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

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)

Mov R4, 0

Mov R5, 1 ; эталоны

Mov R7, 0

Call MainCycle ; основной цикл теста

Mov R1, 0 ; начальный адрес

Mov R3, 1

Call WriteFone ; записьфона 1

Mov R1, 0 ; начальный адрес S,R

Mov R2, 0

Mov R3, 0 ; начальный адрес I,J

Mov R4, 0

Mov R5, 0 ; эталоны

Mov R7, 1

Call MainFone ; основнойциклтеста

Endp

; функция записи фона 

WriteFone proc

Mov R4, L ; цикл до L-1,M-1

Mov R5, M

Dec R4

Dec R5

Met1:

Mov R2, 0

Met2:

Mov [R1+R2], R3 ; записьфона

Cmp R2, R5 ; проверка цикла по M-1

Je Met3

Inc R2

Jmp Met2

Met3:

Cmp R1, R4  ; проверка цикла по L-1

Je Met4

Inc R1

Jmp Met1

Met4:

Ret

Endp

; функция основного цикла теста

MainCycle proc

Met1:  ; проверкаS-1<0 иR-1<0

Mov R6, R1

Dec R6

Cmp R6, 0

Jge Met2

Mov R6, R2

Dec R6

Cmp R6, 0

Jge Met2

Jmp Met11

Met2:  ; проверка R-1<0 и S+1>L

Cmp R6, 0

Jge Met3

Mov R6, R1

Inc R6

Cmp R6, L

Jle Met3

Jmp Met14

Met3:  ; проверка S-1<0 и R-1>M

Mov R6, R1

Dec R6

Cmp R6, 0

Jge Met4

Mov R6, R2

Dec R6

Cmp R6, M

Jle Met4

Jmp Met12

Met4:  ; проверка S+1>L и R+1<M

Mov R6, R1

Inc R6

Cmp R6, L

Jge Met5

Mov R6, R2

Inc R6

Cmp R6, M

Jge Met5

Jmp Met15

Met5:  ; проверкаR-1<0

MovR6, R2

Dec R6

Cmp R6, 0

Jge Met6

Jmp Met17

Met6:  ; проверка S-1<0

Mov R6, R1

Dec R6

Cmp R6, 0

Jge Met7

Jmp Met20

Met7:  ; проверка R+1>M

Mov R6, R2

Inc R6

Cmp R6, M

Jle Met8

Jmp Met18

Met8:  ; проверка S+1>L

Mov R6, R1

Inc R6

Cmp R6, L

Jg Met21

Mov R3, R1

Dec R3

Call Processing

Add R3, 2

Call Processing

Mov R3, R1

Mov R4, R2

Dec R4

Call Processing

Add R4, 2

Call Processing

Met9:  ; проверка R=M и S=L

Cmp R2, M

Jne M10

Cmp R1, L

Je Exit

Mov R2, 0

Inc R1

Mov R3, R1

Mov R4, R2

Jmp Met1

Met10:

Inc R2

Mov R3, R1

MovR4, R2

JmpMet1

Met11: ; действия при S-1<0 и R-1<0

Mov R4, R2

Inc R4

Jmp Met13

Met12: ; действияприS-1<0 иR-1>M

Mov R4, R2

Dec R4

Met13:

Call Processing

Mov R3, R1

Inc R3

Mov R4, R2

Call Processing

Jmp Met9

Met14  ; действия при R-1<0 и S+1>L

Mov R4, R2

Inc R4

Jmp Met16

Met15: ; действияприS+1>LиR+1>M

Mov R4, R2

Dec R4

Met16:

Call Processing

Mov R3, R1

Dec R3

Mov R4, R2

Call Processing

Jmp Met9

Met17: ; действия при R-1<0

Mov R4, R2

Inc R4

Jmp Met19

Met18: ; действия при R+1>M

Mov R4, R2

Dec R4

Met19:

Call Processing

Mov R3, R1

Dec R3

Mov R4, R2

Call Processing

Mov R3, R1

Inc R3

Call Processing

Jmp Met9

Met20: ; действия при S-1<0

Mov R3, R1

Inc R3

Jmp Met22

Met21: ; действияпри S+1>L

Mov R3, R1

Dec R3

Met22:

Call Processing

Mov R3, R1

Mov R4, R2

Dec R4

Call Processing

Add R4, 2

Call Processing

Jmp Met9  

Exit:

ret

Endp

; функцияобработки

Processing proc

Mov R8, [R1+R2] ; считывание по адресу S,R

Cmp R8, R7 ; контроль

Jne Error

Mov [R3+R4], R5 ; запись T по адресу I,J

Mov R8, [R1+R2] ; считывание по адресу S,R

Cmp R8, R5 ; контроль

Jne Error

Mov [R2+R3], R7 ; запись ~T по адресу I,J

Jmp Exit

Error:

Exit:

ret

Endp  
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В результате выполнения данной курсовой работы был спроектирован специализированный компьютер с неймановской базовой архитектурой, были изучены основные принципы организации и функционирования микропроцессорных устройств с разрядно-модульной организацией связей, а также получены практические навыки разработки устройств на основе микропроцессорного комплекта К1804.

Рассмотренные вопросы проектирования спецкомпьютера с неймановской базовой архитектурой включают в себя: принципы синтеза ядра системы (процессор, память), организацию БМУ на основе микропрограммного управления, разработку сокращенного интерфейса для взаимодействия основных блоков компьютера. Использованный метод формирования вычислительного устройства на базе примитивов различного уровня позволил интегрировать подсхемы и подсистемы машины в компактные модули, взаимодействие которых было организовано на основе статического соединения внешних выводов. При этом ограниченная верификация проекта выполнялась с использованием микропрограммного обеспечения, позволяющего проследить направление информационных потоков в любой точке системы.

Основное внимание в проекте уделено аппаратным средствам и принципам компьютерного синтеза, которые с течением времени не так быстро девальвируются, несмотря на бурное развитие соответствующей отрасли. Применение же микропрограммного управления позволяет сформировать эффективную систему команд, исключающую невостребованные пересылки и расчеты в процессоре специального назначения.

Положительной особенностью используемой в процессе проектирования элементной базы является аппаратная «прозрачность» микропроцессорного комплекта. Это позволяет проследить циркуляцию информации как в рамках системного интерфейса, так и в локальных интерфейсах интегральных схем. Указанное обстоятельство позволило изучить реальные схемотехнические вопросы синтеза устройств не только с точки зрения их функционального назначения, но и с позиции совершенствования имеющихся технических реализация.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

  1. Кобяк И.П. Спецкомпьютер с неймановской базовой архитектурой. Учебно-методическое пособие. Мн.:БГУИР,2013.-105 с.: ил.
  2. Кобяк И.П. Основы проектирования компьютерных устройств. Учебно-методическое пособие по курсу «Структурная и функциональная организация ЭВМ» для студентов специальности I-40 02 01 «Вычислительные машины системы и сети» заочной формы обучения. - Мн.: БГУИР,2008. 78 с.
  3. Кобяк И.П. Архитектура компьютерных систем. Методическое пособие для выполнения контрольных работ курсового и дипломного проектирования по ТиП ЭВМ и СиФО ЭВМ. Часть 1 и 2 - Мн.: БГУИР,2000.
  4. Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Справочник. Т. 11. – М.: ИП РадиоСофт, 2001. – 512 с.: ил.
  5. Гордонов А.Ю. Полупроводниковые БИС запоминающих устройств. – М.: Радио и связь, 1986.
  6. Хвощ С.Т. и др. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления. Справочник. Под общ. ред. С.Т.  Хвоща - Л.: Машиностроение, 1987.
  7. Глецевич, И. И. Дипломное проектирование: метод. Пособие для студ. спец. I-40 02 01 «Вычислительные машины, системы и сети» всех форм обучения / И. И. Глецевич, В. А. Прытков, А. В. Отвагин. – Минск : БГУИР, 2007. – 92 с.
  8. Библиотека ГОСТов [Электронный ресурс]. – Электронные данные. – Режим доступа: http://gost.net.ru

 

 

 

 

 


Схема электрическая принципиальная.vsd

— 676.00 Кб (Скачать файл)

Схема электрическая структурная.vsd

— 538.00 Кб (Скачать файл)

Информация о работе Специализированный компьютер