Χριστοφορίδης Ιωάννης Ραφαήλ 368



Σχετικά έγγραφα
Γενική οργάνωση υπολογιστή «ΑΒΑΚΑ»

Μάθημα 8: Επικοινωνία Συσκευών με τον Επεξεργαστή

Μάθημα 3.8 Τεχνικές μεταφοράς δεδομένων Λειτουργία τακτικής σάρωσης (Polling) Λειτουργία Διακοπών DMA (Direct Memory Access)

ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΟΙ ΜΕΤΡΗΤΕΣ

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ AVS XTREAM 6 XTREAM 32 XTREAM 64

ΖΥΓΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ UNI-3 ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο Διάλεξη 8 η : Μηχανές Πεπερασμένων Κaταστάσεων σε FPGAs

Ηλεκτρολόγοι Μηχανικοί ΕΜΠ Λογική Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης Θέμα 1ο (3 μονάδες)

ΗΜΥ211 Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής

Στο σχήμα 4.1 δίνεται μια μονάδα επεξεργασίας δεδομένων σταθερής υποδιαστολής που εκτελεί κάθε μια από τις κάτωθι εντολές σε όσους κύκλους απαιτείται.

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΡΑΓΚΙΑΟΥΡΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Λειτουργίες

Ακολουθιακά Κυκλώµατα. ΗΜΥ 210: Λογικός Σχεδιασµός, Εαρινό Εξάµηνο Ακολουθιακά Κυκλώµατα (συν.) Ακολουθιακή Λογική: Έννοια

Projects στο Εργαστήριο Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών Version 2 Ισχύει από Φεβρουάριο 2009

Εργαστηριακή Άσκηση 4: Ιεραρχική σχεδίαση και προσχεδιασμένοι πυρήνες

Ολοκληρωμένα Κυκλώματα

Σελίδα 1 από 11. Απαντήσεις στο φυλλάδιο 57 Ερώτηση: 1 η : Οι ακροδέκτες αυτοί χρησιµοποιούνται για:

Βασικές Έννοιες της Πληροφορικής

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ HMEΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ ΤΕΤΑΡΤΗ 19 ΙΟΥΝΙΟΥ 2019 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Προγραμματισμός με Logo στο MicroWorlds Pro

Μάθημα 3.2: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Ελίνα Μακρή

ΠΛΗ10 Κεφάλαιο 2. ΠΛH10 Εισαγωγή στην Πληροφορική: Τόμος Α Κεφάλαιο: : Αριθμητική περιοχή της ALU 2.5: Κυκλώματα Υπολογιστών

7 η Θεµατική Ενότητα : Καταχωρητές, Μετρητές και Μονάδες Μνήµης

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Γ ΕΠΑΛ 14 / 04 / 2019

ΖΥΓΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ BC-4000 ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ

Ακολουθιακό κύκλωμα Η έξοδος του κυκλώματος εξαρτάται από τις τιμές εισόδου ΚΑΙ από την προηγούμενη κατάσταση του κυκλώματος

ΑΠΟ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΤΩΝ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7-8 (ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ & ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΕΣ)

ΘΕΜΑΤΑ & ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ

ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ISO 9001 :

Τοποθετήστε τη δισκέτα στο drive B και σε περιβάλλον MS-DOS πληκτρολογήστε: B:

Θέμα 1ο (3 μονάδες) Υλοποιήστε το ακoλουθιακό κύκλωμα που περιγράφεται από το κατωτέρω διάγραμμα

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Καταχωρητές και Μετρητές 2. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

ε. Ένα κύκλωμα το οποίο παράγει τετραγωνικούς παλμούς και απαιτείται εξωτερική διέγερση ονομάζεται ασταθής πολυδονητής Λ

Σχεδίαση υψηλών επιδόσεων pipelining παράλληλη επεξεργασία

ΗΜΥ 210 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ΔΙΑΛΕΞΗ 15: Καταχωρητές (Registers)

ΠΛΗ10 Κεφάλαιο 2. ΠΛΗ10 Εισαγωγή στην Πληροφορική: Τόμος Α Κεφάλαιο: 2 2.1: Bασική Δομή του Υπολογιστή

Εισαγωγή στην πληροφορική

Ακολουθιακό κύκλωμα Η έξοδος του κυκλώματος εξαρτάται από τις τιμές εισόδου ΚΑΙ από την προηγούμενη κατάσταση του κυκλώματος

Ηλεκτρολόγοι Μηχανικοί ΕΜΠ Λογική Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης 2017

Ψηφιακά Συστήματα. 8. Καταχωρητές

ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Λειτουργίες

ΨΗΦΙΑΚΗ ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ

ΑΣΚΗΣΗ 10 ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

CLK CLK D Q D Q. Όταν η είσοδος αλλάζει μέσα D στο παράθυρο δειγματοληψίας Q η έξοδος μπορεί να γίνει

Μάθημα 5: Χαρακτηριστικά της Κ.Μ.Ε.

Μάθημα 3: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Εγχειρίδιο λειτουργίας

Εγχειρίδιο χρήσης του Άβακα

ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΙ ΜΕΤΡΗΤΕΣ

Πανεπιστήμιο Πατρών. Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ψηφιακή Σχεδίαση

ΠΛΗΚΤΡΟΛΟΓΙΟ. Η ελληνική διάταξη πλήκτρων είναι η παρακάτω (δεν υπάρχουν άλλες διατάξεις για το ελληνικό αλφάβητο):

Behavioral & Mixed VHDL Architectures Finite State Machines in VHDL

ΗΜΥ Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

Ολοκληρωμένα Κυκλώματα - Φθινόπωρο 2014 Γ. Δημητρακόπουλος. Εργαστηριακή άσκηση 2

Πίνακας περιεχομένων. Γενικές υποδείξεις. Περιγραφή. Πληροφορίες. Λειτουργία

ΟΔΗΓΙΕΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ Φ.Π.Α - ΤΜΗΜΑΤΩΝ

Απαριθμητές (Ασύγχρονοι Σύγχρονοι, Δυαδικοί Δεκαδικοί)

Περίληψη. ΗΜΥ-210: Λογικός Σχεδιασµός Εαρινό Εξάµηνο Παράδειγµα: Καταχωρητής 2-bit. Καταχωρητής 4-bit. Μνήµη Καταχωρητών

ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ ΟΛΙΣΘΗΤΕΣ

Λεπτομέριες τοιχοποιίας Σχεδίαση κάτοψης

ΤΡΑΠΕΖΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΕΠΟΠΤΕΙΑΣ ΠΙΣΤΩΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Μετρητής Ριπής ΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ. Αναφορά 9 ης. εργαστηριακής άσκησης: ΑΦΡΟΔΙΤΗ ΤΟΥΦΑ Α.Μ.:

Συνοπτικός Οδηγός Χρήσης του MySQL Workbench

Μάθημα 4: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

26-Nov-09. ΗΜΥ 210: Λογικός Σχεδιασμός, Χειμερινό Εξάμηνο Καταχωρητές 1. Διδάσκουσα: Μαρία Κ. Μιχαήλ

ΗΥ220 Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωµάτων Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών Χειµερινό Εξάµηνο

Σχεδίαση της Μονάδας Ελέγχου

Προγραμματισμός Διαχείρισης Συστημάτων Ι

Λειτουργικά Συστήματα (ΗΥ321)

Microsoft Excel Κεφάλαιο 1. Εισαγωγή. Βιβλίο εργασίας

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Field Service Management ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ

Περιεχόμενα. Πρόλογος... XI. Κεφάλαιο 1. Συστήματα Βασισμένα σε FPGA Κεφάλαιο 2. Τεχνολογία VLSI Εισαγωγή Βασικές Αρχές...

Περιεχόμενα. Λίγα λόγια από το συγγραφέα Microsoft Word ημιουργία νέου εγγράφου Το σύστημα Βοήθειας του Office...

ΖΥΓΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ BC-4000 ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ

Μελέτη και σχεδίαση µιας υποτυπώδους κεντρικής µονάδας επεξεργασίας στα 32 µπιτ.

Άσκηση 3 Ένα νέο είδος flip flop έχει τον ακόλουθο πίνακα αληθείας : I 1 I 0 Q (t+1) Q (t) 1 0 ~Q (t) Κατασκευάστε τον πίνακα

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Ακολουθιακή Λογική. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ ΚΩΔΙΚΩΝ ΜΙΑΣ ΧΡΗΣΗΣ (HARDWARE TOKEN) ΓΙΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΙΣ

MultiBoot Οδηγός χρήσης

Microcomputer Automatic Alarm device CCTV SECURITY AUTOMATIC ALARM SYSTEΜ

ΗΜΥ 210: Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων. Καταχωρητές 1

ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΕΣ ΘΕΜΑΤΑ ΦΕΒ Ημ/νία:

Κεφάλαιο 6. Σύγχρονα και ασύγχρονα ακολουθιακά κυκλώματα

ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ ΚΩΔΙΚΩΝ ΜΙΑΣ ΧΡΗΣΗΣ (HARDWARE TOKEN) ΓΙΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΙΣ

Ο H Γ Ι Ε Σ Χ Ρ Η Σ Τ Η SP-5500

Λίγα λόγια από το συγγραφέα Microsoft Word Δημιουργία νέου εγγράφου Το σύστημα Βοήθειας του Word...

Πρότυπα βιβλίων εργασίας και ονόματα κελιών

Η Βίβλος σχετικά με το JDBC. Περιέχει τρία βασικά tutorials στα οποία θα βασιστεί το μάθημα και περιγράφει όλες τις τάξεις και τις μεθόδους που

FPU EJ. Κατάλογος περιεχομένων

Τα αλφαριθμητικά αποτελούνται από γράμματα, λέξεις ή άλλους χαρακτήρες (π.χ. μήλο, Ιούλιος 2009, You win!).

Καταστάσεων. Καταστάσεων

ΑΣΚΗΣΗ 9. Tα Flip-Flop

Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων

Περίληψη. ΗΜΥ-210: Λογικός Σχεδιασµός Εαρινό Εξάµηνο Μετρητής Ριπής (Ripple Counter) Μετρητές (Counters) Μετρητής Ριπής (συν.

Transcript:

Χριστοφορίδης Ιωάννης Ραφαήλ 368 Ενσωματωμένα συστήματα Εργασία εξαμήνου OLKI Περιγραφή Ο OLKI είναι ένας απλός επεξεργαστής που έχει τέσσερις 8-bitους καταχωρητές. Εκτελεί απλές λειτουργίες και πράξεις μεταξύ των αυτών των καταχωρητών. Επίσης έχει διάφορους ελέγχους και εμφανίζει σφάλμα αν κάτι πάει λάθος. Είναι υλοποιημένος σε πλακέτα FPGA Spartan-3A starter kit. Είσοδοι / έξοδοι Ο OLKI έχει είσοδο μόνο το πληκτρολόγιο(ps2) καθώς και το ρολόι της πλακέτας. Ως έξοδο χρησιμοποιεί τα 8 leds της πλακέτας. Εντολές / Σύμβολα Οι εντολές έχουν όλες 3 μέλη με εξαίρεση την show που έχει μόνο 2. Κάθε εντολή πρέπει να επιβεβαιώνεται με το enter προτού εκτελεστεί. Αποτελούνται μόνο από ένα γράμμα. Σε περίπτωση σφάλματος ανάβουν όλα τα λαμπάκια. Τα σύμβολα που χρησιμοποιούνται είναι: O,L,K,I Οι 4 καταχωρητές του επεξεργαστή. 0123456789 Τα νούμερα από το 0 μέχρι το 9 -,=,backspace,[,],\ Τα νούμερα από το A μέχρι το F αντίστοιχα. Esc Ακυρώνει κάθε εντολή και βγάζει το σφάλμα.

Οι εντολές είναι οι εξής: T(take)number1number2 αναθέτει τιμή στον καταχωρητή «Ο». Παράδειγμα: T4] > Ο καταχωρητής «Ο» θα έχει την δυαδική τιμή 01001110 M(move)storage1storage2/number μετακινεί την τιμή από το δεύτερο στο πρώτο. Το δεύτερο σύμβολο μπορεί και να μην είναι καταχωρητής. Παραδείγματα: MKL > ο καταχωρητής «Κ» παίρνει την τιμή του καταχωρητή «L». ΜΙ4 > Ο καταχωρητής «I» παίρνει την τιμή 4. A(add)storage1storage2/number προσθέτει 2 στοιχεία και αποθηκεύει το αποτέλεσμα στο πρώτο σύμβολο. Το δεύτερο σύμβολο μπορεί και να μην είναι καταχωρητής. Παραδείγματα: AIO > I=I+O. AK4 > K=K+4. S(sub)storage1storage2/number Αφαιρεί 2 στοιχεία και αποθηκεύει το αποτέλεσμα στο πρώτο σύμβολο. Το δεύτερο σύμβολο μπορεί και να μην είναι καταχωρητής. Παραδείγματα: SIK > I=I-K. SL- > K=K-10. X(multiply)storage1storage2/number πολλαπλασιάζει 2 στοιχεία και αποθηκεύει το αποτέλεσμα στο πρώτο σύμβολο. Το δεύτερο σύμβολο μπορεί και να μην είναι καταχωρητής. Παραδείγματα: ΧOL > O=O*L. XK2 > K=K*2. H(show)storage Δέχεται μόνο ένα όρισμα, εμφανίζει τον καταχωρητή που επιλέγουμε. Παράδειγμα: HL > εμφανίζει τον καταχωρητή L. Παράδειγμα λειτουργίας Τ1= : Ο καταχωρητής Ο θα πάρει την τιμή 00011011 ML1 : Ο καταχωρητής L θα πάρει την τιμή 00000001 ALO : Ο καταχωρητής L θα πάρει την τιμή L+O, δηλαδή 00011100 XL4 : Ο καταχωρητής L θα πάρει την τιμή L*4, δηλαδή 01110000 HL : Θα εμφανιστεί η τιμή του καταχωρητή L

Επεξήγηση κώδικα Τα στοιχεία που χρειάζονται είναι τα εξής: Main.vhd ps2_keyboard.vhd ps2_keyboard_to_ascii.vhd debounce.vhd mpla.ucf Το main.vhd είναι ουσιαστικά ο κύριος κώδικας. Χρησιμοποιεί τα παραπάνω σήματα για τις λειτουργίες του: output - Για διάφορους λόγους όπως διαχείριση εξόδου, το output έχει μπει ως σήμα, και βεβαίως είναι η έξοδος και συνδέεται με τα leds της πλακέτας. nextdude - είναι το σήμα που στέλνεται όταν έχει ολοκληρωθεί μία εντολή ώστε να προχωρήσουμε στην επόμενη yesdude, yesmydude, misticflag, moveit, put_dispenser_here, dispenspy - Χρησιμεύει στην μεταχείριση των flip flop του επεξεργαστή. Το ένα κλείνει και ανοίγει το άλλο. ps2_code_new : Είναι 1 όταν πατιέται ένα πλήκτρο. ps2_code: Ο 7-bit κώδικας του πλήκτρου. Phase : Χρησιμεύει στην καταχώρηση της εντολής στο σύστημα. uno,dos,tres,returnme : Η πρώτη, δεύτερη, τρίτη παράμετρος και το enter αντίστοιχα. To returnme χρησιμεύει και ως πρόχειρο σε μερικά σημεία.

katax1, katax2, katax3, katax4, : Οι καταχωρητές αντίστοιχα. OLKI mistic - Χρησιμοποιείται ως πρόχειρο στην μεταφορά δεδομένων σε καταχωρητή. Ο κώδικας αποτελείται σε μεγάλο μέρος με flip flops. Κατά την διάρκεια εισαγωγής έχουμε αλλαγή του signal "phase" και όταν πατηθεί το enter ενεργοποιείται το flip flop "yesdude". Σε αυτήν την φάση, το signal returnme παίρνει την τιμή της παραμέτρου 3. Στο τέλος, δίνει την σειρά του στο flip flop "yesmydude". Το συγκεκριμένο flip flop ελέγχει την εντολή που δώσαμε στην παράμετρο 1 και προχωρεί προς την υλοποίησή της, ειδικά για την μετακίνηση μεταβλητής ενεργοποιεί το flip flop "moveit" όπου και μεταφέρεται η τιμή του ενός καταχωρητή σε έναν άλλο. Στην εντολή take, η παράμετρος 2 επεξεργάζεται κατάλληλα και ενεργοποιείται το flip flop "put_dispenser_here". Εκεί σχηματίζεται το καλούπι της τελικής τιμής που θα πάρει ο καταχωρητής O μεταφέροντας τα 4 πρώτα bit στην θέση τους. Στην συνέχεια έχουμε το flip flop "dispenspy" όπου γίνεται η τελική ανάθεση του καταχωρητή O.

Ανάλυση απαιτήσεων Γενικώς, οι περισσότερες εντολές τελειώνουν μέσα σε περίπου 2 κύκλους του ρολογιού. Η μόνη λειτουργία που θέλει το διπλάσιο αριθμό κύκλων είναι η εντολή take που χρειάζεται να ενεργοποιήσει αρκετά flip flop για την υλοποίησή της. Παρ' όλα αυτά η καθυστέρηση δεν είναι αισθητή στον χρήστη καθώς το ρολόι είναι 50MHz. Σε θέμα μνήμης ο παρών επεξεργαστής είναι αρκετά "σπάταλος". Χρησιμοποιούνται πολλές θέσεις μνήμης για διάφορες δουλειές και όχι μόνο οι 4 καταχωρητές. Βέβαια, ο κώδικας έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να είναι δυνατή η αναβάθμιση του επεξεργαστή ώστε να εκτελεί περισσότερες λειτουργίες χωρίς επιπλέον κόστος.