Операционный_синтез_цифровых_устройств (775248), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Тем не менее, создавшееся положение нетрудно исправить, заменив признак P1 его отрицанием P1. После этого, исключая Ml ИНАЧЕ и метку М1, мы придем к описанию, в котором действие условного оператора, как и в предыдущем случае, будет восприниматься как выполнение управляющей микрокоманды. Каноническую форму микропрограммы целесообразно представить в виде таблицы с колонками, помеченными как НОМЕР, МЕТКА, УПРАВЛЯЮЩИЙ СИГНАЛ, ПЕРЕХОД.
Для перехода от таблицы к микропрограмме УУ с естественной адресацией достаточно проделать следующие операции:
-
ввести пустую микрокоманду;
-
заменять управляющие сигналы кодами операционного поля микрокоманда;
-
заменить признаки кодами их выбора в поле признака микрокоманда;
-
установить значение начального адреса микропрограммы;
-
заменить метки соответствующими адресами.
Построение микропрограммы УУ с принудительной адресацией требует некоторого изменения в канонической форме микропрограммы УУ.
Положим, что для записи микропрограммы используется одноадресная микрокоманда. Такой микрокоманде в микропрограмме функционирования ОУ соответствуют две рядом расположенные строки, одна из которых описывает регистровый оператор, а другая - оператор перехода. Эти строки могут быть объединены в одну микрокоманду, если выполняются следующие условия:
-
условный оператор не использует признак, вырабатываемый предыдущим регистровым оператором;
-
на оператор перехода не передается управление, он не выполняется отдельно от регистрового оператора.
3.4. ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ МИКРОПРОГРАММ
Построение микропрограммы управляющего устройства с программируемой логикой продемонстрируем на примере решения задачи 2.
3.4.1. Микропрограмма устройства управления с естественной адресацией
Обратимся к канонической форме микропрограммы функционирования ОУ:
| НОМЕР | МЕТКА | УПРАВЛЯЮЩИЕ СИГНАЛЫ | ПЕРЕХОД |
| 1 | УН2, УЭ1 | ||
| 2 | М3 | ЕСЛИ Р0 ТО М2 | |
| 3 | УСЧ1 | ||
| 5 | идти к М3 | ||
| 6 | М2 | ЗОЛИ P1 ТО М6 | |
| 7 | УЗАП | ||
| 8 | М5 | ЕСЛИ Р2 ТО М8 | |
| 9 | УН2 | ||
| 10 | ИДТИ К M8 | ||
| 11 | Мб | КОНЕЦ |
Будем считать, что устройство управления решает одну задачу, так что для его построения достаточно иметь ПЗУ, содержащие 12 ячеек. Тогда адрес ячеек ПЗУ будет выражаться четырехразрядным кодом А{3:0}.
Для простоты построения управляющего устройства не будем прибегать к сегментации операционного поля микрокоманды, а интересующий нас признак будем селектировать единицей соответствующего разряда поля выбора признака. Тогда микрокоманду можно представить в следующем формате:
| 0 | УЭ1 | УЭ2 | УН2 | УСЧ1 | УЗАП | — | — |
| 1 | ХР0 | XP1 | ХР2 | A3 | A2 | A1 | А0 |
Поместим пустую микрокоманду в ячейку нулевого адреса. Тогда начальный адрес микропрограммы будет равен единице, и адреса микрокоманд будут совпадать с номерами строк канонической формы.
Установим соответствие между метками и адресами переходов: М2=6, М3=2, М5=8, М6=0, М8=4. Теперь нетрудно построить кодовое выражение микропрограммы УУ:
| Адрес | Paзряды микрокоманды | |||||||||
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 2 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | ||
| 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | ||
| 4 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 5 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | ||
| 6 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | ||
| 7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | ||
| 8 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 9 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 10 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | ||
Для облегчения записи микропрограммы ее поля разделены двойной линией.
3.4.2. Микропрограмма устройства управления с принудительной адресацией
Обратимся к канонической форме микропрограммы функционирования ОУ и выясним возможности объединения ее строк. Здесь могут быть объединены строки 4 и 5, 9 и 10, поскольку операторы перехода не имеют меток, признак ┐Р0 изменяется под воздействием сигнала сдвига УЭ2, находящегося в четвертой строке, оператор перехода строки 10 не требует формирования признака - это оператор безусловного перехода.
Оставшиеся пары строк не могут быть объединены, поскольку операторы условного перехода отмечены метками М3 и М5. Теперь каноническая форма операционной микропрограммы описания будет на две строки меньше.
| НОМЕР | МЕТКА | УПРАВЛЯЮЩИЕ СИГНАЛЫ | ПЕРЕХОД |
| 1 | УН2, УЭ1 | ||
| 2 | М3 | ЕСЛИ ┐Р0 ТО М2 | |
| 3 | УСЧ1 | ||
| 4 | M8 | УЭ2 | ИДТИ К МЗ |
| 5 | М2 | ЕСЛИ ┐P1 ТО М5 | |
| 6 | УЗАП | ||
| 7 | М5 | ЕСЛИ Р2 ТО М6 | |
| 8 | УН2 | ИДТИ К М8 | |
| 9 | М6 | КОНЕЦ |
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 микрокоманда, а оператор перехода - в безусловный переход к следующей микрокоманде.
| УЭ1 | УЭ2 | УН2 | УСЧ1 | УЗАП | ХР0 | XP1 | ХР2 | A3 | А2 | A1 | А0 |
Установим соответствие между метками и адресами: М2=5; М3=2; М5=7; М8=4.
Теперь кодовое выражение микропрограммы для формата микрокоманды может быть записано в следующем виде:
| АДРЕС | РАЗРЯДЫ МИКРОКОМАНДЫ | |||||||||||||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||
| 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | ||
| 3 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | ||
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||
| 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||
| 6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||
| 7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 8 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | ||
Сравнивая объем микропрограмм для управляющих автоматов с естественной и принудительной адресацией, мы еще раз убеждаемся в том, что естественная адресация требует меньшего объема ПЗУ (в нашем случае 11 * 8 = 88 бит), чем принудительная адресация (9 * 12 = 108 бит).
ЛИТЕРАТУРА
-
Юрин О.Н. Единая система автоматизации проектирования ЭВМ. - М.: Советское радио, 1976.
-
Чу Я. Организация ЭВМ и микропрограммирование. - М.: Мир, 1975.
-
Автоматизация проектирования вычислительных систем. Языка, моделирование и базы данных под ред. М. Брейера. - М.: Мир, 1979.
-
Силин В.Б., Мельников B.C. Учебное пособие по курсу "Электронные вычислительные устройства". Операционный синтез. - М.: МАЙ, 1982.
-
Силин В.Б., Мельников Б.С. Учебное пособие по курсу "Электронные вычислительные устройства". Конечные автоматы. - М.: МАИ, 1978.
ОГЛАВЛЕНИЕ
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
