Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Архив1 / doc92 / Волков.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
03.08.2013
Размер:
292.86 Кб
Скачать

Министерство образования и науки РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра Вычислительной Техники

Курсовой проект

по дисциплине «Организация ЭВМ»

«Разработка гипотетической ЭВМ. Разработка контроллера прямого доступа к памяти»

Факультет: АВТ

Группа: АМ-210

Студент: Волков А.С.

Преподаватель: Гребенников В.Ф.

Новосибирск 2005 год.

Реферат

Данная работа представлена на 18 страницах, содержит 10 рисунков. В работе используются следующие условные обозначения и сокращения:

ОБ – операционный блок

МУУ – микропрограммное устройство управления

ПДП – прямой доступ к памяти

КПДП – контроллер ПДП

PIC – контроллер прерываний

ЦП – центральный процессор

ЦПЭ - центральный процессорный элемент

СПП – система прерывания программ

СВВ – система ввода-вывода

БС – блок синхронизации

Оглавление

Стр.

1)Цели выполнения и задание на курсовой проект 4

2) Разработка структурной схемы ЭВМ 4

3) Разработка основных блоков ЭВМ 7

3.1.) Центральный процессор 8

3.2.) Система прерываний 9

3.3) Арифметический сопроцессор 10

3.4.) Основная память 11

3.5.) Система ввода – вывода 12

3.6.) Блок синхронизации и таймер 12

3.7.) Монитор 13

3.8.) Клавиатура 14

4) Разработка контроллера прямого доступа к памяти 14

5) Выводы 17

Список литературы 18

  1. Цели выполнения и задание на курсовой проект

Цель курсового проекта:

Целью выполнения курсового проекта является углубление и закрепление теоретических знаний, полученных в курсах «Схемотехника» и «Организация ЭВМ», а также приобретение навыков разработки узлов ЭВМ на структурном, функциональном и алгоритмическом уровнях, углубление знаний о сопряжении различных узлов ЭВМ.

Задание на курсовой проект.

Разработать структурную схему гипотетической ЭВМ, функциональную схему и алгоритм работы конкретного блока, входящего в состав этой ЭВМ. Курсовой проект состоит из двух частей: первая часть посвящена разработке структурной схемы гипотетической ЭВМ, описанию ее функционирования. В состав ЭВМ входят как общие для всех вариантов блоки, так и дополнительные, определяемые индивидуальным заданием. Вторая часть проекта посвящена разработке функциональной схемы и алгоритмов работы конкретного блока, входящего в состав ЭВМ, и его детальному описанию.

Исходные данные к курсовому проекту:

В состав ЭВМ должны входить следующие блоки (типовое задание):

  • центральное процессорное устройство (ЦПУ)

  • оперативная память (ОП)

  • система прерывания программ (СПП)

  • система ввода-вывода (СВВ)

  • монитор и клавиатура

  • блок синхронизации (БС)

Индивидуальные исходные данные:

  • архитектура ЭВМ – трех шинная

  • организация ОП – многоблочная

  • Ввод/Вывод – контроллер прямого доступа к памяти

  • система прерываний – радиальная с обработкой на макро уровне

  • разрабатываемый блок – контроллер ПДП

2) Разработка структурной схемы эвм

Структурная схема ЭВМ показывает состав ЭВМ на уровне отдельных устройств. На ней не отображается состав каждого блока отдельно, отдельные блоки разрабатываются на структурном или же функциональном уровне ниже.

АВ

DB

CB

Адресный сопроцессор

л

PIC

Контроллер дисплея

инии

з

ЦП

Арифметичиский сопроцессор

ОЗУ

ПЗУ

Контроллер памяти

апросов .

прерывания .

.

.

Монитор

.

а

Клавиатура

дрес

управление

Контроллер клавиатуры

DB адрес

у управление к PIC

АВ

DB

CB

Контроллер ПДП

CLK

Блок синхронизации и таймер

к PIC

к периферийным устройствам

Рис. 2.1 Структурная схема ЭВМ

В соответствии с заданием принята трех - шинная организация ЭВМ:

  • шина данных (DB) – обеспечивает обмен данными между всеми основными блоками ЭВМ – 32р.

  • шина адреса (AB) – используется для задания адреса памяти. Им может быть как адрес в ОЗУ, ПЗУ так и адрес видеопамяти контроллера монитора – 32р.

  • шина управления (CB) – по этой шине осуществляется передача сигналов управления между блоками ЭВМ.

Ниже перечислены основные блоки ЭВМ и дано краткое описание к каждому из них.

Процессор.

Секционный, наращенный до разрядности в 32 бита. Выполняет арифметические (за исключением операций умножения и деления) и логические действия над данными.

Главными составными частями процессора являются: секвенсор – осуществляет управление последовательностью выполнения микрокоманд и операционный блок – выполняет арифметические и логически операции над данными. операционный блок имеет внешний по отношению к МПС регистровый файл для хранения переменных программ и микропрограмм. Процессор связан:

  • Для ввода данных из памяти или клавиатуры, а также вывода полученного результата – с DB.

  • Для управления процессором, и выставления сигналов управления другими блоками ЭВМ – с CB.

  • С контроллером прерываний – для отработки получаемых сигналов прерываний.

Арифметический сопроцессор

Арифметический сопроцессор предназначен для выполнения операций умножения и деления, таким образом, освобождая ЦП от этих функций. Данные и управления для арифметического сопроцессора поступает с шин DB и CB. Результат умножения/деления может быть выдан на шину данных для захвата его процессором или же направлен в ОП.

Адресный сопроцессор.

Адресный сопроцессор служит для вычисления адреса памяти.

При использовании адресного сопроцессор основной процессор освобождается от необходимости формирования адресов. Данные для адресного сопроцессора поступают с шины данных. В адресном сопроцессоре имеется СК(счетчик команд) и базовый регистр. При последовательном ходе выполнения программы сопроцессор вычисляет адрес следующей команды посредством прибавления к СК длины текущей команды. Если выполняется команда перехода, то сопроцессор передает адрес перехода перехода в СК. Если же переход условный, то сопроцессор ожидает результата выполнения операции в процессоре и появления признаков результата. При вычислении адреса операнда с использованием метода относительной адресации сопроцессор складывает содержимое базового с регистра адреса (БА) с полем смещения команды.

Связи:

  • С CB для получения управляющих сигналов со стороны процессора и синхронизации работы.

  • С AB для выдачи адреса памяти.

  • С DB для получения адреса перехода, указанного в команде.

Контроллер прерываний.

Обеспечивает восприятие сигналов управления от блоков ЭВМ и от периферийных устройств, предварительную обработку их и выдачу вектора прерывания в процессор.

Предусматривается возможность считывания и вывода слова маски и статусного слова на с/на шину данных.

Контроллер прямого доступа к памяти.

Обеспечивает обмен с периферийными устройствами.

Связи:

  • С DB – двунаправленная шина. Обеспечивается прием управляющих слов канала, информации подлежащей выдачи на ПУ, вывод данных полученных с периферийного устройства в ОЗУ.

  • С AB – установление адреса ОЗУ.

  • С CB – получение управляющих сигналов (УС) от процессора, синхронизация, выдача УС управления памятью.

Контроллер памяти.

Обеспечивает управление ОЗУ и ПЗУ, задает режим их работы, исполняет роль дешифратора адреса, сигнализирует процессору об ошибках работы с памятью (сигнал прерывания на PIC).

Связи:

  • С AB – для получения адреса ячейки памяти с которой будет производиться обмен.

  • С CB – для получения сигналов управления от процессора или СВВ.

  • С ОЗУ – выдача сигналов управления и временных диаграмм, адреса ячейки памяти.

  • С ПЗУ – выдача адреса ячейки, управляющих сигналов.

Контроллер дисплея.

Служит для организации вывода информации на монитор.

Связи:

  • С DB – двунаправленная шина. Позволяет записать данные в видеопамять из системной памяти и в ОЗУ из видеопамяти.

  • С AB – обращение к видеопамяти как части общего адресного пространства машины.

  • С CB – управляющие сигналы для контроллера монитора.

Монитор.

Устройство отображения информации в графическом или текстовом виде. Управление функциями монитора производится контроллером монитора.

Контроллер клавиатуры.

Управляет режимами работы клавиатуры, производит вывод кодов нажатых клавиш на шину данных, принимает управляющую информацию с ШУ.

Клавиатура.

Устройство ввода информации оператором в диалоговом режиме.

Соседние файлы в папке doc92