E = Y₄ \/ Y₅ \/ Y₆ \/ Y₇ \/ Y₈\/ Y₁₁

SED = Y₁₁

Схема управления реализуется на 1 микросхеме КМ155ЛЕ5 (2ИЛИ-НЕ) и 1 микросхеме КМ155ЛИ5 (2И) [4].

4.7. Мультиплексор регистра В «MS B/MB»

Требуется организовать в соответствии с управляющими сигналами выбор подаваемых на АЛУ, поступающих из регистра В, для реализации модуля операнда, хранимого в регистре В.

Для реализации 2-канального восьмиразрядного мультиплексора используем 2 схемы К555КП11 [4]. Объединяем стробирующие (E) входы первого и второго мультиплексоров. Входы 0.0, 0.1, 0.2, 0.3 первого и второго мультиплексоров соединяем с выходами регистра В, а входы 1.0, 1.1, 1.2, 1.3 с модулем операнда, хранящегося в регистре В. Микрооперации, реализуемые с помощью мультиплексора «MS B/MB», представлены в таблице 10.

Таблица 10. Микрооперации, реализуемые с помощью мультиплексора «MS B/MB»

Микрооперация	Управляющий сигнал	E	SED
А := МА - МВ	Y11	0	1
A := A + B	Y4	0	0
A := A /\ B	Y5	0	0
A := A \/ B	Y6	0	0
A :=	Y7	0	0
A :=	Y8	0	0
Покой		1	*

________________________

E = Y₄ \/ Y₅ \/ Y₆ \/ Y₇ \/ Y₈\/ Y₁₁

SED = Y₁₁

Схема управления реализуется на 1 микросхеме КМ155ЛЕ5 (2ИЛИ-НЕ) и 1 микросхеме КМ155ЛИ5 (2И) [4].

4.8. Счетчик

Требуется получить элемент для организации хранения и счета числа итераций циклов.

Для реализации данного операционного элемента используем счётчик К155ИЕ7 [4]. Данная микросхема имеет входы R и - сброса и разрешения записи. Также присутствуют входы прямого и обратного счета. В используемых микрооперациях используется только обратный счет, поэтому на вход прямого счета подаем логическую единицу. Микрооперации, реализуемые с помощью счетчика, представлены в таблице 11.

Таблица 11. Микрооперации, реализуемые с помощью счетчика.

Микрооперация	Управляющий сигнал		-1
Cч := D(4:7)	Y13	1	0
Сч := Сч – 1	Y14	0	1

-1 = Y₁₄

C =

Схема управления реализуется на микросхеме К155ЛА18 (2И-НЕ) [4].

4.9. Триггеры управляющих шин

Требуется получить элементы для хранения заданного уровня сигнала на управляющей шине в промежутке времени между определенными сигналами.

Для реализации данного операционного элемента используем микросхемы К155ТВ15 [4]. Выходы триггеров Q соединяем с управляющими шинами ГОТ, ЗАН, ЗАПР, РЕЗ. На входы J, K и C подаем одновременно 1. Микрооперации, реализуемые с помощью триггеров, представлены в таблице 12.

Таблица 12. Микрооперации, реализуемые с помощью триггеров.

Микрооперация	Управляющий сигнал	S1	R1	S2	R2	S3	R3	S4	R4
ЗАН := 0	Y15	0	1
ЗАН := 1	Y16	1	0
ЗАПР := 0	Y17			0	1
ЗАПР := 1	Y18			1	0
ГОТ := 0	Y19					0	1
ГОТ := 1	Y20					1	0
РЕЗ := 0	Y21							0	1
РЕЗ := 1	Y22							1	0

S1 = Y₁₆

R1 = Y₁₅

S2 = Y₁₈

R2 = Y₁₇

S3 = Y₂₀

R3 = Y₁₉

S4 = Y₂₂

R4 = Y₂₁

4.10. Буферный элемент

Требуется получить элемент для ограничения взаимовлияния элементов через общую шину в отсутствие передачи данных с регистра А.

Для реализации данного операционного элемента используем микросхему К155АП6 [4]. Соединяем входы А0, А1, А2, А3, А4, А5, А6, А7 с информационными выходами соответствующего регистра.

На входы E подаем сигналы записи в шину для соответствующих регистров.

4.11. Схемы сравнения

Для реализации 8-разрядного компаратора используем 2 микросхемы К155ЛП5 (Исключающее ИЛИ), 1 микросхему 155ЛИ1 (И) и 2 микросхемы К155ЛИ5 (И). Для реализации 4-разрядной схемы сравнения с нулём потребуется 1 микросхема К155ЛЛ2 (ИЛИ) и 1 микросхема К155ЛЕ1 (2ИЛИ-НЕ) [4].

4.12. Переключатели

Для реализации 8-ми переключателей используем любой восьмиразрядный двухпозиционный тумблер [4].

4.13. Регистр состояний

Для реализации 8-разрядного регистра используем универсальный сдвиговый регистр К155ИР13 [4]. Данная микросхема имеет инверсный вход . На вход синхронизации С подаём синхроимпульс. Вход сброса не используется. На входы S0, S1 подаётся положительный потенциал для записи значений.

4.14. Программируемые логические матрицы

Для реализации данного операционного элемента используются микросхемы К556РТ1 [4].

4.15. Дешифратор

Требуется получить элемент для распознавания кода операции.

Для реализации данного элемента воспользуемся дешифратором 3 на 8 К155ИД11 [4].

5. Разработка структурной схемы операционного автомата

Разработка структурной схемы операционного автомата выполняется на основании списков слов, списков операций и логических условий. Структурная схема дает представление о схеме взаимодействия операционных элементов.

Основными элементами на схеме являются регистры операндов и АЛУ. Данные поступают с входных шин в регистры, после чего происходит выполнение сдвига, либо пересылка их в ОЗУ с последующим возвратом на один из регистров. За выборку данных отвечают мультиплексоры. Вывод результатов осуществляется на выходную шину через буферный элемент с тремя состояниями. Каждая микрооперация инициируется управляющим сигналом, поступающим по внутренней шине.

Структурная схема операционного автомата представлена в Приложении 2.

6. Разработка функциональной схемы операционного автомата

Разработка функциональной схемы операционного автомата выполняется на основании структурной схемы и данных о конкретных операционных элементах. Функциональная схема дает представление об используемых элементах и их функциональных межсоединениях.

Схема содержит изображение шин ВУ и элементов, составляющих операционный автомат. Также показаны соединения между элементами. Все выводы элементов имеют символьно-числовые идентификаторы для определения необходимых проводников в шине.

Функциональная схема операционного автомата представлена в Приложении 3.

7. Закодированный граф

Закодированный граф строится на основании обобщенной микропрограммы и списков микроопераций и логических условий. Он используется при проектировании управляющего автомата.

Закодированный граф приведен в Приложении 1.

1. Списки переходов

Списки переходов представлены в таблице 13.

Таблица 13. Списки переходов.

№ пп	Исх. сост.	Код	След. сост.	Код	Входные сигналы	Сигналы возбуждения	Выходные сигналы
1	a0	00000	a0	00000		-	-
2
3
4	a0	00000	a1	00001		D0	-
5	a1	00001	a1	00001		D0	Y20
6			a2	00010		D1
7	a2	00010	a3	00011		D0, D1	Y12, Y19, Y16
8			a8	01000		D3
9			a19	10011		D0, D1, D4
10	a3	00011	a3	00011		D0, D1	Y18
11			a4	00100		D2
12	a4	00100	a4	00100		D2	Y1, Y17
13			a5	00101		D0, D2
14	a5	00101	a5	00101		D0, D2	Y18
15			a6	00110		D1, D2
16	a6	00110	a7	00111		D0, D1, D2	Y10, Y17
17			a16	10000		D4
18			a17	10001		D0, D4
19			a18	10010		D1, D4
20			a24	11000		D3, D4
21			a25	11001		D0, D3, D4
22	a7	00111	a0	00000		-	Y15
23	a8	01000	a8	01000		D3	Y18
24			a9	01001		D0, D3
25	a9	01001	a10	01010		D1, D3	Y1, Y17
26	a10	01010	a11	01011		D0, D1, D3	Y13
27			a12	01100		D2, D3
28			a14	01110		D1, D2, D3
29	a11	01011	a13	01101		D0, D2, D3	Y2
30	a12	01100	a13	01101		D0, D2, D3	Y3
31	a13	01101	a11	01011		D0, D1, D3	Y14
32			a12	01100		D2, D3
33			a14	01110		D1, D2, D3
34	a14	01110	a14	01110		D1, D2, D3	Y22, Y9
35			a15	01111		D0, D1, D2, D3
36	a15	01111	a7	00111		D0, D1, D2	Y21
37	a16	10000	a14	01110		D1, D2, D3	Y4
38	a17	10001	a14	01110		D1, D2, D3	Y6
39	a18	10010	a14	01110		D1, D2, D3	Y5
40	a19	10011	a19	10011		D0, D1, D4	Y18
41			a20	10100		D2, D4
42	a20	10100	a20	10100		D2, D4	Y10, Y17
43			a21	10101		D0, D2, D4
44	a21	10101	a21	10101		D0, D2, D4	Y18
45			a22	10110		D1, D2, D4
46	a22	10110	a23	10111		D0, D1, D2, D4	Y1, Y17
47	a23	10111	a14	01110		D1, D2, D3	Y11
48	a24	11000	a14	01110		D1, D2, D3	Y7
49	a25	11001	a14	01110		D1, D2, D3	Y8

9. Синтез ПЛМ и комбинационных схем

1. Необходимая разрядность регистра состояний определяется по формуле:

K = ]log₂N[ (N – число состояний автомата);