Электротехника \ Схемотехника

Разработка прототипа ядра МикроЭВМ (Функциональный состав и емкость основной памяти: SRAM – 2M, FLASH-FILE – 512K, разрядность памяти – 32 бита), страница 3

QS32390 – мультиплексор 16:8, использован в качестве MUX1, MUX2, MUX3 MUX4.

FCT16374T – 16-разрядный регистр, использован для  RGDin, RGDout, RG A.

IDT74ALVC1G08 – вентиль «2 И-НЕ».

Рис. 4.1. Функциональная схема операционного блока

Пояснения к функциональной схеме операционного блока

МПС, использованная при разработке операционного блока имеет входы внешнего бита связи, внешнего переноса, селекторного бита (M/#m), а также бита сохранения статусного регистра и Q-регистра. Все эти перечисленные биты не используются в разработке. На входы внешнего бита связи и внешнего переноса подан логический ноль, по той причине, что в данной разработке нет внешнего устройства, генерирующего эти биты. Соответственно на селекторный вход также подан ноль, который производит выборку не внешних признаков (перенос и бит связи), а признаков, генерируемых самим АЛУ МПС. Вход сохранения состояния Q-регистра и статусного регистра также пассивизирован,  т.к. данная функция не применяется.  С шины признаков МПС биты статусного слова отправляются в секвенсор микрокоманд. Разводка битов по входам тестирования условий  описана в пункте 4.1.

 4.1 Формат статусного регистра

МПС АМ29332 имеет встроенный статусный регистр, в котором хранится вся информация о совершаемой микрооперации. Данные в статусном регистре обновляются в каждом микроцикле. Наиболее значимой для нас информацией являются флаги, генерируемые при каждой операции, поскольку анализ флагов позволяет выполнять условные переходы. Ниже в таблице 5.2.1 показаны биты статусного регистра, используемые для ветвления. МПС АМ29332 имеет специальные выходы для вывода этих флагов.

Таблица 4.2.1 Биты статусного регистра, используемые для операций ветвления

№ бита статусного регистра МПС

Обозначение

Назначение

16

C

Перенос

17

N

Отрицательный

18

V

Переполнение

19

Z

Ноль или равно

20

L

Бит связи (сдвига)

АМ29332 имеет возможность выбора, откуда выводить флаги состояния: непосредственно из АЛУ или из статусного регистра, этот выбор осуществляется при помощи бита микрокоманды (бит МК[72]). Шина флагов выводится ко входам Т0…Т11 секвенсора микрокоманд АМ29331. Ниже представлена таблица, показывающая как нужно развести флаги статусного регистра по входам Т0-11 секвенсора МК.

Таблица 4.2.2. Разводка шины флагов по входам тестирования условий.

Бит статусного регистра МПС

Вход секвенсора

16 (C)

Т8

17 (N)

Т9

18 (V)

Т10

19 (Z)

Т11

20 (L)

Т7

Бит сдвига передается на седьмой вход тестирования условий. Данный вход обозначен как вход общего назначения и может использоваться для передачи флага L. Выбор  тестирования условия осуществляется микропрограммно (см. таблицу 7.1.)

4.2. Расчет длительности цикла операционного блока

Расчет времени цикла будем проводить, просматривая пути прохождения сигналов, которые могут оказаться критическими.

Путь №1:

Регистр микрокоманд – MUX1,2 – Время выборки адреса РОН – Задержка МПС от входа данных до выхода флагов. =  5.2 + 7.5 + 24 + 43 = 79,7нс.

Путь №2:

Регистр микрокоманд – MUX1,2 – Время выборки адреса РОН – Задержка МПС от входов данных до Y-шины + Задержка регистра Dout = 5.2 + 7.5 + 24 + 35 + 5.2 = 76,9нс.

Время цикла операционного блока – 79.7нс.

5. Разработка микропрограммного устройства управления.

Скачать файл