Контрольная работа: Управляющие устройства и их виды

Для исп. понятий автоматов при постр. устр. упр. необходимо выделить состояния устр. упр., а также усл. перехода из 1 сост. в др. Для автомата Мура, в кач. состояний исп. события генерации (возникновение соотв. сигналов упр.).

Некоторые сост. могут порождать в т. сл. формирование нескольких сигналов упр. После этого усл. перехода из сост. в сост. будут иметь значения соотв. осведомит. сигналов.

В т. сл. для хранения инф. о тек. сост. автомата упр. можно исп. набор триггеров, кол-во кот. k=lnr, r – кол-во состояний.

Иными словами мыпронумеруем все сост. и сопоставим всем сост. некоторый 2-й код, соотв. данному сост. Зная порождаемые сигналы упр. каждым сост., можно, исп. логическую схему «или» и дешифратор состояния, обеспечить формир-е требуемых сигналов упр.

Автомат Мили требует меньшего кол-ва триггеров для отобр. состояний, т.к. описывается меньшим кол-ом состояний, но его недостаток – изменение состояния происходит при изм. освед. сигн., что может повлеч изм. упр. сигн., кот. будут преждевременными для текущей выполняемой команды.

Поэтому аппарат Мили применяют со схемами задержки, либо в комбинации: Мура – Мили. Для построения устр. упр. с ж. л. исп. программируемые логические матрицы, которые содержат слой входных инверторов, слой эл-ов «и», слой эл-ов «или» и слой вых. инверторов. Крестики – возможность разорвать соотв. цепь в процессе программирования матрицы.

Матрица образована т.о., что на любой эл-т «и» м.б. поданы все знач. прямых и инвертных входных сигн. На вход любого эл-та «или» м.б. поданы выходы любого эл-та «и».

МПУУ – требуемый набор управляющих сигналов сохраняется в т.н. «микропрограммной памяти» с доступом только для чтения (read-only).

Каждый набор таких сигналов соответствует некоторой микрооперации и представлен в виде микрокоманд.

В соответствии с логикой выполнения операции каждая микрокоманда в микропрограмме определяет (содержит) адрес следующей микрокоманды, необходимой для выполнения операции.

МПУУ функционируют с использованием доступа к МП-памяти, поэтому их применение стало оправданным лишь с появлением быстрых модулей памяти.

Основное достоинство МПУУ – возможность модернизации процессора или замены множества выполняемых операций путём перехода к новым модулям МП-памяти.

Т.к. МП-память входит в состав процессора в виде компонента УУ, то данное преимущество даёт возможность автоматизированного и автоматического проектирования компонент УУ и микропроцессора в целом.

Для выработки управляющих сигналов используются следующие обозначения:

1. каждый управляющий сигнал соответствует некоторой операции, реализуемой операционным блоком. Пусть V₁ …V_m – совокупность управляющих сигналов, причём V_i инициирует выполнение соответствующей микрооперации.

2. При выработке управляющих сигналов используются U₁ …U_n – значения «осведомительных сигналов» о результатах выполнения предыдущей операции, а также о состоянии компонент операционного устройства.

3. УУ может находиться в одном из состояний множества

Q={Q₁ ,Q₂ ,…,Q_L }

4. Множество выполняемых операций y₁ …y_s

УУ можно представить некоторым конечным автоматом, соответствующим логике автомата Мура или автомата Мили.

Переход в новое состояние для автомата Мура определяется некоей функцией А от текущего состояний, выполняемой операции и значения.

Q(t+1)=A(Q(t),y_i ,u₁ …u_n )

вых. сигналы:

V₁ =F₁ (Q(t),y_i ), V₂ =F₂ (Q(t),y_i ), …V_m =F_m (Q(t),y_i )

Т.о. значения управляющих сигналов при построении УУ как автомата Мура, зависят только от состояния УУ.

При построении УУ как автомата Мили, выработка управляющих сигналов зависит также от значений «осведомительных сигналов»

V₁ =f₁ (Q(t),y_i ,u₁ …u_n ), V₂ =f₂ (Q(t),y_i ,u₁ …u_n ), …V_m =f_m (Q(t),y_i ,u₁ …u_n )

Построение автомата Мура требует большего использования компонент для отражения состояния автомата (памяти).