close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

петухов загрузка

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ижевский Государственный Технический Университет
им. М. Т. Калашникова
Факультет "Информатика и вычислительная техника"
Кафедра "Вычислительная техника"
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине "ЭВМ и периферийные устройства"
на тему "Разработка микропрограммы команды ЭВМ"
Выполнил:студент гр. Б04-781-1з
Валиев Р.И.
_____________________Проверил:к.т.н., доцент
Петухов К. Ю.
_____________________
Ижевск. 2013
Содержание.
Введение---------------------------------------------------------------------------------------------------------------3Описание функциональной организации процессора--------------------------------------------------------4Задание-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------7Расчет регистров---------------------------------------------------------------------------------------------------8Словесное описание------------------------------------------------------------------------------------------------9Вывод-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12Список сокращений------------------------------------------------------------------------------------------------13Литература-------------------------------------------------------------------------------------------------------------14Приложение 1. Схема алгоритма команды 18
Введение
Целью данного курсового проекта является изучение структуры ЭВМ в целом и отдельных ее узлов, а также решение комплекса вопросов, связанных с проектированием процессора ЭВМ.
В данной курсовой работе можно выделить следующие основные этапы работы:
Разработка функциональной микропрограммы выборки команды;
Разработка функциональной микропрограммы для заданной команды;
Описание функциональной организации процессора
ЭВМ состоит из процессора, основной (оперативной) памяти (ОП), регистровой (сверхоперативной) памяти (РП) и средств ввода-вывода информации (рис.1). Процессор выбирает из ОП команды и выполняет все операции за исключением операций ввода-вывода (ОВВ). ОВВ инициируются процессором и выполняются средствами ввода-вывода (на рис.1 не показаны).
ОП обеспечивает хранение байтов информации, предельное число которых (предельная емкость ОП) равна 224=16777216 байт.
Рис.1. Структурная схема ЭВМ
В ЭВМ адресуется каждый байт ОП. За одно обращение к ОП записываются или читаются несколько байтов информации (слово ОП): 1, 2 или 4 - в младших моделях, 4 или 8 - в старших.
РП используется для увеличения быстродействия процессора и состоит из 16 регистров общего назначения РОН[0:15](0:31), каждый из которых обеспечивает хранение 32-разрядного слова, и из четырех регистров с плавающей запятой РПЗ[к](0:63), где к=0,2,4,6, каждый из которых обеспечивает хранение 64-разрядного слова. РОН идентифицируются номерами регистров - 0,1,...,15, а РПЗ - номерами 0,2,4,6.
Каждому РОН соответствует одна ячейка РП, каждому РПЗ - две ячейки РП. РОН используются в качестве индексных регистров, базовых регистров, а также для хранения слов и полуслов, участвующих в операциях общего назначения. РПЗ хранят только числа с плавающей запятой.
В ЕС ЭВМ основным элементом информации, адресуемым и обрабатываемым как целое, является байт (рис.2).
Рис. 2. Машинные элементы информации фиксированной длины
Двоичные разряды байта нумеруются слева направо значения-
ми 0,1,..,7. На основе байтов строятся полуслова (2 байта), слова (4 байта), двойные слова (8 байтов), называемые элементами информации фиксированной длины. Тип элемента информации (операнда) указывается кодом операции (КОП), который одновременно определяет и длину операндов (1,2,4 или 8 байтов). Байты, хранимые в ОП, адресуются двоичными числами от 0 до 2К-1, где 2К- емкость ОП. Адрес элемента информации, состоящего из нескольких байтов, определяется адресом самого левого байта. Емкость ОП не должна превышать 224 байтов (емкость ОП указана в задании на проект). Адрес, выходящий за пределы фактической емкости ОП, (что может быть результатом ошибки в программе), рассматривается как неправильная адресация (А) и выполнение программы прекращается. Элементы информации фиксированной длины должны располагаться в ОП с адреса, кратного числу байтов в элементе (правило целочисленной границы). Из этого следует, что адрес байта может быть произвольным, адрес полуслова должен быть четным, адрес слова - кратен четырем, а адрес двойного слова - восьми (рис.3). Нарушение изложенного правила рассматривается как неправильная спецификация адреса (S) и обращение к ОП блокируется.
Рис. 3. Адресация элементов информации
В ЭВМ обрабатываются данные следующих типов: целые двоичные числа, числа с плавающей запятой, десятичные числа, логические значения.
Целые двоичные числа могут быть представлены в коротком и длинном форматах (рис. 4а). Нулевой разряд - знак числа. Целые числа хранятся в памяти в двоичном дополнительном коде. Числа с плавающей запятой могут быть представлены в коротком и длинном форматах (рис.4б). Нулевой разряд - знак числа. Характеристика Х(1:7) равна порядку числа, увеличенному на 64, и определяет значение порядка в диапазоне от -64 до +6З. Мантисса чисел представляется в прямом коде в шестнадцатеричной системе счисления и является числом меньше 1. Числа с плавающей запятой могут храниться в памяти ненормализованными. Рис. 4. Форматы элементов информации:
а) целые числа;
б) числа с плавающей запятой;
в) логическая информация
Логические значения (логические величины) могут иметь длину 1, 4 или 8 байтов (рис. 4в). Логическая величина передается и обрабатывается как одно целое.
В ЕС ЭВМ команды представляются в пяти форматах: RR, RX, RS, SI, SS (рис. 5).
Рис. 5. Форматы команд ЭВМ ЕС
Первый байт команды содержит код операции КОП. Первые два разряда КОП(0:1) определяют формат команды: 00 - RR, 01 - RX, 10 - RS, 11 - SS. В зависимости от формата команды операнды выбираются из регистровой или основной памяти. Результат операции записывается обычно по адресу первого операнда. В формате SI второй операнд I2 выбирается непосредственно из команды.
Поля R1, R2 и R3 являются адресами соответственно первого, второго и третьего операндов, хранящихся в регистровой памяти (РОН или РПЗ). Поля В1, В2, D1, D2, X2 содержат информацию об адресах первого и второго операндов, хранящихся в ОП.
Задание
На основе заданной команды разработать схему алгоритма. Код операции18Ёмкость оперативной памяти256 КБДлина слова ОП2 Б
КодНазваниеМнемоническое обозначение18ЗагрузкаLR
Расчет регистров.
E_ОП=256 КБ - объём оперативной памяти
l_ОП=2Б - размер слова оперативной памяти
l_АР=〖log〗_2 E_ОП=〖log〗_2 256КБ=18 - длина адресного регистра
l_АОП=〖log〗_2 E_ОП/l_ОП =〖log〗_2 131072=17 - длина регистра адреса оперативной памяти
l_РОП=l_ОП=2Б - длина регистра слова оперативной памяти
l_СчАК=l_АР-1=18-1=17 - длина счётчика адреса команд
БР=l_ОП-l_[RR] =2-2=0 - длина буферного регистра, где l_([RR]) - длина формата команд регистр - регистр.
Словесное описание.
Выборка команд.
Программа, представляющая собой последовательность команд размещается в оперативной памяти. В заданном процессоре задана команда длиной 1 слово (2 байта).
Для выполнения команды, ее необходимо прочитать из оперативной памяти (ОП) в регистр команд (РК). Адрес выбираемой команды хранится на счетчике адреса команд (СчАК). СчАК имеет длину 17 разрядов, т.к. адрес команды любого формата кратен полуслову, в нашем случае слову. АОП имеет длину 17 разрядов. При выполнении программы команды будут выполняться последовательно. Необходимости использовать буферный регистр, в данной работе, нет, т.к. длина слова всего 2 байта, и команд менее 2-х байт нет. При выборке команды адресуемое слово передается в РК(0:15). Выборка заканчивается увеличением СчАК на 1.
Микропрограмма выборки команд представлена на рисунке 6.
Рисунок 6. Микропрограмма выборки
Загрузка.
LR R1, R2 [RR]
18R1R20 7 8 11 12 15
Второй операнд помещается без изменении на место первого операнда.
Признак результата не изменяется.
Программных прерывании нет.
Микропрограмма загрузки представлена на рисунке 7.
Рисунок 7. Микропрограмма загрузки.
Вывод
На основе заданного кода операции (18) построен алгоритм микропрограммы.
Список сокращений
АОП - Регистр адреса оперативной памяти
АР - Адресный регистр
АРП - Адресный регистр регистровой памяти ЗпРП - Запись в регистровую память
КОП - Код операции
Ожид/Счет - Ожидание счет
РА - регистр А
РК - регистр команд
РОП - Регистр слова оперативной памяти
РРП - Регистр регистровой памяти
СчАК - Счетчик адреса команд
ЧтОП - Чтение оперативной памяти
ЧтРП - Чтение регистровой памяти
ZОП - Сигнал занятости оперативной памяти
Z - Промежуточный регистр
Литература.
1. Принципы работы системы IBM/370. / Под ред. Л. Д. Райкова. - Пер. с англ. - М.: Мир, 1975. - 576 с.
2. Петухов К. Ю. Методические указания к выполнению курсового проекта "Проектирование процессора ЭВМ" по курсу "Организация ЭВМ, комплексов и систем". - Ижевск: ИжГТУ, 2007.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
270
Размер файла
177 Кб
Теги
петухов, загрузка
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа