ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ по дисциплине «Организация ЭВМ, комплексов и систем» тема: «Устройство умножения троичных чисел»
All posts by admin
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Требуется сконструировать устройство умножения троичных чисел. Интерфейс, связывающий проектируемое устройство с ЭВМ –PCI. Разрядность входных данных — 16 бит. Разрядность выходного данного-32 бита.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТРОИЧНОГО ЧИСЛА
Представление троичного числа в ЭВМ, оперирующей двоичными числами, является довольно затруднительным. Чтобы уйти от этого проектировались специальные ЭВМ, у которых базовый формат данных был троичным. Это достигалось использованием специальных элементов памяти с третьим состоянием. Однако в нашем случае такое решение невозможно, так как мы жестко привязаны к ЭВМ с архитектурой IBM.
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РЕАЛИЗАЦИИ
При выборе метода реализации устройства следует учитывать требования к его работе: a) при выбранной схеме реализации устройство умножения должно выполнять обработку быстрее, чем центральный процессор б) схема должна быть экономичной.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Прием данных осуществляется по шине данных D. Она 16-х разрядная. Входные данные 16-ти разрядные, и при пересылке их между памятью ЭВМ и устройством умножения тот операнд, на который умножают (В) — множитель, передается первым, а тот, который умножают (А) – множимое, вторым. Так как результат перемножения представлен тридцатидвухразрядным числом, его приходится передавать за два цикла. Читать далее
ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СУММАТОР
Применять в проектируемом устройстве традиционные схемы суммирования весьма затруднительно, так как они построены для работы с двоичными числами. Конечно, можно переводить троичное число в двоичную форму, и в таком виде выполнять суммирование. Однако это потребовало бы слишком значительных аппаратных и временных затрат и подобное устройство не имело бы никаких преимуществ перед ЦП. Поэтому необходимо спроектировать Читать далее
УСТРОЙСТВО УМНОЖЕНИЯ ТРОИЧНЫХ ЧИСЕЛ (СБИС)
При построении устройства (см.) выбран широко известный метод умножения – циклическое суммирование. Для обмена данными с памятью ЭВМ используется интерфейс PCI. Устройство состоит из следующих функциональных частей: —Блок управления — – Это единая комбинационная схема. При проектировании разрабатывается алгоритм ее функционирования и временные диаграммы. Конкретная реализация зависит от технологии производителя. Управляется тактовым сигналом (CLK), сигналами Читать далее
СИГНАЛЫ СБИС
Все устройство, для удешевления производства и упрощения сборки предполагается изготовить в виде отдельной заказной микросхемы, группы сигналов которой представлены в таблице 1: Название группы Краткое описание группы PCI_SIGNALS Сигналы сопряжения с контроллером PcCard (#OE, #CLOCK, , #IOWR) см. Техническую документацию по PCI 1250A DMA_ SIGNALS Группа, организующая запросы на ПДП #WP и #INPACK (в зависимости Читать далее
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СБИС
Проектируемая СБИС состоит из следующих функциональных частей: — Блок управления c тактовым генератором; — Обрабатывающий блок; — Запоминающее устройство; — Блок обмена данными.
ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
При проектировании принципиальной схемы, учитывая анализ входных данных и требований к выполнению работы, базовой технологией выбора интегральных микросхем была выбрана ТТЛ, и в соответствии с этим был произведен выбор следующих элементов:
ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
Устройство умножения троичных чисел содержит следующие элементы (см. схему принципиальную): 1 PCI контроллер (DD1); 2 Заказную СБИС (DD2);
ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ
Конструктивно устройство умножения представляет плату, которая вставляется в слот платы расширения контроллер PcCard. Ограничение размера платы определяется размером корпуса и количеством и размещением шлейфов. Интерфейсный разъём устройства представляет собой печатный проводник, вставляемый в разъём платы расширения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте было разработано устройство перемножения троичных чисел. Для этого был разработан троичный сумматор.
Транспьютерная сеть
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ по дисциплине «Организация ЭВМ, комплексов и систем» тема: «Транспьютерная сеть»
Процессы транспьютера
Транспьютер имеет набор команд для управления процессами и микропрограммируемый планировщик процессов, который реализует исполнение процессов в режиме разделения времени. Процессы исполняются с двумя уровнями приоритета: · Высокоприоритетные процессы (уровень приоритета 0) · Низкоприоритетные процессы (уровень приоритета 1) Число процессов каждого уровня не ограничено.
ВЫБОР СТРУКТУРЫ УСТРОЙСТВА
Исходя из постановки задачи, к устройству предъявляются следующие требования: · Устройство должно являться самостоятельной функциональной единицей, управляемой посредством интерфейса компьютером IBM PC/AT. · Скорость вычислений данной сети по времени решения поставленной задачи должна превосходить время, решаемой на компьютере IBM PC/AT.
ТРАНСПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ
Транспьютерная сеть представляет собой набор кластеров, соединенных между собой посредством коммутаторов, находящихся на материнской плате (см. ПГУ.701.020.007.Э2). 3.1.1. Для обеспечения связи между материнской платой и компьютером используется интерфейс RS-232. Микросхема-драйвер является связующим звеном, на вход которого поступают сигналы RTS, RXD, TXD, DSR, и CTS с интерфейса, имеющие уровни интерфейса RS-232, а на выходе микросхемы-драйвера формируются Читать далее
ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
4.1. Микропроцессор ST20450 фирмы SGS-THOMSON MICROELECTRONICS содержит в себе: а) ЦПУ с сокращенным набором команд (RISC), имеющее быстродействие 32 MIPS на частоте 40 MHz; б) внутрикристальное ОЗУ (On-chip RAM) емкостью 16 Кбайт со скоростью обмена 160 Мбайт/сек; в) 32-разрядная шина памяти, позволяющая адресовать до 4 Гбайт внешней по отношению к кристаллу памяти и имеющая быстродействие Читать далее
Арбитр памяти
Арбитр памяти. Графическое обозначение данной микросхемы: Сигналы делятся на три группы:
ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ
Конструктивно спроектированное устройство состоит из 2 основных частей: материнской платы и слоты расширения, вставляемого в данную плату. Поэтому при рассмотрении выбора конструкции необходимо учесть параметры для обеих функциональных частей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проделанных теоретических исследований и работы над поставленной задачей была разработана функциональная схема материнской платы, а также принципиальная схема кластера. Данное устройство может применяться для построения транспьютерных сетей с большой вычислительной способностью. Такие сети используются там, где необходимо производить сложные математические вычисления. Основным преимуществом использования такой сети является декомпозирование основной вычислительной задачи на части, Читать далее
Кэшируемая флэш-память
Задание на курсовую работу по дисциплине: «Организация ЭВМ, комплексов и систем» на тему: «Кэшируемая флэш-память»
Введение
Компьютерные технологии в наше время развиваются очень стремительными темпами. Одним из направлений ее развития является развитие устройств и средств хранения информации. Данные разработки, прежде всего, ориентированы на увеличение скорость чтения и записи таких устройств. Так же в тени не остается и такой показатель, как емкость.
Анализ исходных данных
Требуется разработать схему кэшируемой флэш-памяти, которая бы обеспечивала относительно высокое быстродействие. Она должна сопрягаться с системным интерфейсом Peripheral Component Interconnect (шина взаимодействия периферийных компонентов) (PCI) персонального компьютера фирмы IBM . Способ ввода-вывода — программный. Организация кэш-памяти – ассоциативная по множеству. Размер кэшируемой флэш-памяти должен быть 16 Мбайт. Устройство должно быть целевым устройством при чтении и Читать далее
Структура устройства кэшируемой флэш-памяти
В данном устройстве требуется реализовать кэш-память. Организация кэш-памяти была задана – ассоциативная по множеству. Требовалось выбрать еще два параметра: стратегию кэширования и стратегию замещения. Существует три различные стратегии, определяющие дальнейшие действия кэш-контроллера: сквозная запись, отложенная запись (обратное копирование) и запись с размещением. Первые две стратегии относятся к случаю кэш-попадания, последняя – к ситуации кэш-промаха.
Устройство кэш-контроллера
Структурно в кэш-контроллер входят следующие блоки: · память тэгов; · компаратор тэгов; · шифратор;
Режим ожидания прихода команд
Во время адресной фазы цикла обмена, которая определяется комбинационной схемой KS1 (таблица истинности которой описана в табл. 3.1), в регистр RG_адреса записывается адрес, по которому будет происходить обращение. С регистра RG_адреса адрес попадает на схему определения присутствия данных находящихся по данному адресу в кэш-памяти (работа схемы описана ниже). Также во время адресной фаза цикла обмена Читать далее
Динамика состояния при кэш-попадании и команде чтения
Адрес, записанный в RG_адреса подается на схему определения кэш-попадания. Он делится на 3 части. Одна часть адреса (разряды от 0 до 10) через мультиплексор MX1, подается на память тэгов SRAM. Вторая часть адреса (разряды от 11 до 19) одновременно подается на компаратор тэгов CMP и как часть адреса на шинный формирователь BD6, который по управляющему Читать далее
Выбор технологии изготовления микросхемы кэш-контроллера
В качестве основного элемента устройства используется микросхема, выполняемая по заказу, на принципиальной схеме обозначено как К1700ВТ1А. В качестве технологии, на основе которой, будет изготовлена данная микросхема, наиболее оптимально выбрать КМОП, так как эта технология имеет следующие достоинства: высокую степень интеграции, низкое энергопотребление.
Описание принципиальной схемы кэшируемой флэш-памяти
Данное устройство содержит следующие элементы (см. схему электрическую принципиальную ПГУ.701078.003 Э3): 1. микросхема сопряжения с интерфейсом PCI (DD1) [4]; 2. микросхема кэш-контроллера (DD2); 3. микросхемы флэш-памяти (DD3, DD4, DD5, DD6); 4. микросхема SRAM (DD7).
