235 lines
8.8 KiB
TeX
235 lines
8.8 KiB
TeX
\documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article}
|
||
\usepackage[a4paper,left=2cm,right=1cm,top=2cm,bottom=2cm]{geometry}
|
||
|
||
\usepackage{polyglossia}
|
||
\setmainlanguage{russian}
|
||
\PolyglossiaSetup{russian}{indentfirst=true}
|
||
|
||
\usepackage{fontspec}
|
||
\defaultfontfeatures{Mapping=tex-text}
|
||
|
||
\setmainfont{Times New Roman}
|
||
\setromanfont{Times New Roman}
|
||
\setsansfont{Arial}
|
||
\setmonofont{Courier New}
|
||
|
||
\usepackage{amsmath}
|
||
\newfontfamily{\cyrillicfont}{Times New Roman}
|
||
\newfontfamily{\cyrillicfontrm}{Times New Roman}
|
||
\newfontfamily{\cyrillicfonttt}{Courier New}
|
||
\newfontfamily{\cyrillicfontsf}{Arial}
|
||
|
||
\usepackage{graphicx}
|
||
\graphicspath{{img/}}
|
||
|
||
\usepackage{float}
|
||
\floatstyle{plaintop}
|
||
\restylefloat{table}
|
||
\usepackage{makecell}
|
||
\usepackage[table]{xcolor}
|
||
|
||
\begin{document}
|
||
|
||
\begin{titlepage}
|
||
\begin{center}
|
||
\begin{large}
|
||
Национальный исследовательский ядерный университет <<МИФИ>> \\
|
||
\vspace{0.25cm}
|
||
Институт интеллектуальных кибернетических систем \\
|
||
\vspace{0.25cm}
|
||
Кафедра №12 <<Компьютерные системы и технологии>>
|
||
\end{large}
|
||
|
||
\vspace*{1cm}
|
||
|
||
\begin{figure}[H]
|
||
\centering
|
||
\begin{minipage}[c]{0.2\textwidth}
|
||
\includegraphics[width=\textwidth]{logo_university}
|
||
\end{minipage}
|
||
\hfill
|
||
\begin{minipage}[c]{0.1\textwidth}
|
||
\includegraphics[width=\textwidth]{logo_institute}
|
||
\end{minipage}
|
||
\hfill
|
||
\begin{minipage}[c]{0.3\textwidth}
|
||
\includegraphics[width=\textwidth]{logo_department}
|
||
\end{minipage}
|
||
\end{figure}
|
||
|
||
\vspace{4cm}
|
||
|
||
\begin{huge}
|
||
\textbf{Курсовой проект}
|
||
\end{huge}
|
||
|
||
\begin{large}
|
||
\textbf{<<Проектирование процессора>>}
|
||
\end{large}
|
||
|
||
\vfill
|
||
|
||
\begin{flushright}
|
||
\begin{tabular}{ r l }
|
||
\textbf{Cтудент:} & Литвинов В.\,А. \\
|
||
\textbf{Группа:} & Б23-503 \\
|
||
\textbf{Преподаватель:} & Ядыкин И.\,М. \\
|
||
\end{tabular}
|
||
\end{flushright}
|
||
|
||
Москва --- 2025/2026
|
||
\end{center}
|
||
\end{titlepage}
|
||
|
||
\setcounter{page}{2}
|
||
\tableofcontents
|
||
\newpage
|
||
|
||
\section{Проектирование блока операций}
|
||
\subsection{Примеры и алгоритмы выполнения операций}
|
||
\subsubsection{Алгоритм операции УМНОЖЕНИЕ}
|
||
Умножение выполняется по алгоритму умножения с младших разрядов множителя и сдвигом суммы частичных произведений вправо с одним корректирующим шагом. Данный алгоритм при представлении сомножителей в прямом коде можно выразить следующей формулой:
|
||
|
||
$$[A]_{\text{п}} = a_3, a_2 a_1 a_0$$
|
||
|
||
\begin{equation}
|
||
[A]_{\text{п}} \cdot [B]_{\text{п}}=(..((0 + A \cdot b_0) \cdot p^{-1} + A \cdot b_1) \cdot p^{-1} + ... + A \cdot b_{n-1}) \cdot p^{3}
|
||
\end{equation}
|
||
|
||
\begin{figure}[H]
|
||
\centering
|
||
\begin{minipage}{0.3\textwidth}
|
||
\centering
|
||
\makecell[l]{
|
||
Пример 1: \\
|
||
$[\mathrm{A}]_\mathrm{п} = 0.111 = 7$\\
|
||
$[\mathrm{B}]_\mathrm{п} = 0.111 = 7$\\
|
||
$\mathrm{Зн} = 0 \oplus 0 = 0$\\
|
||
$[\mathrm{A}*\mathrm{B}]_\mathrm{п} = 0.0110001 = 49$
|
||
}
|
||
\end{minipage}
|
||
\begin{minipage}{0.69\textwidth}
|
||
\centering
|
||
\begin{tabular}{c|c|c|c|c|c|c|c|c|c}
|
||
& & 0 & 1 & 1 & 1 & & & & \makecell[l]{RA} \\
|
||
& & 0 & 1 & 1 & 1 & & & & \makecell[l]{RB}\\ \hline
|
||
& 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \makecell[l]{RR = 0} \\
|
||
$b_0 = 1$ & & 0 & 1 & 1 & 1 & & & & \makecell[l]{RA} \\ \hline
|
||
& 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & \makecell[l]{RR} \\
|
||
& 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & 0 & 0 & \makecell[l]{RR >> 1} \\
|
||
$b_1 = 1$ & & 0 & 1 & 1 & 1 & & & & \makecell[l]{RA} \\ \hline
|
||
& 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & \makecell[l]{RR} \\
|
||
& 0 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & \makecell[l]{RR >> 1} \\
|
||
$b_2 = 1$ & & 0 & 1 & 1 & 1 & & & & \makecell[l]{RA} \\ \hline
|
||
& 0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & \makecell[l]{RR} \\
|
||
$\mathrm{Знак}$&\cellcolor{lightgray}0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & \makecell[l]{RR >> 1}
|
||
\end{tabular}
|
||
\end{minipage}
|
||
\end{figure}
|
||
|
||
\begin{figure}[H]
|
||
\centering
|
||
\begin{minipage}{0.3\textwidth}
|
||
\centering
|
||
\makecell[l]{
|
||
Пример 2: \\
|
||
$[\mathrm{A}]_\mathrm{п} = 0.111 = 7$\\
|
||
$[\mathrm{B}]_\mathrm{п} = 1.101 = -5$\\
|
||
$\mathrm{Зн} = 1 \oplus 0 = 1$\\
|
||
$[\mathrm{A}*\mathrm{B}]_\mathrm{п} = 1.0100011 = -35$
|
||
}
|
||
\end{minipage}
|
||
\begin{minipage}{0.69\textwidth}
|
||
\centering
|
||
\begin{tabular}{c|c|c|c|c|c|c|c|c|c}
|
||
& & 0 & 1 & 1 & 1 & & & & \makecell[l]{RA} \\
|
||
& & 1 & 1 & 0 & 1 & & & & \makecell[l]{RB}\\ \hline
|
||
& 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \makecell[l]{RR = 0} \\
|
||
$b_0 = 1$ & & 0 & 1 & 1 & 1 & & & & \makecell[l]{RA} \\ \hline
|
||
& 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & \makecell[l]{RR} \\
|
||
& 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & 0 & 0 & \makecell[l]{RR >> 1} \\
|
||
$b_1 = 0$ & \multicolumn{8}{c}{\text{пропуск такта суммирования}} & \\ \hline
|
||
& 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & 0 & 0 & \makecell[l]{RR} \\
|
||
& 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & 0 & \makecell[l]{RR >> 1} \\
|
||
$b_2 = 1$ & & 0 & 1 & 1 & 1 & & & & \makecell[l]{RA} \\ \hline
|
||
& 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 0 & \makecell[l]{RR} \\
|
||
$\mathrm{Знак}$&\cellcolor{lightgray}1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & \makecell[l]{RR >> 1}
|
||
\end{tabular}
|
||
\end{minipage}
|
||
\end{figure}
|
||
|
||
\newpage
|
||
\begin{figure}[H]
|
||
\centering
|
||
Представим рассмотренный метод умножения в виде схемы алгоритма \\
|
||
\begin{minipage}[t]{\textwidth}
|
||
\centering
|
||
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{bo-mut}
|
||
\caption{Блок схема умножения}
|
||
\label{bo-mut}
|
||
\end{minipage}
|
||
\end{figure}
|
||
|
||
\subsubsection{Проверка бита с установкой его в единицу}
|
||
Операция проверяет бит в RB по адресу из RA, устанавливает флаг CF, если значение бита в операнде 1, значение бита в операнде устанавливается в 1
|
||
|
||
\begin{figure}[H]
|
||
\centering
|
||
\makecell{
|
||
Пример 1: \\
|
||
$RA = 0000$ \\
|
||
$RB = 0001$ \\
|
||
$CF = 1$ \\
|
||
$RB = 0001$
|
||
}
|
||
\makecell{
|
||
Пример 2: \\
|
||
$RA = 0001$ \\
|
||
$RB = 0001$ \\
|
||
$CF = 0$ \\
|
||
$RB = 0011$
|
||
}
|
||
\makecell{
|
||
\begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
|
||
\centering
|
||
\includegraphics[width=\textwidth]{bo-set}
|
||
\caption{Блок схема проверки бита с установкой в единицу}
|
||
\label{bo-set}
|
||
\end{minipage}
|
||
}
|
||
\end{figure}
|
||
|
||
\newpage
|
||
\subsection{Функциональная схема блока операций}
|
||
Функциональная схема блока операций представлена на рис. \ref{bo-func}
|
||
|
||
\begin{figure}[H]
|
||
\centering
|
||
\begin{minipage}[t]{\textwidth}
|
||
\centering
|
||
\includegraphics[width=\textwidth]{bo-func}
|
||
\caption{Блок схема умножения}
|
||
\label{bo-func}
|
||
\end{minipage}
|
||
\end{figure}
|
||
|
||
В таблице \ref{bo-table} приведены все элементы функциональной схемы блока операций
|
||
\begin{figure}[H]
|
||
\centering
|
||
\begin{minipage}[t]{\textwidth}
|
||
\centering
|
||
\begin{tabular}{|p{0.1\textwidth}|p{0.4\textwidth}|p{0.4\textwidth}|}
|
||
Обознач & Назначение УМНОЖЕНИЕ & ПРОВЕРКА БИТА \\ \hline
|
||
RA & Регистр 1-го операнда, 4 разряда, множимое, параллельная загрузка, хранение & позиция бита, параллельная загрузка \\ \hline
|
||
RB & Регистр 2-го операнда, 4 разряда, множитель, параллельная загрузка, хранение & регистр данных, параллельная загрузка \\ \hline
|
||
RR & Регистр результата, 8 разрядов, параллельная загрузка, хранение, сдвиг вправо на 1 разряд & новое значение регистра RB, 4 разряда, параллельная загрузка, хранение \\ \hline
|
||
RPR & & Регистр флага CF, 1 разряд, параллельная загрузка, хранение \\ \hline
|
||
& &
|
||
\end{tabular}
|
||
\caption{Элементы функциональной схемы}
|
||
\label{bo-table}
|
||
\end{minipage}
|
||
\end{figure}
|
||
|
||
\end{document}
|