- •Разработать структурную схему гипотетической эвм, функциональную схему и алгоритм работы конкретного блока, входящего в состав этой эвм.
- •Первая часть посвящена разработке структурной схемы гипотетической
- •Исходные данные к курсовому проекту:
- •Разработка структурной схемы эвм.
- •Разработка основных блоков эвм:
- •Центральный процессор.
- •Система прерываний.
- •Кэш данных.
- •Система ввода – вывода.
- •Блок синхронизации.
- •Монитор.
- •Таймер.
- •Клавиатура.
- •Разработка кэша данных.
-
Система прерываний.
Прерывания представляют собой средство изменения последовательности выполнения команд и операций в ответ на внешние асинхронно происходящие события (запросы на прерывание).
Система прерываний выполняет ряд функций:
• организация вхождения в прерывающую программу;
• организация приоритетного выбора между запросами,
поступающими одновременно;
• организация возврата в прерванную программу.
Реализация прерываний оказывает значительное воздействие на производительность и гибкость системы.
И спользование микросхемы КМ1804ВН1 позволяет реализовать схему векторного приоритетного прерывания с возможностью наращивания до 16 аппаратных прерываний. По другому такая схема носит название структуры системы прерываний с несколькими линиями запроса или радиальной структуры. В этой структуре предусмотрена своя линия запроса для каждого устройства. Структура с несколькими линиями запроса позволяет уменьшить время ответа, так как в ней устройство, пославшее запрос на прерывание, может быть сразу же идентифицировано. Но т.к. в данной работе прерывания обрабатываются на макро уровне (по заданию) данная система не обладает минимальным временем ответа. Это объясняется тем, что прерывания обрабатываются только после завершения текущей команды.
Запрос на прерывание |
Рис. 2 Система прерываний.
Прерывания на макро уровне требуют меньше аппаратных затрат и меньшее количество запоминаемой информации, необходимой для возврата в прерванную программу.
Сигналы прерываний поступающие на входы INR7-INRO устройства управления прерываниями, преобразуются в вектор (в простейшем случае это простая шифрация). Полученный вектор поступает в ЦП.
Принцип работы системы прерываний:
При поступлении запроса на прерывание от периферийного устройства контроллер формирует вектор прерывания и посылает запрос на прерывание в ЦП.
В дальнейшем происходит анализ вектора прерывания (его части), в результате чего если выясняется, что данное прерывание должно обрабатываться на микро уровне – в секвенсор подается запрос на прерывание и происходит дальнейшая его обработка.
Если же выясняется, что прерывание должно обрабатываться на макро уровне – в секвенсор запрос на прерывание не подается. Обработка прерывания произойдет после завершения выполнения текущей команды процессором.
-
Основная память ЭВМ.
32 разряда ЦП позволяет адресовать до 4096К ячеек памяти. Часть этих адресов необходимо зарезервировать для программно доступных элементов ЭВМ.
ОП ЭВМ должна иметь в своём составе как оперативную (ОЗУ), так и постоянную (ПЗУ) память. Так как в задании не оговорена конкретная емкость ОЗУ и ПЗУ примем: емкость ОЗУ – 16Мбайт, емкость ПЗУ – 1Мбайт (в качестве ПЗУ взята PROM с однократным программированием).
Для обеспечения нормальной работы ОЗУ и ПЗУ в состав ОП нужно включить контроллер, который будет выполнять функции управления памятью, функции арбитра шины, а также кэширование данных.
Шина данных
Шина адреса Шина управления
Д А У Д А У
Рис. 3 Структура ОП. (Д – данные, А – адрес, У – сигналы управления)