курсовая Вариант №6 (Курсовая работа - Синтез комбинационных схем), страница 2

0

1

0

1

а6

а4

а5

а0

Г

1

1

Р1

Р 1

раф переходов и выходов автомата Мура:

Р2

1

Автомат Мили

Отмеченная граф-схема алгоритма:

а0

а1

1

0

0

а2

1

1

0

а0

Граф переходов и выходов автомата Мили:

Р2

1

Р 1

Р1

Можно сделать вывод, что управляющий автомат с жесткой логикой лучше строить как автомат Мили, т.к. он имеет только 3 состояния и реализуется на одном триггере. В качестве триггера будем использовать D-триггер.

Сокращенная таблица переходов и выходов автомата Мили.

Таблица кодирования внутренних состояний автомата:

Кодированная таблица переходов и выходов:

На основании кодированной таблицы переходов и выходов УА получим функции возбуждения D-триггера (все переходы распишем в 1 состояние):

Получим функции внешних переходов:

Получим выражения для управляющих сигналов:

Реализуем полученные выражения, построив схему на логических элементах И, ИЛИ, НЕ:

Построение УА с программируемой логикой

УА с естественной адресацией.

Каноническая форма микропрограммы функционирования синтезируемого ОУ:

Номер	Метка	Управляющие сигналы	Переходы
0		УГОТ
1	М1		ЕСЛИ Р1, ТО М1
2		УЗП
3	М2		ЕСЛИ Р2, ТО М4
4			ЕСЛИ Р3, ТО М3
5		УСЧИТ_НОМ
6	М3	УСДВ_СЧ
7			ИДТИ К М2
8	М4	УСЧИТ_КОЛ, УГОТ
9			КОНЕЦ

Для построения УА нам потребуется 11 ячеек ПЗУ. Адрес ПЗУ будет выражаться четырехразрядным кодом А{3:0}.

Представим микрокоманду в следующем формате:

	1	2	3	4	5	6	7
0	УГОТ	УЗП	УСЧИТ_НОМ	УСДВ_СЧ	УСЧИТ_КОЛ	-	-
1	Р1	Р2	Р3	А3	А2	А1	А0

Установим соответствие между метками и адресами переходов:

М1=1₁₀=0001₂, М2=3₁₀=0011₂, М3=6₁₀=0110₂, М4=8₁₀=1000₂

Построим кодовое выражение микропрограммы УУ:

Номер	Адрес	Разряды микрокоманд
0	0000	0	100	0000
1	0001	1	100	0001
2	0010	0	010	0000
3	0011	1	010	1000
4	0100	1	001	0110
5	0101	0	001	0000
6	0110	0	000	1000
7	0111	1	000	0011
8	1000	0	100	0100
9	1001	1	000	0000

УА с принудительной адресацией.

Для принудительной адресации микрокоманда может одновременно содержать переходы и управляющие сигналы. Обратимся к канонической форме микропрограммы функционирования ОУ и выясним, возможны ли объединения строк. Здесь могут быть объединены строки 6 и 7, 8 и 9.

Номер	Метка	Управляющие сигналы	Переходы
0		УГОТ
1	М1		ЕСЛИ Р1, ТО М1
2		УЗП
3	М2		ЕСЛИ Р2, ТО М4
4			ЕСЛИ Р3, ТО М3
5		УСЧИТ_НОМ
6	М3	УСДВ_СЧ	ИДТИ К М2
7	М4	УСЧИТ_КОЛ, УГОТ	КОНЕЦ

Установим соответствие между метками и адресами:

М1=1₁₀=0001₂, М2=3₁₀=0011₂, М3=6₁₀=0110₂, М4=7₁₀=0111₂

Формат микрокоманды в микропрограмме УА с принудительной адресацией выглядит так:

1	2	3	4	5	6	7	8
УГОТ	УЗП	УСЧИТ_НОМ	УСДВ_СЧ	УСЧИТ_КОЛ	Р1	Р2	Р3
9	10	11	12
А3	А2	А1	А0

Кодовое выражение микропрограммы для управляющего автомата с принудительной адресацией строится аналогично микропрограмме автомата с естественной адресацией. При этом отсутствие в строке управляющих сигналов трансформируется в нулевой код операционного поля микрокоманды, а оператор перехода в безусловный переход к следующей команде.

Номер	Адрес	Разряды микрокоманд
0	0000	10000	000	0001
1	0001	00000	100	0001
2	0010	01000	000	0011
3	0011	00000	010	0111
4	0100	00000	001	0110
5	0101	00100	000	0110
6	0110	00010	000	0011
7	0111	10001	000	0000

Сравнивая объем микропрограмм для УА с естественной и принудительной адресацией, можно убедиться в том, что естественная адресация требует меньшего объема ПЗУ (8х10=80 бит), чем принудительная (12х7=84 бит).

Структурная схема УА с естественной адресацией

Начальный адрес микропрограммы, равный 000, устанавливается сигналом СБРОС, и УА ждет прихода сигнала СТРОБ для прохождения работы. Здесь τ1 – это тактирующая последовательность, а τ2 – счетчик адреса СЧА.

Список литературы

1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Вычислительные системы и микропроцессорная техника» – М.: «МАИ», 1991. - 36 c.: ил.

2. Силин В.Б., Мельников Б.С. Электронные вычислительные устройства. Операционный синтез. – М.: «МАИ», 1982. - 70 c.: ил.

25