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
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
Кобяк И.П. Спецкомпьютер с неймановской
базовой архитектурой. Учебно-методическое
пособие. Мн.:БГУИР,2013.-105 с.: ил.
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.
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.
Нефедов А.В. Интегральные микросхемы
и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.
11. – М.: ИП РадиоСофт, 2001. – 512 с.: ил.
Гордонов А.Ю. Полупроводниковые
БИС запоминающих устройств. – М.: Радио
и связь, 1986.
Хвощ С.Т. и др. Микропроцессоры
и микроЭВМ в системах автоматического управления.
Справочник. Под общ. ред. С.Т. Хвоща
- Л.: Машиностроение, 1987.
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.
Библиотека ГОСТов
[Электронный ресурс]. – Электронные данные.
– Режим доступа: http://gost.net.ru