«Процессор универсальной ЭВМ



страница1/8
Дата03.11.2019
Размер0.58 Mb.
ТипЛитература
  1   2   3   4   5   6   7   8
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Организация ЭВМ и систем»

на тему: «Процессор универсальной ЭВМ (вариант№40)»

Выполнил: ст. гр. 08ВВ1

Усманов А.В.

Проверил: Гурин Е.И.

ПЕНЗА 2011

Содержание


Содержание 2

Список используемых сокращений 3

Введение 4

Форматы команд и данных разрабатываемого процессора 5

Форматы команд 5

Форматы данных 6

Уровни команд 7

Способы адресации 10

Структура базовой микро-ЭВМ 13

Описание формата микрокоманд 14

Описание структуры базовой микроЭВМ 18

Функциональная схема БОД 19

Функциональная схема БМУ 20

Описание алгоритма работы процессора при выполнении заданных команд 22

Листинг микропрограммы 28

Протокол отладки 29

Описание принципиальной схемы БМУ 33

Расчет быстродействия процессора 37

Заключение 39

Литература 40





Список используемых сокращений


  1. БМУ – блок микропрограммного управления

  2. БОД – блок обработки данных

  3. БР – буферный регистр

  4. ВОП – выборка операнда

  5. ДВК – дешифрация и выполнение команд

  6. ДМЛ – диаграммы микропрограммной логики

  7. ЗР – запись результата

  8. ЗУ – запоминающее устройство

  9. П/П – подпрограмма

  10. РК – регистр команд

  11. РОН – регистр общего назначения

  12. РСП – регистр состояния процессора

  13. СК – счетчик команд

  14. УС – указатель стека

  15. Ур – уровень

  16. ФССП – формирование слова состояния процессора

Введение


Целью курсового проектирования является:

  • Изучение принципов работы и методов проектирования процессоров;

  • Изучение микропроцессорных БИС конкретных серий и выработка навыков практического проектирования микропроцессорных систем.

Содержание курсового проектирования является разработка центрального процессора универсальной ЭВМ на схемотехнической базе микропроцессорного комплекта серии К1804

Технические характеристики проектируемого процессора:


  • Разрядность данных – 16;

  • Разрядность адреса – 16;

  • Формат команд – программная совместимость с ЭВМ типа PDP-11 (“Электроника-60”), команды подлежащие разработке MOV, BR, BIT, BNE, ADD, BEQ, COM, BMI, INC, JSR, DEC, RTS, ASR, CLC, ASL, SEC;

  • Способы адресации – 0,3,4;

  • Система элементов серии К1804, К155, К555;

Форматы команд и данных разрабатываемого процессора

Форматы команд


Всю систему команд эмулируемой ЭВМ можно разбить на следующие подгруппы: команды пересылок, арифметические и логические операции, команды вызова и возврата из подпрограмм, команды работы с флагами, прочие команды.

Имеется пять основных уровней кодов. Уровень 1 задается трехбитовым полем (биты 14,13 и 12); уровень 2- битом 11 кода команды; уровень 3 - четырехбитовым полем (биты 15,10,9 и 8); уровень 4 - двухбитовым полем (биты 7 и 6); уровень 5-трехбитовым полем (биты 2,1 и 0).

Дешифрация выполняется последовательно, начиная с уровня .1. Признаком перехода с одного, уровня на другой является нулевая комбинация разрядов в соответствующем поле.

Команды уровня 1 - двухадресные. В большинстве из них бит 15 указывает, на какую границу настроен адрес (слова или 8-битового байта в слове). Исключением для уровня 1 является команда SOB, предназначенная для организации циклов. Процедура выборки операндов команды SOB отличается от выборки операндов всех остальных команд уровня 1, поэтому разработчику необходимо предусмотреть на этапе первичной дешифрации выделение этой команды с целью ее выполнения по отдельному алгоритму.

Команды уровня 2, в свою очередь, подразделяются на два подуровня. Команды уровня 2.1 имеют формат "полтора адреса"(например, команда JSR), т.е. под адрес первого операнда в формате отводится всего три разряда(для задания номера регистра), а для адреса второго операнда выделяется, как обычно, шесть разрядов. Команды уровня 2.2 - одноадресные команды арифметико-логической группы.

Команды уровня 3 - это 15 команд условного перехода.
Уровень 4 -команды работы с флагами и возврата из подпрограммы.

Уровень 5 -команды общего назначения.


Форматы данных


Эмулируемая ЭВМ оперирует над данными, представленными в двух основных форматах:

  • 16-разрядное слово (-32768 - 32767)

  • 8-разрядный байт (-128 - 127)

Данные рассматриваются как целые числа, старший разряд знаковый, отрицательные числа представляются в дополнительном коде.

Уровни команд


Всю систему команд эмулируемой ЭВМ можно разбить на следующие подгруппы: команды пересылок, арифметические и логические операции, команды вызова и возврата из подпрограмм, команды работы с флагами, прочие команды.

Имеется пять основных уровней кодов. Уровень 1 задается трехбитовым полем (биты 14, 13 и 12); уровень 2 – битом 11 кода команды; уровень 3 – четырехбитовым полем (биты 15, 10, 9, 8); уровень 4 – двухбитовым полем (биты 7 и 6); уровень 5 – трехбитовым полем (биты 2, 1, 0) – все они представлены на рисунке 1.





Рисунок 1

Дешифрация выполняется последовательно, начиная с уровня 1. Признаком перехода с одного уровня на другой является нулевая комбинация разрядов в соответствующем поле.



Команды уровня 1 – двухадресные. В большинстве из них бит 15 указывает, на какую границу настроен адрес (слова или 8-битового байта в слове). Исключением для уровня 1 является команда SOB, предназначенная для организации циклов. Процедура выборки операндов при выполнении команды SOB отличается от выборки операндов всех остальных команд уровня 1. Формат двухадресных команд приведен на рисунке 1.



Рисунок 2

В данном курсовом проекте к двухадресным командам относится команды MOV, BIT, ADD.



Команды подуровня 2.2 – одноадресные команды арифметико-логической группы. Формат одноадресных команд приведен на рисунке 2.



Рисунок 3

В данном курсовом проекте к одноадресным командам относятся команды INC, DEC, ASR, COM.



Уровень 3 – это 15 команд условного перехода. Команды передачи управления выполняют условные и безусловнные переходы (ветвление) по адресу, содержащемуся в команде. Формат команд показан на рисунке 3.



Рисунок 4

В данном курсовом проекте к ним относятся команды BR, BNE, BEQ, BMI. Эти команды осуществляют передачу управления по адресу, указанному в ней, в случае если выполняется, заложенное в команде, условие. Эти команды не изменяет состояние флагов N, Z, V, C.



Уровень 4 – команды работы с флагами и возврата из подпрограммы. Эти команды позволяют завершать работу с подпрограммой и возвращаться к основной программе, а также программно изменять признаки, установленные в ССП (слово состояния процессора). Формат команд показан на рисунке 4.



Рисунок 5

Разряды с 0 по 3 управляют установкой соответствующих признаков, а разряд 4 указывает на значение устанавливаемых признаков. В данном курсовом проекте к ним относится команды CLC и SEC.




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница