Учреждение
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Тип файла
Курсовая
Тема
Проектирование спецкомпьютера
Преподаватель
Учебный год
2014
Оцени файл:
Голосов: 1
-0% down Вверх 100%
Скачать: Файл доступен зарегистрированным пользователям, которые поделились своей работой с другими участниками!
Регистрация
за 60 секунд



Скачать курсовую бесплатно на тему Проектирование спецкомпьютера по предмету Структурная и функциональная организация ЭВМ БГУИР
Вариант: 7
В архиве есть все чертежи (приложения): схема электрическая принципиальная и схема электрическая структурная.
Работа готова к защите.

СОДЕРЖАНИЕ
 
ВВЕДЕНИЕ 3
1. РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО
КОМПЬЮТЕРА 6
1.1. Анализ известных реализаций спецкомпьютеров, формирование
 требований к разрабатываемому компьютеру 6
1.2. Исследование арифметической функции, решаемой
 специализированным компьютером 8
1.3. Проектирование системы команд 12
1.4. Проектирование ЗУ микрокомпьютера 19
1.5. Разработка обобщенной структуры микроЭВМ на основе системы команд 23
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ
СХЕМЫКОМПЬЮТЕРА 28
2.1. Разработка схемы блока обработки данных 28
2.2. Разработка устройства управления 32
2.3. Разработка системы ввода-вывода данных 35
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО ИНТЕРФЕЙСА КОМПЬЮТЕРА 39
3.1. Включение системы прерываний в схему устройства управления
спецкомпьютера 39
3.2. Проектирование системы прямого доступа к памяти 40
4. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 42
4.1. Формат микрокоманды. Микропрограммная интерпретация команд
 компьютера 42
4.2. Разработка микропрограмм арифметических операций 51
4.3. Разработка служебного микропрограммного обеспечения 53
 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
ЛИТЕРАТУРА 60
 
Приложение А. Схема электрическая структурная
Приложение Б. Схема электрическая принципиальная


ВВЕДЕНИЕ
 
Проектированиекомпьютеров специального назначения является одной из важнейших задач, стоящих перед разработчиками цифровой аппаратуры. Основное назначение спецкомпьютеров  –  это отработка определенного класса алгоритмов в некоторой заданной проблемно-ориентированной области. В частности, большой класс вычислительных систем используется в блоках  управления механическими подвижными платформами в целях коррекции их  траектории движения. Эффективность решения нетривиальных задач при этом во  многом зависит от качества бортовых компьютеров и их программного обеспечения, входящих в состав управляемых объектов.
В  целом  процесс  проектирования  спецкомпьютера  определяется  условиями  применения  подвижной  платформы,  комплексом  алгоритмов, подлежащих  реализации  на  борту  носителя,  точностью  представления  входной  и выходной информации.
Как  правило,  функционирование  каждого  бортового  спецкомпьютера платформы  происходит не автономно, а в тесном взаимодействии с системами наземных стационарных или подвижных комплексов. Поэтому сложность разработки  структуры  и  программного  обеспечения  обычно  достаточно  велика и требует существенных материальных затрат.
Структурный анализ бортового компьютера позволяет выделить в нем следующие технические компоненты.
  1. Информационные  средства  или  датчики  первичной  информации, предназначенные для сбора данных об окружающей среде, объекте управления и взаимном расположении подвижных и стационарных систем.
  2. Линии   и схемы передачи данных,  осуществляющие связь  рассредоточенных  систем  и  исполнительных  механизмов  носителя  с  бортовым  компьютером, а также средства для надежной передачи управляющей информации в соответствии с принятым протоколом обмена.
  3. Вычислительные средства для обработки информации, принятия решений  и  формирования  команд  управления.  Эти  средства  занимают  центральное  место  в  системе  управления  и  определяют  всю  специфику  работы проектируемого  компьютера. В целом постоянное усложнение пользовательских  задач  и  алгоритмов  управления  определяет  и  постоянство  тенденцииусложнения  аппаратуры  и  программного  обеспечения.  В  связи  с  этим  на практике  все чаще  применяются  многомашинные вычислительные комплексы, а также мультипроцессорные системы, способные за короткий промежуток времени решить практически любую задачу.
  4. Исполнительные  механизмы,  предназначенные  для  отработки  команд  в  соответствии  с  условиями  применения  того  или  иного  подвижного объекта. К этим средствам относят: устройства,  напрямую  связанные с механической  коррекцией  положения  системы  в  пространстве  (микродвигатели, сельсины,  бесконтактные  переключатели  и  т.д.),  системы  индикации,  отображения, жизнеобеспечения и другие электромеханические модули.
В настоящее время основной принцип организации бортовых вычислительных  комплексов  в  управляющую  систему  базируется  на  иерархической подчиненности всех подсистем управляемой платформы одному из компьютеров верхнего  уровня.  При этом  протокол взаимодействия  устройств определяется условиями эксплуатации и назначением спецкомпьютера. Кроме того, каждая подсистема бортового комплекса  должна  функционировать автономно или включаться в состав системы при необходимости получения требуемой конфигурации вычислителя.
В общем случае практика проектирования спецкомпьютеров показала, что создание сложных управляющих систем представляет собой трудно формализуемую  задачу.  Вследствие  этого  проектирование  бортовых  компьютеров обычно  основывается на личном опыте инженерно-технического персонала, использовании экспертных систем и баз знаний, анализе и модернизации базовых компьютерных моделей.
В  общем случае  процесс проектирования специализированных систем управления является  сложной  задачей, трудоемкость решения которой достаточно велика даже  для  коллектива  квалифицированных  инженеров.  В  связи  с  этим  выполнение данной курсовой работы ориентировано  только  на изучение  принципов построения  компьютеров с неймановской базовой архитектурой, реализуемой на основе  четырех основных  подсистем:  блока  обработки  данных,  оперативной  памяти,  блока микропрограммного  управления,  подсистемы  ввода–вывода. 
Процесс  проектирования  спецкомпьютера  требует  базовых  знаний  по дисциплинам:  «Арифметические и логические основы ВТ», «Схемотехника», «Структурная и функциональная организация ЭВМ».