Курсова робота Основи проектування процесорного пристрою

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ І УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

ВСТУП

1. АРХІТЕКТУРНИЙ ОПИС ОДНОКРИСТАЛЬНОГО ПРОЦЕСОРНОГО ПРИСТРОЮ

1.1. Формати даних та команд, що підтримуються процесором

1.1.1. Формати даних

1.1.2. Вибір форматів команд

1.2. Організація конвеєра команд

1.3. Узагальнений алгоритм функціонування процесорного пристрою

1.4. Побудова структурної схеми процесора на основі визначених складу та характеристик його устаткування

1.5. Внутрішня організація процесора

2. ПРОГРАМНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСОРНОГО ПРИСТРОЮ

3. СИСТЕМА КОМАНД ПРОЦЕСОРНОГО ПРИСТРОЮ

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ

з навчальної дисципліни «Архітектура комп’ютерів»

«Основи проектування процесорного пристрою»

Варіант №

Скласти архітектурно-алгоритмічний опис однокристального процесорного пристрою, що має наступні характеристики:

1. Тип процесора – для убудованих застосувань.

2. Архітектура пам’яті – гарвардська.

3. Обсяг пам’яті: даних (Кбайт) – 256; команд (Кбайт) – 32.

4. Розрядність даних: (біт) – 16, 32.

5. Способи адресації даних: відносна, пряма, непряма.

6. Максимальна адресність команд: 3.

7. Кількість регістрів загального призначення: 32.

8. Розрядність регістрів загального призначення: 32.

9. Спосіб організації введення-виведення: ізольоване.

10. Глибина конвеєризації: 2.

Перелік питань, що повинні бути розроблені:

1. Архітектурний опис однокристального процесорного пристрою.

2. Програмна модель процесорного пристрою.

3. Система команд процесорного пристрою.

Перелік обов’язкового графічного матеріалу:

1. Структурна схема процесорного пристрою.

2. Таблиця форматів команд та даних, що підтримуються процесором.

3. Схема програмної моделі процесорного пристрою.

4. Таблиця «Система команд процесорного пристрою».

В даний час обчислювальна техніка відіграє значну роль в науково-технічному прогресі, сприяючи підвищенню ефективності виробництва, якості продукції, продуктивності праці. Її розвиток впливає майже на всі області людської діяльності, сфера застосування ЕОМ (Електронна обчислювальна машина) постійно розширюється. Безперервно покращуються основні техніко-економічні характеристики ЕОМ, такі як швидкодія, об'єм оперативної пам'яті, надійність, вартість, розміри, споживана потужність тощо. При цьому основним блоком в ЕОМ, що визначає його основні характеристики, є процесор. Процесор є самим важливим і складним пристроєм в ієрархії пристроїв ЕОМ.

Умовно процесори можна розділити на дві групи: універсальні та спеціалізовані. Спеціалізовані процесори розробляються для заздалегідь відомого і обмеженого класу вирішуваних завдань. Основною вимогою до таких процесорам є мінімальні апаратурні витрати на досягнення необхідних характеристик в заздалегідь певній області застосування.

Система команд спеціалізованих процесорів не відрізняється універсальністю і зазвичай містить тільки ті команди, які необхідні для вирішення поставленого кола завдань. На відміну від спеціалізованих процесорів, на етапі розробки універсальних типи розв'язуваних завдань не відомі. При розробці таких процесорів прагнуть розробити архітектуру, яка б задовольняла вимогам рішення задач з максимально широкого кола застосування. Основною відмінністю універсальних процесорів від спеціалізованих є розвинена система команд.

Предметом даної курсової роботи є проектування обчислювального процесора загального призначення, що задовольняє вимогам технічного завдання.

У цій курсовій роботі ми могли переконатися, що тип архітектури пам’яті фактично визначає призначення процесора. Так, згідно варіанту, бачимо, що Гарвардська архітектура (роздільна пам'ять та роздільна шина даних і команд), характерна для процесорних пристроїв убудованого призначення.

Результатом проектування стала модель RISC процесора. Процесор розроблений відповідно до технічного завдання.

Для нього було розроблено:

1) система команд;

2) програмна модель;

3) конвеєр команд;

4) архітектурний опис процесорного пристрою.

У процесі розробки ми ознайомилися поняттями:

1) регістрів загального призначення;

2) форматів даних;

3) форматів команд;

4) системних регістрів і регістрів прапорців;

5) внутрішньою організацією процесора тощо.

1. Столингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем, 5-е изданеие. / У. Столингс. - М.: Изд. дом Вильямс, 2002. – 896 с.

2. Начально-методичний посібник до виконання рефератів, розрахунково-графічних, курсових і кваліфікаційних робіт / Т. С. Грицька, І. І. Слюсарь, О. І. Тиртишніков, Ю. В. Уткін – Полтава: ПолтНТУ, 2012. – 60 с.

3. Мельник А. О. Архітектура комп’ютера. Наукове видання: / Підручник. / А. О. Мельник – Луцьк: Волинська обласна друкарня, 2008. – 470 с.

4. Гарвардская архитектура и её достоинства [Электронный ресурс]. – Режим доступу: http://digteh.ru/dsp/garvard/.

5. Бройдо В. Л., Ильина О. П. Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для вузов / В. Л. Бройдо, О. П. Ильина – СПб.: Питер, 2006. – 718 с.

6. Викепидия [Электронный ресурс]. – Режим доступу: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D1%80%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B4%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B0%D1%80%D1%85%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0.

7. Гуржій А. М., Коряк С. Ф., Самсонов В. В., Скляров О. Я. Архітектура, принципи функціонування і керування ресурсами IBM PC: Навч. посібник. / А. М. Гуржій, С. Ф. Коряк, В. В. Самсонов, О. Я. Скляров. Харків: ТОВ «Компанія СМІТ», 2003 – 512 с.

8. Танненбаум Э. Архитектура комп’ютера. 5-е изд. / Э. Танненбаум. – СПб.: Питер, 2007. – 844 с.

9. Поворознюк А. И. Архитектура компьютеров. Архитектура микропроцессорного ядра и системных устройств: Учеб. пособие. Ч.1. / А. И. Поворознюк. – Харьков: Торнадо, 2004. – 355 с.

10. Пятибратов А. П., Гудыно Л. П., Кириченко А. А. Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы: Учебно-методический комплекс. / А. П. Пятибратов, Л. П. Гудыно, А. А. Кириченко – М.: Изд. центр ЕАОИ. 2009. – 292 с.