Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микроустройства: номенклатура изделий электронной промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95

в символической форме и размещениая в ячейках ПЗУ с учетом указанных особенностей, приведена в табл. 3.27. Наглядность размещения МК в ПЗУ повышается, если использовать графическую модель ПЗУ в виде 16 колонок по 32 ячейки (рис. 3.5, е) в каждой из которых указывается номер хранящейся в ней МК.

Значительно сократить трудоемкость программирования на уровне МК можно путем введения второго (командного) уровня программирования. Одна из основных задач, возникающих при этом,- выбор системы команд. Два крайних решения этой задачи состоят в следующем. В первом случае система команд выбирается с учетом эффективной реализации алгоритмов задач, которые будут решаться иа проектируемой ЭВМ. Ориентация на класс решаемых

задач существеппо по-3.27. Микропрограмма деления вышает эффективность

ЭВМ, однако программная несовместимость разрабатываемой ЭВМ с существующими рядами ЭВМ создает значительные трудности в создании как сервисных, так и прикладных про грамм, Во втором случае разрабатываемая ЭВМ реализует одну из известных систем команд, например ЕС или СМ ЭВМ, что позволяет значительно сократить затраты иа программирование за счет использования созданного для этих ЭВМ программного обеспечения. При выборе структуры команды аппаратура накладывает некоторые ограничения. Напри-мер, код операции команды целесообразно представлять 8-разрядным полем, так как имепно такую часть ко.манды БМУ может принять за один такт по шине К- Применение более длинного кода операции приводит к млоготактной расшифровке адреса первой МК микропрограммы, которая соответствует данной операции. Это, в свою очередь, замедляет вычислительный процесс. Общая длина команды определяется длиной обрабатываемых слов, которая равна удвоенному числу используемых секций ЦПЭ. Применение более длинных команд требует многократного обращения к ОЗУ в цикле выборки команды, что также замедляет вычислительный процесс. Особенности схемных решений при 2-уровневом управлении рассмотрим иа примере одноадресной ЭВМ с 16-разрядным процессором (рис. 3.6, а), которая состоит из восьми ЦПЭ со схемой ускоренного переноса СУП, ПЗУ емкостью 512 слов, оперативного ЗУ емкостью не более 64 К слов, семи внешних устройств ВУ1 - ВУ7, БМУ, блока приоритетного прерывания БПП и конвейерного регистра КР. Применение последнего позволяет почти в 2 раза сократить цикл выполнения МК за счет совмещения выборки последующей МК с выполнением очередной. В этом случае выбранная по сформированному в БМУ адресу МК разбивается на две части. Первая часть МК поступает па входы УА БМУ для формирования адреса следующей МК. Вторая часть МК фиксируется на КР и управляет работой остальных ИМС, Следовательно, при выборке

<

&

а

о

&

т

Ш

<

л

JCRl

JCR 2

JFL7

JCR2

JCRO

JCRl

JCR4

JFL6



ю ПЗУ i-й МК Б ЦПЭ выполняется i - 1 МК, а в БМУ форми-ру(тся адрес для выборки i + 1 Л\К. Такая организация вычислительного процесса возможна только в том случае, если результат г-й МК не влияет иа адрес i -h 1 МК. Такое влияние могут оказывать МК условного перехода, например, JFL. В этом случае формирование адреса i + 1 МК следует задержать на один такт, что можно реализовать как аппаратпо, так и программно. При аппаратной, реализации в поле МК выделяется разряд, который управляет

ПЗУ

А Д

{b/t

ф

к

СРП

\c5poc



РП бПП ПП

а

БМУ

УА6 уав

в

-5В



подачей синхронизирующего сигнала в ЦПЭ (рис. 3.5, ж). Наличие 1 в указанном разряде запрещает поступление спадов S, по которым фиксируется информация в регистрах ЦПЭ. ВслеДствие этого создается возможность просмотра результатов выполнения МК без перемещения информации в регистрах ЦПЭ. Кроме того, такой резким позволяет согласовывать работу ЦПЭ с памятью и внешними устройствами, время выполнения операций в которых больше цикла ЦПЭ, путем пропуска такого количества тактов, которое необходимо для завершения операций в указанных устройствах. При программной реализации микропрограммы изменяются путем перемещения МК таким образом, чтобы условие перехода готовилось заранее до МК условного перехода. Схема алгоритма деления, преобразованного таким образом, показана на рис. 3.6, б. В этом алгоритме два условия формируются и запоминаются на триггерах Z и Сза несколько тактов до их использовании. При этом число МК по сравнению с алгоритмом, показанно.м на рис. 3.5, г, увеличивалось на одну, однако длина как линейной, так и циклической части алгоритма не изменилась. Ести это по каким-либо причинам осуществить не удается, то вводят' две МК, первая из которых формирует и запоминает условие перехода, а вторая осуществляет по нему переход. При этом производительность процессора падает в 2 раза. При расчете длительности цикла процессора с КР необходимо анализировать как время выполнения операции и фиксации ее результата в ЦПЭ, так и время формирования адреса МК в 5МУ. Время состоит из времени задержки в КР (30 не для К155ТМ8), времени выполнения операции в ЦПЭ (74 не при использовании СУЯ) и времени записи результата в РОН (33 пс), следовательно, = 137 пс. Время состоит из времени задержки tgj (30 НС), времени выборки информации из ПЗУ (70 не), времени

предустановки сигналов на входах УА (10 не) и времени действия сигнала 5 = 0 (30 не), следовательно, = 140 не. Время tg должно быть больше, чем max (/ц, у = 140, т. е. > 140-f 3 = 143 но (длительность сигнала .S = О в ЦПЭ больше на 3 не, чем в БМУ, а она должна быть одинаковой для всех И.ЧС ЭВ.М данной конфигурации).

Длина команды рассматриваемой ЭВМ (рис. 3.6, а) определяется разрядностью центрального процессора и числом обращений к ОЗУ, необходимым для выборки команды. Если потребовать, чтобы команда выбиралась за одно обращение к ОЗУ, то при принятых ранее предположениях наиболее целесообразная длина команды равна 16 разрядам. При такой длине команды более одного адреса операнда разместить в поле команды трудно, что влечет за собой применение одноадресной структуры команд, например, с 8-разрядными кода.ми операций и адресов. Это позволяет использовать 256 различных кодов операций и обеспечивает прямую адресацию ОЗУ емкостью 256 слов. Увеличить количество команд можно за счет более длинного кода операции, однако это требует применения двухтактной системы обращения к соответствующей микропрограмме, так как за один такт в БМУ можно ввести по шине К только 8 бит. Увеличить количество генерируемых адресов ОЗУ можно за счет применения непрямой адресации (присоединенной или относительной), а в качестве регистра базового адреса пспользовать один из РОН. При этом в системе команд должна быть команда, обеспечивающая замену содержимого указанного регистра.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95