Информатика и выч. техника \ Организация микропроцессоров

Секционные микропроцессоры с микропрограммным управлением серии К1804. Практическое ознакомление с основными модулями микропроцессорного комплекта серии К1804, организацией и методикой построения МП-устройств на его основе, приобретение навыков программирования микропроцессоров данного класса

Страницы работы

15 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Фрагмент текста работы

Данная микропрограмма иллюстрирует один из методов организации цикла с использованием аппаратного стека на четыре 4-разрядных слова (он же используется при реализации подпрограмм), в который можно записывать адреса микрокоманд, а затем осуществлять условный или безусловный переход по записанному адресу.

Адрес памяти	Микрокоманда								Выполняемая функция
	адрес перехода	инструкция перехода	приёмник результата	источник операндов	АЛУ	А	В	D
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	хххх	0010	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить
0001	хххх	1001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Загрузить стек и продолжить
0010	хххх	0010	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить
0011	1010	0001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	БП по адресу 10
1010	хххх	0111	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход по стеку

Результат работы: В процессе работы программы осуществляется бесконечный цикл переходов по адресам 0000 -> 0001 -> 0010 -> 0011 -> 1010 -> 0010 -> 0011 -> …

6-Микропрограмма, демонстрирующая обращение к подпрограмме и возврат из нее.

Микропрограмма, являющаяся реализацией диаграммы переходов на рисунке ниже.

Программа Подпрограмма

Адрес памяти	Микрокоманда								Выполняемая функция
	адрес перехода	инструкция перехода	приёмник результата	источник операндов	АЛУ	А	В	D
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	хххх	0010	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить
0001	1000	0101	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход к подпрограмме
0010	хххх	0010	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить
0011	0000	0001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	БП к адресу 0000
1000	хххх	0010	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить
1001	хххх	0010	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить
1010	хххх	0110	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Возврат из подпрограммы

Результат работы: происходит обращение к подпрограмме и возврат из нее в соответствии с рисунком

7-Микропрограмма, организации вложения подпрограмм.

Данная микропрограмма реализована с помощью аппаратного стека (на четыре 4-разрядных слова), поэтому возможно четыре вложения подпрограмм.

Адрес памяти	Микрокоманда								Выполняемая функция
	адрес перехода	инструкция перехода	приёмник результата	источник операндов	АЛУ	А	В	D
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	хххх	0010	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить
0001	0011	0101	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход к подпрограмме 1
0010	0000	0001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	БП к адресу 0000
0011	0110	0101	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход к подпрограмме 2
0100	0111	0101	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход к подпрограмме 3
0101	хххх	0110	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Возврат из подпрограммы 1
0110	хххх	0110	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Возврат из подпрограммы 2
0111	0110	0101	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход к подпрограмме 2
1000	1010	0101	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход к подпрограмме 4
1001	хххх	0110	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Возврат из подпрограммы 3
1010	0110	0101	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход к подпрограмме 2
1011	1101	0101	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Переход к подпрограмме 5
1100	хххх	0110	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Возврат из подпрограммы 4
1101	хххх	0010	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить
1110	хххх	0110	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Возврат из подпрограммы 5

Результат работы:

Последовательность адресов выполняемых микрокоманд:

0000 ® 0001 ® ^{нач 1}{0011 ® ^{нач 2}( 0110 )^конец
2 ® 0100 ® ^{нач 3}[ 0111 ® ^{нач 2}( 0110 )^{конец 2} ® 1000 ® ^{нач 4}( 1010 ® ^{нач 2}( 0110 )^{конец 2} ® 1011 ® ^{нач 5}( 1101 ® 1110 ) ^конец
5 ® 1100 ) ^{конец 4} ® 1001 ]^{конец 3} ® 0101 }^{конец 1} ® 0010 ® 0000 ® 0001 …

Скобки показывают вложенность подпрограмм, а цифра на верху показывает номер вложения.

8-Микропрограмма, организации условных переходов.

Адрес памяти	Микрокоманда								Выполняемая функция
	адрес перехода	инструкция перехода	приёмник результата	источник операндов	АЛУ	А	В	D
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	хххх	0010	х011	х011	1000	хххх	0000	хххх	R0+1, продолжить
0001	1111	1111	х001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	УП по С4
0010	0000	0001	х001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	БП к 0
1111	хххх	0010	х001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	Продолжить

Результат работы: Происходит увеличение R0.Условный переход будет сделан после сложения текущего R0=1111 c единицей, то есть произойдёт переполнение. Условные переходы в микропроцессоре К1804 реализуются по содержимому регистра состояния. В данной микропрограмме реализован УП по значению флага переноса. Следует отметить, что результаты в регистр состояния записываются после выполнения операции в момент прихода тактового импульса, поэтому условный переход по этим результатам может быть сделан лишь в следующей команде.

6. Выполнение индивидуального задания

Задание №1. Определение числа нулей в байте.

Адрес памяти	Микрокоманда								Выполняемая функция
	адрес перехода	инструкция перехода	приёмник результата	источник операндов	АЛУ	А	В	D
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	хххх	0010	х011	x111	x011	хххх	0000	0010	Загрузка R0
0001	xxxx	0010	х000	x111	x011	хххх	хххх	0011	Загрузка Q
0010	xxxx	0010	х011	x111	x011	хххх	0001	1000	Загрузка счетчика 8 бит(R1)
0011	xxxx	0010	х011	x111	x011	хххх	0010	0000	Загрузка счетчика едениц(R2)
0100	xxxx	0010	x001	x011	x011	хххх	0000	хххх	Чтение R0
0101	1001	1101	x001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	УП по F3
0110	xxxx	0010	x011	x011	0001	хххх	0001	хххх	R1=R1-1
0111	1010	1100	x001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	УП по Z
1000	0100	0001	1110	1011	x011	хххх	0000	хххх	Арифм. сдвиг 8 разр. слова влево
1001	0110	0001	x011	x011	1000	хххх	0010	хххх	R2+1
1010	xxxx	0010	x011	x101	1010	0010	0010	1000	R2-1
1011	1011	0001	x001	x011	x011	хххх	0010	хххх	Чтение R2

6.1 Алгоритм программы.

В программе используется значение флага F3 для выявления единицы в старшем разряде. Когда F3=1 ведется подсчёт количества выходящих единиц из байта в счётчике R2. Просмотр старшего разряда будет идти пока счётчик R1(равен 8 в начале программы) не будет равен 0.

После чего R2 присваиваться значение 8-R2(т.е. количество нулей в байте).

Задание №2. Умножение младшими разрядами вперед со сдвигом суммы.

Адрес памяти	Микрокоманда								Выполняемая функция
	адрес перехода	инструкция перехода	приёмник результата	источник операндов	АЛУ	А	В	D
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	xxxx	0010	x000	x111	x011	xxxx	xxxx	1100	Мн-ль—> Q
0001	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0001	1011	Мн-e—> R1
0010	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0010	0000	Сумма(0)—> R2
0011	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0011	0100	CT(4)—> R3
0100	xxxx	0010	x001	x110	x100	xxxx	xxxx	0001	Q И 1
0101	0111	1100	x001	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	Z=1 ->7
0110	xxxx	0010	x011	x001	0000	0001	0010	xxxx	Сумма+Mн-e
0111	1001	1111	x001	xххх	xххх	хххх	хххх	хххх	УП по С4=1
1000	1010	0001	x000	x110	x100	хххх	хххх	1110	Q ^ 1110
1001	хххх	0010	x000	x110	x011	хххх	хххх	0001	Q v 0001
1010	xxxx	0010	1100	0011	x011	xxxx	0010	xxxx	сдвиг
1011	xxxx	0010	x011	x011	0001	xxxx	0011	xxxx	CT-1 —>CT
1100	0100	0000	x001	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	УП по Z=0
1101	1110	0001	x001	x010	x011	xxxx	xxxx	xxxx	Q -> Y
1110	1110	0001	x001	x011	x011	xxxx	0010	xxxx	R2 -> Y

6.2Алгоритм программы.

Принцип работы:

1.Сложить множимое с предыдущей частной суммой, если очередной разряд множителя равен 1, и результат запомнить; в случае если очередной разряд множителя равен 0 суммирование не выполнять;

2. Уменьшить вдвое частную сумму, что равносильно сдвигу ее на один разряд вправо.

Результат работы программы:

R1=0011, Q=0011 => R2,Q=00001001

R1=0010, Q=0011 => R2,Q=00000110

R1=1011, Q=1101 => R2,Q=10001111

Второй вариант: Умножение младшими разрядами вперед со сдвигом множимого влево.

Адрес памяти	Микрокоманда								Выполняемая функция
	адрес перехода	инструкция перехода	приёмник результата	источник операндов	АЛУ	А	В	D
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	xxxx	0010	x000	x111	x011	xxxx	xxxx	1100	Мн-ль—> Q
0001	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0001	1011	Мн-e—> R1
0010	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0010	0000	Sm(0)—> R2
0011	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0011	0100	CT(4)—> R3
0100	xxxx	0010	x001	x110	x100	xxxx	xxxx	0001	Q И 1
0101	0111	1100	x001	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	Z=1 ->7
0110	xxxx	0010	x011	x001	0000	0001	0010	xxxx	Sm+Mn-e
0111	1001	1111	x001	xххх	xххх	хххх	хххх	хххх	if С4==1
1000	1010	0001	x000	x110	x100	хххх	хххх	1110	Q ^ 1110
1001	хххх	0010	x000	x110	x011	хххх	хххх	0001	Q v 0001
1010	xxxx	0010	1100	0011	x011	xxxx	0010	xxxx	сдвиг
1011	xxxx	0010	x011	x011	0001	xxxx	0011	xxxx	CT-1 —>CT
1100	0100	0000	x001	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	Z=0 ->4
1101	1110	0001	x001	x010	x011	xxxx	xxxx	xxxx	Q -> Y
1110	1110	0001	x001	x011	x011	xxxx	0010	xxxx	R2 -> Y

За основу реализации данного алгоритма был взят тот факт, что для подсчета количества несовпадающих разрядов в двух байтах достаточно найти число единичных разрядов в байте B1, получаемом при поразрядном сложении по mod2 двух байт. Затем по значению старшего разряда байта B1 (флаг F3 в регистре состояния) нужно инкрементировать счетчик числа единичных разрядов байта B1. Для проверки остальных разрядов нужно произвести 8-разрядный сдвиг байта B1 еще 7 раз.

После 8 проверок разрядов байта B1 следует вывод значения счетчика числа единичных разрядов на выходную шину.

В созданной микропрограмме используются:

§ 4 РОН (1, 2, 3, 4) для ввода исходных данных

§ 2 РОН (5, 6) для счетчиков

§ Временный регистр и один из РОН для 8-разрядного сдвига

Микропрограмма подсчета количества несовпадающих разрядов в двух байтах

Адрес памяти	Микрокоманда								Выполняемая функция
	АП	ИП	ПР	ИО	АЛУ	А	В	D
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	хххх	0010	х011	х111	х011	хххх	0001	D1ст	Загрузка R1:=D1ст
0001	хххх	0010	х011	х111	х011	хххх	0010	D1мл	Загрузка R2:=D1мл
0010	хххх	0010	х011	х111	х011	хххх	0011	D2ст	Загрузка R3:=D2ст
0011	хххх	0010	х011	х111	х011	хххх	0100	D2мл	Загрузка R4:=D2мл
0100	хххх	0010	х011	х111	х011	хххх	0101	1000	Загрузка R5:=1000
0101	хххх	0010	х011	х111	х011	хххх	0110	1000	Загрузка R6:=1000
0110	хххх	0010	х011	х001	х111	0011	0001	хххх	R1 :=R1+R3
0111	хххх	0010	х000	х001	х111	0100	0010	хххх	Q :=R2+R4
1000	хххх	0010	х011	х011	х011	хххх	0001	хххх	R1 := R1
1001	1011	1101	х001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	F3 = 1 ?
1010	хххх	0010	х011	х011	0001	хххх	0101	хххх	R5 := R5–1
1011	хххх	0010	1110	1011	х001	хххх	0001	хххх	←(R1, Q) на 1
1100	хххх	0010	х110	х011	0001	хххх	0110	хххх	R6 := R6-1
1101	1000	0000	х001	хххх	хххх	хххх	хххх	хххх	z = 0 ?
1110	1110	0001	х001	х011	х011	хххх	0101	хххх	ШДвых := R5

Результаты работы программы:

§ Пример 1.

D1 = 11010011 ответ: 4

D2 = 01010101 результат выполнения программы: 0100 ( 4 )

§ Пример 2.

D1 = 00000011 ответ: 0

D2 = 00000011 результат выполнения программы: 0000 ( 0 )

2- Найти максимальную последовательность единиц в байте

Адреса памяти	МИКРОКОМАНДА								Выполняемая функция
Адреса памяти	Адрес перехода	Тип перехода	Приемник результата	Источник операнда	Функция АЛУ	А	В	D	Выполняемая функция
	7	6	5	4	3	2	1	0
0000	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0010	0000	Загрузка R2
0001	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0011	0000	Загрузка R3
0010	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0100	1001	Загрузка R4
0011	xxxx	0010	x000	x111	x011	xxxx	xxxx	D2	ЗагрузкаQ(мл.р)
0100	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0000	D1	ЗагрузкаR0(cт.р)
0101	1101	1101	x001	x001	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	УП по F3 у R0
0110	xxxx	0010	x001	x001	1001	0010	0011	xxxx	R3-R2
0111	1110	1101	x001	x001	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	УП по F3 у (R3-R2)
1000	xxxx	0010	x011	x111	x011	xxxx	0010	0000	R2:=0
1001	xxxx	0010	1110	1011	x011	xxxx	0000	xxxx	Сдвиг байта влево
1010	xxxx	0010	x011	x011	0001	xxxx	0100	xxxx	R4:=R4-1
1011	1111	1100	x001	x001	xxxx	xxxx	xxxx	xxxx	УП по z=1 у R4
1100	0101	0001	x001	x011	x011	xxxx	0000	xxxx	Чтение R0 + БП
1101	1001	0001	x011	x011	1000	xxxx	0010	xxxx	R2:=R2+1
1110	1000	0001	x011	x100	x011	0010	0011	xxxx	R3:=R2
1111	1111	0001	x001	x011	x011	xxxx	0011	xxxx	Чтение R3 (конец)

В программе осуществляется проверка знака байта в начале тела цикла и выход из цикла по результату проверки значения счетчика на 0.

В программе подсчитывается количество единиц в любой найденной последовательности. Далее это значение сравнивается с текущим максимумом. Если оно больше, то максимум переопределяется значением счетчика количества 1 в текущей последовательности.

Байт	R3
1111 1011	0101 (5)
0000 0000	0000 (0)
1111 1111	1000 (8)
1001 1100	0011 (3)

2 Выводы

В результате выполнения лабораторной работы был изучен микропроцессор К1804В, его список микрокоманд и методики его программирования; выполнен набор тестовых микропрограмм, разработаны и реализованы микропрограммы по индивидуальному заданию.

Программирование микропроцессора показало, что с его помощью можно реализовать довольно сложные микропрограммы самого широкого применения.

Микротренажер, на котором выполнялось программирование микропроцессора

Информация о работе

ВУЗ:

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (СПбГПУ)

Предмет:

Организация микропроцессоров

Тип:

Отчеты по лабораторным работам

Категория:

Информатика и выч. техника (Технические предметы)

Размер файла:

518 Kb

Скачали:

Скачать файл

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Похожие материалы

Информация о работе