СОДЕРЖ~1 (1074592), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

При выполнении операций B1-B6 – выводится слово результата С.

При выполнении операции В7 – выводится частное В и остаток А.

Разработанная в соответствии с вышеперечисленными условиями и замечаниями обобщённая микропрограмма представлена на рисунке 17 «Граф обобщённой микропрограммы» Приложения №6.

1.4. Обобщённый список слов, полей, логических условий

и управляющих сигналов.

Обобщённый список слов, полей, логических условий и управляющих сигналов составляется на основании обобщенной микропрограммы (рис. 17 «Граф обобщенной микропрограммы», Приложение №6).

Построение таблицы микроопераций, осуществляется следующим образом. Выписываются все использованные виды микроопераций, каждому виду микроопераций ставится в соответствие «уникальный» индекс – Уi, который является обозначением управляющего сигнала, закрепленного за данным видом микроопераций. Вид микроопераций объединяет все одинаковые микрооперации, встречающиеся в обобщенной микропрограмме.

Список управляющих сигналов приведен в Приложении №3 (Таблица №1).

Составление списка логических условий осуществляется следующим образом. Выписываются все виды логических условий, использованных при составлении обобщенной микропрограммы и ставится каждому из них в соответствие индекс хi, который является, обозначением соответствующего осведомительного сигнала, закрепленного за данным видом логических условий. Вид логических условий объединяет все одинаковые логические условия, встречающиеся в обобщенной микропрограмме.

Список используемых в микропрограмме осведомительных сигналов приведен в Приложении №3 (Таблица №2

Список используемых в микропрограмме слов и полей составляется следующим образом. Выписываются все слова, а также самостоятельно использующиеся при выполнении микроопераций поля слов. Затем каждому слову ставится в соответствие регистр. В результате получается таблица, в которой перечислены все используемые в микропрограмме слова, самостоятельно используемые поля этих слов, а также названия регистров, поставленных в соответствие каждому из этих слов.

Список используемых в микропрограмме слово и полей приведен в Приложении №3 (Таблица №3).).

1.5. Закодированный граф микропрограммы

Закодированный граф микропрограммы составляется на основе обобщенной микропрограммы (рис. 17 «Граф обобщённой микропрограммы» Приложения №6) и обобщённого списка слов, полей, логических условий и управляющих сигналов (Приложение №3 (таблица №1,2,3)) .

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

Полученный закодированный граф микропрограммы представлен на рисунке «Закодированный граф микропрограммы» Приложения №6.

1.6. Каноническая структура операционного автомата.

Выполняется на основании обобщённой микропрограммы (рис. 17 «Граф обобщённой микропрограммы» Прилодения №6), обобщённого списка слов, полей, логических условий и управляющих сигналов (Приложение №3 (таблица №1,2,3)).

Структура операционного автомата разрабатывается следующим образом. Каждому слову поставить в соответствие регистр (это было сделано нами ранее в пункте 1.3. данного документа), каждому полю - подрегистр. Каждой микрооперации вида S=(S1,S2,…,Sl) нужно поставить в соответствие комбинационную схему, на входы которой подать сигналы соответствующих операндов. Каждому логическому условию вида Хl=( S1,S2,…,Sk) ставится в соответствие комбинационная схема.

Каноническая структура операционного автомата (на которой отражены все получившиеся операционные элементы) представлена в Приложении №6 рис.9. «Каноническая структура ОА.»

Примечание: на рис.9. «Каноническая структура операционного автомата» в Приложении №6 комбинационные схемы изображены в виде окружностей с вписанными в них символами микроопераций, которым поставлена в соответствие данная комбинационная схема. В ряде случаев операции выполняются однотипными схемами (они имеют одинаковое обозначение), при реализации ОА они могут быть заменены одной схемой, но при этом операнды, поступающие на ее входы должны выбираться с помощью мультиплексоров в соответствии с подаваемыми на них управляющими сигналами yi. Мультиплексоры установлены перед теми регистрами, которые «обслуживают» несколько комбинационных схем.

1.7. Синтез операционных элементов

Синтез операционных элементов производится на основе канонической структуры операционного автомата (Приложение №4 рис.9) и обобщенного списка слов, полей и микроопераций (Приложение №3 (таблица №3)).

В результате построения канонической структуры операционного автомата каждому слову был сопоставлен регистр, каждому регистру – набор микроопераций, каждой микрооперации – своя комбинационная схема. На этапе синтеза операционного элемента производится разбиение множества комбинационных схем на подмножества: S=(S1,S2,…,Sк) – множество слов, =i, где i=(1,к). Таким образом комбинационные схемы одного и того же подмножества обслуживают один и тот же регистр. Это подмножество в совокупности с регистром и представляет собой операционный элемент.

Разработка комбинационных схем осуществляется с помощью таблиц истинности и булевых функций с применением методов сокращенных таблиц.

1.Операционный элемент А (на основе регистра А, мультиплексора регистра А, АЛУ,мультиплексоров первого и второго операндов АЛУ)

Данный операционный элемент представлен на рисунке 10 Приложения №6.

Таблица истинности операционного элемента А приведена в Приложении №5 (Таблица №1). На основании таблиц истинности (Приложение №5) напишем и минимизируем булевы функции, на основании которых работает данный операционный элемент. Логические элементы, обеспечивающие работу ALU, были реализованы для всей схемы, а не для отдельного операционного элемента на рисунке 10 указаны только вымышленные элементы, которые реализованы следующими элементами схемы.

Управление регистром А:

S0.A=y1 y2y4 (сделан на элементах ИЛИ-НЕ (D28.2б) ,НЕ(D43.2))

S1.A=y1 y2 y3 y4  S1.A=S0.Ay3 ( сделан на элементе ИЛИ (D49.2))

Управление мультиплексороми А.1 и A.2 :

SE.A=y4 (сигнал подается напрямую на адресный вход мультиплексора А)

Упраление АЛУ (1 и 2 – соединенные через выход переноса):

SE3=y14у16 (выполнен на элементах ИЛИ-НЕ (D28.3), НЕ (D46.4))

SE2=y11 (подается сразу на АЛУ)

SE1=y2 y5 y7 y8 y13 y14 (элементы ИЛИ-НЕ (D40.3 и D41.1), элемент И-НЕ (D44.2)

SE0=y1 y10 y11 y12 y14 (элементы ИЛИ-НЕ (D40.1 и D40.2), элемент И-НЕ (D44.3)

MO= y7 y8 y14y15 y16 (элементы ИЛИ-НЕ (D41.2 и D41.3), элемент И-НЕ (D44.1)

CRn=y2 y11 y13 (элемент ИЛИ-НЕ (D42.1), элемент НЕ (D43.1)

Управление мультиплексорами первого (МХОП1.1, МХОП1.2) и второго операндов (МХОП2.1, МХОП2.2) АЛУ:

SE_OП1= y5 y12 (элемент ИЛИ (D47.1))

_______

NOT_ОП= SE_OП1 (элемент НЕ (D46.3))

SE_ОП2= y1 y2 y11 y12 (элемент ИЛИ-НЕ (D48.1), элемент НЕ (D46.6)

Данный операционный элемент представлен на рисунке 10 «Операционный элемент А» (Прилодение№6).

Список реализуемых микроопераций:

А:=Швх

А:=L1(А).В(0)

А:=А+С

А:=А+|С+1.

2.Операционный элемент В (на основе регистра В, мультиплексоров регистра В, АЛУ,мультиплексоров первого и второго операндов АЛУ)

Данный операционный элемент представлен на рисунке 11 Приложения №6.

Таблица истинности операционного элемента В приведена в Приложении №5 (Таблица №2). На основании таблиц истинности (Приложение №5) напишем и минимизируем булевы функции, на основании которых работает данный операционный элемент. Логические элементы, обеспечивающие работу ALU, были реализованы для всей схемы, а не для отдельного операционного элемента на рисунке 10 указаны только вымышленные элементы, которые реализованы следующими элементами схемы.

Управление регистром В:

S0.В=y5 y7y8y9 (сделан на элементе ИЛИ-НЕ (D48.2) ,НЕ(D46.5))

S1.В= y5 y6y7y8 y9  S1.В=S0.Вy6 ( сделан на элементе ИЛИ (D49.1))

Управление мультиплексороми В.1 и В.2 :

SE.В=y9 (сигнал подается напрямую на адресный вход мультиплексора B)

Упраление АЛУ (1 и 2 – соединенные через выход переноса):

SE3=y14у16 (выполнен на элементах ИЛИ-НЕ (D28.3), НЕ (D46.4))

SE2=y11 (подается сразу на АЛУ)

SE1=y2 y5 y7 y8 y13 y14 (элементы ИЛИ-НЕ (D40.3 и D41.1), элемент И-НЕ (D44.2)

SE0=y1 y10 y11 y12 y14 (элементы ИЛИ-НЕ (D40.1 и D40.2), элемент И-НЕ (D44.3)

MO= y7 y8 y14y15 y16 (элементы ИЛИ-НЕ (D41.2 и D41.3), элемент И-НЕ (D44.1)

CRn=y2 y11 y13 (элемент ИЛИ-НЕ (D42.1), элемент НЕ (D43.1)

Управление мультиплексорами первого (МХОП1.1, МХОП1.2) и второго операндов (МХОП2.1, МХОП2.2) АЛУ:

SE_OП1= y5 y12 (элемент ИЛИ (D47.1))

_______

NOT_ОП= SE_OП1 (элемент НЕ (D46.3))

SE_ОП2= y1 y2 y11 y12 (элемент ИЛИ-НЕ (D48.1), элемент НЕ (D46.6)

Схема формирования последнего разряда реализована функцией:

__

В_7= Y7 (ALU(7)  y8) , которая стоит в разрыве между АЛУ и мультуплексороми В.1,В.2 и в случае управляющего сигнала у7 устанавливает последний разряд подаваемого на мультиплексор слова в 0, при сигнале у8 в 1, при других сигналах оставляет его неизиенным (для получения первоначального слова В на входе мультиплексоров В.1 и В.2 у7 и у8 реализуют на АЛУ функцию Fвых=В)

Используются элементы ИЛИ (D47.2), И-НЕ (D.44.4), НЕ (D46.1,D.46.2)

Данный операционный элемент представлен на рисунке 11 «Операционный элемент В» (Приложение№6).

Список реализуемых микроопераций:

В:=ШВх;

В:=В;

В:=В + 1;

В(7):=0;

В(7):=1;

В:= L1(В).0 – логический сдвиг влево;

3.Операционный элемент C (на основе регистра C, мультиплексоров регистра C, АЛУ,мультиплексоров первого и второго операндов АЛУ)

Данный операционный элемент представлен на рисунке 12 Приложения №6.

Таблица истинности операционного элемента C приведена в Приложении №5 (Таблица №3). На основании таблиц истинности (Приложение №5) напишем и минимизируем булевы функции, на основании которых работает данный операционный элемент. Логические элементы, обеспечивающие работу ALU, были реализованы для всей схемы, а не для отдельного операционного элемента на рисунке 12 указаны только вымышленные элементы, которые реализованы следующими элементами схемы.

Управление регистром C:

S0.C=y11 y12y13y14y15y16

S1.C=S0.C=SC (сделан на элементе ИЛИ-НЕ (D45.1, D45.2, D45.3) , И_НЕ (D39.2))

Управление мультиплексороми C.1 и C.2 :

SE.В=y17 (сигнал подается напрямую на адресный вход мультиплексора C)

Упраление АЛУ (1 и 2 – соединенные через выход переноса):

SE3=y14у16 (выполнен на элементах ИЛИ-НЕ (D28.3), НЕ (D46.4))

SE2=y11 (подается сразу на АЛУ)

SE1=y2 y5 y7 y8 y13 y14 (элементы ИЛИ-НЕ (D40.3 и D41.1), элемент И-НЕ (D44.2)

SE0=y1 y10 y11 y12 y14 (элементы ИЛИ-НЕ (D40.1 и D40.2), элемент И-НЕ (D44.3)

MO= y7 y8 y14y15 y16 (элементы ИЛИ-НЕ (D41.2 и D41.3), элемент И-НЕ (D44.1)

CRn=y2 y11 y13 (элемент ИЛИ-НЕ (D42.1), элемент НЕ (D43.1)

Управление мультиплексорами первого (МХОП1.1, МХОП1.2) и второго операндов (МХОП2.1, МХОП2.2) АЛУ:

SE_OП1= y5 y12 (элемент ИЛИ (D47.1))

_______

NOT_ОП= SE_OП1 (элемент НЕ (D46.3))

SE_ОП2= y1 y2 y11 y12 (элемент ИЛИ-НЕ (D48.1), элемент НЕ (D46.6)

Список реализуемых микроопераций:

С:= ШВх ;

С:=С;

С:=|С;

С:=С + 1;

С:= А + В;

С:=А + |В + 1;

С:=А&В;

С:= не(А или В);

С:= (не А) или В;

Примечание: обобщенная таблица истинности мультиплексора первого операнда АЛУ приведена в Приложении №5 (таблица №4), обобщенная таблица истинности мультиплексора второго операнда АЛУ приведена в Приложении №5 (таблица №5).

4.Опрационный элемент на основе счетчика

Характеристики

Список файлов курсовой работы