Разработка прототипа ядра микроЭВМ, страница 4

R31-R16 – тристабильные выводы порта R (произведения);

TCX, TCY – входы задания формата входных данных X, Y: L-уровни для беззнаковых данных и H-уровни для дополнительных кодов;

RND – вход задания режима округления, активный H-уровень;

OEM#, OEL# – разрешение ввода старшей и младшей частей произведения. Активный L-уровень;

MSPSEL# – селекторный вход мультиплексора регистра промежуточных результатов. MSPSEL# = L разрешает выдавать на выход старшие 16 разрядов произведения из регистра результата, а MSPSEL# = H - младшую часть произведения.

4.2  Расчет минимальной длительности операционного блока

Для определения минимальной длительности цикла надо рассмотреть различные пути прохождения сигналов и выбрать наиболее «длинный»:

Рассмотрим первый путь:

РгВх(CLK ® Вых) ® МПС(D ® Y) ® РгВых (tsu)

3 + 29 + 7.5 = 39.5 нс

Рассмотрим второй путь:

РгМк (tsu) ® PLD (выбор адреса A и B) ®МПС(адресные входы ® Y) ® РгВых(tsu)

7.5+7.5+37+7.5 = 59.5 нс

Рассмотрим третий путь:

РгМк (tsu) ® PLD (выбор адреса) ®МПС(адресные входы®выходы флагов) ®PLD(RgStatus: tsu)

7.5+7.5+37+5 = 57 нс

Рассмотрим четвертый путь:

РгВх(tsu) ® MPL(Clocked Multiply Time: tmc) ® РгВых(tsu)

7.5+65+7.5 = 80 нс

Итого: минимальная длительность цикла ОБ должна составлять 80 нс.

5.  Формат статусного регистра и логики сдвигов

Блок статусного регистра организован на устройстве с программируемой внутренней структурой фирмы Cypress CY37032-154. Оно принадлежит к семейству ISR – программируемые в системе. Данная микросхема имеет следующие показатели:

·  7.5 нс – задержка распространения.

·  4.5 нс – время предустановки.

·  32 макроячейки ввода/вывода в двух логических блоках. Ячейки программируются как комбинационные или как регистровые с активным высоким или низким уровнем.

·  Есть возможность сопоставить каждому выводу от 0 до 16 термов произведений.

В данной микросхеме организованы следующие компоненты:

1.  Статусный регистр.

2.  Логика сдвигов.

3.  Мультиплексор выбора флагов.

5.1  Статусный регистр

Особенностью построения ОБ является то, что микропрограммист может управлять статусным регистром, путем вывода слова состояния на локальную шину данных и, сохранения слова состояния в каком либо из регистров регистрового файла. Для восстановления содержимого статусного регистра есть связь с Y шиной. Благодаря такой конфигурации существует возможность подключения системы обработки прерываний и возможность выполнения логических операций с флагами и вывод результата в RgStatus.

В таблице 2 отобразим различные флаги состояния

Таблица 2

Номер бита	Обозначение	Функциональное назначение
0	Z	Признак нулевого результата ALU
1	N	Содержимое знакового разряда результата
2	V	Признак переполнения
3	C	Выход переноса ALU
4	S0	Бит связи  при выполнении сдвиговых операция с RAM регистром
5	S1	Бит связи при выполнении сдвиговых операций с Q регистром

5.2  Сдвиговые операции

Операционный блок поддерживает четыре типа сдвиговых операций

1.  Логический сдвиг с вводом 0 в освобождающийся разряд

2.  Циклический сдвиг (одинарной длины)

3.  Циклический сдвиг двойной длины

4.  Арифметический сдвиг двойной длины

Отобразим в таблице команды управления сдвигами:

Таблица 3

Биты МК	Сдвиг вправо (I7=0)	Мнемоника	Сдвиг влево (I7=1)	Мнемоника	Операция
00		LDR LDQ		LUR LUQ	Логический сдвиг с вводом 0 в освобождающийся разряд
01		RDR RDQ		RUR RUQ	Циклический сдвиг (одинарной длины)
10		RDRQ		RURQ	Циклический сдвиг (двойной длины)
11		ADRQ		LURQ	ADRQ – сдвиг влево двойной длины арифметический с вводом F15 в старший разряд LURQ – сдвиг влево двойной длины логический