Методические указания к выполнению курсового проекта «Проектирование процессора эвм» по курсу «Организация эвм, комплексов и систем» для студентов дневного отделения специальности 2201 Ижевск 2001г (стр. 9 из 12)

а)МСА М1; б)МСА М2; в)МСА М3.
5.5. Построение объединенной ГСА

Подграфы ГСА, полученные на основе скобочных формул перехода, объединяются путем совмещения одинаковых исходящих и входящих операторных вершин (рис.20).

Заменяя в объединенной ГСА операторы Y соответствующими им функциональными микрокомандами, а переменные x,р - логическими условиями, получим объединенную Ф-МП выполнения заданных операций (первый лист графической части проекта).

6.РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МИКРОПРОГРАММЫ И СТРУКТУРЫ ПРОЦЕССОРА

Структурно-функциональная микропрограмма (СФ-МП) описывает порядок функционирования процессора в терминах конкретных управляющих и осведомительных сигналов [2].

Каждому действию над словами информации (микрокоманде) Ф-МПы ставится в соответствие совокупность управляющих сигналов, инициирующих это действие с учетом базовой структурной схемы ОА процессора (рис. 6). СФ-МП представляется в виде таблицы (см.Приложение табл.9). Выявляются множества управляющих сигналов {a}, {b}, {f} и т.д. Базовая структура ОА дополняется необходимыми шинами, операционными элементами, управляющими и осведомительными сигналами, и в итоге разрабатывается структура процессора.

Для ОА с общими МО совместимыми являются МО, связанные с различными операционными элементами. Поэтому управляющие сигналы, соответствующие совместимым МО одной МК, размещаются в одной строке таблицы, но в разных столбцах (см.Приложение). Так действию Y₁)PA:=PB + РК (16:19) Ф-МП соответствует набор управляющих сигналов: a₁) A:=PB - выборка содержимого регистра РВ на шину A; b₁) В:=РК - выборка команды из РК на шину B; f₁)F:=0.B(16:31) - формирование части слова на формирователе кодов ФК с добавлением константы нуля в старшие разряды кода; s₁) S:=R12(F) - сдвиг сформированного кода на 12 разрядов вправо на сдвигателе СДВ; k₁) K:=A+ S - суммирование на комбинационном сумматоре КСМ; z₁) Z:=K - прием суммы в промежуточный регистр Z; c₁) PA:=Z- передача результата в память ОА (в регистр РА).

При заполнении таблицы учитывается, что все регистры памяти ОА, операционные элементы комбинационной части (ФК, СDВ, КСМ), регистры Z, АР, регистры ОП и РП, управляемые шины совмещены по младшим разрядам.

Условные вершины Ф-МП интерпретируются осведомительными сигналами из множества {x}, которые вырабатываются соответствующими формирователями осведомительных сигналов Ф (рис.6). Все осведомительные сигналы ОА необходимо свести в таблицу.

На основе полученных данных вычерчивается электрическая структурная схема процессора в соответствии с ЕСКД.

7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА С ЖЕСТКОЙ ЛОГИКОЙ

7.1. Общие сведения

Управляющий автомат (УА) предназначен для формирования последовательности управляющих сигналов Y={a}, {b}, {f}, {s}, {k}, {c}, {r}, {z}, {m}, {n}, {d}, {l } соответствующей последовательности осведомительных сигналов onepaционного автомата и коду операции X={x}, {p}. Закон функционирования УА, задающий порядок преобразования входной последовательности X(0), X(1), …, X(t), … в выходную последовательность Y(0), Y(1), …, Y(t), предопределяется микропрограммой и типом УА (Мили или Mypa).

УА с жесткой логикой проектируется для части (фрагмента) объединенной Ф-МП. Рекомендуется выбрать сильносвязанный непрямолинейный участок, имеющий только один вход и один выход и содержащий от 20 до 30 операторных вершин. Для выбранного участка Ф-МП строится СФ-МП на основе табл. 1(см.Приложение).

Разработка схемы УА производится на основе прямой или обратной структурной таблицы переходов [2,5].

Выполняются следующие действия.

1). Определяется множество входных сигналов x₁, x₂, …, x_L УА и множество выходных сигналов y₁, y₂, …, y_M. В одной операторной вершине, отмеченной общим выходным сигналом Y_i , содержится несколько выходных сигналов УА из множеств {a},{b} и т.д.

2). В соответствии с заданным типом УА на графе микропрограммы отмечаются состояния УА a₁,a₂,…,a_N. Строится прямая или обратная структурная таблица переходов УА.

3). Определяется количество элементов памяти

, где N - число состояний УА. Состояния a₁,a₂,…,a_N кодируются n - разрядными двоичными наборами l₁, l₂,.., l_n.

	Y1	Y12	Y4	Y5	Y7
Y0
Y2
Y3

	Y2		Y3	Y6
Y1		Y4

	YK
Y12	=1
Y5	x4
Y6
Y7	p1

Рис. 19. Объединенные подматрицы