Введение к работе
Актуальность проблемы, Постоянное увеличение сложности Средств вычислительной техники, а также их применение в самых разлшшых областях жизни выдаигают на первый план проверку правильности функционирования проектируемых аппаратных средств ЭВМ.
Вместе с тем, в процессе развития микропроцессорной техники, однокристальные микропроцессоры занимают важное место; они определяют процесс развития технолог яи изготовления, а также поколения вычислительных устройств.-
. На сегодняшный день существует тенденция использовать разработанные' младшие поколения микропроцессоров в различных областях с целью создания контроллерой. Такая тенденция ярко выражается. в приборостроении. Таким образом, микропроцессор служит не как. центральная часть микрокомпьютера, а центральной частью устройств управления в промышленных разработках."
История проектирования микропроцессоров показала, что ' микропроцессоры передовых поколений являются в какой-то мере усовершенствованием предыдущих поколений. Как правило, увеличиваются возможности, но не изменяется принципиальная концепция микропроцессора.
Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что изучив ранние поколения микропроцессоров, можно освоить следующие поколения. Из этого понятно, что можно поставить учебный процесс, в котором будут изучаться микропроцессоры по возрастающему поколению. Такая форма обучения может принести большую пользу по освоению поведения микропроцессоров студентами. Кроме того, имея модель микропроцессора, можно создать за минимальный срок модель управляющих устройств, которые будут использованы в промьплленности.
Фирма Intel является одним из крупных производителей микропроцессоров, политика производства которого определяет направление развития микропроцессорной техники; поэтому возникает целесообразность создания программных моделей микропроцессоров данной фирмы.
Фирмы-изготовители устройств могут поставлять
аппаратнопрограммные моделирующие комплексы для отладки устройств. Такие комплексы ускоряют процесс моделирования по сравнению с универсальными ЭВМ, но они сложны и дорого стоят. Поэтому более привлекательны системы функционально-логического моделирования.
На основе вышеизложенного можно сказать, что разработка и исследование программных моделей таких сложных элементов и узлов ЭВМ как однокристальные микропроцессоры в порядке возрастания их поколений для систем логического моделирования представляет значительный теоретический и практический интерес и является актуальной задачей.
Цель работы состоит, в повышении качества проектирования микропроцессорных систем на базе семейства Intel 80x86 путем научно-обоснованной разработки адекватных программных моделей для этих микропроцессоров. '
Для достижения поставленной цели предлагается решение следующих задач:
анализ существующих методов и - направления логического моделирования;
исследование и анализ объекта моделирования с целью выработки основных требований к программным моделям;
теоретическое обоснование выбора базиса моделирования и разработка обобщенной структуры моделей;
- разработка программных моделей для микропроцессоров
семейства Intel 80x86 и их практическая реализация;
- разработка методики проектирования моделей;
- проведение экспериментов над разработанными моделями и.
выполнение сравнительного анализа их результатов.
Методы исследовяття основаны на использовании положений и методов теории моделирования, теории проектирования цифровых устройств^ теории булевых функции и теории автоматов, Научная новизна исследования состоит в том, что:
разработан алгоритм функционирования модели микропроцессоров Intel 80x86; . »
предложена методика проектирования моделей микропроцессоров Intel 80x86.
-3-Практическими результатами работы являются:
- разработана базовая программная модель микропроцессора Intel
8086 и фрагменты модели микропроцессора Intel 80386;
предложен удобный для пользователя формат данных для отражения состояния моделей;
реализована и отлажена программа, имитирующая поведение микропроцессора Intel 8086;
- получены временные оценки и параметры моделей.
Внедрение результатов работы.
Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре вычислительной техники Санкт-Петербурского государственного университета. Разработанные модели входят в систему моделирования вычислительных устройств АМЕТИСТ в качестве библиотечных модулей, что позволяет расширить круг моделируемых схем. Модели могут использоваться в лабораторных и курсовых работах по узлам и устройствам ЭВМ, по цифровым ЭВМ, по микропроцессорным системам.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 49-й областной научно-технической конференции, посвященной Дню радио (г.Санкт-Петербург, 1994 г.).
По материалам диссертационной работы опубликованы 2 печатные работы.
Структура и объем работы. v Диссертационная работа состоит из Введения, 4 глав с выводами, Заключения, списка литературы, включающего 48 наименований, и приложения. Основная часть работы изложена на 10S машинного текста страницах. Работа содержит 33 рисунков и 3 таблиц.
