1.5 Опис роботи бму

БМУ функціонує у відповідності з принципом мікропрограмного управління, що полягає у наступному.

Під час виконання мікропрограми в кожному такті із постійної пам’яті БМУ зчитується та розшифровується чергова мікрокоманда. В результаті виконання мікрокоманди формуються управляючі сигнали необхідної тривалості, що поступають на всі функціональні частини обчислювальної системи, а також формується адреса наступної мікрокоманди.

Можна виділити наступні етапи виконання команди в обчислювальній системі:

1. Вибірка команди. З ОП зчитується команда в регістр команд процесора, для чого виконується відповідна МП, що записана у пам’ять БМУ.

2. Розпакування команди. Команда розшифровується (аналізуються поля слова команди, визначаються операнди), що забезпечується виконанням відповідної МП.

3. Виконання операції. Виконується МП виконання заданої операції над визначеними операндами.

4. Формування адреси наступної команди. Відповідна МП формує адресу наступної команди у лічильнику команд.

Спрощена структурна схема БМУ наведена на рис. 1.1.

Рисунок 1.4 - Структурна схема БМУ

Основні функціональні частини БМУ:

• РАМК - регістр адреси МК;

• СФАМК - схема формування адреси МК;

• ПМК - пам'ять МК;

• РМК - регістр МК;

• А_і- адреса МК;

• CLK - синхросигнал;

• {x_i} - логічні умови;

• D - вхід завдання початкової адреси мікропрограми.

МК розміщується у пам’яті мікропрограм. На рис.1.2 наведений формат мікрокоманди.

Рисунок 1.5 - Формат мікрокоманди

B1 – зона формування наступної адреси МК;

B2 – зона управляючих сигналів;

B3 – зона визначення тривалості управляючих сигналів;

B4 – зона службових розрядів;

У кожному такті за синхросигналом CLK адреса мікрокоманди поновлюється у РАМК і надходить на адресний вхід ПМК. За адресою, що надійшла у ПМК, обирається відповідна мікрокоманда і видається на вихід даних ПМК. Слово мікрокоманди записується у РМК за зворотнім перепадом синхросигналу CLK.

Сигнали зони β2 управляють вузлами МПС, зони β3 - визначають тривалість цих сигналів, сигнали зони β1 разом із логічними умовами {x_i} поступають на вхід СФАМК і формують адресу наступної МК. За черговим сигналом CLK адреса наступної МК буде сформована у РАМК. Зона β4 використовується для виконання допоміжних функцій, наприклад, контролю апаратури.

2. Розробка бму, алу та операційного пристрою

2.1 Опис алп

2.1.1 Опис математичної складової арифметико-логічного пристрою

За технічним завданням маємо третій спосіб множення, числа подані в прямому коді з розрядністю 8 біт.

Під час множення чисел у прямих кодах знакові та основні розряди обробляються окремо. Для визначення знака добутку здійснюється підсумовування по модулю 2 цифр, що розміщується в знакових розрядах співмножників.

Множник і множене правильні двійкові дроби вигляду Х=0,х₁,х_2,…х_n, Y=y₁,y₂,…y_n, де x та y належать множині {0,1}. Тоді добуток Z абсолютних величин чисел Х та Y дорівнює

Z=YX=Yx₁2^-1+Yx₂2^-2+…+Yx_i2^-i+…+Yx_n2^-n.

Множення двох чисел X та Y може бути реалізоване шляхом використання визначеного циклічного процесу, характер якого залежить від конкретної форми виразу Z. Один цикл множення складається з додавання чергового часткового добутку, що являє собою добуток множеного на одну цифру множника, до суми часткових добутків. Подання виразу Z в третьому способі множення має вигляд:

Z=((…(( 0 +Y2^-nx₁)2+Y2^-nx₂)2+…+Y2^-nx_i)2+…+Y2^-nx_n.

Суму часткових добутків Y у і-му циклі i=1,n можна одержати за виразом

Z_i = 2Z_i-1+Y2^-nxⁱ,

з початковим значеннями i=1, Z₀=0.

У третьому способі множення здійснюється зі старших розрядів множника, сума часткових добутків зсувається вліво, а множене нерухоме.