Структурное проектирование

Черновик. Структурное проектирование

Структурная схема микроЭВМ

Структурная схема разрабатываемой в рамках данного курсового проекта микроЭВМ представлена на рисунке.

Операционная часть (ОЧ) включает блок микропроцессоров БМП со схемой ускоренного переноса СУП.

Управляющая часть (УЧ) реализована на регистре БМП и управляющей памяти УП.

Интерфейсная часть выполнена на базе блока магистральных приёмопередатчиков БМПП, который обеспечивает обмен между интерфейсом внешней системы и внутренним четырехмагистральным интерфейсом.

Работа устройства происходит следующим образом. Блок синхронизации выдает тактирующие импульсы для обеспечения синхронной работы БМП и БМПП. Остальные узлы специализированной ЭВМ работают асинхронно. Регистр R7 формирует последовательность адресов микрокоманд, которая через ША поступает в УП. Из УП выбирается соответствующая микрокоманда и поступает на входы ШМИ БМП и МИ остальных узлов. При выполнении безусловного перехода в микропрограмме из УП выбирается адрес, которые через MI попадает на ШВх БМП и записывается в R7. Это поле также используется для ввода констант.

Формат микрокоманд для разрабатываемой микроЭВМ приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Формат микрокоманды

ФОРМАТ МИКРОКОМАНДЫ.
		СД1	ГТ	СП	РВ	МИ БМПП	МЛУ	БМУ	ПАЛУ	МИ БМП
		41	37	36	35	34..27	26..24	23..1Ø	9..8	8..Ø

БМП – Микроинструкции блока микропроцессора

БМУ – Микроинструкции блока микропрограммного управления

БМПП – Микроинструкции магистрального приемо-передатчика

МЛУ – Микроинструкции мультиплексора логических условий

БМП. Блок микропроцессора, предназначен для арифметико-логической обработки и временного хранения информации, представленной в двоичном коде.

1. ДВх – Входная шина данных (Входные данные до выполнения опер)

2. ДВ – Выходная шина данных (Выходные данные после выполнения оп)

3. СД1 - Выход сдвига (При сдвиге выходит один разряд справа)

4. ВхП – Вход переноса АЛУ (Еденица переноса (+ П) )

5. МИ – Вход кода микроинструкции

6. ВхСД1 - Вход сдвига (При сдвиге выходит один разряд слева)

СУП. Схема ускоренного переноса, предназначена для организации цепей сквозного распространения сигналов переносов в процессорах, построенных с использованием нескольких БИС ЦПЭ. Формирует выходной перенос АЛУ(ВП) как функцию от входа переноса (ВхП) и ЧП.

1. ВхП – Вход переноса АЛУ

2. ВП – Выход переноса АЛУ

3. СП – трехразрядная шина, генерирует сигналы ускоренного переноса

МЛУ. Мультиплексор логических условий, предназначен для организации условных переходов.

1. МИ – Входная шина микрокоманд

2. ЛУ – Шина входа логических условий

3. М0, М1 – Выходы признаков модификации адреса микрокоманд

БМУ. Блок микропрограммного управления, предназначен для формирования последовательности адресов УП микрокоманд как функции от кодов команд, поступающих из УП инструкций, и значения признаков модификации, поступающих в БМУ из вешних схем, и осуществляет контроль питания микроЭВМ.

1. М1, М0 – Входы признаков модификации адресов микрокоманд

2. МИ – Входная шина микрокоманд

3. ШД – Шина данных

4. АМК – Выходная шина адреса микрокоманд.

УП. Управляющая память, предназначена для хранения микропрограмм и выдачи микрокоманд по соответствующей шине микрокоманд в цикле чтения.

1. АМК – Входная шина адреса микрокоманды

2. МК – Выходная шина микрокоманды

БМПП. Блок магистрального приемо-передатчика предназначен для приема, хранения и передачи байтов информации между тремя двунаправленными магистралями М1, М2, М3 . Две магистрали М1 и М2 предназначены для внутрипроцессорного обмена, а третья умощенная магистраль М3 – для организации интерфейса микроЭВМ и работы на согласованные линии связи.

1. М1 – Магистраль ввода

2. М2 – Магистраль вывода

3. М3 – Магистраль связи с внешним устройством

4. МИ – Вход кода микроинструкции

БС. Универсальный контроллер синхронизации, предназначен для организации блоков синхронизации микроЭВМ, контроллеров УВВ, либо самостоятельного применения в системах распространения тактовых сигналов. Формирует синхроимпульсы СИ1, СИ2, СИ3.

Таблица 2 – МИ МЛУ
Мнемокод МИ	М1	М0	Двоичный код МИ (20-18)	Примечание
КСПД	0	!ССД	000	коммутация инверсии СCД
КС1	!СД1	!СД1	001	Комм-я выхода одинарного сдвига
КВП	!выхПАЛУ	!выхПАЛУ	010	коммутация инв. выхода ПАЛУ
К1	1	1	011	коммутация лог-ой единицы
К0	0	0	1XX	коммутация логического нуля

Таблица 3 – МИ БМУ

Мнемокод команды	Комментарии
СЧ	Естественная адресация
ПАххххх	Принудительная адресация на адрес ххххх
РКМ:=ШД(2-0),АТР	Принудительная адресация по трем младшим битам РКМ

Таблица 4 – МИ БМПП

Двоичный код		Мнемокод	Описание
0	x	М3:=М2	Данные на вход внешней системы
1	x	М1:=М3	Данные на вход микроЭВМ
X	0	ОТКЛ	Магистраль для связи с вн сист отключена
x	1	ОТКЛ	Отключена магистраль для связи с микроЭВМ

Таблица 5 – Мнемокоды ВхП

Двоичный код	Мнемокод	Описание
0	0	Нет переноса
1	1	Есть перенос