Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ивановский государственный химико-технологический

университет

Кафедра Информационных Технологий

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине Архитектура ЭВМ и систем

Тема Приводы CD-R/RW

Студент Парпура Н.В.

Курс 3_____ Группа 42___

Руководитель: Ястребцев О.Н.

Зав. Кафедрой: проф. Бобков С. П.

г. Иваново, 2011 г.

Содержание

1. Теоретическая часть

1.1 Появление CD-RW. Основные производители

1.2 Назначение CD-RW

1.3 Принцип работы

2. Практическая часть

2.1 Задание на проектирование АЛУ

2.2 Проектирование операционного автомата АЛУ

2.2.1 Определение форматов данных

2.2.2 Объединённая граф-схема алгоритмов умножения и дизъюнкции

2.2.3 Структурная схема операционного автомата АЛУ

2.2.4 Список микроопераций и логических условий реализуемых в ОА

2.2.5 Микропрограмма выполняемых в АЛУ операций

2.3 Проектирование управляющего автомата АЛУ

2.3.1 Определение формата микрокоманд

2.3.2 Таблица кодирования микроопераций и логических условий

2.3.3 Структурная схема управляющего автомата

2.3.4 Содержимое ПЗУ микропрограмм

Заключение

Список литературы

1. Теоретическая часть

1.1 Появление CD-RW. Основные производители

CD-RW приводы давно стали популярны на компьютерном рынке, однако зачастую при покупке выбор основывается на фирме-производителе, а не на познаниях покупателя о том, какой привод обеспечит наилучшее сочетание производительности/особенностей.

На вид накопитель CD-RW практически неотличим от CD-ROM - те же размеры, тот же выдвижной лоток для приема дисков, то же гнездо для подключения наушников и регулятор громкости (CD-RW также умеет аппаратно проигрывать звуковые CD). Конструкторы пишущих накопителей обычно ограничиваются только одной кнопкой на передней панели - для управления лотком. Неизменное украшение CD-RW - логотип Compact Disc Recordable/Rewritable, по которому представителей пишущей "братии", собственно, и отличают на вид от обычных CD-ROM.

Основное "внутреннее" различие между моделями CD-RW -- это их скоростные характеристики при работе с компакт-дисками разных типов. По традиции они определяются кратностью частоты вращения по отношению к прародителю жанра - Audio CD -- и обозначаются известными всем "иксами". У CD-RW таких "иксов" целых три, соответствующих скорости записи CD-RW, CD-R и чтения CD-ROM.

Сложнее всего то, что представители этой троицы в разных моделях могут сочетаться в самые разнообразные комбинации. Все попытки дать какую-либо четкую классификацию приводов CD-RW по скоростным характеристикам успешно провалились. Ярко выраженных ценовых групп также нет. Более того, некоторые высокоскоростные устройства даже дешевле, чем более медленные. Ввиду этого к выбору дисковода CD-RW придется подходить в индивидуальном порядке.

Дисководы CD-RW можно встретить от следующих производителей.

A Open - многопрофильная компания, известная, в частности, как производитель материнских плат, имеет в своем арсенале и несколько моделей приводов CD-RW. Из ее изделий наибольшее распространение получил CD-RW 9420 -- дисковод со скоростными характеристиками 4х/4х/20х. В особенности оно проявилось при записи и чтении файлов на диски CD-RW: здесь привод не уступает даже некоторым моделям, работающим со скоростью 6х. У модели от A Open - CD-RW 9624 еще более высокие скоростные показатели - 6х/4х/24х.

Компания BTC также не замедлила дополнить свою линейку пишущими оптическими дисководами. Младшей в линейке является BCE62IE, работающая на скоростях 2х/2х/6х. Скоростные характеристики накопителя CD-RW от BTC BCE424IE - 4х/4х/24х.

Mitsumi, оптические дисководы которой были в свое время так же популярны, как мыши, тоже производит накопители CD-RW. Базовая модель - 4802ТЕ (4х/2х/8х), с более мощным инструментом - 4804ТЕ (4х/4х/24х). Первое из упомянутых устройств прошло тестирование и показало неплохие результаты при работе с CD-R и CD-RW (что в последнем случае весьма неожиданно, если учитывать заявленную скорость 2х), "компенсировавшиеся" явно недостаточной производительностью при чтении CD-ROM (8х). Устройство 4802ТЕ лучше использовать в паре с высокоскоростным CD-ROM или DVD-ROM, когда скорость чтения компакт-дисков не так важна. Владельцам ПК в стильных цветных корпусах при выборе дисковода CD-RW стоит обратить внимание на продукцию Philips. Их пишущие оптические дисководы серии CD-RW 400 традиционно изготовляются с передней панелью темно-синего цвета и золотистым выдвижным лотком. Модель со скоростными характеристиками 4х/4х/16х оказалась немного "медлительной" (как для заявленных показателей) при работе с записываемыми дисками, но вполне приемлемо справилась с чтением CD-ROM. Эта модель - средняя по всем показателям. Но не стоит забывать, что в серии 400 существует и более скоростной дисковод - 4х/4х/32х. Трудно судить о том, ускорилась ли в нем запись дисков, но чтение, по всей видимости, осуществляется заметно быстрее.

Наиболее распространенными являются приводы CD-RW производства Samsung. Популярные модели, подходящие для домашнего применения, -- SW-204 (4х/2х/24х) и SW-206 (6х/4х/24х). Более скоростная модель - SW-208 (8х/4х/32х). У Samsung также имеется комбинированный дисковод CD-RW/DVD-ROM - SM-304, который может выполнять функции записывающего CD-дисковода (4х/4х/32х) и проигрывателя DVD-ROM (6х).

Компания Sony также выпускает пишущие оптические дисководы. Модель CRX100E-RP (4х/2х/32х) сегодня является младшей в ее линейке. Однако в испытаниях она показывает хорошие результаты, особенно при чтении файлов с дисков CD-RW и CD-ROM. Этот привод отлично справляется и с воспроизведением низкокачественного компакт-диска.

1.2 Назначение CD-RW

CD-ROM диск - это общее название ряда цифровых носителей информации, основанных на стандарте Red Book и являющихся его расширяющихся, и предназначенных для использования в компьютерных системах в качестве Постоянного Запоминающего Устройства (ПЗУ, или по-английски Read-Only Memory, ROM). С точки зрения физического устройства CD-ROM диск полностью идентичен звуковому CD-DA диску, и отличается лишь логической структурой дорожки (дорожек).

Технологически стандартный диск должен состоять из трех слоев: подложка из поликарбонатного пластика, на которой прессом отштампован рельеф диска. Некоторые диски имеют очень тонкий защитный слой, либо не имеют его вовсе (достаточно частый случай для китайских производителей, экономящих на оборудовании для нанесения защитного покрытия), отчего отражающее покрытие довольно легко повредить, а главное, при этом тончайший слой запыленного алюминия довольно быстро окисляется кислородом воздуха до темного оксида алюминия, плохо отражающего луч лазера, что приводит к потере диском читаемости.

Диски для СD-рекордеров имеют более сложную структуру, в которую входит слой специального легкоплавкого пластика, и ввиду этого очень чувствительны к нагреванию и воздействию прямых солнечных лучей.

Информация записана на диск в виде спиральной дорожки, идущей от центра к краю диска, на которой расположены углубления (так называемые питы). Информация кодируется чередованием питов (условно - логической 1) и промежутков между ними (условно - логических 0). Существенно, что информация на диске закодирована помехоустойчивым кодом Рида-Соломона

(Reed-Solomon) с использованием чередования - так что мелкие сбои при чтении дорожки никак не отражаются на достоверности считанной информации. Дорожка может быть непрерывной, либо делиться на фрагменты. Число сессий не может превышать 64, и наличие нескольких сессий допустимо не во всех стандартах записи.

Система однократной (CD-Recordable - записываемый CD) и многократной (CD-Erasable - стираемый CD, CD-Rewritable - перезаписываемый CD) записи компакт-дисков. CD-RW и CD-E обозначают одно и то же - диск с возможностью стирания и перезаписи, причем название CD-RW практически вытеснило CD-E. Терминами CD-R, CD-E и CD-RW обозначаются как устройства для записи, так и сами диски.

Перезаписываемый диск может иметь такую же структуру дорожек и файловую систему, что и CD-R, либо на нем может быть организована специальная файловая система UDF (Universal Disk Format - универсальный дисковый формат), позволяющая динамически создавать и уничтожать отдельные файлы на диске.

1.3 Принцип работы

Процесс записи компакт-дисков долгое время обозначался у компьютерных гуру (которым единственно был понятен и доступен) словами "жечь", "выжигать". Они довольно точно определяют процесс наполнения диска CD-R информацией. При его записи мощный лазерный луч выжигает в чувствительном слое заготовки точки, последовательностью которых кодируются нули и единицы, т. е. собственно информация. Известно также, что повторная запись данных на такой носитель невозможна по одной простой причине - нельзя предварительно стереть то, что на нем уже есть. Представьте себе магнитофонную кассету, на которой новые песни записаны без стирания старых. Естественно, компьютер не сможет прочитать "двухэтажные" данные, так же как и вы вряд ли станете слушать двукратно записанную какофонию.

В этом свете возможность перезаписи оптического диска выглядит чем-то совсем уж мистическим и ассоциируется то ли с Фениксом, воскресающим из пепла, то ли с известной поговоркой о полезности пережигания этого самого пепла. И напрасно. Ни с тем, ни с другим принцип записи CD-RW не имеет ничего общего, а сам носитель, хоть и совместим по формату с CD-ROM и CD-R, использует совершенно другую технологию.

В диске CD-RW имеется чувствительный слой из вещества, которое в твердом состоянии может иметь два типа внутренней структуры - кристаллический и аморфный, причем в первом случае эта субстанция прозрачнее, чем во втором. Позади чувствительного слоя находится отражающий, так что при чтении лазерный луч отражается от кристаллических участков сильнее, чем от аморфных, - вот вам и последовательность светлых и темных точек, в которой кодируются данные.

Чтобы сделать участок чувствительного слоя "темным", его быстро нагревают мощным лазерным лучом (при этом кристаллическая решетка разрушается), который затем отключают, чтобы вещество остыло в аморфном состоянии. Чтобы сделать этот участок "светлым", его опять-таки прогревают лазером, но до более низкой температуры, причем медленно, постепенно наращивая мощность луча, а затем так, же постепенно снижая ее. При этом кристаллическая решетка восстанавливается, и чувствительный слой снова становится прозрачным.

Казалось бы, никаких проблем - светлые и темные точки на дисках CD-R и CD-RW точно такие же по размеру и так же располагаются, как и на CD-ROM, так что между этими устройствами должны царить мир и взаимопонимание. Это было бы так, если бы не одно "но": отражающая способность фабричного CD-ROM, на блестящем покрытии которого лежит только тонкий слой прозрачного лака, больше, чем у CD-R и CD-RW, "обремененных" еще и чувствительным слоем, также поглощающим свет. И если диски CD-R обычный привод CD-ROM читает практически всегда, то при работе с CD-RW у старых накопителей возникают проблемы. Их причина - небольшая мощность лазера. Этот недостаток ликвидирован в новом поколении CD-ROM. Заметим, что практически все такие устройства, выпущенные за последние годы, нормально считывают диски CD-RW.

Запись дисков CD-R выполняется при помощи специальных программ - Easy CD, CD Creator, CD Publisher, Direct CD, Win On CD, CD-R Win (Windows); Unite CD,(OS/2) и т.п. Процесс записи одной дорожки представляет собой единую операцию, которая не может быть прервана, иначе диск будет испорчен. Исчерпание данных в буфере может быть вызвано запуском параллельных процессов, работой системы виртуальной памяти (swapping), захватом процессора "нечестными" драйверами устройств, зависанием программы или ОС. К сбою, записи приводят также механические толчки привода.

Различается два основных режима записи CD-R: DAO (Disk At Once - весь диск за один прием) и TAO (Track At Once - одна дорожка за один прием). При записи методом TAO лазер включается в начале каждой дорожки и отключается в ее конце; в точках включения и выключения лазера формируются серии специальных блоков - run-in, run-out и link, предназначенные для связывания дорожек между собой. Стандартный промежуток содержит 150 таких блоков (2 секунды). При записи методом DAO лазер включен на протяжении записи всего диска.

Диск, записанный за один прием, является наиболее универсальным и считывается любыми CD-ROM с любым файловым диспетчером, однако после записи невозможно дописывание новых данных на диск, а режим DAO поддерживается не всеми записывающими приводами. Этот режим также желателен для записи мастер дисков для последующего тиражирования путем штамповки - большинство типовых станков для изготовления матриц воспринимают только непрерывно записанные оригиналы.

Реализованная в приводе поддержка режима DAO может не работать при некоторых сочетаниях привода, его микропрограммы (firmware), интерфейса, драйверов интерфейса и записывающей программы. Если известно, что в других сочетаниях DAO поддерживается, нужно попытаться обновить прошивку, сменить драйверы или записывающую программу.

Поскольку конечная видимость каждого файла определяется процессом импорта оглавления, возможно исключение из каталога отдельных файлов и выборочная замена файлов с совпадающими именами. Старая копия файла продолжает оставаться на диске в одной из предшествующих сессий, однако в новый каталог помещается ссылка на новый экземпляр. Выборочное исключение файлов предыдущих сессий в каталог новой сессии дает эффект их "удаления". Видимость "удаленных" таким образом файлов впоследствии может быть "восстановлена" путем их импорта в новые сессии.

Для записи CD-RW, кроме сессионного метода, может применяться их предварительное форматирование - разбивка на секторы, подобно магнитным дискам. После форматирования диск CD-RW может использоваться, как обычный сменный диск - стандартные файловые операции копирования, удаления и переименования преобразуются драйвером привода CD-RW в серии операций перезаписи секторов диска.

Некоторые версии записывающих программ (например, CD-R Publisher, CD-R Win с версии 3.0 или Adaptec Easy CD Creator с версии 3.0) позволяют записывать загружаемые (bootable) диски. Для загрузки с таких дисков BIOS компьютера должен поддерживать эту возможность (последние версии AWARD и Phoenix BIOS). Загружаемая часть CD-ROM записывается в виде образа загрузочной дискеты или винчестера, из которого при загрузке BIOS системной платы эмулирует диск A:.

Хотя запас быстродействия реально необходим только при работе с приводами, не поддерживающими пакетную запись, однако и при пакетной записи слишком частое переключение лазера приводит к повышению накладных расходов и ускоренному износу оптической системы.

Для проверки быстродействия в большинстве записывающих программ есть режимы тестирования - имитации полного процесса записи: либо с обходом обращения к CD-R, либо с переводом CD-R в специальный тестовый режим, в котором он, как и при записи, принимает данные, но не включает лазер на запись. Первый режим доступен с любым CD-R, однако не дает полной достоверности, второй требует поддержки со стороны привода и обеспечивает динамику, полностью аналогичную процессу записи (с точностью до записи служебных зон lead in и lead out, которая в тестовом режиме не имитируется). Узнать о поддержке тестового режима в CD-R можно, запросив его свойства в записывающей программе.

При поддержке приводом тестового режима лучше всего заранее провести серию тестов, загружая систему различными видами нагрузок до тех пор, пока запись не начнет прерываться - это даст примерное представление об имеющемся запасе быстродействия. Однако при замене компонент системы - как аппаратных, так и программных, и даже в различных режимах работы (например, с регистрацией в сети или без нее), поведение может существенно изменяться.

Снижать быстродействие системы могут:

- параллельно работающие приложения, в том числе системные процессы - например, оптимизаторы памяти или диска, серверы файлов, принтеров, баз данных или электронной почты, размещенные на записывающей машине, когда к ним происходит обращение по сети;

- наличие пассивного подключения к сети, при котором принимаемые пакеты могут вызывать срабатывание системных процессов;

- или программы защиты экрана (screen savers), автоматически активизируемые в паузах работы пользователя;

- чрезмерная фрагментация исходных дисков, повышающая накладные расходы на позиционирование по диску;

- недостаток оперативной памяти, вызывающий откачку (свопинг) на диск;

- частое поступление системных прерываний - от модема, мыши, принтера и других устройств;

- работа других приводов CD-ROM;

- нахождение записывающего привода на одном кабеле с устройством, с которого в процессе записи поступают данные (файлы или образ);

Если все перечисленные причины устранены, но быстродействия все равно не хватает - остается только снижать скорость записи.

Термин "скорость записи" определяет, насколько быстро данные могут быть записаны на CD-R диск. Маркировка 1х, 2х, 4x показывает, во сколько раз быстрее устройство записывает данные по сравнению с односкоростным эталоном. Под одной скоростью понимается скорость передачи данных, равная 150 Кб/сек (для Form 1, обычного для CD-ROM) или 172 Кб/сек (для Form 2, обычного для Video-CD). Таким образом, маркировка 2х значит, что данные могут записываться со скоростью 300 Кб/сек, а 4х - 600 Кб/сек. Необходимо принять во внимание, что реальная скорость может различаться в зависимости от режимов записи (Form 1, Form 2, CD-DA), так как, к примеру, данные Form 1 записываются в режиме 2048 байт на блок, а звуковая информация CD-DA в режиме 2352 байта на блок.

Обычно в описании приводов CD-ROM указывают число, показывающее, с какой скоростью данные могут быть считаны (например, 24x для Acer 624A). Маркировка CD-рекордеров содержит два числа. Первое - скорость записи, второе - скорость считывания (например, 4x8 для CD-рекордера Panasonic 7502B). Если же маркировка состоит из трех цифр, то это значит, что такой привод может работать еще и с CD-RW дисками, возможная скорость записи на которые - вторая цифра в маркировке.

Первое 4x-скоростное устройство записи (CD-рекордер) было произведено фирмой Yamaha, весьма активно настаивавшей на том, чтобы производители CD-R выпускали компакт-диски, совместимые с 4x-кратной скоростью записи. Таким образом, те диски, которые могли быть использованы в 4x-скоростных устройствах записи, сертифицировались как совместимые с 4х. Маркировка дисков "Сертифицированы для записи на скоростях 1x, 2x, 4х" значит, что производитель CD-R диска гарантирует нормальное качество записи на нем при одной, двух и четырех скоростях. Производители 2x-, 4x- и 6x-скоростных устройств записи дают рекомендации по типу компьютера, а также типу применяемых CD-R для того, чтобы диск мог быть успешно записан. Если вы будете следовать данным рекомендациям, то все диски, которые записаны на скоростях 2х, 4х и 6х, будут идентичными вне зависимости от скорости записи. Если ваш компьютер не может поддерживать требуемую скорость передачи для высокоскоростного устройства, записывайте диски на скорости 2х. Лучше записывать диски на скоростях 2х и 1х, а не на 4x. В этом есть определенный смысл. Физические и химические процессы, протекающие при записи CD-R-дисков, дают лучший результат (более глубокие и более читаемые отметки на активной поверхности) при двукратной и менее высокой скорости записи, благодаря большей крутизне фронтов модуляции лазерного луча и большей длительности его воздействия на единицу (пит) информационной поверхности, а также более выгодному температурному режиму записи (на высоких скоростях записи из-за высокой мощности лазера наблюдается локальный разогрев активного слоя диска, то есть дорожка не успевает остывать за один оборот диска, передавая тепло соседнему витку дорожки, на который идет запись. В результате образуется концентрическая зона повышенной температуры диска, снижающая качество записи). Аудио филам же рекомендуется для записи звуковых CD (CD-DA) использовать диски с фталоцианиновым слоем и записывать их на одинарной скорости - это обеспечивает наивысшее качество записи и ее долговечность.

Какие разновидности CD-R дисков бывают?

В общем и целом, все множество CD-R дисков делятся на brand-name (BN) версии и версии для производства (OEM). Диски BN-версий характеризует то, что они выпускаются с уже нанесенным на поверхность диска логотипом производителя и полиграфической вставкой. Такие диски обычно продаются в розницу и являются приемлемым решением для тех, кто собирается хранить на них архивы данных, время от времени создавать музыкальные сборники и т.п. Надписи на таких дисках, возможно, наносить специальным маркером или фломастером. Упаковываются OEM-диски таким образом, чтобы было возможно максимально удобно включить их в производственную технологическую цепочку. Наиболее распространенным типом упаковки являются стопки (bulk) и стопки на осях (spindle). В картонной коробке 6 стопок, а, следовательно, 600 дисков. Следует отметить, что диски для производства (OEM) более многофункциональны в смысле нанесения на них надписей тем или иным способом, и дешевы, нежели диски brand-name, которые имеет смысл приобретать только тогда, когда общая месячная потребность в дисках не превосходит нескольких десятков штук и нет никаких специальных требований к их оформлению.

Для записи данных используются отдельные дорожки диска. Многие форматы записи CD-ROM относятся не к диску в целом, а только к формату отдельных дорожек, причем некоторыми стандартами на одном диске допускается наличие дорожек различных форматов (Mixed mode). Впрочем, для их чтения вам понадобится особый пpоигpыватель (CD-ROM драйв), поддерживающий указанные стандарты.

2. Практическая часть

2.1 Задание на проектирование АЛУ

Разработать арифметико-логическое устройство (АЛУ), реализующее заданный набор операций с учётом ограничений на код выполнения операций и способ построения управляющего автомата.

Вариант 1-12

Арифметическая операция - умножение;

Логическая операция - дизъюнкция;

Код выполнения операции - прямой;

Флаги:

· Признак четности числа единиц в результате;

· Признак арифметического переполнения;

Тип управляющего автомата - программируемая логика, различные форматы для операционных микрокоманд и микрокоманд перехода, естественная адресация.

2.2 Проектирование операционного автомата АЛУ

2.2.1 Определение форматов данных

В арифметической операции умножения участвуют операнды А - множимое и В - множитель. Результат операции С - произведение. Кроме того, устройство должно формировать признаки результата - двоичные переменные:

OV - признак переполнения;

Р - признак четности числа единиц в результате.

Алгоритм операции умножения разрабатывается для 16-разрядных двоичных чисел с фиксированной запятой, представленных в прямом коде. Знак числа кодируется в старшем (нулевом) разряде числа, запятая фиксирована после знакового разряда, таким образом все числа могут быть только дробными. В операции дизъюнкция участвуют два операнда A и В, положение запятой и знак игнорируются, операция выполняется над 16-разрядными двоичными векторами.

В операциях участвуют следующие переменные:

А=а0а1а2…а15 - первый операнд (множимое, если выполняется операция логическая, то A-16-разрядных двоичный вектор);

В=b0b1b2…b15 - второй операнд (множитель, если выполняется операция логическая, то B-16-разрядных двоичный вектор);

С=с0с1с2…с15 - результат операции (произведение), в процессе выполнения алгоритма используется для хранения суммы частичных произведений;

а0, b0, с0 - знаковые разряды.

2.2.2 Объединённая граф-схема алгоритмов умножения и дизъюнкции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис 1. Объединенная граф-схема алгоритмов умножения и дизъюнкции

компакт диск запись формат

2.2.3 Структурная схема операционного автомата АЛУ

Анализ алгоритмов умножения и дизъюнкции позволяет разработать структуру ОА. Учитывая действия, которые требуется выполнить для реализации алгоритма, включим в состав ОА следующие элементы:

· Два 16-разрядных регистра Рг А и Рг В для хранения входных операндов, причём регистры должны обеспечивать возможность сдвига своего содержимого влево;

· 16-разрядный регистр С для размещения результата операции с возможностью сдвига своего содержимого влево;

· 32-разрядный двоичный параллельный сумматор;

· 4-разрядный счётчик Сч i по модулю 16;

· Схема сравнения на «равно» знаковых разрядов исходных операндов;

· Cхема сравнения, для определения вида совершаемой операции;

· Схема сравнения на «равно» старшего разряда множителя с нулем;

· Схема сравнения на «равно» старших разрядов двоичных векторов для логической операции дизъюнкции;

· Схема сравнения признака Р с нулем;

· Схема сравнения на «равно» старшего разряда произведения с нулем;

· Триггер переполнения Тг OV для хранения признака переполнения разрядной сетки;

· Триггер Тг S для хранения знака произведения при операции умножения;

· Триггер Тг Р для хранения признака четности числа единиц в результате.



Рис 2. Операционный автомат АЛУ

2.2.4 Список микроопераций и логических условий реализуемых в ОА

Таблица 1. Список микроопераций и логических условий

Микрооперация	Действие	Логическое условие	Действие
y1	i:=16	X1	F=1
y2	C:=0	X2	a0=b0
y3	С15:=1	X3	a15=0
y4	с15:=0	X4	b15=0
y5	A:=R1(A)	X5	i=0
y6	B:=R1(B)	X6	c15=1
y7	C:=R1(C)	X7	P=0
y8	i:=i-1
y9	s:=0
y10	s:=1
y11	a15:=0
y12	b15:=0
y13	C:=C+A
y14	c0:=s
y15	OV:=0
y16	P:=0
y17	P:=1

Определим теперь какая последовательность микроопераций должна быть реализована в разработанной структуре, чтобы выполнялись арифметическая и логическая операции. Для этого сохраним топологию графа алгоритма и заменим содержимое его операторных вершин на соответствующие микрооперации, а содержимое условных вершин на соответствующие логические условия.

Полученный таким образом граф принято называть микропрограммой и рассматривать в качестве исходных данных при проектировании управляющего автомата. Микропрограмма изображена на рисунке 3.

2.2.5 Микропрограмма выполняемых в АЛУ операций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис 3. Микропрограмма операции умножения и дизъюнкции

2.3 Проектирование управляющего автомата АЛУ

2.3.1 Определение формата микрокоманд

При проектировании данного УА будем использовать смешанный способ кодирования.

Разобьем множество микроопераций Y на 6 непересекающихся подмножеств Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6.

Y1={y2, y5, y9}

Y2={y1, y7, y10}

Y3={y8, y13, y15}

Y4={y3, y6, y16}

Y5={y4, y11, y17}

Y6={y12, y14, yk}

Множество логических условий X состоит из 7 элементов:

X={x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7}

Определим размеры полей микрокоманд. Поле операторной микрокоманды будет состоять из 6 подполей - Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 размером 2, 2, 2, 2, 2 и 2 двоичных разряда соответственно (22=4).

Поле микрокоманды переадресации должно содержать номер одного из семи логических условий - x1…x7. Для повышения гибкости процесса микропрограммирования удобно иметь возможность выбирать тождественно истинное и тождественно ложное условия. Поэтому поле Х будет занимать не 3, а 4 разряда.

Поле адреса определяется объёмом памяти микропрограмм. Учитывая, что количество вершин в микропрограмме 17, а логических условий семь, то для поля адреса в микрокоманде стоит отвести 5 разрядов.

Формат операторной микрокоманды

0	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6
	2	2	2	2	2	2

Формат микрокоманды переадресации

1	X	A1
	4	5

2.3.2 Таблица кодирования микроопераций и логических условий

Таблица 2. Кодирование микроопераций и логических условий

Код	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Код	X
00	Ш	Ш	Ш	Ш	Ш	Ш	0000	Константа 0
01	Y2	Y1	Y8	Y3	Y4	Y12	0001	X1
10	Y5	Y7	Y13	Y6	y11	Y14	0010	X2
11	Y9	Y10	Y15	Y16	Y17	Yk	0011	X3
							0100	X4
							0101	X5
							0110	X6
							0111	X7
							1111	Константа 1

2.3.3 Структурная схема управляющего автомата

Рис 4. Структурная схема управляющего автомата

2.3.4 Содержимое ПЗУ микропрограмм

Естественной адресацией микрокоманд будем считать выполнение микропрограммы по истинной ветви алгоритма (т.е. там, где значение логического условия равно 1).

Таблица 3. Содержимое ПЗУ микропрограмм

Адрес		Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	X	A1
0	1							0001	001111(15)
1	1							0010	010110(22)
2	0	11	00	00	00	00	00
3	0	01	01	00	00	10	01
4	1							0100	011000(24)
5	0	00	10	01	10	00	00
6	1							0101	011010(26)
7	0	00	00	11	00	00	10
8	0	00	01	00	10	00	00
9	1							0110	001100(12)
10	1							0111	011100(28)
11	0	00	00	00	00	11	00
12	0	00	10	01	00	00	00
13	1							0101	011110(30)
14	0	00	00	00	00	00	11
15	0	01	01	00	00	00	00
16	1							0011	100000(32)
17	1							0100	100000(32)
18	0	00	00	00	00	01	00
19	0	10	10	01	10	00	00
20	1							0101	100010(34)
21	1							1111	001000(8)
22	0	00	11	00	00	00	00
23	1							1111	000010(3)
24	0	00	00	10	00	00	00
25	1							1111	000100(5)
26	1							0100	011000(24)
27	1							1111	000100(5)
28	0	00	00	00	11	00	00
29	1							1111	001100(12)
30	1							0110	001100(12)
31	1							1111	001010(10)
32	0	00	00	00	01	00	00
33	1							1111	010011(19)
34	1							0011	100000(32)
35	1							1111	010001(17)

Заключение

В процессе курсового проекта подробно ознакомился с устройством привода CD-R/RW.

В практической части мной было спроектировано арифметически-логическогое устройство (АЛУ), выполняющее логическую операцию дизъюнкции и операцию арифметического умножения двоичных 16-разрядных чисел с фиксированной запятой, представленных в прямом коде, у которых нулевой разряд является знаковым, и запятая фиксирована после знакового разряда.

Список литературы

1. А.П. Жмакин "Архитектура ЭВМ": Учебное пособие.- БХВ-Петербург, 2006

2. http://ru.wikipedia.org

Размещено на Allbest.ru

...