Курсовая работа: Проектирование вычислительного устройства

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Министерство общего и профессионального образования

Курский государственный технический университет

Проектирование вычислительного устройства

Выполнил:
студент группы ВМ-62
Ильин А.В.

В настоящее время существует две тенденции в проектировании средств вычислительной техники: во–первых, разработка устройств специализированных ЭВМ на основе микропроцессорных средств, во–вторых, реализация ЭВМ с использованием СБИС программируемых логических матриц, матриц программируемых логических элементов и базовых матричных кристаллов. Построение ЭВМ на СБИС связано не только с комплексированием микропроцессорных средств, что отражает первую тенденцию проектирования, но и с применением современных методов логического синтеза арифметико–логических и управляющих устройств, размещаемых на СБИС, а также методов оценки результатов проектирования.
Целью курсового проектирования является освоение методики проектирования и разработки операционных и управляющих устройств ЭВМ, а также подготовки технической документации на эти устройства. Курсовой проект является формой самостоятельной работы студентов. В период курсового проектирования студент должен закреплять, углублять, и умело применять теоретические знания для решения поставленных практических задач, работать с научно–технической литературой и конспектом лекций. Основное внимание при выполнении курсового проекта обращается на умение принимать технические решения и обосновывать их. Объектом курсового проектирования является специализированное вычислительное устройство, включающее процессор и запоминающее устройство. Процессор проектируется для заданного списка команд и должен удовлетворять заданным требованиям технического задания.
Разрядность шины адреса (ША) вычисляем исходя из разрядности и емкости ЗУ.
Разрядность ЗУ=8бит =1байт. Т.о. можем адресовать 16/1= 2 14
бит. Т.е разрядность ША 14 бит.
Форматы выбираем из соображений, что регистров общего назначения (РОН) у нас 16.
В каждой команде должен быть зашифрован код операции (КОП), признак формата (ПФ) , а также признак адресации (прямая или косвенная П/О).
В поле признака адресации 1 – прямая адресация, 0 – косвенная, при чем, заметим, что в формате SI мы не используем прямую адресацию, так как это обусловлено самим форматом, а все остальные функции, как то – переходы, возврат из подпрограммы, работа с прерываниями и т.п. обуславливаются наличием “0” во втором бите.
Изначально указатель стека (SP) указывает на свободную ячейку памяти. Стек растет вниз.
!R1 – указывает, что при методе косвенной адресации это выражение следует рассматривать как значение по адресу равному содержимому регистра R1, при этом при прямой адресации значение берется непосредственно из регистра R1.
3.4. Операционный автомат центрального управляющего устройства.

Граф-схема командного цикла операционного автомата приведена на чертеже КП.062.020.1999 в приложении.
Задачей командного цикла является управление работой всего вычислительного устройства. Первым шагом является считывание операции из памяти, и модернизации счетчика команд на длину прочитанной операции. Затем если считанная операция предназначена для АЛУ, то в АЛУ передается код операции (КОП), а также во входные регистры АЛУ (А АЛУ
, В АЛУ
) заносятся необходимые операнды. После этого необходимо подать сигнал АЛУ на выполнение операции и ожидать окончания работы арифметико–логического устройства. Если же операция не принадлежит к числу операций АЛУ их выполняет устройство управления (УУ). Операциями АЛУ являются: + (сложение), – (вычитание), * (умножение), / (деление), &(конъюнкция) , v(дизъюнкция), Å(сложение по модулю 2). Устройство управления выполняет операции: JMP(безусловный переход), CALL(вызов подпрограммы), RET(выход из подпрограммы), :=(операция присваивания), (шесть условных переходов по флагам с, z, ov).
4. Проектирование арифметико-логического устройства

4. 1 Разработка алгоритмов арифметико-логических операций

Первый операнд находиться в регистре А, второй в регистре B, результат в регистре С. Разрядность А – 16 бит, В и С – 17. Считаем, что при умножении переполнения не происходит. Предполагаем, что имеем сумматор-вычитатель.
Флаги АЛУ: Z – признак 0, C – перенос, OV – переполнение.
4. 1. 1 Алгоритм сложения-вычитания

Для операции умножения в регистр A помещается множимое, в регистр B мнножитель, в регистре C произведение. Младшим считается 15 разряд.
При выполнении операции деления в регистр A содержит делимое, B делитель, C остаток (частное). Ниже приведен алгоритм деления целых чисел без восстановления остатка.
4. 1. 4 Алгоритм логических операций

Алгоритм логических операций AND, OR, XOR приведен на рисунке 6.
В соответствии с методикой, изложенной в [3] получим:
Микрооперации используемые в микропрограммах +, -, /, * и логических операциях.
Разбиваем микрооперации на подмножества соответствующие внутренним словам ( регистрам).
Y C
={ y 2
, y 3
, y 5
, y 6
, y 7
, y 9
, y 11
, y 13
, y 15
, y 16
, y 17
, y 19
, y 20
, y 24
, y 25
, y 26
, y 27
, y 28
};
На полученных множествах выделяем классы эквивалентных микроопераций K nj
.
K B,1
={y 1
}; K B,2
={y 12
}; K B,3
={y 22
}; K B,4
={y 23
};
K C,1
={y 2,
y 3,
y 6,
y 11,
y 15,
y 19
};K C,2
={ y 5,
y 7,
y 16
};K C,3
={y 9
}; K C,4
={y 24
}; K C,5
={y 25
}; K C,6
={y 26
}; K C,7
={y 27
}; K C,8
={y 28
}; K C,9
={y 13
}; K C,10
={y 17
}; K C,11
={y 20
}
K СЧ,1
={y 10
}; K СЧ,2
={y 14
}; K СЧ,3
={y 21
}
Для K С1
составляем обобщенный оператор:
Соответственно и для этого класса строим обобщенный оператор ( в принципе присваивание как таковое можно и не выделять в отдельный класс, но тут изменяется только один бит регистра С, следовательно мы можем мультиплексировать операции работающие непосредственно с этим битом):
Схема синтезированного автомата представлена на рисунке Приложения 2.

С учетом кодирования, можно перерисовать выше приведенные алгоритмы операций в объединеную блок-схему. Объединенная и закодированая ГСА приведена на рисунке 7.
Функциональная схема АЛУ представлена на чертеже КП.062.020.1999.Ф1.
Разобъем множество микроопераций Y, приведенных на рисунке 7, на три непересекающихся подмножества Y 1
, Y 2
, Y 3
.
Множество логических условий X, состоит из десяти элементов:
Исходя из результатов разбиений, можно сделать вывод о том, что кодирование микроопераций нужно выполнить пятиразрядным кодом, а кодирование логических условий четырехразрядным. Результаты кодирования приведены в таблице . Форматы микрокоманд на рисунке 8.
Таким образом, регистр микрокоманд выбираем разрядностью в два байта. Емкость ПЗУ МК составит 128 байт. На рисунке 9 приведена структура управляющего автомата с программируемой логикой.
Приведем пример кодирования ПЗУ МК для операции сложения. Естественной адресацией МК будем считать выполнение МП по истиной ветви алгоритма (т.е. там, где значение логического условия равно 1). На рисунке 10 приведена ГСА операции умножения. В таблице приведен фрагмент кода ПЗУ МК для операции сложения.
1. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов Л. Энергия, Ленингр. отд-ние,1974г–216с,.
2. Колосков В.А. Проектирование вычислительного устройства: методические указания к
3. Майоров С.А., Новиков Г.И. Структура электронных вычислительных машин. – Л. Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. – 384 с.

Название: Проектирование вычислительного устройства
Раздел: Рефераты по информатике, программированию
Тип: курсовая работа
Добавлен 07:36:05 27 февраля 2008 Похожие работы
Просмотров: 575
Комментариев: 15
Оценило: 3 человек
Средний балл: 4.3
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Проектирование вычислительного устройства
Курсовая работа: Государственная служба как публично-правовой институт
Зеленая Лампа Аргументы Для Сочинения Итогового
Реферат На Тему Бруцеллез
Реферат: California Water Pollution Essay Research Paper California
Курсовая По Праву Скачать
Лабораторная Работа На Тему Исследование Температурного Поля Наружного Угла Методом Электрического Моделирования
Реферат по теме Труды Георга Рихмана о распределении теплоты
Сочинение На Тему Семейные Традиции Разных Стран
История Банковского Дела В России Реферат
Стилистические Ошибки В Эссе По Английскому
Дипломная работа: Сравнительная характеристика систем наказания в уголовном праве зарубежных стран
Сочинение Богатыри Васнецова 2 Класс
Курсовая работа по теме Воздействие предприятия молочной промышленности на окружающую среду
История Болезни На Тему Острый Двухсторонний Сальпингоофорит
Написать Сочинение Мой Любимый Литературный Герой
Сочинения Потерянное Время
Дипломная работа по теме Інститут покарання в кримінальному праві України
Направления На Сочинение В Декабре 2022
Дипломная работа по теме Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта
Реферат: Лицензионные требования к туроператору
Доклад: Кривые Энгеля и их новая интерпретация
Реферат: Имущество как объект гражданских прав
Дипломная работа: Комплексный дипломный проект: Проект участка по производству технологических приспособлений для электромеханического восстановления и укрепления поверхностного слоя деталей машин. Цилиндрические поверхности