Проектирование микроЭВМ на основе микропроцессорного комплекта серии 1804

|] | | | |

|[pic|D := L2(A2[23.0].00) |D->Рг.Мн. |[pic] |

|] | | | |

|[pic|D := A1[23.0] |D->Рг.Х |[pic] |

|] | | | |

|[pic|D := [pic] A2[23.0] + 1 |D->Рг.Х |[pic] |

|] | | | |

|[pic|D := A2[23.0] + 111…11 |D->Рг.К. |[pic] |

|] | | | |

Построим таблицу выбора источников операндов для АЛУ и таблицу выбора

приемников результатов.

Таблица источников.

|Источники |Сигналы управления |

|A1 |A2 |ai |bj |

|- |I |- |b1 |

|- |T |- |b2 |

|LN |- |a3 |- |

|- |К |- |b4 |

|- |X |- |b5 |

|- |P |- |b6 |

|- |Чт |- |b7 |

|- |Дт |a9 |b8 |

|Дм |- | |- |

|- |Сч |- |b10 |

|- |Мн |- |b11 |

|- |Мт |- |b12 |

|См |- |a13 |- |

Таблица приемников.

|Приемник |Сигнал управления |

|D->Рг.k |Dк |

|I |d1 |

|T |d2 |

|LN |d3 |

|K |d4 |

|X |d5 |

|P |d6 |

|Чт |d7 |

|Дт |d8 |

|Дм |d9 |

|Сч |d10 |

|Мн |d11 |

|Мт |d12 |

|См |d13 |

|Тд |d14 |

|Т3 |d15 |

Выполним кодирование микроопераций наборами управляющих сигналов:

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |- |[pic] |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |- |

На основании полученных данных составим подмножества эквивалентных

операторов:

[pic];

[pic];

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Построим обобщенные операторы.

1. Класс [pic]

Для установки регистров

2. Класс [pic]

D = B1 + B2 + B3

При этом

[pic]

[pic]

[pic]

Объединим классы k3, k4, k5, k7 в класс k8. Для этого обобщенный оператор

примет вид:

Класс [pic]:

D = B1 + B2

[pic]

[pic]

[pic]

Класс [pic]:

D = B1

[pic]

Построим структурные схемы узлов, реализующих обобщенные операторы:

Класс[pic]:

[pic]

Класс [pic]:

[pic]

Класс[pic]:

[pic]

На основании полученных выше данных построим обобщенную схему

операционного автомата. (Рис. 5).

[pic]

Рис. 5. Обобщенная схема операционного автомата.

1.4 Разработка управляющих автоматов для процессорных элементов микро ЭВМ.

При синтезе управляющего автомата условимся о следующих допущениях –

комбинаторный сумматор, использованный при синтезе операционного автомата

формирует следующие признаки:

P – знак числа

Число больше нуля – P = “0”

Число меньше нуля – P = “1”

Z – признак нуля

Число равно нулю – Z = “1”

Число не равно нулю – Z = “0”

Для построения управляющего автомата произведем разметку ГСА (Рис. 6).

[pic]

Рис. 6.1 Схема разметки ГСА.

[pic]

Рис. 6.2 Схема разметки ГСА.

[pic]

Рис. 6.3 Схема разметки ГСА.

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic]|[pic] |

|[pic] |000000 |[pic] |000001 |1 |- |- |

|[pic] |000001 |[pic] |000010 |1 |[pic]|D5 |

|[pic] |000010 |[pic] |000011 |1 |[pic]|D5 D6 |

|[pic] |000011 |[pic] |000100 |1 |[pic]|D4 |

|[pic] |000100 |[pic] |000101 |1 |[pic]|D4 D6 |

|[pic] |000101 |[pic] |000110 |1 |[pic]|D4 D5 |

|[pic] |000110 |[pic] |000111 |1 |[pic]|D4 D5 D6 |

|[pic] |000111 |[pic] |001000 |1 |[pic]|D3 |

|[pic] |001000 |[pic] |001001 |1 |[pic]|D3 D6 |

|[pic] |001001 |[pic] |001010 |1 |[pic]|D3 D5 |

|[pic] |001010 |[pic] |001011 |1 |[pic]|D3 D5 D6 |

|[pic] |001011 |[pic] |001100 |1 |[pic]|D3 D4 |

|[pic] |001100 |[pic] |001101 |[pic] |[pic]|D3 D4 D6 |

| | |[pic] |001110 |[pic] | |D3 D4 D5 |

|[pic] |001101 |[pic] |001111 |1 |[pic]|D3 D4 D5 D6 |

|[pic] |001110 |[pic] |001111 |1 |[pic]|D3 D4 D5 D6 |

|[pic] |001111 |[pic] |010000 |1 |[pic]|D2 |

|[pic] |010000 |[pic] |010001 |1 |[pic]|D2 D6 |

|[pic] |010001 |[pic] |010011 |[pic] |[pic]|D2 D5 D6 |

| | |[pic] |010010 |[pic] | |D2 D5 |

|[pic] |010010 |[pic] |010100 |1 |[pic]|D2 D4 |

|[pic] |010011 |[pic] |010101 |1 |[pic]|D2 D4 D6 |

|[pic] |010100 |[pic] |010110 |1 |[pic]|D2 D4 D5 |

|[pic] |010101 |[pic] |010110 |1 |[pic]|D2 D4 D5 D6 |

|[pic] |010110 |[pic] |010111 |[pic] |[pic]|D2 |

| | |[pic] |010000 |[pic] | | |

|[pic] |010111 |[pic] |011000 |1 |[pic]|D2 D3 |

|[pic] |011000 |[pic] |011001 |1 |[pic]|D2 D3 D6 |

|[pic] |011001 |[pic] |011010 |1 |[pic]|D2 D3 D5 D6 |

|[pic] |011010 |[pic] |011011 |1 |[pic]|D2 D3 D4 |

|[pic] |011011 |[pic] |011100 |1 |[pic]|D2 D3 D4 D6 |

|[pic] |011100 |[pic] |011101 |1 |[pic]|D2 D3 D4 D5 |

|[pic] |011101 |[pic] |011110 |1 |[pic]|D2 D3 D4 D5 D6|

|[pic] |011110 |[pic] |011111 |[pic] |[pic]|D1 |

| | |[pic] |100000 |[pic] | |D1 D6 |

| | |[pic] |100001 |[pic] | |D1 D5 D6 |

| | |[pic] |100011 |[pic] | |D1 D5 |

| | |[pic] |100010 |[pic] | |D1 D5 |

|[pic] |011111 |[pic] |100010 |1 |[pic]|D1 D5 |

|[pic] |100000 |[pic] |100010 |1 |[pic]|D1 D5 |

|[pic] |100001 |[pic] |100011 |1 |[pic]|D1 D5 D6 |

|[pic] |100010 |[pic] |100110 |1 |[pic]|D1 D4 D5 |

|[pic] |100011 |[pic] |100110 |1 |[pic]|D1 D4 D5 |

|[pic] |100100 |[pic] |011110 |1 |[pic]|D2 D3 D4 D5 |

|[pic] |100101 |[pic] |100100 |1 |[pic]|D1 D4 |

|[pic] |100110 |[pic] |100101 |[pic] |[pic]|D1 D4 D6 |

| | |[pic] |100111 |[pic] | |D1 D4 D5 D6 |

|[pic] |100111 |[pic] |101000 |1 |[pic]|D1 D3 |

|[pic] |101000 |[pic] |101001 |1 |[pic]|D1 D3 D6 |

|[pic] |101001 |[pic] |000000 |[pic] |[pic]|- |

| | |[pic] |001000 |[pic] | |D3 |

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic][pic]

[pic][pic]

Обобщая полученные данные можно построить общую схему управляющего

автомата (Рис. 7).

[pic]Рис. 7. Общая схема управляющего автомата.

2. Разработка структурной схемы микро ЭВМ.

2.1 Эмуляция ОА в микропроцессорной среде с разрядно-модульной

организацией.

Для достижения требуемой разрядности при использовании

микропроцессорной секции К1804ВС1 необходимо объединить между собой шесть

микропроцессорных секций. Функциональная схема объединения МПС приведена на

рис. 8.

При эмуляции ОА в микропроцессорной среде будем использовать

следующие соглашения:

|Номер РОН |Регистр в ОА |

|1 |Рг.I |

|2 |Рг.T |

|3 |Рг.К |

|4 |Рг.Х |

|5 |Рг.Р |

|6 |Рг.Чт. |

|7 |Рг.Дт. |

|8 |Рг.Сч. |

|9 |Рг.Мн. |

|10 |Рг.Мт. |

|11 |Рг.LN |

|12 |Рг.DM |

|13 |Рг.СМ. |

[pic]

Рис.8 Функциональная схема объединения МПС.

Сигналы, поступающие на МПС:

А(4 разр.), В(4), I(9), D(24), [pic](1)

Для реализации микроопераций ОА необходимо подать на МПС следующие наборы

сигналов (в соответствии с форматом):

|[pic]|0000 |0001|010|000111|00..00 |1|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0010|010|000111|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1011|010|000111|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0011|010|000111|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0100|010|000111|X |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0100 |0100|010|001100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0100 |0101|010|000100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0110|010|000111|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0001 |0111|010|000100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0100 |1100|010|000100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1000|010|000111|00..001011|0|

|: | | | | |1 | |

|[pic]|0111 |1100|010|001001|00..00 |1|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1110|010|000111|00..00 |1|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1110|010|000111|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0111 |1100|011|000001|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1100|110|000011|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0110|110|000011|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0110|010|000011|00..00 |1|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1000|010|001011|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0110 |0010|010|000100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0010 |1011|010|000001|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0001|010|000011|00..00 |1|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1101|010|000111|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0100 |1001|010|000100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0101 |1010|010|000100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1000|010|000111|00..01101 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1111|010|000111|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|1001 |1101|010|000001|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|1001 |0000|110|000100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

| |0000 |1101|010|000001|00..00 |0|

|[pic]|1001 |1101|010|001001|00..00 |1|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1111|010|000111|00..00 |1|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |1010|100|000011|00..00 |0|

|: | | | | | | |

| |0000 |1010|100|000011|00..00 |0|

|[pic]|0000 |1001|110|000001|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|1101 |0100|010|000100|00..00 |0|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0100|010|010011|00..00 |1|

|: | | | | | | |

|[pic]|0000 |0011|010|001011|00..00 |0|

|: | | | | | | |

2.2 Эмуляция УА в микропроцессорной СУАМ.

В микро ЭВМ функции управляющего автомата реализует блок

микропроцессорного управления. Структурная схема БМУ представлена на рис.

9.

[pic]Рис. 9. Структурная схема БМУ.

Принципом организации корректного функционирования микро ЭВМ является

факт того, что при выполнении определенных команд, выполняется некоторая

совокупность микроопераций в тело которым выходит весь набор управляющих

сигналов для выполнения определенных действий.

Таким образом, для каждой команды (микрооперации) существует

некоторый набор микроопераций, содержащих в своем теле все необходимые

Страницы: 1, 2, 3