Лекц.БЦВМиСР1-8(2) (775524), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Таким образом, в машинах с УУ МП имеется два уровня программ:
- первый уровень – основная программа реализуемого в ВМ алгоритма, размещённая в памяти программ машины;
- второй уровень – микропрограммный. Это набор микропрограмм, каждая из которых обеспечивает реализацию одной из команд первого уровня. Эти микропрограммы размещаются в специальном ЗУ микропрограмм.
Идея микропрограммирования известна давно (Уилкс, 1951 г.), однако реальное применение получила значительно позже, когда удалось получить ПЗУ микропрограмм с малым временем выборки.
Структурно УУ МП отличается от УУ ЖЛ лишь способом реализации Уз.ФФС. В УУ МП этот узел можно условно представить состоящим из трёх частей (см. рис. 6. 12):
(1) – ЗУ микропрограмм (ЗУ МП) со всеми необходимыми для его функционирования узлами: регистрами, дешифратором адреса и т. д.;
(2) – схемы формирования адреса следующей микрокоманды (Сх. ФАСМК);
(3) – «таблицы» начальных адресов микропрограмм (ТНАМП), реализующих команды процессора. Эта таблица можнт быть размещена либо в отдельном ЗУ, либо в некоторой области ЗУ микропрограмм.
Организация ЗУ МП мало чем отличается от организации адресного ЗУ с произвольной выборкой. Отличия появляются лишь в конечных цепях формирования функциональных сигналов при использовании различных способов кодирования микрокоманд.
а1
Ф1, Ф2
Ф3
Ф3, Ф4
Ф6, Ф7
Ф8
Ф9, Ф10
Ф11, Ф7
Ф8
Ф9, Ф12
Ф13
Ф14, Ф7
Ф15, Ф16
Ф17, Ф18, Ф19
а2
а3
а4
а5
а6
а7
а8
а9
а10
а11
а12
Рис. 6. 7. Микропрограмма реализации команды сложения
Рис. 6. 8. Граф переходов автомата Мура.
| Исходное состояние | Условие перехода | Состояние после перехода | D4 | D3 | D2 | D1 | ||
| а а) i | код | аi | код | |||||
| а1 | 0001 | 1 | а2 | 0010 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| а2 | 0010 | 1 | а3 | 0011 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| а3 | 0011 | 1 | а4 | 0100 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| а4 | 0100 | 1 | а5 | 0101 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| а5 | 0101 | 1 | а6 | 0110 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| а6 | 0110 | 1 | а7 | 0111 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| а7 | 0111 | 1 | а8 | 1000 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| а8 | 1000 | 1 | а9 | 1001 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| а9 | 1001 | 1 | а10 | 1010 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| а10 | 1010 | 1 | а11 | 1011 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| а11 | 1011 | 1 | а12 | 1100 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| а12 | 1100 | 1 | а1 | 0001 | 0 | 0 | 0 | 1 |
D1 = a2 V a4 V a6 V a8 V a10 V a12;
D
б)
2 = a1 V a2 V a5 V a6 V a9 V a10;D3 = a3 V a4 V a5 V a6 V a11;
D4 = a7 V a8 V a9 V a10 V a11;
Ф1 = a1; Ф2 = a1; Ф3 = a2; Ф4 = a3; Ф5 = a3;
Ф
в)
6 = a4; Ф7 = a4 V a7 V a11; Ф8 = a5 V a8;Ф9 = a6 V a9; Ф10 = a6; Ф11 = a7; Ф12 = a9;
Ф13 = a10; Ф14 = a11; Ф15 = a11; Ф16 = a11;
Ф17 = a12; Ф18 = a12; Ф19 = a12;
Рис. 6. 9. Этапы синтеза управляющего автомата Мура:
а) таблица переходов;
б) функции возбуждения триггеров D1 ÷D4;
в) функции формирования функциональных сигналов Ф1÷Ф19;
а1
Ф1
а2
а10
а9
а6
а5
а2
1
а11
а6
а5
а4
1
а11
а10
а9
а8
1
а1
а8
а6
а4
1
Ф2
а2
Ф3
ДШ
а1
Ф4
а3
ТТ
1
D
C
ТТ
2
D
C
ТТ
3
D
C
ТТ
4
D
C
Ф5
а3
а4
а2
а10
а3
а12
а4
а4
Ф6
а4
а5
а1
1
а7
а6
Ф7
1
а11
а5
а7
а8
Ф8
1
а8
а9
а6
а9
а10
Ф9
1
а11
а3
а6
а12
Ф10
а7
Ф11
а8
Ф12
а7
а9
Ф13
а10
Ф14
а11
Ф15
Синхросигнал
а11
Ф16
а11
Ф17
а12
Ф18
а12
Ф19
Рис. 6. 10. Автомат Мура, формирующий функциональные сигналы управления (Ф1÷Ф19) процессом выполнения команды сложения
Команда пр-ра
Память программ ВМ
Специальное ЗУ – ЗУ микрокоманд (ЗУ микропрограмм)
Набор микрокоманд - микропрограмма реализации данной команды
процессора.
Рис. 6. 11. Принцип микропрограммной организации УУ.
Функциональные сигналы
MS
ЗУ МП
. . .
от
ДШ КОП
Сх. ФАСМК
ТНАМП
Адрес исполняемой
микрокоманды
Рис. 6. 12. Функциональное назначение ТНАМП.
6. 3. Способы организации микропрограммирования.
Различают два способа организации микропрограммирования: горизонтальное и вертикальное. И в том и в другом случае микрокоманда разделяется на две части: операционную и адресную.
Операционная часть микрокоманды обеспечивает формирование функциональных сигналов, а адресная – «отвечает» за формирование адреса следующей выполняемой микрокоманды, т.е. формирует последовательность выполнения микрокоманд. Различия в способах организации микропрограммирования относятся лишь к операционной части микрокоманды.
При горизонтальном способе микропрограммирования каждый разряд операционной части микрокоманды соответствует определенному функциональному сигналу, а сама микрокоманда – определенному такту реализации машинной команды (в нашем примере команды сложения). Таким образом, при горизонтальном способе микропрограммирования операционная часть микропрограммы реализации любой команды представляет собой прямоугольную матрицу, количество столбцов которой соответствует количеству функциональных сигналов, а количество строк определяется количеством микрокоманд в микропрограмме. Так для рассмотренного примера реализации команды сложения разрядность операционной части микрокоманд равна 19-ти, а микропрограмма содержит 12 микрокоманд (см. рис. 6. 13).
Номера функциональных сигналов
| 1 К К+1 К+2 К+3 К+4 К+5 К+6 К+7 К+8 К+9 К+10 К+11 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 1 | 1 | |||||||||||||||||
| 1 | ||||||||||||||||||
| 1 | 1 | |||||||||||||||||
| 1 | 1 | |||||||||||||||||
| 1 | ||||||||||||||||||
| 1 | 1 | |||||||||||||||||
| 1 | 1 | |||||||||||||||||
| 1 | ||||||||||||||||||
| 1 | 1 | |||||||||||||||||
| 1 | ||||||||||||||||||
| 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||||||
| 1 | 1 | 1 |
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
