Содержание 1. Постановка задачи 2. Форматы команд и их кодировка 3. Структурная схема процессора 4. Регистры 5. АЛУ 6. Формат микрокоманд 7. Микрокод 8. Кодировка микрокода 9. Примеры выполнения команд 10. Основные сигналы и регистры процессора 11. Примеры программ 12. Определение производительности Постановка задачи Синтезировать структуру простого магистрального процессора с одним АЛУ, выполняющего 8 заданных команд.
Разработать формат команд, кодировку команд. Разработать структурную схему процессора, функциональные схемы всех блоков процессора, функциональную схему процессора в целом с указанием всех шин и управляющих сигналов. Разработать формат микрокоманд, организацию управления всеми устройствами процессора, микрокод для каждой из заданных команд. Привести примеры выполнения каждой команды с указанием значения всех основных сигналов и содержимого основных регистров на каждом такте.
Привести 2 примера небольших программ с указанием значения основных сигналов и содержимого основных регистров на каждом такте. Определить максимальную тактовую частоту процессора. Определить производительность процессора в операциях в секунду (IPS), а также выраженную в числе выполняемых тестовых программ в секунду. Указать способы повышения производительности процессора. Характеристика процессора Простой процессор магистрального типа с одноблочным универсальным АЛУ. Разрядность регистров РОН и АЛУ процессора - 8 бит. Число РОН - 4. Адресуемая память - 256 слов. Устройство управления - микропрограммное с ПЗУ микропрограмм.
Способ выполнения команд – последовательное выполнение или JMP или JC. Адресация памяти - прямая. Арифметика в дополнительном коде. Вариант: 54 = «2 2 2 3» Без использования непосредственной адресации. 3х-адресные команды. Операции АЛУ: NOP, ADD + SHRA, NAND. Состав команд: LD, ST, ADD, SHR + JC, DEC, SUB, NAND.
Коды команд КОП Команда Действие 000 ADD Rx,Ry,Rz Rx=Ry+Rz сложение 00... address 1 1 0 x x a a a a a a a a ST Rx, address КОП не исп Ry address... Форматы команд и их кодировка. address 0 1 1 a a a a a a a a DEC Rx, Ry КОП Rx Ry не используется 1 0...
сдвиг содержимого регистра JC address 28 29 30 Temp0 = NOP(Temp0); JC ... На рис. 1 эти микрокоманды обозначены р1, p2 рm. 1 микрокоманды A1,A2 Аn), и внутренние, которые генерируются в АЛУ и в... микрокод для команды DEC).
DEPTH = 64; % количество слов % WIDTH = 24; % размер слова в битах % A... Кодировка микрокода.
Примеры выполнения каждой команды с указанием значения всех основных с... Примеры выполнения команд. Основные сигналы и регистры Сокращение Примечание CLOCK синхронизирующ...
ПРИМЕР 1 DEPTH = 256; % Memory depth and width are required % WIDTH = ... Тестовая программа Количество команд процессора Количество микрокоманд... Примеры программ. Таким образом, при максимальной тактовой частоте в 33,3 МГц средняя пр...