Реферат: Розробка управляючого і операційног вузлів ЕОМ
Формально управляючий блок можна розглядати, як скінченний автомат, що визначається:
а) множиною двійкових вихідних сигналів V = {v1 ,…,vm }, що відповідають множині мікрооперацій операційного блоку. При vi = 1 розпочинається i-та операція;
б) множиною вхідних сигналів U = {u1 ,…un }, що відповідає блоку двійковому коду операцій і двійковому значенню освідомлюючих сигналів;
в) множиною мікропрограм;
г) по множинах вхідних і вихідних сигналів і мікропрограм визначається множина внутрішніх станів блоку Q = {Q0 ,…Qr }, потужність якого в процесі проектування старається мінімізувати. Управляючий автомат може бути заданий, як автомат Мура
Q(t + 1)=A[Q(t), u1 (t),…,un (t)];
v1 (t) = B1 [Q(t)];
……………………………..
vm (t) = Bm [Q(t)];
або автомат Мілі
Q(t + 1)=A[Q(t), u1 (t),…,un (t)];
v1 (t) = B1 [Q(t),u1 (t),…,un (t)];
……………………………...
vm (t) = Bm [Q(t),u1 (t),..,un (t)],
де функції переходів і виходів A, B визначаються заданою мікропрограмою.
2.5 Керуючі автомати з “твердою” логікою
Керуючі автомати з “твердою” логікою являють собою логічні схеми,
які виробляють розподілені по часу керуючі функціональні сигнали. На відміну від керуючих пристроїв з збереженою у пам’яті логікою в цих автоматах можна змінити логіку роботи тільки шляхом перероблення схем автомата.
В склад схеми входять регістр кода операції, який є частиною регістра команд, лічильник тактів, дешифратор тактів і дешифратор кода операції,
а також логічні схеми утворення керуючих функціональних сигналів.
На лічильник тактів поступають сигнали від блока синхросигналів,
і лічильник з кожним сигналом міняє свій стан. Стан лічильника представляють номера тактів, які міняються від 1 до n. Дешифратор тактів формує на j-му виході одиничний сигнал при i-му стані лічильника тактів, тобто під час i-го такта.
Дешифратор кода операції виробляє одиничний сигнал на j-му виході,
якщо виконується j-та команда.
Логічні схеми утворення керуючих функціональних сигналів для кожної команди збуджують формувачі функціональних сигналів для виконання потрібних в даному такті мікрооперацій.
Недоліком розглянутих схем є одинакове число тактів для всіх команд.
Це потребує вирівнювання числа тактів виконання команд по найбільш “довгій” команді, що призведе до затрати часу.
Автомат Мілі, побудований на мікропрограмі, має число станів, як правило, менше, ніж число станів еквівалентного йому автомата Мура. З цієї точки зору використання автомата Мілі є кращим. Але використання автомата Мілі в якості керуючого автомата не завжди можливо. Це пояснюється тим,
що керуючий автомат працює в контурі з операційним блоком. В автомата Мілі перехід в новий стан здійснюється одночасно з формуванням вихідного сигнала. Тому, якщо операційний блок виробляє освідомлюючі сигнали зразу ж при виникненні керуючих сигналів, а керуючий автомат є автоматом Мілі, можлива наступна недопустима ситуація: автомат Мілі ще не змінив стан, а на його входи прийшли нові значення освідомлюючих сигналів, які потребують виконання іншого переходу.
Для виключення можливих збоїв в роботі керуючих автоматів ставляться спеціальні схеми затримки або,що є таким самим, один з двох автоматів (керуючий або операційний) виконують в вигляді автомата Мура, який видає вихідний сигнал після зміни стану (перехода).
2.6 Системи логічних елементів (Каган стр. 73)
Основні параметри систем логічних елементів:
Питома напруга і сигнали. Системи елементів характеризуються кількістю напруги, що використовуються, і її номінального значення.
Для логічних елементів вказується полярність і рівень вхідного та
вихідного сигналу.
Коефіцієнт з’єднання по входу. Визначає максимально можливе число входів логічних елементів. Збільшення числа входів пов’язане з ускладення схеми елементів і призводить до погіршення інших параметрів.