Описание имитационной модели микропрограммного управляющего автомата (УА)

Описание имитационной модели микропрограммного управляющего автомата (УА)

Выберите в корневом каталоге диска С папку КАФ № 8, исполнительный файл labor.exe.

В главном меню выберите пункт УПРАВЛЕНИЕ, войдите в подменю МИКРОПРОГР., и вызовите соответствующую ему программу нажав клавишу ENTER.

На экране дисплея отобразится структурная схема управляющего автомата АЛУ.

На схема представлены основные элементы УА АЛУ с микропрограммным управлением:

ПмПр - память микропрограмм, емкостью 16 байт;

DC1, DC2 -   дешифраторы  микрокоманды (соответственно поля А и поля В);

РАМК - регистр адреса микрокоманд;

СчЦ - счетчик циклов;

Упр. - схема управления;

РгМк Команд - регистр микрокоманд;

Сигналы управления:

КОП - код операции;

ПУСК - управляющий сигнал, инициирующий начало  выполнения  микропрограммы;

АВТ - управляющий сигнал, уставливающий автоматический режим выполнения микропрограммы ( при  его отсутствии устанавливается покомандный (пошаговый) режим);

ГЕН - тактовые импульсы, выдаваемые на схему управления при установленном пошаговом режиме;

ЗНТ - занято (процессор  занят выполнением микропрограммы);

ЗН1, ЗН2 - значение знаковых разрядов операндов (см.Рг1, Рг2 операционного автомата АЛУ);

С - значение старшего разряда сумматора;

Функциональные клавиши:

F1 - cправка. При нажатии на данную клавишу на экране дисплея отображается система микрокоманд и их форматы. Выход - клавиша Esc.

F2 - переход к  структурной схеме  операционного автомата АЛУ и обратно.

F3 - переход в режим программирования ( записи) памяти микропрограмм.

В поле ПмПр, при нажатии  клавиши  F3, высветится курсор, перемещая его в требуемые разряды ячеек ПмПр, записываются  0 и 1 клавишей ПРОБЕЛ. Выход из режима программирования - нажатие клавиши Esc.

Задание на лабораторное занятие № 3

I. Ввод микропрограмм в ПмПр устройства управления АЛУ

а) составьте микропрограмму для выполнения операции арифметического сложения операндов:

а = 0.000101          в= 0.000011

б) войдите в режим программирования (клавиша F3) и запишите составленную микропрограмму в ПмПр (кл.ПРОБЕЛ). Последней в микропрограмме должна быть микрокоманда “СТОП”. Выйдете из режима программирования (кл.Esc).

II. Исследование работы процессора при выполнении микропрограмм

а) установите пошаговый режим работы процессора (кл.4), при этом надпись АВТ должна быть на черном фоне.

б) выдайте сигнал ПУСК (кл.3), под действием данного сигнала РАМК установится в нулевое состояние и появится сигнал ЗНТ (занято). Подавая тактовые импульсы ГЕН (кл.5), проанализируйте работу УА АЛУ.

в) установите автоматический режим (кл4), надпись АВТ на белом фоне. Выдайте сигнал ПУСК (кл.3), микропрограмма будет выполнена  автоматически.

г)  Перейдите к схеме ОА АЛУ (кл.F2), запишите в регистре Рг1, Рг2 числа а и в.

Выполните микропрограмму в пошаговом и автоматическом режимах.

Проанализируйте работу АЛУ. В нижней части схемы изображены сигналы управления УУ и соответствующие им клавиши  клавиатуры, а также содержимое РАМК и СчЦ.

д)  модифицируйте  микропрограмму сложения таким образом, чтобы она выполняла операцию вычитания           а - в

е) выполните ее в  автоматическом режиме, проверьте правильность результата.

Отчетность: Тексты микропрограмм сложения и вычитния с комментариями.

Выводы по работе УА и АЛУ.

III. Анализ работы процессора при выполнении  универсальной микропрограммы

а) составить универсальную микропрограмму, выполняющую операцию сложения или вычитания в зависимости от кода операции на шине КОП

КОП = 0001 - сложение

КОП = 0002 - вычитание б) установите на шине КОП код 0001.  Выполните программу в автоматическом и пошаговом режимах для значений

а = 0.000110       в= 0.000010 в) установите на шине КОП код  0002.   Выполните  программу в автоматическом и пошаговом режимах для тех же значений а  и в.

Проверить правильность полученных результатов.

Проанализировать работу процессора при выполнении универсальной микропрограммы.

Отчетность:  Текст микропрограммы в машинных кодах с комментариями.

Выводы по выполнению микропрограммы процесором.

IV.  Анализ работы процессора при выполнении  микропрограммы арифметического умножения

а) Микропрограмму арифметического умножения чисел а = 0.101000     в= 0.101001

Записать в память микропрограмм и выполнить в автоматическом и пошаговом режимах.

б) проанализировать работу процессора при выполнении операции арифметического умножения. Проверить правильность результатов.

Отчетность:  Текст микропрограммы с комментариями.

Выводы по выполнению микропрограммы  процессором. 

Для успевающих:

Выполнить микропрограмму арифметического умножения для чисел  а и в, имеющих  разные знаки, пояснить полученный результат и проверить его.

Проанализировать  работу схемы формирования знакового разряда результата.