]( (R1 )       |
|Загрузка       |RS       |01001     |R1( ОЗУ [Adr]          |
|БПВ            |S        |01100     |СТЕК ( (СК)            |
|               |         |          |(СК)( адрес перехода   |
|УП по флагу    |S        |01101     |(СК)( адрес перехода   |
|ОСТАНОВ        |         |10000     |Останов системы        |



4.4 Тип АЛУ – многофункциональное.

4.5 Ширина выборки из ОЗУ – 2 байта.

4.6 Емкость ОЗУ – 16 Мбайта

4.7 Используются 2 управляющих автомата – для АЛУ и для общего управления  с
программируемой логикой и с регулярной адресацией.

4.8 Критерий проектирования – максимальное быстродействие.

4.9 Требования к элементной базе – максимальная функциональная полнота.
     Использование технологии ТТЛШ.

5. Требования к надежностным характеристикам
    t наработки на отказ(  1500ч.


                        1. АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПРОЦЕССОРА
                      1. Выбор и обоснование алгоритма

       Для удобства  проектирования  вычислительного  устройства  необходимо
разработать алгоритм. Вычислительный процесс  разбивается  на  шаги,  каждый
шаг изображается  в  виде  блока,  а  весь  вычислительный  процесс  в  виде
последовательности  блоков.  Исходя  из  заданного  критерия  проектирования
выберем  алгоритм  работы  процессора,  при  котором  должно  обеспечиваться
максимальное быстродействие, следует отметить, что  графическое  изображение
алгоритма должно точно и четко отображать  вычислительный  процесс,  являясь
наглядным способом документирования  процесса  описания  решения  задания  с
помощью  процессора.  Таким  образом,  при  выполнении  арифметических   или
логических операций, а также при  использовании  индексного  АЛУ   данные  в
регистры будут заноситься одновременно, это обеспечивается за  счет  наличия
двух портов при обращении и при считывании из РОН. За  счет  такого  фактора
значительно повышается быстродействие работы процессора. Отметим также,  так
как  при  проектировании   используются   два   управляющих   автомата,   то
функционирование  процессора  будет  приведено  на  двух  схемах  алгоритма-
разделение для логических и арифметических операций выполняемых  АЛУ  и  для
остального функционирования

                      2. Техническое описание алгоритма

       При  начале  функционирования  процессора  производится  установка  в
нулевое состояние счетчика стека – дно стека, установка  счетчика  команд  в
начальное состояние равное 1610, т.е. первая команда будет  выбрана  из  ОЗУ
по адресу 1610. На регистр адреса ОЗУ засылается значение адреса  СТК  и  по
данному адресу выбирается и  пересылается  команда  в  старшие  16  разрядов
RGbuf, инкремент СТК (операторная вершина F12).  После  увеличения  счетчика
команд идет проверка на максимальное значение,  при  максимуме  выставляется
флажок  и  происходит  переход  на  ОСТАНОВ.  Далее  производится  довыборка
команды в младшие разряды аналогичным путем.  Команда  пересылается  в  RGK,
происходит  дешифрация команды и производится  формирование  исполнительного
адреса.

       Команды формата RX.
       Для формата RX проверяются на нуль поля Rb и Rx, в  случае  равенства
нулю на RGadr пересылается значение  поля  D  (операторная  вершина  X15)  и
А2исп будет сформирован.
       В случае Rb =0, то  на  RG2IALU  засылается  операнд  из  РОН,  адрес
которого указан по полю Rx  в RGK (операторная вершина  АB18),  производится
сложение  данного  регистра  и  смещения   D.   При   наличии   переполнения
выставляется флажок и процессор переходит в режим  ОСТАНОВ,  иначе  получаем
А2исп в RGadr.
       В случае Rx =0, то  на  RG1IALU  засылается  операнд  из  РОН,  адрес
которого указан по полю Rb в RGK  (операторная  вершина  Y17),  производится
сложение  данного  регистра  и  смещения   D.   При   наличии   переполнения
выставляется флажок и процессор переходит в режим  ОСТАНОВ,  иначе  получаем
А2исп в RGadr.
       В случае Rb(0 и Rx(0, то на RG1IALU  заносится  значение  РОН,  адрес
которого берется из поля Rb, а на  RG2IALU  заносится  значение  РОН,  адрес
которого берется по полю Rx (операторная вершина M17). В  RGadr  суммируются
содержимое  регистров   (операторная   вершина   M18)   и   при   отсутствии
переполнения происходит сложение  полученной  суммы  со  значением  поля  D,
таким образом, получаем А2исп.
       После формирования  исполнительного  адреса,  данные  для  выполнения
операций выдаются на шины, а затем заносятся в соответствующие регистры  АЛУ
(операторная вершина АE45), далее происходит дешифрация кода операции 3 и  4
бита для определения конкретного типа операции.
       Операнды представлены в дополнительном коде.

       Сложение.
       Выполняется сложение содержимого регистров АЛУ с  записью  результата
в RGres. При наличии переполнения выставляется соответствующий флажок в  RGf
и  процессор  переходи  в  режим  ОСТАНОВ.   При   отсутствии   переполнения
выставляется флажок, говорящий о положительном  или  отрицательном  значении
данных, а  также  проверяется  условие  на  нулевой  результат  (операторная
вершина E19) с выставлением соответствующего флажка. После  этого  результат
выдается на шину  и  затем  заносится  в  соответствующий  РОН  (операторная
вершина D22).

       Вычитание.
       Операция вычитание  заменяется  операцией  сложения,  однако,  второе
слагаемое  инвертируется,   а   на   сумматор   подается   входной   перенос
(операторная  вершина  K11).  Так  как   операция   сводится   к   сложению,
дальнейшие действия повторяются в порядке указанном выше начиная с  проверки
на переполнение.

       Умножение.
       При умножении счетчик циклов устанавливается в значение равное 3110 и
в нуль устанавливается  RGres  (операторная  вершина  AA8).  Младший  разряд
RG1ALU  -  множитель  проверяется  на  равенство  единице.   При   равенстве
суммируется значение– множимое со значением регистра  результата.  Далее,  а
также и при равенстве  нулю  младшего  разряда  множителя  происходит  сдвиг
вправо на один разряд  RG1ALU  и  RGres  (операторная  вершина  Y14).  Затем
проверяется значение счетчика циклов на равенство нулю, при отсутствии  нуля
повторяется цикл с операторной вершины AA11. При установке  счетчика  циклов
в нулевое состояние проверяется условие на положительное  или  отрицательное
значение множителя, если  множитель  отрицательное  число,  то  произведение
чисел дополнительного кода получается прибавлением поправки  к  произведению
дополнительных кодов сомножителей (поправка –  проинвертируемое  множимое  и
подача на сумматор входного переноса). После выполнения умножения  результат
необходимо  округлить  (операторная  вершина  Y21),  к  значению  результата
прибавляется ранее сдвинутый младший 32 разряд.



       Команды формата RS.

       Логические операции.
       RGadr загружается содержимым  поля  RGK(8:31),  адрес  передается  на
регистр адреса ОЗУ,  по  которому  на  буферный  регистр  заносятся  данные,
сначала старшие, а затем младшие  разряды.  В  RG1ALU  заносятся  данные  из
буфера, а на  RG2ALU  заносятся  данные  из  РОН  (РОН  выбирается  по  полю
R1),операнды из буфера и из РОН выдаются на шины ШД0  и  ШД1,  а  затем  уже
непосредственно в регистры индексного АЛУ – операторная вершина АР18.  Далее
дешифрация 3 и 4 бита кода операции.
       После  дешифрации  выполняются  логические  операции  И  (операторная
вершина  T4),  ИЛИ  (операторная  вершина  Z4)  и  сложение  по  модулю  два
(операторная вершина AG4). Каждая операция  при  завершении  проверяется  на
равенство результата нулевому значению, затем содержимое  RGres  переносится
в соответствующий РОН через шину данных.

       Запись.
       По данной команде производится запись из РОН, адрес которого указан в
поле R1, в ОЗУ[Adr].
       В СТadr заносится адрес  ячейки  памяти.  В  регистр  буфера  из  РОН
пересылается операнд, затем  из  СТadr  содержимое  пересылается  в  регистр
адреса ОЗУ, а в регистр слова ОЗУ пересылаются старшие 16 разрядов  (вершина
M37), СТadr увеличивается на единицу, проверяется на максимальное  значение.
При отсутствии максимума в ОЗУ передаются младшие  16  разрядов  (M46).  При
полном заполнении СТadr, выставляется флажок о  переполнении  и  переход  на
ОСТАНОВ.

       Загрузка.
       Загрузка операнда производится из ячейки ОЗУ по адресу, занесенному в
регистр  адреса  ОЗУ  из  CTadr  (вершина  Т37)  в  один  из  РОН.  Загрузка
производится через буферный регистр (вершина Т40) сначала старших,  а  затем
младших разрядов. Из буфера 32 разрядный операнд  передается  в  РОН,  адрес
которого указан по полю R1 (операторная вершина Т51).

       Команды формата S.

       Условный переход по флагу.
       Анализируется флаг Z, характеризующий  нулевое  значение  результата,
флаг вырабатывается в АЛУ. При наличии этого флажка в  СТК  заносится  адрес
перехода (вершина В34), взятый по  полю  Adr  из  RGK.  В  противном  случае
переход на начало.

       Безусловный переход с возвратом.
       Для выполнения данной команды используется стек, находящийся  в  ОЗУ.
Указателем стека  является  СТST.  При  получении  КОП  данной  команды  СТК
заносится в буферный регистр (вершина  F33).  Содержимое  СТST  заносится  в
регистр адреса ОЗУ, а старшие разряды RGbuf заносятся в  регистр  слова  ОЗУ
(вершина F36). СТST увеличивается на единицу, проверяется на переполнение  и
при отсутствии его происходит повтор, начиная с заноса  содержимого  СТST  в
регистр  адреса  ОЗУ  (операторная  вершина  F46).  СТST  увеличивается   на
единицу, проверяется на переполнение, при отсутствии переполнения в  счетчик
команд заносится адрес перехода, взятый из RGK по полю Adr [5:28].

       Останов.
       При проверке 0-го разряда КОП и равенстве его единице выставляется  в
единичное состояние  триггер  END  (вершина  C26)  и  процессор  заканчивает
обработку программ.

          2. СТРУКТУРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ЭВМ
           2.1 Выбор и обоснование структурной электрической схемы

       Для построения схем других типов, а также для общего  ознакомления  с
изделием необходима структурная электрическая схема.  Определяется  основной
состав центральной части ЭВМ.  Особенностями  разработки  процессора:  будут
использованы регистры общего назначения с  доступом  по  двум  портам  (один
порт  только  на  чтение),  используются   два   устройства   управления   с
программируемой логикой (общее УУ и местный управляющий  автомат  для  АЛУ).
Центральная часть (ОЗУ + ЦП) также  содержит  АЛУ,  ИАЛУ,  RGK,  CTK,  CTST,
RGbuf.

          2.2 Техническое описание структурной электрической схемы

       В состав центральной части ЭВМ, представленной на  структурной  схеме
входят следующие компоненты:
    Арифметико-логическое устройство состоит из двух регистров для приема и
фиксации исходных операндов RG1ALU и  RG2ALU,  причем  RG2ALU  имеет   кроме
прямых  выводов   также   инверсные   выходы,   сумматора   для   выполнения
арифметических операций,  регистра  результата  RGALURES.  RG1ALU  и  RG2ALU
являются сдвиговыми. Содержатся логические элементы для выполнения  операций
И, ИЛИ, исключающее  ИЛИ.  CTsycl  служит  для  счета  циклов  при  операции
умножения. В состав  АЛУ  также  входят  комбинационные  схемы,  формирующие
флаги о переполнении, о знаке и о нулевом результате.
RGALURES  имеет  32  разрядом  триггер,   предназначенный   для   округления
результата при умножении.
АЛУ содержит собственный управляющий автомат  с  программируемой  логикой  с
регулярной   адресацией   содержащий,   предназначенный   для   формирования
необходимой  последовательности  управляющих  сигналов  для   функциональных
узлов АЛУ и осведомительных сигналов для общего управляющего устройства.
    RON - регистры общего назначения. Предназначены  для  хранения  данных,
модификаторов,  необходимых  для  вычисления  исполнительного   адреса   для
обращения к ОЗУ.
    УУ - устройство  управления  с  программируемой  логикой  с  регулярной
адресацией.  Формирует  последовательности  управляющих  сигналов  для  всех
функциональных узлов процессора и осведомительных сигналов чтения  и  записи
для ОЗУ.
    СТК - счетчик адреса команды предназначен для  вычисления  продвинутого
адреса команды. Имеет 22 разряда.
    RGK - регистр команд предназначен для хранения выполняемой команды.  На
своем выходе имеет комбинационные схемы  для  проверки  недопустимости  0-го
РОН в качестве места хранения модификаторов  для  вычисления  исполнительных
адресов.
    RGbuf - буферный регистр для приема с  16-разрядной  ШД,  накопления  и
выдачи на 32-разрядную ШД0 и выдачи на ШД1 обратного действия.
     СТST - указатель стека.
    Индексное АЛУ  предназначено  для  вычисления  исполнительного  адреса.
Включает два регистра RG1IALU и RG2IALU для приема и фиксации  модификаторов
из  РОН.  Сумматор  складывает  содержимое  регистров  и  прибавляет  к  ним
смещение поступающее сразу из RGK. Результат записывается в регистр  адреса.
CTadr предназначен для принятия,  хранения,  передачи  и  при  необходимости
работы в  счетном  режиме,  адресов  на  ША,   рассчитанных  а  самом  ИАЛУ,
принятых из RGK.
    Внутри процессора  имеются  внутренние  шины  данных  ШД0  и  ШД1.  Они
предназначены для одновременной выдачи в ИАЛУ и в  АЛУ  данных  -  работа  с
двухпортовый РОН. Это значительно повышает быстродействие, что  обеспечивает
требуемый критерий проектирования.
                    3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА
                                 ПРОЦЕССОРА
         3.1 Выбор и обоснование функциональной электрической схемы

       Функциональная схема поясняет процессы, происходящие в  проектируемом
процессоре. На данной схеме  показаны  функциональные  узлы,  участвующие  в
процессе, и связи между  этими  узлами.  Функциональная  схема  строится  на
основе структурной электрической схемы, и дает возможность  для  дальнейшего
построения принципиальной электрической схемы как отдельного  блока,  так  и
устройства в целом.
       В виду того, что необходимо максимальное быстродействие  используется
двухпортовый РОН, в связи с этим внутри процессора имеются две  шины  данных
ШД0 и ШД1, причем ШД1 работает только на чтение.
       Так как ширина выборки из ОЗУ равна 16 бит, а ширина внутренней  шины
данных  32  разрядная,  необходимо  использовать   буферный   регистр.   Для
управления в схеме используются  два  управляющих  устройства,  общее  УУ  и
местный УА для АЛУ. Для  выполнения  арифметических  и  логических  операций
служит  АЛУ,  для  вычисления  адреса  предназначено  индексное   АЛУ.   Для
вычисления продвинутого адреса служит CTK, а для работы со стеком CTST.
       Взаимодействие  функциональных  блоков  между  собой   рассмотрим   в
техническом описании функциональной электрической схемы.

        3.2 Техническое описание функциональной электрической схемы -
                             операционная часть

       При поступлении данных  на  ШД  RGbuf  записывает  и  накапливает  32
разряда и выдает на ШД0, Эта команда поступает на RGK, КОП отсылается  у  УУ
и на основании этого начинается работа с определенным блоком.
       DMX0 пропускает данные на ШД0 или на ШД1.
       MUX1 и DC предназначены для выбора одного из РОН.
       MUX11 и MUX12 нужны для выдачи на  одну  из  шин  данных  содержимого
одного из РОН.
       При  работе  со  стеком  включается  в  работу  CTST,  который  после
инициализации  увеличивается  на  единицу  и  показывает  свободную   ячейку
памяти. Адрес из него поступает на ША, так как он 4-х разрядный, то  старшие
разряды всегда нули.
       MUX3 пропускает на СТК начальный адрес равный 1610 или  адрес  взятый
из поля RGK[5:28]. СТК выдает данные на ША и при необходимости на ШД0  через
DMX1.
       В RG1IALU и RG2IALU данные поступают с двух шин одновременно, с ШД0 и
ШД1, выдаются через соответствующие мультиплексоры на SMIALU.
       MUX4 пропускает данные на  SMIALU  с  RG1IALU,  с  CTadr  и  из  поля
RGK[14:31].
       MUX5 пропускает данные с RG2IALU и из поля RGK[14:31].
       MUX6 принимает данные от сумматора IALU, из поля RGK[14:31] и  адреса
от RGK.
       DMX2  выдает  данные  от  CTadr  и  выдает  на  ША  или  обратно   на
SMIALU, для продолжения операции вычисления исполнительного адреса.
       RG1ALU и RG2ALU принимают операнды с двух шин одновременно, с  ШД0  и
ШД1.
       MUX7 и MUX8 передают операнды на SMALU, причем MUX7 пропускает прямое
или инверсное значение RG2ALU, а MUX8 пропускает операнд  из  RG1ALU  или  с
RGres при умножении.
       MUX9 предназначен для управления переносами,  идущими  в  SMALU.  При
отсутствии переноса, пропускается нуль, единица пропускается  при  коррекции
умножения и при округлении пропускается значение, установленное  в  триггере
Т.
       MUX10 необходим  для  пропуска  на  RGres  данных  из  сумматора  при
выполнении арифметических  операций  или  данных  из  логик  при  выполнении
логических операций И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.
       RGres  и  RG1ALU  являются  сдвиговыми  регистрами,  необходимо   при
выполнении умножения, причем  для  сохранения  знака  в  RG1ALU  при  сдвиге
вправо нулевой разряд переписывается обратно на свое  место,  а  при  сдвиге
RGres для сохранения знака, нулевой разряд переписывается из RG2ALU.
       DMX3 выдает данные из АЛУ на ШД0 или обратно в  АЛУ,  для  выполнения
дальнейших операций.
       Логические элементы, стоящие  на  выходе  RGres  и  на  выходе  SMALU
отвечают за формирование флагов, характеризующих результат арифметических  и
логических операций.
       Логические элементы, стоящие на выходе RGK отвечают  за  формирование
флагов, характеризующих 0-й РОН при вычислении исполнительного адреса.

        3.3 Техническое описание функциональной электрической схемы -
                              управляющая часть

       Оба устройства управления выполнены по схеме с регулярной адресацией.
В этой схеме при разветвлении процесса, один адрес на  единицу  больше,  чем
текущий,  второй  адрес  -  произвольный.  Элементом  "вычисляющим"   адрес,
является счетчик СТ1 и СТ2, управляемый  сигналом,  являющимся  входным  для
УУ. В зависимости от  значения  входного  сигнала  счетчик  либо  прибавляет
единицу  к  значению,  которое  хранилось  в  счетчике  и  являлось  текущим
адресом, либо загружается значением адреса из  управляющей  памяти.  Элемент
по  модулю  2  позволяет  инвертировать  значение  входного   сигнала,   что
облегчает распределение микроинструкций.
       MUX2 и MUX13 предназначены для пропускания одного из  осведомительных
сигналов.
       ROM1 и ROM2 - ПЗУ, на которые подаются адреса для  выбора  одного  из
управляющих сигналов



|S      |Y     |H      |e     |S'    |


       S  - является адресом для ПЗУ  и  определяет,  какой  из  управляющих
         сигналов будет выбран
       S'  - содержит адрес перехода микропрограммы
       Y  - состоит из сигналов управления работой процессора
       е   - управляет работой исключающего ИЛИ
       Н -подается на мультиплексор УУ, позволяет пропустить  либо  один  из
         битов набора опознавательных сигналов, либо нулевой сигнал. Наличие
         этого сигнала позволяет осуществлять безусловные переходы

       Управляющие сигналы для УУ
       у1.1 - запись в RGbuf
       y1.2 - Выдача из RGbuf
       y1.3 - направление
       y1.4 - выбор ст/мл разрядов
       y1.5 - RESET
       y1.6 - Запись в RGK
       y1.7 - START ALU
       y1.8 - +1 CTST
       y1.9 - управление MUX1
       y1.10 - управление DMX0
       y1.11 - управление MUX3
       y1.12 - запись в CTK
       y1.13 - +1 CTK
       y1.14 - управление DMX1
       y1.15 - запись порт0
       y1.16 - чтение порт0
       y1.17 - чтение порт1
       y1.18  - запись в RG1IALU
       y1.18' - запись в RG12ALU
       y1.19 - управление
       y1.20 - MUX4
       y1.21 - управление MUX5
       y1.22 - управление
       y1.23 - MUX6
       y1.24 - запись в CTadr
       y1.25 - +1 CTadr
       y1.26 - управлениеDMX2
       y1.27 - чтение из ОЗУ
       y1.28 - запись в ОЗУ
       y1.29 - запись в триггер ТО0
       y1.30 - запись в триггер ТО1
       y1.31 - запись в триггер ТО2
       y1.32 - запись в триггер ТО3

       Осведомительные сигналы для УУ
       x1.1 - START
       x1.2 - XRAM
       x1.3 - RAM
       x1.4 - CTK (224)
       [pic] КОП
       x1.10 - CTST (15)
       x1.11 - CTadr (224)
       x1.12 - проверка на нулевые РОН базового и индексного регистра
       x1.13 - проверка на нуль РОН базового регистра
       x1.14 - проверка на нуль РОН индексного регистра
       x1.15  - переполнение IALU
       x1.16 - End or Stop ALU
       x1.17 - Srop ALU
       x1.18 - TZ

       Управляющие сигналы УА
       y2.1 - RESET
       y2.2 - запись в RG1ALU и в RG2ALU
       y2.3 - упраление
       y2.4 - MUX7
       y2.5 - управление MUX8
       y2.6 - управление
       y2.7 - MUX9
       y2.8 - управление
       y2.9 - MUX10
       y2.10 - Обнуление и запись в CTcycl
       y2.11 - Stop ALU
       y2.12 - управление DMX3
       y2.13 - запись в триггер Т, сдвиг RG1ALU и RGres, -1 CTcycl
       y2.14 - запись в TS
       y2.15 - запись в TZ
       y2.16 - запись в ТО
       y2.17 - запись в RGres
       y2.18 - End ALU

       Осведомительные сигналы для УА
       x2.1 - 2 разряд КОП
       x2.2 - 3 разряд КОП
       x2.3 - 4 разряд КОП
       x2.4 - переполнение ALU
       x2.5 - анализ результата на нуль
       x2.6 - анализ 31 разряда RG1ALU
       x2.7 - CTcycl (0)
       x2.8 - анализ 0 разряда RG1ALU
       x2.9 - Start ALU
       Для анализа управляющих автоматов приведен алгоритм в  закодированном
виде.

                                           3.3.1 Таблица прошивки памяти для


|  |y1|y2|y3|y4|y5|y6|y7|y8|y9|y1|y1|y1|y1|y1|y1|y1|y1|y1|
|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |
|m1|1 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m2|  |1 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m3|  |  |0 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |
|m4|  |  |1 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |
|m5|  |  |  |  |  |  |  |1 |1 |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |
|m6|  |  |  |  |  |  |  |0 |0 |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |
|m7|  |  |  |  |  |  |  |0 |0 |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |
|m8|  |  |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m9|  |  |0 |1 |1 |0 |0 |0 |0 |  |  |1 |  |  |  |  |1 |  |
|m1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |  |  |  |  |
|0 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |1 |0 |1 |0 |1 |0 |0 |  |  |1 |  |  |  |  |1 |  |
|1 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |0 |0 |1 |1 |0 |0 |0 |  |  |1 |  |  |  |  |1 |  |
|2 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |  |
|3 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |  |  |  |1 |  |  |
|4 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |  |  |  |
|5 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |  |  |
|6 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |  |  |
|7 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |  |  |  |  |  |  |
|8 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|m1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |1 |
|9 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |



-----------------------
|S   |Y      |H    |e  |S'      |
|1   |m1.01  |X1.1 |0  |m1.02   |
|2   |m1.1   |0    |0  |m1.03   |
|3   |m1.03  |X1.2 |0  |m1.04   |
|4   |m1.2   |0    |0  |m1.05   |
|5   |m1.05  |X1.3 |0  |m1.06   |
|6   |m1.3   |X1.4 |0  |m1.4    |
|7   |m1.07  |X1.2 |0  |m1.08   |
|8   |m1.5   |0    |0  |m1.09   |
|9   |m1.09  |X1.3 |0  |m1.010  |
|10  |m1.6   |X1.4 |0  |m1.8    |
|11  |m1.7   |X1.5 |1  |m1.9    |
|12  |m1.065 |X1.6 |1  |m1.011  |
|13  |m1.012 |X1.7 |1  |m1.013  |
|14  |m1.19  |X1.8 |1  |m1.9    |
|15  |m1.025 |X1.9 |1  |m1.034  |
|16  |m1.20  |0    |0  |m1.026  |
|17  |m1.026 |X1.2 |0  |m1.027  |
|18  |m1.21  |0    |0  |m1.028  |
|19  |m1.028 |X1.3 |0  |m1.029  |
|20  |m1.22  |X1.11|0  |m1.23   |
|21  |m1.030 |X1.2 |0  |m1.031  |
|22  |m1.24  |0    |0  |m1.032  |
|23  |m1.032 |X1.3 |0  |m1.033  |
|24  |m1.063 |0    |0  |m1.03   |
|25  |m1.02  |0    |0  |m1.01   |
|26  |m1.04  |0    |0  |m1.03   |
|27  |m1.06  |0    |0  |m1.05   |
|28  |m1.4   |0    |0  |m1.9    |
|29  |m1.08  |0    |0  |m1.07   |
|30  |m1.010 |0    |0  |m1.09   |
|31  |m1.027 |0    |0  |m1.026  |
|32  |m1.029 |0    |0  |m1.028  |
|33  |m1.23  |0    |0  |m1.9    |
|34  |m1.031 |0    |0  |m1.030  |
|35  |m1.033 |0    |0  |m1.032  |
|36  |m1.013 |X1.8 |1  |m1.9    |
|37  |m1.014 |X1.9 |0  |m1.11   |
|38  |m1.016 |X1.10|0  |m1.03   |
|39  |m1.10  |0    |0  |m1.03   |
|40  |m1.11  |0    |0  |m1.017  |
|41  |m1.017 |X1.2 |0  |m1.018  |
|42  |m1.12  |0    |0  |m1.019  |


|S   |Y      |H    |e  |S'      |
|61  |m1.28  |0    |0  |m1.040  |
|62  |m1.040 |X1.3 |0  |m1.041  |
|63  |m1.29  |0    |0  |m1.30   |
|64  |m1.30  |0    |0  |m1.03   |
|65  |m1.041 |0    |0  |m1.040  |
|66  |m1.039 |0    |0  |m1.038  |
|67  |m1.27  |0    |0  |m1.9    |
|68  |m1.037 |0    |0  |m1.036  |
|69  |m1.035 |0    |0  |m1.034  |
|70  |m1.011 |X1.6 |0  |m1.050  |
|71  |m1.31  |0    |0  |m1.042  |
|72  |m1.042 |X1.2 |0  |m1.043  |
|73  |m1.32  |0    |0  |m1.044  |
|74  |m1.044 |X1.3 |0  |m1.045  |
|75  |m1.33  |X1.11|0  |m1.34   |
|76  |m1.046 |X1.2 |0  |m1.35   |
|77  |m1.35  |0    |0  |m1.048  |
|78  |m1.048 |X1.3 |0  |m1.36   |
|79  |m1.36  |0    |0  |m1.37   |
|80  |m1.37  |0    |0  |m1.56   |
|81  |m1.043 |0    |0  |m1.042  |
|82  |m1.045 |0    |0  |m1.044  |
|83  |m1.34  |0    |0  |m1.9    |
|84  |m1.047 |0    |0  |m1046   |
|85  |m1.049 |0    |0  |m1.048  |
|86  |m1.050 |X1.12|0  |m1.051  |
|87  |m1.38  |0    |0  |m1.39   |
|88  |m1.39  |X1.15|0  |m1.40   |
|89  |m1.41  |0    |0  |m1.42   |
|90  |m1.051 |X1.13|0  |m1.52   |
|91  |m1.43  |0    |0  |m1.44   |
|92  |m1.052 |X1.14|0  |m1.47   |
|93  |m1.45  |0    |0  |m1.46   |
|94  |m1.47  |0    |0  |m1.053  |
|95  |m1.42  |0    |0  |m1.063  |
|96  |m1.44  |0    |0  |m1.063  |
|97  |m1.46  |0    |0  |m1.063  |
|98  |m1.063 |X1.15|0  |m1.049  |
|99  |m1.48  |0    |0  |m1.53   |
|100 |m1.40  |0    |0  |m1.9    |
|101 |m1.49  |0    |0  |m1.9    |
|102 |m1.053 |X1.2 |0  |m1.054  |


|S   |Y      |H    |e  |S'      |
|18  |m2.010 |0    |0  |m2.09   |
|19  |m2.12  |0    |0  |m2.15   |
|20  |m2.07  |X2.3 |1  |m2.7    |
|21  |m2.6   |0    |0  |m2.013  |
|22  |m2.7   |0    |0  |m2.013  |
|23  |m2.013 |X2.4 |0  |m2.14   |
|24  |m2.13  |0    |0  |m2.15   |
|25  |m2.15  |0    |0  |m2.012  |
|26  |m2.012 |X2.5 |0  |m2.17   |
|27  |m2.16  |0    |0  |m2.18   |
|28  |m2.17  |0    |0  |m2.18   |
|29  |m2.18  |0    |0  |m2.19   |
|30  |m2.19  |0    |0  |m2.01   |
|31  |m2.02  |0    |0  |m2.1    |


|S   |Y      |H    |e  |S'      |
|1   |m2.01  |X2.9 |0  |m2.02   |
|2   |m2.1   |0    |0  |m2.2    |
|3   |m2.2   |X2.1 |0  |m2.06   |
|4   |m2.03  |X2.2 |1  |m2.04   |
|5   |m2.05  |X2.3 |1  |m2.4    |
|6   |m2.3   |0    |0  |m2.012  |
|7   |m2.4   |0    |0  |m2.012  |
|8   |m2.04  |X2.3 |1  |m2.20   |
|9   |m2.5   |0    |0  |m2.012  |
|10  |m2.06  |X2.2 |0  |m2.07   |
|11  |m2.08  |X2.3 |1  |m2.20   |
|12  |m2.8   |0    |0  |m2.09   |
|13  |m2.09  |X2.6 |0  |m2.10   |
|14  |m2.9   |0    |0  |m2.10   |
|15  |m2.10  |X2.7 |0  |m2.010  |
|16  |m2.011 |X2.8 |0  |m2.12   |
|17  |m2.11  |0    |0  |m2.12   |


|43  |m1.019 |X1.3 |0  |m1.020  |
|44  |m1.13  |X1.10|0  |m1.14   |
|45  |m1.021 |X1.2 |0  |m1.022  |
|46  |m1.15  |0    |0  |m1.023  |
|47  |m1.023 |X1.3 |0  |m1.024  |
|48  |m1.16  |X1.10|0  |m1.18   |
|49  |m1.17  |0    |0  |m1.03   |
|50  |m1.18  |0    |0  |m1.03   |
|51  |m1.024 |0    |0  |m1.023  |
|52  |m1.022 |0    |0  |m1.021  |
|53  |m1.14  |0    |0  |m1.03   |
|54  |m1.020 |0    |0  |m1.019  |
|55  |m1.018 |0    |0  |m1.017  |
|56  |m1.034 |X1.2 |0  |m1.035  |
|57  |m1.025 |0    |0  |m1.036  |
|58  |m1.036 |X1.3 |0  |m1.037  |
|59  |m1.26  |X1.11|0  |m1.27   |
|60  |m1.038 |X1.2 |0  |m1.039  |


|103 |m1.50  |0    |0  |m1.055  |
|104 |m1.054 |0    |0  |m1.053  |
|105 |m1.055 |X1.3 |0  |m1.56   |
|106 |m1.51  |X1.11|0  |m1.52   |
|107 |m1.057 |X1.2 |0  |m1.53   |
|108 |m1.53  |0    |0  |m1.059  |
|109 |m1.056 |0    |0  |m1.055  |
|110 |m1.52  |0    |0  |m1.9    |
|111 |m1.058 |0    |0  |m1.057  |
|112 |m1.059 |X1.3 |0  |m1.060  |
|113 |m1.54  |0    |0  |m1.55   |
|114 |m1.060 |0    |0  |m1.059  |
|115 |m1.55  |0    |0  |m1.56   |
|116 |m1.56  |0    |0  |m1.061  |
|117 |m1.061 |X1.16|0  |m1.062  |
|118 |m1.064 |X1.17|0  |m1.9    |
|119 |m1.57  |0    |0  |m1.03   |
|120 |m1.062 |0    |0  |m1.061  |
|121 |m1.8   |0    |0  |m1.9    |





смотреть на рефераты похожие на "Процессор для ограниченного набора команд \часть 1 (7) (\ [Курсовая]) "