Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ПУЗАНКОВу / zadanie_na_variant_3

.docx
Скачиваний:
21
Добавлен:
03.06.2014
Размер:
119.34 Кб
Скачать

1. Техническое задание

1.1. Предмет проектирования

Разработка программной модели однокристального RISC-процессора.

Проектируется процессор общего назначения, предназначенный для использования в качестве центрального процессора (ЦП) рабочей станции, ориентированной на работу в многопользовательском режиме.

1.2. Общие требования к разрабатываемому процессору

Система команд должна удовлетворять следующим требованиям.

1.  Операции обращения к памяти отделены от операций, связанных с обработкой данных.

2.  Операции, связанные с преобразованием данных, выполняются по принципу регистр-регистр.

3.  В общем случае аппаратно поддерживаются операции над целыми числами со знаком и без знака, а также над числами, представленными в формате с плавающей точкой (ПТ).

4.  Система команд должна быть функционально полной и включать команды общего назначения, команды для обработки чисел с ПТ и привилегированные команды.

5. Процессор должен иметь векторную систему прерываний.

6. Для процессоров с традиционной (принстонской) архитектурой должны быть предусмотрены механизмы поддержки многозадачности.

7. Процессоры должны иметь встроенную кэш-память.

Программная модель представляет собой симулятор, который должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Отображать содержимое регистров общего назначения, системных регистров и регистров, используемых для хранения чисел с плавающей точкой.

- 2. Симулятор должен позволять выполнять покомандное выполнение программы.

3. Выполняемая программа хранится в отдельном файле и представляет собой псевдоассемблерный код.

4. В зависимости от варианта задания симулятор пишется либо на С++, либо на Java.

1.3. Исходные данные для курсового проектирования

Вариант 2

Формат данных

Регистровая память

N

8

16

32

64

Количество

регистров

Тип

Разрядность

2

-

+

+

+

8

У

64

Шина адрес-данные

Наличие сопро-

цессора

Основная память

Ввод-вывод

Поддержка графики

N

С

Р

Объем,

Гбайт

ШД

И

П

2

+

-

+

16

32

+

-

-

Исходные данные для проектирования:

Традиционная архитектура процессора

Поддерживаются следующие форматы данных:

- 16-разрядные числа со знаком и без знака;

- 32-разрядные числа со знаком и без знака;

- 64-разрядные числа со знаком и без знака;

- 32-разрядные числа в формате с ПТ;

- 64-разрядные числа в формате с ПТ.

8 регистров универсального типа, 64-разрядные.

Регистры общего назначения (РОН), которые предназначены для хранения как адресов, так и целых чисел.

Предусматривается наличие сопроцессора, следовательно для хранения чисел с ПТ должны использоваться отдельные регистры с ПТ, которые физически размещаются внутри сопроцессора.

В процессоре используется совмещенная шина адреса и данных (С). В состав системы входит сопроцессор, обеспечивающий выполнение операций с ПТ, который должен иметь собственные регистры с ПТ.

Объем оперативной памяти равен 16Гбайт, к которому необходимо обеспечить доступ, в режиме прямоадресуемой памяти. Разрядность шины данных (32-разрядная) определяется разрядностью памяти.

Ввод-вывод может быть изолированный (И), т. е. разработан с использованием специальных команд ввода-вывода. Идентификация обращения к регистрам внешних устройств осуществляется по коду операции.

Требуется разработать систему прерываний; при этом требуется реализовать векторную систему прерываний. (Таблица векторов может находиться по произвольным адресам). Предлагается использовать внешний контроллер прерываний.

Нет поддержки графики

Наличие поддержки виртуальной памяти для процессоров с традиционной архитектурой подразумевает решение следующих задач:

-  разработки формата и способа хранения таблицы виртуальных и физических страниц;

-  выбора способа преобразования виртуального адреса в физический и его аппаратную поддержку;

-  выбора варианта удаления страницы из ОЗУ и его алгоритмическую проработку;

-  разработки алгоритма обмена страницами между ОЗУ и внешней памятью.

2.2. Разработка архитектуры ЦП

2.2.3. Выбор форматов данных

основные используемые типы данных

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.

Числа с плавающей точкой

Числа можно представить в виде: , где – мантисса, а – экспонента (положительное или отрицательное целое число). Такое представление чисел в компьютере называется представление числа с плавающей точкой.

Область значений определяется по числу разрядов в экспоненте, а точность – по числу разрядов в мантиссе.

Числа с плавающей точкой могут быть 32-разрядные (одинарной точности) и 64-разрядные (двойной точности).

Оба формата представления чисел с плавающей точкой начинаются со знакового бита: 0 соответствует положительному числу, 1 – отрицательному. Затем следует смещенная экспонента. Для формата одинарной точности смещение равно 127, а для формата двойной точности – 1023. Минимальная (0) и максимальная (255 и 2047) экспоненты не используются для нормализованных чисел. Область значений экспоненты для формата одинарной точности : от -126 до 127, для формата двойной точности: от -1022 до 1023.

Соседние файлы в папке ПУЗАНКОВу