Разработка прототипа ядра микроЭВМ (Функциональный состав и емкость основной памяти: DRAM – 4 Мбайт; EPROM – 64 Кбайт)

1.  Задание на курсовой проект.

1.1.  Цель разработки. Общие исходные данные.

Разработка прототипа ядра микроЭВМ. Целью разработчикам ставятся наиболее существенные желаемые характеристики прототипа ядра микроЭВМ:

-  высокое быстродействие (производительность);

-  простота и надежность схемных решений.

В состав разраатываемого объекта входят: микропрограммируемый микропроцессор, запоминающие устройства (ЗУ), средства интерфейса и блок синхронизации.

Прототип ядра микроЭВМ должен соответствовать следующим требованиям к его характеристикам и параметрам:

-  система команд гипотетическая. Формат команд: одно-, двухадресные и безадресные. Допускается детализация структуры ядра только для одно- и двухадресного форматов команд;

-  количество программно-доступных регистров общего назначения – не менее 8;

-  минимальный доступный элемент данных памяти, непосредственно адресуемый процессором – слово;

-  разрядость адреса памяти равна разрядности данных;

-  структура магистрали – трехшинная;

-  обмен данными процессор – память – синхорнный без квинтирования;

-  процессор должен быть оснащен схемными средствами поддержки начальной установки при включении и возобновлении (после сбоев) питания;

-  формат представления данных в процессоре – с фиксированной точкой целочисленный в дополнительном коде и с разрядностью слова, определяемой индивидуальными исходными данными;

1.2.  Индивидуальные данные.

Состав, элементная база и разрядность операционного блока:

-  Процессорный модуль – Am29C332-2 (разрядность – 32 бит);

-  Регистровый файл – AM29C334 (организация 64x18 бит);

-  Параллельный умножитель – Am29C323 (разрядность – 32 бит);

Требования к микропрограммируемому устройству управления:

-  Секвенсер МК – Am29C331 (разрядность адреса – 16 бит);

-  Емкость МПП – 16 Кслов;

Функциональный состав и емкость основной памяти:

-  DRAM – 4 Мбайт;

-  EPROM – 64 Кбайт;

2. Форматы данных:

АЛУ Am29C332-2 поддержиает три типа данных: целые двоичные, двоично-кодированные десятичные для всех операций и битовые поля переменной ширины (разрядности) для логических операций. Эти форматы данных и были взяты в качестве основных для данного проекта.

3. Форматы команд:

3.1. Команда регистр – регистр:

31                 23	22                 17	16                 11	10                   5	4                     0
КОП	Рг1	Рг2	Р	W

Оба операнда находятся во внутренних регистрах регистрового файла.

Поля команды:

КОП – код операции.

Рг1, Рг2 – регистры результата, источник/приемник.

Р – задание правой границы при работе с битовыми полями или, для сдвиговых операций, задание величины и направления сдвига (положительные значения соответствуют сдвигу влево, отрицательные - сдвигу вправо).

W – задание ширины битового поля.

3.2. Команда ОЗУ-регистр:

Перенос из ОЗУ (2 слово команды) в один из регистров регистрового файла, после выполнения команды операнд заносится в регистр.

31                 23	22                 17	16                 11	10                   5	4                     0
КОП	Рг1(результ.)	Рг2(опер.)	Р	W
31                                                                                                                                    0
Адрес 1 операнда в ОЗУ

3.3. Команда регистр-ОЗУ:

Данные берутся из регистров и, после выполнения операции, заносятся в ОЗУ.

31                 23	22                 17	16                 11	10                   5	4                     0
КОП	Рг1	Рг2	Р	W
31                                                                                                                                    0
Адрес 1 результата в ОЗУ

3.4. Команда ветвления: