Нет поддержки графики

Отличительной особенностью гарвардской архитектуры является наличие отдельной памяти команд. Принимается, что память команд размещается внутри кристалла, кроме того, возможно подключение дополнительной внешней памяти команд.

Раздельная реализация памяти команд и памяти данных упрощает организацию конвейера по выборке команд из памяти и по размещению их в очередь для дальнейшего исполнения. Такая организация позволяет избежать конфликтов при обращении к памяти, которые имеют место при использовании традиционной архитектуры, однако не снимает проблем, связанных с реализацией команд переходов.

2.2. Разработка архитектуры цп

2.2.1. Уточнение структуры системы

Разрабатываемый процессор предназначен для использования в качестве встроенного процессора.

Обобщенная структура процессора, соответствующая гарвардской архитектуре, приведена на рис. 1. Она представляет собой одноплатную ЭВМ, предназначенную для встроенных применений. На плате размещаются: ЦП, память данных, счетчик-таймер, адаптер интерфейса. Кроме того, на плате могут размещаться вспомогательные схемы и интерфейсные схемы для подключения внешних устройств (на рис. 1 эти схемы не показаны).

Разрабатываемая плата не имеет собственной дисковой памяти, дисплея и клавиатур. Предполагается, что разработка и отладка программного обеспепечения осуществляются на инструментальной машине с использованием кросс-систем программирования. В качестве инструментальной машины может использоваться, например рабочая станция, имеющая в своем составе дисплей, клавиатуру, дисковую память и т. п.

Рис.1

2.2.2. Архитектура внешних выводов

AD

64

+5V

ALE

Reset

HLD

CLC

HLDA

CPU

INT

INTA

RD

Frame

WR

Рис. 2

AD – совмещенная 64-разрядная шина адрес/данные;

ALE – сигнал для фиксации адреса на внешнем регистре-защелке;

HLD – сигнал запроса на захват шины;

HLDA – сигнал подтверждения запроса на захват шины;

INT – сигнал запроса на прерывание;

INTA – сигнал подтверждения запроса на прерывание;

RD – сигнал, означающий чтение данных с шины;

WR – сигнал, означающий запись данных (выставление данных на шину);

FRAME – сигнал режима пакетного обмена данными между ОП и кэшем, появление данного сигнала на шине означает начало транзакции, а снятие – указывает на то, что следующий цикл передачи данных на шине является последним.

+5V – питание;

RESET – сброс;

CLC – тактовый сигнал.

2.2.3. Выбор форматов данных

основные используемые типы данных (см. рис. 3).

6

0

Байт

7

14

0

Слово

15

Рис. 3

Адреса представляются в виде целых чисел без знака.

Целые числа

Целые числа могут занимать байт, слово или двойное слово. Они могут быть знаковыми и беззнаковыми. В знаковых целых самый старший бит байта, слова или двойного слова, занимаемого числом, отводится для индикации знака числа. Нуль соответствует плюсу, 1 — минусу. Таким образом, возможный диапазон представляемых значений для знаковых целых составляет: от –128 до 127 для байта, от –2³¹ до 2³¹ для слов, от –2⁶³ до 2⁶³ для двойных слов. Беззнаковые целые могут принимать значения: от 0 до 255 для байт, от 0 до 2³²-1 для слов, от 0 до 2⁶⁴-1 для двойных слов.