Elaborarea unității de comandă a calculatorului specializat

Prezentul proiect de an are ca obiectiv consoliderea cunoştinţelor noastre, acumulate în cadrul cursului „Circuite Integrate Digitale”, acumularea obişnuinţelor practice de proiectare şi elaborare pe baza porţilor logice şi a circuitelor logice ale sistemelor digitale.

Tematica proiectului de an se referă la proiectarea unităţii de comandă a calculatorului specializat. Unitatea de comandă este destinată generării semnalelor de comandă pentru toate componentele calculatorului într-o ordine stabilită de algoritmul de rezolvare a problemei specificate

Unitatea de comandă constă din mai multe elemente funcţinale, din care cauza proiectul de an poate fi împărtit în mai multe componente, care la rîndul lor se referă la proiectarea elementului funcţional dat.

Părţile componente ale proiectului de an sunt:

1. Proiectarea secvenţiatorului, care include:

a) Proiectarea numărătorului;

b) Proiectarea convertorului de cod.

c) Proiectarea circuitului de verificare a numărătorului;

2. Specificarea matricei logice programabile (PLA).

3. Specificarea comparatorului.

4. Elaborarea blocului de registre.

5. Evaluarea parametrilor tehnici şi statici.

Memoriul explicativ dat prezintă fiecare etapă de lucru, metodele şi materialele utilizate la elaborarea proiectului de an.

Memoriul deasemenea conţine materilalul teoretic selectat din bibliografie şi alte surse şi rezultatele obţinute în procesul proiectării unităţii de comandă a calculatorului specializat. În memoriul explicativ sunt reprezentate grafic şi analitic sintezele fiecărui bloc funcţional, sunt evaluate caracteristicile şi performanţele, principiile de funcţionare a fiecărui bloc funcţional în parte şi a unităţii de comandă în ansamblu.

Specificarea variantei

Vom proiecta unitatea de comandă a calculatorului specializat conform următoarei variante (18):

- numărătorul se va proiecta în codul 2421, folosind bistabile de tip D;

- în calitate de matrice logică programată vom folosi circuitul integrat K556PT2;

- pentru sinteza registrului de 2 biţi vom folosi circuitul integrat K155TB1;

- în calitate de registre RGl ,RG2 şi RG3 vom folosi registre KP531ИP19;

- daca numarul binar format de Y1 si Y2 e mai mare ca conţinutul registrului RCDT,atunci Y3-Y10 se vor transfera în registru RG2, în caz contrar în RG3;

- sinteza elementelor funcţionale se va face în baza elementelor logice ŞI-NU.

Prefaţă

Unitatea de comandă generează un program A = (a1, a2, ..., ai, ..., aN), unde N - numărul de instrucţiuni în program, ai – numărul instrucţiunii memorată in PLA. Aceste instrucţiuni servesc ca informaţie de intrare pentru PLA.Informaţia memorată într-un PLA cu patru intrări şi zece ieşiri, funcţional se descrie de sistemul:

Y1=Mi1(m1,i1, m2,i1, ..., mk1,i1,)

Y2=Mi2(m1,i2, m2,i2, ..., mk2,i2,)

Y10=Mi10(m1,i10, m2,i10, ..., mk10,i10,)

unde Mij - mulţimea numerelor de mintermi (mk,ij,) incluşi în funcţia Yj, realizată de PLA.

Y1-Y10 formează linia de instrucţiune care are următorul format:

Yl Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 YI0

Cod de direcţionare a transferului Adresa primului operand Adresa operandului al doilea

fig.1 Schema de structură a unităţii de comandă

Într-un calculator (microprocesor sau microcalculator) unitatea de comandă generează semnale de comandă pentru activarea secvenţială a tuturor elementelor interne. În linii mari, activitatea unităţii centrale constă în următoarele faze majore: citeşte din memorie codul instructiunii de executat, îl decodifică. Înţelegînd semnificaţia codului citit, programează toate activităţile interne şi externe pentru a duce la bun sfîrşit comanda primită.

Generatorul de numere G – secvenţiatorul , din momentul activării lui de semnalul de tact, generează la ieşirea sa un număr care este aplicat la bornele de intrare ale PLA. Fiecărui număr de intrare îi va corespunde o instrucţiune la ieşirea PLA. Această instrucţiune se memorează temporar