Курсовая работа: Функциональная организация и система команд процессора
Для прошивки МПЗУ необходимо подсчитать, сколько разрядов надо выделить для РАМК. У нас 50 состояний и возможно появится пару БП, поэтому n =] ln2 (60) [=6. В поле команды адрес укорочен на один бит: А (0: 4). После того как мы разбили микрооперации на поля и закодировали логические условия, команда имеет следующий вид:
| Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y5 | X | A |
0 3 7 10 13 16 21 26
Прошивка МПЗУ производится по следующим правилам.
1) Если в состоянии Рi есть операционный блок и (или) логическое условие, то их коды вписываются в соответствующие поля.
2) Поле А - это укороченное значение РАМК на 1 бит. В нем указывается адрес перехода по "0", укороченный на единицу, на следующее состояние.
3) Последний бит адреса равен значению Xi, поэтому за состоянием, куда мы переходим по "0", должно следовать состояние, куда мы переходим по "1". Если
такие состояния уже описаны, то записываем безусловный переход.
4) При отсутствии в состоянии логического условия, последний бит адреса кодируется "0" либо "1", в зависимости от того где мы разместили следующее состояние.
5) Алгоритм вычисления РАМК представлен на рисунке 1.
Рис.1. Алгоритм вычисления РАМК.
Следуя вышеизложенным правилам проведем прошивку ПЗУ (таблица 6).
Прошивка МПЗУ таблица 6
| РАМК | Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y5 | X | A | P (t) | P (t+1) | |
| 000000 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00001 | 00001 | P0 | P3 | |
| 000001 | 0110 | 0101 | 010 | 111 | 011 | 10000 | 10101 | P29 | P31 | |
| 000010 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00010 | 00010 | P3 | P1 | |
| 000011 | 0011 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | P2 | P0 | |
| 000100 | 0010 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | P1 | P0 | |
| 000101 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00011 | 00011 | P4 | P7 | |
| 000110 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00100 | 00100 | P7 | P5 | |
| 000111 | 0110 | 0000 | 010 | 101 | 010 | 00000 | 10010 | P33 | P34 | |
| 001000 | 0100 | 0010 | 000 | 000 | 000 | 11111 | 00101 | P5 | P6 | |
| 001001 | 0101 | 0001 | 000 | 000 | 000 | 01101 | 00110 | P8 | P10 | |
| 001010 | 0001 | 0001 | 010 | 000 | 000 | 00100 | 00111 | P9 | P14 | |
| 001011 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00111 | 00101 | P6 | P9 | |
| 001100 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00010 | 01000 | P10 | БП1 | |
| 001101 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00111 | 01100 | P20 | P24 | |
| 001110 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00101 | 01010 | P14 | P9 | |
| 001111 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00110 | 01011 | P17 | P19 | |
| 010000 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00010 | БП1 | P1 | |
| 010001 | 0100 | 0010 | 000 | 000 | 000 | 11111 | 01001 | P11 | P12 | |
| 010010 | 0001 | 0001 | 0001 | 001 | 001 | 11111 | 00110 | P13 | P20 | |
| 010011 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00111 | 01001 | P12 | P13 | |
| 010100 | 0000 | 0011 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00110 | P15 | P10 | |
| 010101 | 0000 | 0011 | 011 | 000 | 000 | 11111 | 00110 | P16 | P20 | |
| 010110 | 0000 | 0011 | 000 | 011 | 001 | 11111 | 00110 | P19 | P20 | |
| 010111 | 0000 | 0001 | 011 | 010 | 000 | 11111 | 00110 | P18 | P20 | |
| 011000 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 01000 | 01101 | P24 | БП2 | |
| 011001 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 01110 | 10000 | P21 | P22 | |
| 011010 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | БП2 | P0 | |
| 011011 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 01110 | P25 | P28 | |
| 011100 | 0111 | 0100 | 100 | 110 | 101 | 01001 | 01111 | P27 | P28 | |
| 011101 | 0011 | 1101 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | P26 | P0 | |
| 011110 | 0110 | 0100 | 010 | 000 | 101 | 11111 | 00000 | P28 | P29 | |
| 011111 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 11111 | 01110 | БП3 | P26 | |
| 100000 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 01001 | 10001 | P22 | P32 | |
| 100001 | 0011 | 1101 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | P23 | P0 | |
| 100010 | 1111 | 1101 | 000 | 100 | 000 | 11111 | 00011 | P32 | P33 | |
| 100011 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 11111 | 10000 | БП4 | P23 | |
| 100100 | 0000 | 0101 | 000 | 000 | 000 | 01011 | 10011 | P34 | P35 | |
| 100101 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 10000 | 10110 | P39 | P40 | |
| 100110 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 01010 | 10100 | P35 | P36 | |
| 100111 | 1001 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | P38 | P0 | |
| 101000 | 0000 | 1010 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | P36 | P0 | |
| 101001 | 1000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | P37 | P0 | |
| 101010 | 1001 | 0101 | 101 | 000 | 100 | 11111 | 10010 | P31 | P39 | |
| 101011 | 1110 | 0000 | 110 | 000 | 000 | 11111 | 10010 | P30 | P39 | |
| 101100 | 1001 | 0000 | 101 | 000 | 000 | 11111 | 10010 | P40 | P39 | |
| 101101 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 10001 | 10111 | P41 | P43 | |
| 101110 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 10010 | 11000 | P43 | P45 | |
| 101111 | 1100 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 10111 | P42 | 43 | |
| 110000 | 0000 | 1011 | 000 | 000 | 000 | 10011 | 11001 | P45 | P47 | |
| 110001 | 1100 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 11000 | P44 | P45 | |
| 110010 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 10100 | 11010 | P47 | P48 | |
| 110011 | 0000 | 0000 | 000 | 101 | 000 | 00000 | 11001 | P46 | P47 | |
| 110100 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 00000 | 00000 | P48 | P0 | |
| 110101 | 0000 | 0000 | 000 | 000 | 000 | 10001 | 11011 | P49 | P50 | |
| 110110 | 0000 | 1001 | 101 | 000 | 110 | 00000 | 00000 | P50 | P0 | |
| 110111 | 1110 | 1100 | 101 | 000 | 111 | 00000 | 00000 | P52 | P0 | |
4.4 Описание Структурной и Электрической принципиальной схемы Управляющего автомата
Устройства, использованные для реализации микропрограмм можно разбить следующим образом: DС1, DC2 дешифраторы 4 на 16; DС3, DC4, DC5 дешифраторы 3 на 8, ΜЅ - мультиплексор из 24 в 1; ПЗУ (0: 26) - для хранения форматов команд; РАМК (0: 5) - адресный регистр, для обращения к ячейкам ПЗУ. Входные данные - логические условия Х, выходные - множество кодированных У. Структурная схема управляющего автомата приведена в приложении 2.
При построении принципиальной электрической схемы использованы серии КР155 и КР556. Из серии КР556 выбирается для запоминания слов микропрограммы 3 ПЗУ КР556РТ17 емкостью 16 килобайт. Все остальные элементы: мультиплексоры, дешифраторы, инверторы и регистр адреса ПЗУ выбраны из серии КР155. Микросхемы данной серии - это маломощные, быстро действующие, цифровые, интегральные микросхемы, предназначенные для организации высокоскоростного обмена и обработки цифровой информации временного и электрического согласования сигналов в вычислительных системах. Микросхемы серии КР155 по сравнению с известными сериями логических ТТЛ микросхем обладают минимальным значением произведения быстро действия на рассеиваемую мощность.
Принципиальная электрическая схема построена на основе структурной схемы управляющего автомата и приведена в графическом приложении 3.
Перечень используемых сокращений
РП - регистровая память;
ОП - оперативная память;
АРП - адрес регистровой п?