Спеціалізований мікрокомп’ютер
Система команд мікрокомп’ютера. Кодування машинних операцій. Розподіл адресного простору пам’яті і структурна схема вибору RAM, ROM, ПВВ. Пряма та опосередковано-регістрова адресація. Формати і цикли команд. Схема алгоритму функціонування мікрокомп’ютера.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 27.12.2016 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Київ 2014
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІНСТИТУТ КОМП'ЮТЕРНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
КАФЕДРА КОП'ЮТЕРЕЗОВАНИХ СИСТЕМ ТА МЕРЕЖ
Розрахунково-графічна робота
з дисципліни «Архітектура комп'ютерів»
на тему «Спеціалізований мікрокомп'ютер»
Виконав: студент групи IKIT- 225
Технічне завдання
Вихідні дані:
1) Функція F=sh(Z2/Z1) +Z3;
2) Адресний простір пам'яті АП = 512 Кслів;
3) Ємність ОЗП NRAM = 400 Кслів;
4) Ємність ПЗП NROM = 32 Кслів;
5) Кількість ПВВ NПВВ = 6;
6) Адресність команд АК = 2;
7) Довжина машинного слова n = 16;
1. Система команд мікрокомп'ютера
1.1 Схема алгоритму рішення задачі
Задача F= sh(Z2/Z1) + Z3 відноситься до класу науково технічних.
Для обчислення функції використовуємо ряд:
Розкладемо функцію:
1.2 Перший набір операцій
Рис. 1. Перший набір операцій
1.3 Програма задачі в змістовній формі
Вважаємо, що в командах обробки (арифметичні команди) такт запису в пам'ять відсутній. Функцію запису операнда - результата в пам'ять реалізує команда ST. Програма задачі наведена у табл.1.
Таблиця 1
Програма задачі у змістовній формі
|
№ |
КОП |
А1 |
А2 |
|
|
1 |
/ |
Z2 |
Z1 |
|
|
2 |
ST |
R1 |
- |
|
|
3 |
* |
Z |
Z |
|
|
4 |
ST |
R1 |
- |
|
|
5 |
* |
K |
2 |
|
|
6 |
ST |
R2 |
- |
|
|
7 |
+ |
R2 |
1 |
|
|
8 |
ST |
R3 |
- |
|
|
9 |
* |
R2 |
R3 |
|
|
10 |
ST |
R2 |
- |
|
|
11 |
/ |
R1 |
R2 |
|
|
12 |
ST |
R1 |
- |
|
|
13 |
* |
R1 |
Uk |
|
|
14 |
ST |
Uk |
- |
|
|
15 |
+ |
S |
Uk |
|
|
16 |
ST |
S |
- |
|
|
17 |
JZ |
2 |
- |
|
|
18 |
+ |
S |
Z |
|
|
19 |
ST |
S |
- |
|
|
20 |
+ |
S |
Z3 |
|
|
21 |
ST |
F |
- |
|
|
22 |
HLT |
- |
- |
Із табл. 1 випливає система операцій мікрокомп'ютера:
{+,*,/,ST,JZ,HLT}
Загальне число машинних операцій: М=6.
1.4 Другий набір операцій
Риc. 2. Другий набір операцій
1.5 Програма задачі у змістовній формі для другого набору
Таблиця 2
Програма задачі у змістовній формі
|
№ |
КОП |
А1 |
А2 |
|
|
1 |
/ |
Z2 |
Z1 |
|
|
2 |
ST |
R1 |
- |
|
|
3 |
^ |
2 |
- |
|
|
4 |
ST |
R1 |
- |
|
|
5 |
L1 |
K |
- |
|
|
6 |
ST |
R2 |
- |
|
|
7 |
inc |
R2 |
||
|
8 |
ST |
R3 |
- |
|
|
9 |
* |
R2 |
R3 |
|
|
10 |
ST |
R2 |
- |
|
|
11 |
/ |
R1 |
R2 |
|
|
12 |
ST |
R1 |
- |
|
|
13 |
* |
R1 |
Uk |
|
|
14 |
ST |
Uk |
- |
|
|
15 |
+ |
S |
Uk |
|
|
16 |
ST |
S |
- |
|
|
17 |
JZ |
2 |
- |
|
|
18 |
+ |
S |
Z |
|
|
19 |
ST |
S |
- |
|
|
20 |
+ |
S |
Z3 |
|
|
21 |
ST |
F |
- |
|
|
22 |
HLT |
- |
- |
Із табл. 2 випливає система операцій мікрокомп'ютера:
{^2,+,*,/,inc,L1,ST,JZ,HLT}
Загальне число машинних операцій: М=9.
1.6 Третій набір операцій
Рис. 3. Третій набір операцій
1.7 Програма задачі у змістовній формі для третього набору
Таблиця 3
Програма задачі у змістовній формі
|
№ |
КОП |
А1 |
А2 |
|
|
1 |
/ |
Z2 |
Z1 |
|
|
2 |
ST |
Z |
- |
|
|
3 |
sh |
Z |
- |
|
|
4 |
ST |
Z2 |
- |
|
|
5 |
+ |
Z2 |
Z3 |
|
|
6 |
ST |
F |
- |
|
|
3 |
HLT |
- |
- |
Із табл. 3 випливає система операцій мікрокомп'ютера:
{/, sh, +, ST, HLT}
Загальне число машинних операцій: М=5.
1.8 Ефективний набір операцій
Припускаємо, що тривалість операції пересилки дорівнює 1,5 ф, а тривалість операції JZ 1ф.
Параметр р для кожної операції (+, *, /) відповідно дорівнює р=1; р=15; р=16.
Схема алгоритму обчислення функції sh показана на рис. 1, вершини (2-9). ГМП функції sh представлена на рис. 4.
Кількість процесорних тактів, необхідних для реалізації функції sh:
= = 5*(15 + 1 + 1 + 15 + 16 + 15 + 1) =320.
Риc. 4. Схема ГМП
Обчислимо час рішення задачі для 1-го, 2-го, 3-го наборів операцій за формулою:
Для цього визначимо значення параметрів mi, mjz, mst, mоп, для всіх наборів операцій, які представлені в табл.4.
Таблиця 4
Визначення параметрів mi, mоп, mst, mjz
|
№ |
mi |
mоп |
mst |
mjz |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|||
|
1 |
+ |
17 |
7 |
1 |
51 |
21 |
3 |
|||||||
|
2 |
- |
-- |
-- |
-- |
||||||||||
|
3 |
* |
15 |
10 |
-- |
45 |
30 |
-- |
|||||||
|
4 |
/ |
6 |
6 |
1 |
18 |
18 |
3 |
|||||||
|
5 |
Sh |
-- |
-- |
1 |
-- |
-- |
3 |
|||||||
|
6 |
ST |
66 |
66 |
3 |
33 |
33 |
3 |
|||||||
|
7 |
JZ |
5 |
5 |
-- |
5 |
5 |
-- |
5 |
5 |
-- |
||||
|
8 |
^2 |
-- |
5 |
-- |
-- |
15 |
-- |
|||||||
|
9 |
ShR |
|||||||||||||
|
10 |
ShL |
|||||||||||||
|
11 |
Inc |
-- |
5 |
-- |
-- |
15 |
-- |
|||||||
|
12 |
dec |
|||||||||||||
|
13 |
HLT |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Отже, t3<t2<t1. Відповідно до вибраного критерію ефективності операцій мікрокомп'ютера визначається третім набором операцій: {+,Sh,/,ST,HLT}.
1.9 Визначення формату команди
Довжина поля КОП
Мінімальна довжина поля КОП визначається за формулою:
1.10 Кодування машинних операцій
мікрокомп'ютер адресація алгоритм пам'ять
Ніяких обмежень на коди операцій в полі КОП немає, тому використовуємо довільні значення кодів. Коди машинних операцій наведено в табл.5.
Таблиця 5
Коди машинних операцій
|
КОП (15;13) |
Операція |
|
|
000 |
Нема операції NOP |
|
|
001 |
/ |
|
|
010 |
Sh |
|
|
011 |
+ |
|
|
100 |
ST |
|
|
101 |
HLT |
|
|
110 |
||
|
111 |
2. Розподіл адресного простору пам'яті
Адресний простір пам'яті АП=300 К слів розподіляється для розміщення підмножин адрес RAM, ROM, ПВВ.
2.1 Підмножина адрес RAM
Число 16-річних цифр в адресі дорівнює 19/4=4+ 3 залишка
Діапазон RAM:
RAM(00000h - FFFFFh).
2.2 Підмножина адрес ROM
Діапазон ROM:
ROM(0000h - 7FFFh).
2.3 Підмножина адрес ПВВ
Діапазон ПВВ:
ПВВ(0h - 5h).
Адресний простір АП=512Кслів. Необхідна розрядність адреси:
Число 16-річних цифр в адресі дорівнює 19/4=5.
Діапазон АП:
АП(00000h -3FFFFh).
Можливий розподіл АП пам'яті зображений на рис.5. Максимальне значення адрес пам'яті: Amax = 18005h.
Рис. 5. Можливий розподіл АП
Рис. 6. Структурна схема вибору RAM, ROM, ПВВ
3. Вибір режиму адресації
3.1 Пряма адресація
Коди адрес А1(А2) є фізичними. Довжина адресного поля А1(А2) визначається за формулою:
Через те, що , використання прямої адресації неможливо.
3.2 Опосередковано-регістрова адресація
У цьому випадку команда має структуру:
Де ПА1- ознака режиму адресації
A R1- адрес РЗП.
Нехай кількість РЗП NРЗП=6. Тоді довжина поля R1(R2) буде:
Перевірка умови:
=3+2*1+2*3=11<n=16
Використання опосередковано-регістрової адресації можливе.
Формат команди мікрокомп'ютера буде:
4. Формати команд і алгоритм функціонування мікрокомп'ютера
4.1 Формати і цикли команд
Рис. 7. Формати і цикли команд мікрокомп'ютера
4.2 Схема алгоритму функціонування мікрокомп'ютера
На рис.6 зображена схема алгоритму роботи мікрокомп'ютера, яка відповідає циклам команд.
Схема алгоритму представляє сукупність мікропідпрограм (МПП):
IPL - пуск мікрокомп'ютера та завантаження початкової адреси в програмний лічильник;
Твк- виборка команд з пам'яті;
Т01 Т02 - виборки першого та другого операндів;
(+, *, /) - відповідні арифметичні операціі;
(JZ) - операція умовного переходa;
ST - операція збереження;
HLT - зупинка мікрокомп'ютера.
Рис. 8. Схема алгоритму роботи мікрокомп'ютера
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розподіл адресного простору пам’яті. Визначення формату команди. Формати команд і алгоритм функціонування мікрокомп’ютера. Програмно-мікропрограмна модель мікрокомп’ютера. Структурна схема мікрокомп’ютера. Закодована мікропрограма мікрокомп’ютера.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 30.08.2014Трансп’ютер - мікрокомп'ютер із власною внутрішньою пам'яттю й каналами для з'єднання з іншими трансп’ютерами. Структура центрального процесора. Система команд трансп’ютера і їхнє виконання. Організація пам'яті трансп’ютера, диспетчеризація процесів.
реферат [140,8 K], добавлен 30.03.2011Функціонування мікрокомп’ютерів з шинною організацією. Системні локальні шини. Організація та структура пам’яті. Базова система введення-виведення. Режими роботи процесора I80286. Програмна модель процесора. Регістри процесора та умови програмування.
курсовая работа [326,1 K], добавлен 06.06.2013Інтерфейс RS-232C як найбільш широко поширений стандартний послідовний метод зв'язку між мікрокомп'ютерами і периферійними пристроями, його призначення та сфери практичного застосування, оцінка основних переваг та недоліків, особливості реалізації.
реферат [55,3 K], добавлен 26.03.2011Мова асемблер для кожного типу комп'ютера своя. Асемблер орієнтований саме на специфіку комп'ютера або на специфіку процесора. Мікропроцесори, що належать до різних сімейств, мають свої системи команд. Система команд МП ІA 32 - режими адресації.
лекция [36,2 K], добавлен 13.04.2008Схема суперскалярної організації процесора. Вплив залежності між даними на роботу суперскалярного процесора. Апаратний паралелізм – це міра здатності процесора отримувати переваги із паралелізму на рівні команд. Запуск команд у суперскалярному процесорі.
реферат [34,9 K], добавлен 08.09.2011Основні блоки персонального комп'ютера та їх значення. Варіанти організації внутрішньомашиного інтерфейсу. Функціональна схема мікропроцесору. Види запам'ятовуючих пристроїв. Послідовність роботи блоків комп'ютера. Основні зовнішні та внутрішні пристрої.
курсовая работа [346,8 K], добавлен 05.01.2014Основні принципи дії та архітектура прототипних варіантів CISC-комп'ютера. Інструкції асемблерної мови і принцип трансляції асемблерної програми у машинний код. Розробка тестової програми. Перевірка правильності роботи реалізованих команд у прикладах.
курсовая работа [446,1 K], добавлен 03.02.2011Розвиток комп’ютерної техніки. Основи інформатики. Класифікація персональних комп’ютерів. Складові частини інформатики. Інформація, її види та властивості. Кодування інформації. Структурна схема комп’ютера. Системи числення. Позиційна система числення.
реферат [36,0 K], добавлен 27.10.2003Загальна характеристика проблеми тепловиділення персональних комп'ютерів. Принципи і типи охолодження компонентів комп'ютера. Можливості модуля багатоканального контролера. Принципова схема і конструкція блоку контролю. Вимірювальна і сервісна апаратура.
отчет по практике [5,7 M], добавлен 23.01.2016Загальна класифікація роботів. Проектування та розробка системи управління промисловим роботом "Електроніка НЦ ТМ-01" на базі IBM–сумісного персонального комп’ютера. Структурно функціональна схема взаємодії систем робота. Блок схема системи управління.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 25.10.2012"Критичні" комплектуючі комп'ютера. Процесор та оперативна пам'ять. Швидкість роботи комп'ютера. Порівняння швидкодії комплектуючих з роботою еталонних моделей. Стратегія і варіанти модернізації. Функціональні особливості побудови материнської плати.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 24.06.2013Огляд та класифікація комп'ютерних ігор. Алгоритм розташування кораблів на ігровому полі. Виконання алгоритму гри комп'ютера з використанням методу випадкових чисел. Стратегія гри комп'ютера. Обґрунтування вибору середовища програмної реалізації.
курсовая работа [616,5 K], добавлен 26.01.2023Системний блок як корпус, який містить основні компоненти персонального комп’ютера. Коротка характеристика головних зовнішніх та внутрішніх пристроїв персонального комп’ютера. Послідовність операцій при обтиску та обробленні роз'єму "витої пари".
лабораторная работа [1,7 M], добавлен 02.06.2011Функциональная схема микропроцессора Intel 8086 (i8086). Формирование физического адреса памяти, выборка команд из памяти и запись их в очередь команд. Система команд процессора. Суть защищенного режима, переход из защищенного режима в реальный режим.
практическая работа [93,3 K], добавлен 24.03.2013Типы команд, синтаксис ассемблера и код операции, по которому транслируется команда. Команды вычисления и непосредственной пересылки данных между регистрами. Поле для определения операции вычисления. Управление последовательностью выполнения программы.
реферат [29,1 K], добавлен 13.11.2009Програми, які виводять на екран характеристики комп'ютера. Розробка програми "Монітор використання ресурсів комп’ютера" на мові програмування ASM-86. Алгоритм програми та її реалізація. Системні вимоги, інструкція для користувача, лістинг програми.
курсовая работа [22,2 K], добавлен 08.08.2009Разработка программы вычисления выражения y = (x+10)5. Ход работы, структурная схема алгоритма. Окна основных обозревателей системы, текстовый редактор. Интерфейс модели ЭВМ, методы ввода и отладки программы, действия основных классов команд, адресация.
лабораторная работа [523,4 K], добавлен 28.12.2014Загальна структура комп'ютера, архітектура процесора типу Intel 8086. Принцип роботи пам'яті, її види (постійна та оперативна). Основи програмування на мові асемблер та її синтаксис. Особливості використання позначок, кодів команд, операндів і директив.
лабораторная работа [36,0 K], добавлен 27.02.2013Властивості та класифікація оперативної пам'яті комп'ютера. Пам'ять типу ROM, DRAM, DDR2 та DDR3, кеш-пам'ять SRАМ. Архітектурна будова пам'яті. Швидкість обміну інформацією з жорстким диском та флеш-пам'яттю. Технічні характеристики оперативної пам'яті.
реферат [147,1 K], добавлен 13.04.2014
