Пояснительная записка_Суслова (Курсовой проект (готовый) вариант 86), страница 3

6. Разработка закодированного графа обобщенной микропрограммы.

Закодированный граф микропрограммы составляется на основе обобщенной микропрограммы (схема «Граф обобщённой микропрограммы») и обобщённого списка слов, полей, логических условий и управляющих сигналов.

Закодированный граф микропрограммы составляется путем подстановки нужных управляющих сигналов в соответствии с текущей микрооперацией в каждый узел графа и замены логических условий соответствующими им именам. После этого каждому узлу (состоянию) полученного графа присваивается индивидуальный порядковый номер - номер состояния - аi.

Закодированный граф микропрограммы представлен на схеме «Закодированный граф микропрограммы».

7. Разработка структурная схемы операционного автомата.

При разработке структурной схемы учтены возможности конкретных микросхем, которые в дальнейшем будут использованы при разработке функциональной схемы операционной части вычислительного устройства. Также должна быть учтена необходимость выполнения некоторых служебных функций (выдача логических условий на входы устройства управления, проверка совпадения адреса устройства и адреса на адресной шине, выработка сигнала «Захват»). Кроме того, должна быть предусмотрена выдача на шину выхода служебных флагов (ГОТ, ЗАН, РЕЗ, ЗАПР) через буферные элементы. Для защелкивания значений сигналов отведены триггеры ГОТ, ЗАН, РЕЗ, ЗАПР.Для хранения знаков отведены три триггера: SIGN_A,SIGN_B и SIGN_D.

К каждому регистру на данной схеме подводится набор, управляющих сигналов, которые определяют режим его работы. На входы мультиплексоров поступают сигналы из соответствующих им схем управления. Записывать в регистры A,B,C,D можно с входной шины (при этом можно насильственно обнулять знак) или из АЛУ. Причем, для регистра D возможна запись и в половинки регистра.

Все арифметические и логические операции должны выполняться в АЛУ, тогда как операции сдвига и обнуления слова производятся в соответствующих регистрах. Само АЛУ управляется с помощью схемы управления, формирующей на основании управляющих сигналов, поступающих на управляющие входы АЛУ.

С помощью набора мультиплексоров и соответствующих им управляющих сигналов можно выбирать операнды АЛУ. Это A,B,C,D,D[7:4],0,1.

С помощью набора мультиплексоров можно выбрать, что будет выдаваться на шину. Это может быть регистры A или D. Так же при помощи отдельного мультиплексора можно выбрать знаковый разряд выходной шины. Он может равняться A(7),D(7),SIGN_A,SIGN_D.

Все мультиплексоры, имеющие выход на шину обладают Z состоянием.

Структурная схема операционного автомата представлена на схеме «Структурная схема операционного автомата» (лист 4).

8. Синтез и схемы операционных элементов.

Операционный элемент 1.

Рис. 9.

Данный операционный элемент реализует все сдвиговые операции, операции обнуления регистров и разрешает запись в регистры результатов, выработанных другими операционными элементами.

Таблица 5. Управляющие сигналы ОЭ 1.

В нашем устройстве используются следующие микрооперации

D := 0 - Y46

A := L1(A.0) - Y1

A := R1(0.A) - Y0

Элемент представляет собой регисторный блок. Каждый из четырех регистров построен на базе двух регистров.

Формирует условия:D3,D7.

Операционный элемент 2.

Рис. 10.

Данный операционный элемент не реализует каких-либо законченных микроопераций, однако является неотъемлемой частью устройства, так как именно он реализует правые части всех микроопераций, кроме сдвиговых, обнулений регистров, записи и считки с шин. Он содержит два АЛУ для выполнения операций и блок мультиплексоров для выборки операндов АЛУ. Операндами АЛУ могут быть: регистры A,B,C,D,D[7:4] 0 с 1. Результат работы АЛУ нигде не фиксируется – за это отвечает другой операционный элемент.

Так же здесь формируется признак нулевого результата, который используется для организации циклов.

Таблица 6. Управляющие сигналы ОЭ 2.

Формирует условие ZR – признак нулевого результата АЛУ.

Операционный элемент 3.

Рис. 11

Данный операционный элемент отвечает за выборку, загружаемых в регистры значений для операционного элемента 1 и за работу со знаками.

Регистры A,В,C,D можно загружать значения с входной шины или из АЛУ. При загрузке с входной шины знаковый разряд насильно обнуляется элементом D40.1, но его проход можно разрешить сигналом Y45.

В знаковые триггеры A и B можно загрузить старший разряд шины, а в знаковый триггер можно загрузить либо старший разряд регистра D или исключающее или триггеров А и B.

Таблица 7. Управляющие сигналы ОЭ 3.

В нашем устройстве используются следующие микрооперации.

SIGN_D := SIGN_A xor SIGN_B - Y25

SIGN_D := D(7) - Y25,Y32

SIGN_A := ШВХ(7) - Y23

SIGN_B := ШВХ(7) - Y24

Формирует условия: SNA,SNB

Операционный элемент 4.

Рис. 12.

Данный операционный элемент вырабатывает сигнал ЗАХВАТ, управляет работой сигналов ЗАН, ГОТ, РЕЗ и ЗАПР. Так же он содержит мультиплексоры с третьим состоянием для выбора значений, выводимых на шину. На шину могут выводится только регистры А и D. В сотав элемента входит мультиплексор для выбора выводимого на шину старшего разряда. Им могут быть знаковые триггеры A и D или 7 разряды регистров A и D. Также операционный элемент отвечает за выдачу на шину регистров A или D при помощи мультиплексоров D46,D47

Таблица 8. Управляющие сигналы ОЭ 4.

В нашем устройстве используются следующие микрооперации