Курсач_96 (1075046), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Примечание: для формирования осведомительных сигналов, определяющих выполнение той или иной микропрограммы, используется дешифратор. Анализ КОП с помощью дешифратора позволяет существенно упростить логику работы устройства.
Следует заметить так же, что в силу идентичности выдачи результата выполнения операций 2-7, выдача результатов этих операций на внешнюю шину реализуется одним и тем же блоком микроопераций.
При выполнении операции В1 – выводится частное В и остаток А.
При выполнении операций B2-B7 – выводится слово результата С.
Разработанная в соответствии с вышеперечисленными условиями и замечаниями обобщённая микропрограмма представлена на рисунке «Граф обобщённой микропрограммы» Приложения №2.
4. обобщённый список слов, полей, логических условий и управляющих сигналов.
Обобщённый список слов, полей, логических условий и управляющих сигналов составляется на основании обобщенной микропрограммы ( «Граф обобщенной микропрограммы», Приложение №2). 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).
5. Закодированный граф микропрограммы
Закодированный граф микропрограммы составляется на основе обобщенной микропрограммы («Граф обобщённой микропрограммы» Приложения №2) 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 yi в соответствии с текущей микрооперацией в каждый узел графа и замены логических условий соответствующими им индексами xj. 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 №4.
6. Каноническая структура операционного автомата.
Выполняется на основании обобщённой микропрограммы («Граф обобщённой микропрограммы» Прилодения №2), 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, 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.
Примечание: 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.
7. Синтез операционных элементов
Синтез операционных элементов производится на основе канонической структуры операционного автомата (Приложение №5) и обобщенного списка слов, полей и микроопераций (Приложение №3 (таблица №3)).
7.1. Регистр кода операции.
Для синтеза регистра D используем микросхему К555ИР27, восьмиразрядный реверсивный сдвиговый регистр. По сигналу y3 он должен записывать код операции со входной шины данных.
Старший регистр
| Упр. cигнал | Микрооперация | Сигналы на входах | |
| L | C | ||
| Y3 | D=ШВх | 0 | СИ |
Получаем следующие функции для входов устройства.
L = Y3
К выходам этого регистра присоединяем дешифратор К555ИД7, который будет формировать условия B1-B7. На входы DC1-DC3 дешифратора подаем разряды D0-D2 регистра D, С1=1, С2=0 (входы разрешения). С выходов Q1-Q7 снимаем инвертированные сигналы B1-B7. Разряд D(3) формирует информационный сигнал x17. Разряды D4-D7 поступают на счетчик.
7.2. Счетчик.
Счетчик должен считать кол-во вычетов в операции деления и кол-во разрядов во время выполнения операции «сдвиг логический». Он должен хранить 4-х разрядное число. Для реализации счетчика используем микросхему К555ИЕ7.
| Упр. сигнал | Микрооперация | Сигналы на входах. | |||||
| +1 | -1 | C | D0-D2 | R | W | ||
| Y12 | Сч=0 ОД:=0 | * | * | * | * | 1 | * |
| Y18 | Сч=Сч-1 | 0 | 1 | 1 | * | 0 | 1 |
| Y19 | Сч=Сч+1 | 1 | 0 | 1 | * | 0 | 1 |
| Y29 | Сч=D(4:7) | 1 | 1 | 1 | D(4:7) | 0 | 0 |
На входы данных счетчика поступает значение с выхода регистра кода операции.
Сигнал на входе +1: Y18 Y22
Сигнал на входе –1: Y19 Y29
Сигнал на входе R: Y12
Сигнал на входе W: Y18 Y19.
7.3. Мультиплексор регистра А.
Для построения 8 разрядного мультиплексора 51 используем логические элементы. На выходе мультиплексора получается слово E. Нужно 2 мультиплексора для переключения старшего и младшего слова регистра А.
Старший мультиплексор
| Упр. сигнал | Микрооперация | Сигналы на выходах. | |||||||
| E15 | E14 | E13 | E12 | E11 | E10 | E9 | E8 | ||
| Y8 | А(15:8):=ШВх | ШВх(7) | ШВх(6) | ШВх(5) | ШВх(4) | ШВх(3) | ШВх(2) | ШВх(1) | ШВх(0) |
| Y16 | А(15):=0 | 0 | A(14) | A(13) | A(12) | A(11) | A(10) | A(9) | A(8) |
| Y20 Y21 | А:=А-В А:=А+В | АLU(7) | АLU(6) | АLU(5) | АLU(4) | АLU(3) | АLU(2) | АLU(1) | АLU(0) |
Схема управления мультиплексором:
E15= Y8ШВх(7) (Y20Y21)ALU(15)
E14= Y8ШВх(6) Y16A(14) (Y20Y21)ALU(14)
E13= Y8ШВх(5) Y16A(13) (Y20Y21)ALU(13)
E12= Y8ШВх(4) Y16A(12) (Y20Y21)ALU(12)
E11= Y8ШВх(3) Y16A(11) (Y20Y21)ALU(11)
E10= Y8ШВх(2) Y16A(10) (Y20Y21)ALU(10)
E9= Y8ШВх(1) Y16A(9) (Y20Y21)ALU(9)
E8= Y8ШВх(0) Y16A(8) (Y20Y21)ALU(8)
Младший мультиплексор
| Упр. сигнал | Микрооперация | Сигналы на выходах. | |||||||
| E7 | E6 | E5 | E4 | E3 | E2 | E1 | E0 | ||
| Y9 | А(7:0):= ШВх | ШВх(7) | ШВх(6) | ШВх(5) | ШВх(4) | ШВх(3) | ШВх(2) | ШВх(1) | ШВх(0) |
| Y45 | А(7):=Зн1 | Зн1 | A(6) | A(5) | A(4) | A(3) | A(2) | A(1) | A(0) |
| Y20 Y21 | А:=А-В А:=А+В | АLU(15) | АLU(14) | АLU(13) | АLU(12) | АLU(11) | АLU(10) | АLU(9) | АLU(8) |
Схема управления мультиплексором:
Е7= Y9ШВх(7) Y45Зн1 (Y20Y21)ALU(7)
Е6= Y9ШВх(6) Y45A(6) (Y20Y21)ALU(6)
Е5= Y9ШВх(5) Y45A(5) (Y20Y21)ALU(5)
Е4= Y9ШВх(4) Y45A(4) (Y20Y21)ALU(4)
Е3= Y9ШВх(3) Y45A(3) (Y20Y21)ALU(3)
Е2= Y9ШВх(2) Y45A(2) (Y20Y21)ALU(2)
Е1= Y9ШВх(1) Y45A(1) (Y20Y21)ALU(1)
Е0= Y9ШВх(0) Y45A(0) (Y20Y21)ALU(0)
7.4. Регистр А.
Разрядность этого регистра должна быть равна 16 битам. Он должен выполнять операции записи и хранения значения. Для его реализации используем 2 микросхемы К555ИР27 (Восьмиразрядный регистр). На входы D подаются сигналы соответственно со старшего и младшего мультиплексоров.
Старший регистр
| Упр. cигнал | Микрооперация | Сигналы на входах | |
| L | C | ||
| Y8 | А(15:8):=ШВх | 0 | СИ |
| Y13 | А:=0 | 0 | * |
| Y16 | A(15):=0 | 0 | СИ |
| Y20 | А:=А-В | 0 | СИ |
| Y21 | А:=А+В | 0 | СИ |
Получаем следующие функции для входов устройства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
