Специализированный компьютер

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Мая 2015 в 13:29, курсовая работа

Описание работы

Проектированиекомпьютеров специального назначения является одной из важнейших задач, стоящих перед разработчиками цифровой аппаратуры. Основное назначение спецкомпьютеров – это отработка определенного класса алгоритмов в некоторой заданной проблемно-ориентированной области. В частности, большой класс вычислительных систем используется в блоках управления механическими подвижными платформами в целях коррекции их траектории движения. Эффективность решения нетривиальных задач при этом во многом зависит от качества бортовых компьютеров и их программного обеспечения, входящих в состав управляемых объектов.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ3
1. РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО
КОМПЬЮТЕРА6
1.1. Анализ известных реализаций спецкомпьютеров, формирование
требований к разрабатываемому компьютеру6
1.2. Исследование арифметической функции, решаемой
специализированным компьютером8
1.3. Проектирование системы команд12
1.4. Проектирование ЗУ микрокомпьютера 19
1.5. Разработка обобщенной структуры микроЭВМ на основе системы команд 23
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ
СХЕМЫКОМПЬЮТЕРА28
2.1. Разработка схемы блока обработки данных28
2.2. Разработка устройства управления32
2.3. Разработка системы ввода-вывода данных35
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО ИНТЕРФЕЙСА КОМПЬЮТЕРА39
3.1. Включение системы прерываний в схему устройства управления
спецкомпьютера39
3.2. Проектирование системы прямого доступа к памяти40
4. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ42
4.1. Формат микрокоманды. Микропрограммная интерпретация команд
компьютера42
4.2. Разработка микропрограмм арифметических операций51
4.3. Разработка служебного микропрограммного обеспечения53

ЗАКЛЮЧЕНИЕ59
ЛИТЕРАТУРА60

Скачать архив (1.96 Мб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 5 файлов

~$$Схема электрическая принципиальная.~vsd

— 4.00 Кб (Скачать файл)

~$$Схема электрическая структурная.~vsd

— 4.00 Кб (Скачать файл)

Пояснительная записка.docx

— 1.05 Мб (Скачать файл)

Разработка формата микрокоманды представлена в таблицах 4.1 – 4.4.

 

Таблица 4.1

Управление ОЗУ

Биты в RGMk

Название

Назначение

0

  

Вход стробирования адреса столбца ОЗУ

1

  

Вход стробирования адреса строки ОЗУ

2

sA

Выбор адреса строки/столбца в ОЗУ

3

  

Выбор режимов регенерации или обращения к ОЗУ

4

  

Запись/чтение из ОЗУ

5

Sw

Активация ПЗУ


 

 

Таблица 4.2

Управление блоком обработки данных

Биты в RGMk

Название

Назначение

1

2

3

6-9

  

Входы разрешения записи меток C, Z, N, V в регистр состояния программ (RGM) К1804ВР2

10

  

Вход разрешения записи в RGMК1804ВР2

11

  

Вход разрешения записи в RGNК1804ВР2

12

  

Вход разрешения вывода информации на шину CTК1804ВР2


 

 

 

   

Окончание таблицы 4.2

1

2

3

13

  

Вход разрешения вывода информации по шине

Y (C, Z, N, V) К1804ВР2

14

  

Вход разрешения сдвига в К1804ВР2

15-27

  

Сигналы управления функцией СУСС К1804ВР2

28-36

  

Сигналы управления функцией МПС К1804ВС1

37

  

Управление выходной шиной Y в МПС К1804ВС1

38-41

  

Адрес регистра в МПС К1804ВС1 по каналу А

42-45

  

Адрес регистра в МПС К1804ВС1 по каналу B

46

  

Выбор источника операндов для входа R АЛУ

47

  

Вход разрешения записи в РЗУ

48

  

Управление коммутаторами адресов каналов А и В

49

  

Управление выдачей адреса из RGA на ША


 

 

Таблица 4.3

Управление СУАМ

Биты в RGMk

Название

Назначение

50

  

Разрешение записи с шины D во внутренний регистр адреса

51-54

  

Часть адреса управляющего слова в ПЗУ

55-66

  

Выводы явного указания адреса перехода


 

 

Таблица 4.4

Управление блоком ввода/вывода данных

Биты в RGMk

Название

Назначение

67

  

Разрешение записи в порты ввода/вывода

68

  

Разрешения чтения из портов ввода/вывода


 

 

В таблицах 4.5 – 4.8 представлены микропрограммы операций move, jmp, jz для различных типов адресации. В таблице 4.9 представлена микропрограмма формирования частного от деления двух целых чисел больших нуля (Дм <  Дт) по методу с восстановлением остатка. Микрокоманды обращения к памяти пропущены.

Команда безусловного перехода, при использовании непосредственной адресации, требует лишь записи в регистр СчАК, который для упрощения предполагается разместить в РЗУ. При этом адрес перехода выставлен на шину данных регистром команды. Будем считать, что СчАК – это регистр с последним номером в РЗУ, то есть 1111.

 

      Таблица 4.5

№

К1804ВУ1 (БМУ)

БОД

К1804ВС1 (БОД)

К1804ВР2 (БОД)

                         

66..55

54..51

50

49   48

47  46

45..42

41..38

37

36..28

27..15

14 13 12

11   10

9   8   7   6

Команда move R1, mem (прямая адресация)

N.

Переход к адресации памяти, запись адреса строки/столбца

N+1.

Загрузка слова с шины данных в R1

X

  

1

10

01

X

X

0

2178

08

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA=Roff

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ вкл.;

R=DA

Из RG K [23..20]

B=R1

A=X

YМПС = раб. реж.

R=D

F=R+C0

F→ B

C0=0

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

Запрет RGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM

Команда move R1, const (непосредственная адресация)

N.

Загрузка слова с шины данных в R1

X

  

1

10

01

R1

X

0

2178

08

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA=Roff

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ вкл.;

R=DA

Из RG K [23..20]

B=R1

A=X

YМПС = раб. реж.

R=D

F=R+C0

F→ B

C0=0

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

Запрет RGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Таблица 4.6

№

К1804ВУ1 (БМУ)

БОД

К1804ВС1 (БОД)

К1804ВР2 (БОД)

                         

66..55

54..51

50

49   48

47  46

45..42

41..38

37

36..28

27..15

14 13 12

11   10

9   8   7   6

Команда move R1, R2 (регистровая адресация)

N.

Чтение из R2

X

  

1

10

10

X

X

0

2178

08

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA=Roff

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ выкл.;

R=A

Из RG K [23..20]

B=R1

Из RG K [19..16]

A=R2

YМПС = Roff

R=R1

F=R+C0

F→ B

C0=0

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

Запрет RGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM

N+1.

Запись в R1

X

  

1

10

00

X

X

0

2178

08

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA=Roff

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ вкл.;

R=A

Из RG K [23..20]

B=R1

Из RG K [19..16]

A=R2

YМПС = раб. реж.

R=R1

F=R+C0

F→ B

C0=0

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

Запрет RGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM

Команда jmplabel (непосредственная адресация)

N.

Загрузка константы label в СчАК (R15) с шины данных

X

  

1

11

01

1111

X

0

2178

08

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA=Roff

RGMk A

RGMk B

Запись в РЗУ вкл.;

R=DA

B=15

A=X

YМПС = раб. реж.

R=D

F=R+C0

F→ B

C0=0

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

Запрет RGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM


 

 

 

 

      Таблица 4.7

№

К1804ВУ1 (БМУ)

БОД

К1804ВС1 (БОД)

К1804ВР2 (БОД)

                         

66..55

54..51

50

49   48

47  46

45..42

41..38

37

36..28

27..15

14 13 12

11   10

9   8   7   6

Команда jzlabel (непосредственная адресация)

N.

Проверка признака Z (выход СТ = Z)

X

  

0

10

11

X

X

1

X

48

110

01

1111

N+2

z=1, СМК. z=0,RGA

  

YRGA=Roff

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ выкл.;

R=DA

B=X

A=X

YМПС = Roff

X

CT=NZ

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= раб. реж.

Запрет RGM,

RGNвкл.

Запрет записи признаков в RGM

N+1.

Загрузка константы label в СчАК (R15) с шины данных

X

  

1

11

01

1111

X

0

2178

08

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA=Roff

RGMk A

RGMk B

Запись в РЗУ вкл.;

R=DA

B=15

A=X

YМПС = раб. реж.

R=D

F=R+C0

F→ B

C0=0

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

Запрет RGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM

N+2.

Микропрограмма выборки следующей команды


 

 

 

      Таблица 4.8

№

К1804ВУ1 (БМУ)

БОД

К1804ВС1 (БОД)

К1804ВР2 (БОД)

                         

66..55

54..51

50

49   48

47  46

45..42

41..38

37

36..28

27..15

14 13 12

11   10

9   8   7   6

Команда move R1, [R2]+offset (относительная адресация)

N.

Запись в R2 в R1

X

  

1

00

00

X

X

0

2178

08

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA= Roff

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ вкл.;

R=A

Из RG K [23..20]

B=R1

Из RG K [19..16]

A=R2

YМПС = вкл.

R=R1

F=R+C0

F→ B

C0=0

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

ЗапретRGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM

N+1.

Выполнение операции [R1]+offset и запись результата в RGA

X

  

1

00

11

X

X

0

2068

X

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA= Roff

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ выкл.;

R=DA

Из RG K [23..20]

B=R1

A=X

YМПС = вкл.

R=DA

S=R1

F=R+S+C0

F→ Y

I=X

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

Запрет RGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM

N+2.

Запись из RGA на ША и переход к адресации ОЗУ

X

  

1

10

11

X

X

0

X

X

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA =

раб.реж.

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ выкл.;

R=DA

B=X

A=X

YМПС = вкл.

  

I=X

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

Запрет RGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM

N+3.

N+4.

Запись адреса стобца/строки ОЗУ

N+5.

Чтение слова с ШД и его запись в R1

X

  

1

10

01

X

X

0

2178

08

111

11

1111

 

СМК

  

YRGA=Roff

RGK A

RGK B

Запись в РЗУ вкл.;

R=DA

Из RG K [23..20]

B=R1

A=X

YМПС = вкл.

R=D

F=R+C0

F→ B

C0=0

SL, SR = Roff

YВР2=Roff

CT= Roff

ЗапретRGM, RGN

Запрет записи признаков в RGM

Схема электрическая принципиальная.vsd

— 676.00 Кб (Скачать файл)

Схема электрическая структурная.vsd

— 538.00 Кб (Скачать файл)

Информация о работе Специализированный компьютер