|
Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ОмГТУ) Кафедра «Автоматизированные системы обработки информации и управления» | |
|
Пояснительная записка к курсовому проекту На тему "Разработка специализированной микро ЭВМ с микропрограммным управлением"
| |
|
|
Принял: преподаватель В.Ф. Нестерук
подпись, дата Выполнил: студент гр. ИВТ-354 С.В. Мясищев
подпись, дата |
|
Омск 2007 | |
Содер жание
Содер жание 2
Введение 3
1 Подключение микроЭВМ к внешней системе 4
2 Описание алгоритмов 5
3 Структурная схема микроЭВМ 10
4 Микропрограмма для микроЭВМ 12
5 Функциональное проектирование 15
5 Построение временных диаграмм 17
6 Спецификация 20
Список использованной литературы 21
Введение
Электронные вычислительные машины предназначены для автоматизации интеллектуальной и управленческой деятельности человека. Существуют следующие классы ЭВМ: аналоговые вычислительные, цифровые вычислительные машины, гибридные- цифро-аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины.
Задачей данного проекта бола разработка специализированной микро – ЭВМ с микропрограммным управлением.
Исходя из темы полученного задания, необходимо было разработать алгоритм для реализации его на эмуляторе К584 с учётом ограничения числа доступных ресурсов процессора (регистров, инструкций, возможностей расширения дополнительными модулями).
Требуемые тексты программ эмулятора были разработаны в ходе лабораторных работ, затем оптимизированы и переработаны для решения задачи курсового проекта.
Помимо текстов программ в тексте курсового проекта должны присутствовать разработанные структурные схемы, собранные из типовых компонентов на основе компонентной базы микропроцессора К584.
В качестве элементной базы в данной работе используется комплект серии К584, разработанный для построения универсальных и специализированных микроЭВМ и систем дискретной автоматики. Комплект позволяет реализовать произвольную систему команд или структуру ЭВМ и соответствует магистрально-модульной их организации.
Система синхронизации организована по единому принципу и обеспечивает полную логическую и временную совместимость. В состав комплекта К584 входят БИС: центрального процессорного элемента (ЦПЭ), блока микропрограммного управления (БМУ), магистрального приемопередатчика (МПП). Отличительными особенностями ЦПЭ являются: наличие большого числа сигнальных выводов, индицирующих состояние различных точек БИС; мощность системы микрокоманд, ориентированных на эффективную обработку алгоритмов сложных арифметических и логических операций; возможность одновременной обработки данных в ALU, управляемого счета адресов вR7 и индикации его содержимого на шине адреса.
Подключение микроЭвм к внешней системе
На этапе структурного проектирования осуществляется отображение алгоритмической модели устройства в один из возможных вариантов устройства, представленный в виде сочетания аппаратных и программных средств.
В соответствии с заданием используется микропроцессорный комплект К-584.
Структура внешнего интерфейса изображена на рисунке 1, где приведены протокол ввода-вывода и структура шин интерфейса между микроЭВМ и внешней системой.
Рисунок 1 – Структура внешнего интерфейса
Описание алгоритмов
Рисунок 2 – Схема основного алгоритма
Рисунок 3 – Схема алгоритма сложения
Рисунок 4 – Схема алгоритма вычитания
Рисунок 5 – Схема алгоритма умножения
Рисунок 6 – Схема алгоритма деления
Рисунок 7 – Схема алгоритма логических операций
Структурная схема микроЭвм
В состав микроЭВМ входят средства операционной части, управляющей части и системные устройства.
Структурная схема микроЭВМ приведена на рисунке 8. Там же приведен формат микроинструкций.
Рисунок 8 – Структурная схема микроЭВМ
В работе использованы следующие функциональные блоки. К операционной части относятся: блок микропроцессоров (БМП) со схемой ускоренного переноса (СУП), которая введена для повышения быстродействия.
БМП предназначен для арифметико-логической обработки и временного хранения информации, представленной в двоичном коде. В БМП может входить одна или несколько секций в зависимости от разрядности микроЭВМ.
СУП обрабатывает межсекционные переносы (СП), общий входной перенос (ВхП) и формирует выходной перенос БМП (ВыхП)
БМП имеет разделенную двойную шину данных входную (Двх) и выходную (Двых). Микропрограммное управление осуществляется по шине микроинструкций (МИ). БМП имеет выход частичного переноса (ЧП), на основе которого вырабатывается ВыхП (СУП). В качестве логического условия подключен выход инверсного сигнала сдвига одинарного слова (!СД) и вход переноса (ВхП) арифметико-логического устройства (АЛУ).
К системным устройствам относятся средства внешнего интерфейса на базе блока магистрального приемо-передатчика (БМПП) и блок синхронизации (БС).
БМПП предназначен для приема, хранения и передачи байтов информации между тремя двунаправленными магистралями, реализует паритетный контроль данных, проходящих с системной магистрали, а также осуществляет электрический контроль линий связи.
БС формирует три синхроимпульса (СИ1, СИ2, СИ3) по которым осуществляется стробирование выполнения микроинструкций.
К управляющей части относятся блок микропрограммного управления (БМУ), управляющая память (УП), мультиплексор логических условий (МЛУ).
БМУ формирует последовательность адресов для УП.
УП производит хранение микропрограмм и передачу микрокоманд.
МЛУ производит коммутацию логических условий.
БМУ на выходной шине адреса микрокоманды (АМК) формирует код адреса текущей микрокоманды, который поступает на одноименный вход УП. На выходную шину МК УП считывается соответствующая микрокоманда.