Kompyuter tizimlarini loyihalash va tashkil etish

4.3. Kompyuter va kompyuter tizimlarini loyihalash.
Kompyuter sxemalari, an’anaviy strukturaga ko’ra dasturiy model asosida quriladi, harakat qilishga undovchi xotira va qurilma boshqaruvchisidan tashkil topgan.
Katta hajmdagi mantiqiy sintez qadamlarini qo’l mehnati va avtomatlashtirilgan kodlash va otladka vositalarini qo’llab-quvvatlaydi.
Kodlash va otladka mikroprogramma loyihasida xuddi mustaqil ish qismi sifatida amalga oshiriladi. Mavjud foydalaniladigan va keng tarqalgan loyihalashtirilgan tizimlaridan biri, PLIS firmasining Altera yoki uning kengaytirilgan va professional versiyasi Cuartusga asoslangan MaxPlus [2,3] hisoblanadi. PLIS ning yuqori murakkabligi, bitta loyihada bir kristalli kompyuter sxemasini bajarilishi uchun imkon beradi.
PLIS ning yaxlitlangan parametrlari FLEX10K seriyasining yuqori murakkabligi quyidagi jadvalda berilgan:

Device	LCells	Flipflops	Memory bits	I/O
EPF10K100E	5000	5400	50000	270
200E	10000	10200	100000	460

LCell- yacheyka (mantiqiy murakkabligini o’lchash birligi), taxminan bitta triggerga yoki xotiraning 10 bitiga ekvivalent.

Biroq, bitta PLIS, MCS51ning barcha resurslarini amalga oshirish uchun yetarli emas:

• 
  xotira Code to’la hajmda 65 000*8 bit;
  
• 
  xotira Xram 65 000*8 bit;
  
• 
  xotira RAM 256*8 bit;
  
• 
  boshqaruv qurilmada CU( 6.1. rasm)
  

Xotira ROMADC256*8 bit
Xotira ROMM 1024*8 bit Xotira ROM DCM 32*100 bit Dekoderlar ROM 7*8 + 20*100 bit

• 
  registrli xotira 15*8 =120 dff
  

MaxPlus ning YePF10K100Ye da loyihani amalga oshirish uchun cheklashlar qabul qilingan:

• 
  Code 4*256*8 ~ 4 Kbit
  
• 
  Xram 4*256*8 ~ 4 Kbit
  
• 
  RAM 256*8 =1024 bit
  
• 
  Xotira ROM ADC 256*8 =1024bit
  
• 
  Xotira ROMM 100*8 =1024bit Xotira ROM DCM 32*30 ~1000 bit
  
• 
  Dekoderlar ROM 7*8 + 20*30 ~800bit
  
• 
  Registrli xotira 15*8 =120 triggerlar
  

Jami - taxminan 13 kbit xotira va 120dff triggerlarga teng.
Murakkab sxemalar uchun loyihalashda iyerarxik yondashuvdan foydalaniladi.
1) Birinchi qadamda funksional bloklarda sxemalarning funksional norasmiy buzilishlar amalga oshiriladi.
Bloklar orasidagi bog’lanishlarni tashkil etish (kompyuterdagi ichki interfeyslar) buyruqlarni bajarilishi strukturali sxema shaklda chiqariladi, MaxPlusni funksional ifodalanishida va grafikdagi funksional sxemalarda, individual bloklarni yanada batafsil strukturali sxema ko’rinishida kelgusida detallashtirish uchun asos bo’lib hisoblanadi.
Boshqarish haqidagi ma’lumotni to’plash va maqsadga ko’chish, qachonki strukturali sxema va barcha buyruqlar uchun mo’ljallangan kompyuter ishlashidagi mikroprogramma ishlab chiqilsa, strukturali sxemada aloqa turli uzatish va mikroprogrammalardagi o’zlashtirish imkonini beradi.
2) Funksional sxema MaxPlus kutubxonasidagi boshqariluvchi funksional elementlar har bir blok uchun quriladi - registrlar, multipleksorlar, mantiqiy-arifmetika tashkil etuvchilar va oddiy mantiq, shakllantirish belgilari uchun zarur va buzilgan operatsiyalarni bajarilishi.
Ma’lumotlar va buyruqlar xotira modullarida saqlanadi, xotiradagi ma’lumotlardan foydalanish va boshqarish - adresli bo’ladi.
3) Sxema bilan boshqariladigan mikroprogrammalar Ci mazmundagi shaklda bo’ladi va dasturiy model namoyishidagi buyruqlar mazmunini tabiiy formalizasiyali tavsifi hisoblanadi. Nazorat qilish qurilmasining tuzilishi asosida kodlash, mikrobuyruqlarning tuzilishini yanada detallashtirilishini va ularning tartiblanishini amalga oshiradi. Olingan ikkilik kodidagi massiv yuklash fayllarida beriladi.
4) Funksional sxema asosida MaxPlus mahsulotlarida PLISning yuklash fayli sifatida loyiha kompilyasiya bo’ladi.
5) MaxPlus Simulatorida vaqt diagrammalari yordamida loyihaning verifikatsiyasi.
Katta miqdordagi norasmiy qo’l ishlari, real vaqtga asoslangan kutubxona elementlaridagi sxemotexnika bilan loyihada verifikasiya (tekshirish) talab qiladi. Dasturlash modeli asosida, kompyuter loyihasining diagrammasi 4.11-rasmda o’rsatilgan.
Bu loyihaning umumiy yo’nalishini ko’rsatadi, oldingi bilan bog’langan bosqichlari- tuzatish, barcha oldingi darajalarida bo’lishi mumkin.
Olingan natijadagi mikroprogrammaning bajarilish demonstratsiyasi (namoyishi) mazmunini tashkil etadi:

1. 
   Kompyuterda berilgan buyruqlar tavsifi (Help Keil ga qarang.).
   
2. 
   Strukturali sxemasi va uning ishining umumiy tavsifi.
   
3. 
   Funksional mikroprogrammalar va bloklarning strukturaviy sxemasi.
   
4. 
   MaxPlus element bazasida bloklarning funksional sxemasi.
   
5. 
   Ci va simulyatordagi mikroprogrammalar.
   
6. 
   C ++ dagi mikrobuyruqlarning kodlash modullari.
   
7. 
   MaxPlus loyihaga xotira bloklari uchun yuklash fayllari (Data, Rim, kodeks, Xram).
   
8. 
   Sxemalar bilan buyruqlarni ijrosini matnli tavsifi. Texnik tilining shakllanishi uchun zarur hisoblanadi.
   
9. 
   Testli verifikatsiya (tekshirish) tavsifi va vaqt diagrammasi bo’yicha natijalarning namoyishi.
   

4.11 rasm. Kompyuterni loyihalash jarayonining diagrammasi.