🌷1. Цель прохождения уровней.

🌼Уровень 1: Разработка декодера инструкций MIPS

(1) Понять основные концепции декодирования инструкций;

(2) Декодировать 32-битное командное слово MIPS в различные сигналы декодирования команд.

🌼Уровень 2: Логика поиска записей микропрограммы одношинного ЦП

(1) Понять основные принципы ветвления микропрограмм в микропрограммных контроллерах;

(2) Разработать и реализовать логику поиска записей микропрограммы.

🌼Уровень 3: Логика теста условной дискриминации микропрограммы с одной шиной ЦП

(1) Понять основные принципы ветвления микропрограмм в микропрограммных контроллерах;

(2) Разработать и реализовать логику дискриминантного теста.

🌼Уровень 4: Разработка микропрограммного контроллера одношинного ЦП.

(1) Понять основные принципы микропрограммных контроллеров;

(2) Спроектировать и внедрить микропрограммный контроллер.

🌼Уровень 5: Проектирование одношинного ЦП с использованием микропрограмм.

(1) Понять основные принципы одношинной структуры ЦП;

(2) Проектирование и реализация могут быть основаны на ЦП с одной шиной на базе микропрограммного контроллера, так что программа MIPS может работать на структуре с одной шиной и, в конечном итоге, может быть запущена простая программа сортировки sort-5.hex. .

🌼Уровень 6: Разработка конечного автомата современного последовательного проводного контроллера.

(1) Понять основные принципы проектирования аппаратных контроллеров в современных последовательных системах;

(2) Спроектируйте и реализуйте модуль конечного автомата основного компонента проводного контроллера.

🌼Уровень 7: Разработка современного последовательного аппаратного контроллера

(1) Понимать принципы проектирования проводных контроллеров в современных последовательных системах;

(2) Разработать и внедрить современные последовательные аппаратные контроллеры.

🌷2. Решающий уровень контент.

🌼Уровень 1: Разработка декодера инструкций MIPS

Функциональные модули, такие как компараторы, используются для декодирования 32-битных командных слов MIPS для генерации сигналов декодирования инструкций, таких как LW, SW, BEQ, SLT, ADDI и OtherInstr. Декодер инструкций является основным функциональным компонентом контроллера. Он отвечает за преобразование слов инструкций в сигналы декодирования инструкций. Каждый сигнал декодирования инструкций представляет собой конкретную инструкцию.

🌼Уровень 2: Логика поиска записей микропрограммы одношинного ЦП

Рисунок 5.3-1

Спроектируйте приведенную выше схему для генерации 5-битного адреса записи микропрограммы на основе сигнала декодирования инструкций.

🌼Уровень 3: Логика теста условной дискриминации микропрограммы с одной шиной ЦП

Сгенерируйте сигналы мультиплексирования для последующих адресов на основе дискриминантного тестового поля и информации условной обратной связи в слове микрокоманды, требуя реализации соответствующей комбинационной логики.

🌼Уровень 4: Разработка микропрограммного контроллера одношинного ЦП.

Улучшите структуру микропрограммы, показанную на рисунке ниже, правильно подключите логику поиска записей микропрограммы, логику проверки дискриминации, управляющую память и другие компоненты, чтобы реализовать основной путь данных контроллера микропрограммы, спроектируйте микропрограмму и загрузите ее в управляющую память.

Рисунок 5.3-2

Проект микропрограммы может быть сгенерирован автоматически путем заполнения таблицы автоматического формирования микропрограммы в файле EXCEL №3.

🌼Уровень 5: Проектирование одношинного ЦП с использованием микропрограмм.

После прохождения всех предыдущих экспериментальных уровней проведите финальную совместную отладку на этом уровне для тестирования программы сортировки. Загрузите программу sort-5.hex в ОЗУ, ctrl+k запустится автоматически. Программа должна запуститься до такта 0xbbb и остановиться. Количество инструкций равно 251. Обратите внимание, что последняя инструкция — это инструкция перехода beq, которая выполняет возврат. к текущей инструкции для продолжения выполнения. Да Бесконечный цикл.

🌼Уровень 6: Разработка конечного автомата современного последовательного проводного контроллера.

Используйте соответствующие знания о цифровых логических схемах для разработки модуля конечного автомата основного компонента современной последовательной аппаратной проводки. Фактический конечный автомат выглядит следующим образом:

Рисунок 5.3-3

Заполните лист Excel № 5 в соответствии с диаграммой состояний и автоматически сгенерируйте логическое выражение подсостояния, а затем автоматически сгенерируйте схему в logisim.

Рисунок 5.3-4

🌼Уровень 7: Разработка современного последовательного аппаратного контроллера

После реализации декодирования инструкций и современных модулей последовательного конечного автомата интеграция проводного контроллера наконец реализована, и подключение каркаса проводного контроллера завершено. Обратите внимание, что комбинированная логика проводного контроллера не выполняется. необходимо заменить непосредственно на управляющую память микропрограммного контроллера.

🌷3. Шаги для прохождения уровня.

🌼Уровень 1: Разработка декодера инструкций MIPS

Рисунок 5.3-5

🌼Уровень 2: Логика поиска записей микропрограммы одношинного ЦП

Рисунок 5.3-6

🌼Уровень 3: Логика теста условной дискриминации микропрограммы с одной шиной ЦП

Рисунок 5.3-7

🌼Уровень 4: Разработка микропрограммного контроллера одношинного ЦП.

Рисунок 5.3-8

🌼Уровень 5: Проектирование одношинного ЦП с использованием микропрограмм.

Рисунок 5.3-9

🌼Уровень 6: Разработка конечного автомата современного последовательного проводного контроллера.

Рисунок 5.3-10 Часть первая

Рисунок 5.3-11 часть вторая

Рисунок 5.3-12 часть третья

Рисунок 5.3-13 Часть 4

Рисунок 5.1-14 Часть 5

🌼Уровень 7: Разработка современного последовательного аппаратного контроллера

Рисунок 5.3-15

🌷4. Краткое описание прорыва уровня.

🌼Уровень 1: Разработка декодера инструкций MIPS

1. Вам необходимо обратить внимание на то, соответствует ли рамка выводов тестируемой схемы предыдущему рисунку. Регулировка выводов приведет к изменению интерфейса корпуса тестируемого компонента, в противном случае тест не будет проходить нормально;

2. Проверьте, соответствует ли внешний вид подсхемы проверяемой схемы, то есть корпуса, предыдущему изображению, положению контактов, последовательности контактов, количеству контактов и т. д. Эта разница также приведет к провалу теста. .

🌼Уровень 2: Логика поиска записей микропрограммы одношинного ЦП

1. Оформление таможенного оформления: Откройте лист Excel №3, заполните входной адрес микропрограммы, и вторая форма автоматически сформирует выражения;

2. Вам нужно внимательно относиться к заполнению формы, просто проверяйте ее чаще и вы, как правило, не допустите ошибок.

🌼Уровень 3: Логика теста условной дискриминации микропрограммы с одной шиной ЦП

Идея прохождения уровня аналогична второму уровню. Откройте лист Excel №4, заполните входной адрес микропрограммы и автоматически сгенерируйте выражения.

🌼Уровень 4: Разработка микропрограммного контроллера одношинного ЦП.

Идея прохождения уровня аналогична второму уровню. Откройте лист Excel №4, заполните входной адрес микропрограммы и автоматически сгенерируйте выражения.

🌼Уровень 5: Проектирование одношинного ЦП с использованием микропрограмм.

1. Конструкция оформления: протестируйте процедуру сортировки. Загрузите программу sort-5.hex в ОЗУ и автоматически запустите ctrl+k. Программа должна запуститься до такта 0xbbb и остановиться. Количество инструкций равно 251. Обратите внимание, что последняя инструкция является инструкцией перехода beq и вернется к исходной строке. текущая инструкция для продолжения выполнения.

🌼Уровень 6: Разработка конечного автомата современного последовательного проводного контроллера.

1. Очистить таможнюдизайн：Заполните лист Excel № 5 в соответствии с диаграммой состояний и автоматически сгенерируйте логическое выражение подсостояния, а затем автоматически сгенерируйте схему в logisim.

2. Пожалуйста, внимательно заполняйте форму и проверяйте ее несколько раз.

🌼Уровень 7: Разработка современного последовательного аппаратного контроллера

1. Конструкция таможенного оформления: Завершите подключение к корпусу проводного контроллера. Обратите внимание, что логика комбинации проводного контроллера не требует прямой замены управляющей памятью микропрограммного контроллера.

2. Обратите внимание, что тактовый триггер представляет собой триггер по заднему фронту, тогда как триггер по нарастающему фронту будет выводить повторно.