­­­Министерство образования и науки Кыргызской Республики Кыргызский Государственный Технический Университет им. И. Раззакова

Факультет Информационных Технологий Кафедра «Информатики и вычислительной техники»

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

По дисциплине: «Аппаратные средства вычислительной техники»

На тему: «Разработка RISC процессора с микропрограммным устройством управления»

2018 г.

Содержание

ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ 2

1. Техническое задание на курсовое проектирование 2

   1. Цели курсового проектирования 2

   2. Задачи курсового проектирования 2

   3. Необходимые технические и программные средства 2

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 3

2. 1. Организация компьютерных систем 3

   2. Устройство процессора(классическая архитектура ЭВМ) 3

   3. Обзор существующих архитектур 6

   4. Принципы проектирования процессоров 7

   5. Система команд процессора 8

   6. Организация устройств процессора 10

ГЛАВА 3. ИССЛЕДУЕМЫЕ УСТРОЙСТВА 13

1. . Обзор архитектуры MIPS 13

ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 15

4. 1. Описание устройства 15

   2. Этапы проектирования 16

      1. Описание формата и точного набора инструкций 16

      2. Разработка комбинационных и последовательных блоков процессора 18

      3. Разработка операционного устройства 20

      4. Разработка устройства управления 22

   3. Временные диаграммы 24

   4. Расчет быстродействия устройства 25

ГЛАВА 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26

5. 1. Список литературы 26

   2. Структурные схемы устройства (формат A1)

Глава 1. Введение

ЭВМ получили широкое распространение, начиная с 50-х годов. Прежде это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в государственных учреждениях и крупных фирмах. Размеры и форма цифровых ЭВМ неузнаваемо изменились в результате разработки новых устройств, называемых микропроцессорами.

Микропроцессор (МП) - это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов.

В 1970 году Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ - первый микропроцессор Intel-4004, который уже в 1971 году был выпущен в продажу.

15 ноября 1971 г. можно считать началом новой эры в электронике. В этот день компания приступила к поставкам первого в мире микропроцессора Intel 4004.

Это был настоящий прорыв, ибо МП Intel-4004 размером менее 3 см был производительнее гигантской машины ENIAC. Правда работал он гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации (процессоры больших ЭВМ обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но и стоил первый МП в десятки тысяч раз дешевле.

1. Техническое задание на курсовое проектирование

1. Цели курсового проектирования

Главными целями курсовой работы являются:

• Закрепление теоретических знаний в области архитектуры ЭВМ и аппаратных средств современных компьютерных систем;

• Проектирование и разработка процессора с собственным набором команд и микроархитектурой;

• Получение практических навыков разработки цифровых устройств с использованием программного инструмента Logisim.