Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) icon

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)




Скачать 129.88 Kb.
НазваниеТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
Дата18.11.2012
Размер129.88 Kb.
ТипКонтрольная работа
источник
1. /О ЭВМиС 2 - КР2.docТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)


Министерство образования Российской Федерации

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР)


Томский Межвузовский Центр Дистанционного Образования


Контрольная работа № 2


по дисциплине «Организация ЭВМ и систем - 2»
Вариант № 7

Уч. пособие: Н.В. Замятин. Организация ЭВМ и систем. Томск, 2005.


Выполнил:

Студент группы з-423-а

Специальность: 220200

Першуков Сергей Олегович

ku032pso

Дата:


Курган, 2009







Вариант № 7

1. Задание.

Управляющий автомат \ Сложение \ Дополнительный код \Программируемая логика \ ПА (принудительная адресация)

Гибкая логика управления предусматривает для реализации отдельных функций наличие хранимых программ, составленных из команд, каждая из которых, в свою очередь, определяет одну или несколько элементарных операций. Принцип программного управления, используемый повторно для реализации отдельных сложных операций как последовательности элементарных микроопераций, получил название принципа микропрограммного управления.

За счет увеличения затрат времени в таких УА достигается определенная универсальность, т.к. изменение алгоритма функционирования осуществляется частичной или полной заменой программы (микрокоманды) без изменения структуры автомата. В свою очередь использование стандартной структуры значительно ускоряет и облегчает процесс проектирования УА, причем усложнение алгоритма увеличивает лишь объем программы, практически не влияя на объем оборудования УА.

УА с программируемой логикой.

Принципы построения универсального МПА в миниатюре повторяют структуру устройств управления ЭВМ, распространяя идеи построения машин с внутренним хранением управляющих слов (команд) на более низкую ступень - выполнение микропрограммы.

Универсальные МПА обладают возможностью формирования любых последовательностей управляющих сигналов, позволяющих обеспечить одновременное выполнение любого числа микроопераций в любом сочетании из числа реализуемых на операционном автомате.

Кроме того, использование стандартной структуры для построения МПА значительно облегчает и существенно ускоряет процесс проектирования.

Микропрограмма в таком автомате существует в виде упорядоченной совокупности кодов микрокоманд, хранящихся в специальных постоянных запоминающих устройствах (МПЗУ).

Любая микрокоманда должна содержать сведения о наборе микроопераций, выполняемых под ее воздействием (операционная часть микрокоманды) и адрес хранения очередной микрокоманды (адресная часть микрокоманды).

Кодирование микроопераций (МО) в микрокоманде может выполняться по одному из 3-х вариантов:
      1) горизонтальное кодирование;

      2) вертикальное (максимальное) кодирование;

      3) смешанное кодирование.

При горизонтальном кодировании за каждой микрооперацией в составе операционной части микрокоманды (ОЧМК) закрепляется свой разряд. Единичное значение разряда характеризует выполнение микрооперации в текущей микрокоманде, а нулевое - ее отсутствие.

Вертикальное кодирование предусматривает выделение для каждой МО отдельного многоразрядного кода, разрядность n которого определяется общим числом N различных МО реализуемых в операционном автомате, причем

n = 1 + int  log2N

Поскольку для первого способа кодирования длина ОЧМК может быть велика (при большом N), а второй способ при минимальной длине ОЧМК не позволяет включать в микро-команду более одной микрооперации и требует применения достаточно сложных дешифраторов, чаще всего используется третий компромиссный вариант - смешанное кодирование.

Суть его в следующем: операционная часть разбивается на ряд операционных полей.

Их число определяется максимальным количеством одновременно выполняемых МО в одной микрокоманде. С каждым полем связана группа несовместных микроопераций (которые никогда не выполняются одновременно). Внутри каждого поля кодирование осуществляется вертикальным способом. Это позволяет с одной стороны иметь практически любую комбинацию МО в составе микрокоманды, с другой стороны, вертикальное кодирование внутри полей уменьшает общую длину ОЧМК, а более короткие коды приводят к упрощению дешифраторов ОЧ микрокоманды.

В зависимости от способа указания адреса очередной микрокоманды различают универсальные МПА с принудительным и естественным порядком следования микрокоманд.

Принудительная адресация микрокоманд.

При этом способе адресации адрес очередной микрокоманды (МК) указывается в каждой текущей микрокоманде. Этот адрес может задаваться безусловно, или же выбираться в зависимости от условия, определяемого текущими значениями осведомительных сигналов, что позволяет реализовать разветвления в микропрограммах.


Содержательная форма алгоритма

Выполним арифметическо-логическую операцию на содержательном уровне двух двоичных восьмиразрядных чисел так, как это делает человек.

0 0 1 1 1 0 1 0

- Первое слагаемое (58)

1 0 0 1 0 1 1 1

- Второе слагаемое (-23)

0 0 1 0 0 0 1 1

- Результат выполнения операции сложения (35)



Выполнение арифметической операции в виде машинных процедур

Дополнительный код (ДК) формируется следующим образом. Сначала формируется обратный код (ОК), а затем к младшему (МЗР) добавляют 1. При выполнении арифметических операций положительные числа представляют в прямом коде (ПК), а отрицательные в ДК.

В исходном состоянии регистры RgA и RgB хранят первое и второе слагаемое. Регистр RgC предназначен для хранения результата, установлен в нулевое состояние.

В ЭВМ используется быстрый способ формирования ДК. Его суть заключается в следующем. Двоичное число в ПК просматривается от МЗР к СЗР. Пока встречаются нули, их копируют в одноименные разряды результата. Первая встретившаяся единица также копируется в соответствующий разряд, а каждый последующий бит исходного числа заменяется на противоположный.

            Первый операнд находиться в регистре А, второй в регистре B, результат в регистре С. Разрядность А, B, C – 8 бит. Предполагаем, что имеем сумматор-вычитатель.

Алгоритм сложения:

1. Содержимым регистра А, В и С присвоить нулевое значение

2. Загрузить значение первого слагаемого в RgA.

3. Проверка условия х1: старший разряд RgA равен 1?

4. Если «да» (число отрицательное), то произвести перевод в ДК (инвертировать и прибавить 1).

5. Загрузить значение второго слагаемого в RgB.

6. Проверка условия х2: старший разряд RgB равен 1?

7. Если «да», то произвести перевод в ДК.

8. Произведем сложение RgA и RgB. Результат в RgC.

8.1. Проверка условия переноса из старшего разряда, если «да», то единица отбрасывается.

9. Проверка условия х3: старший разряд RgC равен 1?

10. Если «да» (число отрицательное), то произвести обратный перевод в ПК (инвертировать и прибавить 1).

Граф-схема алгоритма сложения в ДК.


X1

Y3

X2

Y5

X3

Y8


Граф переходов:

















Сформируем таблицы управляющих и условных (осведомительных) сигналов:




условные




управляющие

y1

RgA, RgB, RgC=0

x1

RgА[7]=1

y2

RgA=А

x2

RgB[7]=1

y3

RgA=~RgА+1

x3

RgC[7]=1

y4

RgВ=В







y5

RgВ=~RgВ+1







y6

RgC=RgA+RgB







y7

RgC = RgC[0..7]







y8

RgC=~RgC+1









Множество микроопераций:



Множество логических условий:



Кодирование микроопераций выполним четырехразрядным кодом, а кодирование логических условий двухразрядным. Результаты кодирования приведены в таблице:




Y




X

0000

yk

00

x1

0001

y1

01

x2

0010

y2

10

x3

0011

y3

11

1

0100

y4







0101

y5







0110

y6







0111

y7







1000

y8







1111

1







Таким образом, регистр микрокоманд выбираем разрядностью в два байта.


Все команды, формируемые УА, называются микрокомандами (запись в триггер, считывание кода, сдвиг).

Rg A, Rg B – входные регистры;

S – сумматор;

Rg С – выходной регистр;

Перечень микроопераций:

y1 – запись через управляющую шину во входные регистры A и B;

y2 – проверка знака числа (сдвиг для определения знакового разряда);

y3 – считывание кодов из регистров;

y4 – сложение;

y5 – проверка знака суммы;

y6 – выдача результата на выходную шину.

Совокупность микрокоманд образует микропрограмму действия ОА под воздействием микрокоманды, называемой микрооперацией.

Операционный автомат предназначен для выполнения двух простейших операций (сложение, сдвиг), следовательно, в нём присутствуют два основных устройства – сумматор и регистры.




входная управляемая шина

X

y1 y2 y2


y3

x




y4


y5


y6


Y

Структурная схема операционного автомата


На рисунке приведена структура микропрограммного автомата с программируемой логикой.



В составе узла присутствуют: память микропрограмм (ПМП), регистр адреса мик­рокоманды (РАМ), регистр микрокоманды (РМК), дешифратор микрокоманд (ДшМК), преобразователь кода операции, формирователь адреса следующей мик­рокоманды (ФАСМ), формирователь синхроимпульсов (ФСИ).

Запуск микропрограммы выполнения операции осуществляется путем переда­чи кода операции из РК на вход преобразователя, где код операции преобразуется в начальный (первый) адрес микропрограммы Ан. Этот адрес поступает через ФАСМ в регистр адреса микрокоманды. Выбранная по адресу Аi из ПМП микрокоманда заносится в РМК. Каждая микрокоманда в общем случае содержит микрооперационную (МО) и адресную (А) части. Микрооперационная часть микрокоманды поступает на дешифратор микрокоманды, на выходе которого образуются управляющие сигналы (Су), инициирующие выполнение микроопераций в исполнительных устройствах и узлах ВМ. Адресная часть микрокоманды подается в ФАСМ, где формируется адрес следующей микрокоманды Аск. Этот адрес может зависеть от адреса на выходе преобразователя кода операции Ан, адресной части текущей микрокоманды А и значений флагов X, поступающих от исполнительных устройств. Сформированный адрес микрокоманды снова записывается в РАМ и процесс повторяется до окончания микропрограммы.


Форматы микрокоманд:

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0

Y

Адрес

х

х

х

х

х

х

х

1

X

Адрес (да)

Адрес (нет)

х

х

х

х

х

0 – безусловная адресация, 1 - условная

Приведем пример кодирования ПЗУ МК:

Адрес

Биты МК




0001

0000100100000000

0 – безусловная адресация, переход на адрес 0010

0010

0001000110000000

0 – безусловная адресация, переход на адрес 0011

0011

1000101010000000

1 – условная адресация, переход на 0101 если «да», иначе на 0100

0100

0001101010000000

0 – безусловная адресация, переход на адрес 0101

0101

0010001100000000

0 – безусловная адресация, переход на адрес 0110

0110

1011000011100000

1 – условная адресация, переход на 1000 если «да», иначе на 0111

0111

0010110000000000

0 – безусловная адресация, переход на адрес 1000

1000

0011010010000000

0 – безусловная адресация, переход на адрес 1001

1001

0011110100000000

0 – безусловная адресация, переход на адрес 1010

1010

1101100101100000

1 – условная адресация, переход на 1100 если «да», иначе на 1011

1011

0100011000000000

0 – безусловная адресация, переход на адрес 1100

1100

0000000000000000






Автоматы с программируемой логикой являются микропроцессорными системами, в которых алгоритм функционирования реализован программным путем. Алгоритм программы для такого автомата строится следующим образом, каждая вершина графа автомата заменяется группой блоков, в которых формируются выходные сигналы и анализируются входящие, стрелки, соединяющие вершины графа автомата, заменяются командами условного или безусловного перехода.

Устойчивое состояние представляется в ячейках ПЗУ, вместо триггеров. В этом случае схема УА для всех операций одинакова (одна и та же).

Недостатки УА с ПЛ: очень длинный регистр; указываются два поля адреса (во избежание этого производится удаление одного регистра и устанавливается счетчик).

Команды: 1 – условная адресация, 0 – безусловная адресация.

Добавляется инвертор к дешифратору от выходов Yi.


Y X

Xi








RgМК




Функциональная схема УА с ПЛ



Похожие:

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
Уч пособие: Т. В. Адуева. Автоматизированный бухучёт и основы аудита. Томск, 2004
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
Нелинейные цепи постоянного тока. Исследование параметрического стабилизатора напряжения
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
Экспериментальная проверка законов Кирхгофа и Ома в разветвленных цепях постоянного тока
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
Рассчитать волновое сопротивление z и нагрузить на него линию (Rн = Re(Zн), а Сн или Lн определяется по Im(Zн) и f). При расчете...
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
На основании данных фирмы об объеме продаж, общих издержках и цене товара, представленных в таблице, определите последствия от снижения...
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
Четыре автоматизированных рабочих места информационной системы испытывались 1500 минут, зафиксировано 27 отказов. Определите интенсивность...
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
В чем суть концепции маркетинга продажи (интенсификация коммерческих усилий)? К каким товарам чаще всего применяется эта концепция:...
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconТомский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур)
Рф михаил Зурабов. Он отметил неблагополучную ситуацию по состоянию здоровья населения, которая подтверждается следующими показателями:...
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconИнформационное письмо
...
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный университет технологий и управления имени К.
Фгбоу впо «Московский государственный университет технологий и управления имени К. Г. Разумовского» в г. Омске
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (тусур) iconФункционирование национально-государственных экономических систем: глобализационный аспект
Работа выполнена в гоу впо «Северо-Осетинский государственный университет им. К. Л. Хетагурова»
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib3.podelise.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Лекции
Доклады
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Программы
Методички
Документы
Документы