Читать методичка по информационным технологиям: "Оценка емкости микропрограммного устройства управления" Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

Для реализации машинной команды необходимо на соответствующие линии операционного блока подать управляющие функциональные сигналы, определенным образом распределенные во времени.

Последовательность управляющих сигналов задается поступающими на входы блока кодом операции, сигналами из операционного блока, несущими информацию об особенностях операндов, a также синхросигналами, задающими границы тактов. Формально управляющий блок может рассматриваться как конечный автомат, определяемый:

1) множествами входных сигналов Z и U:

Z = {z1, z2, ..., zp},

U = {u1,u2, …, un},

соответствующих задаваемому извне коду операции Z и двоичным значениям осведомительных сигналов U, отображающих текущее состояние операционного блока. Осведомительному сигналу uj ставится в соответствие логическое условие u’j;

2) множеством двоичных выходных сигналов V:

V = {v1, v2, ..., vm},

соответствующих множеству микроопераций операционного блока. При v i = 1 возбуждается i-я микрооперация;

3) множеством подлежащих реализации микропрограмм, устанавливающих в зависимости от значений входных сигналов управляющие сигналы, выдаваемые блоком в определённые такты. По множествам входных и выходных сигналов и микропрограммам определяется множество внутренних состояний блока Q:

Q = {q1, q2, ..., qr},

мощность которого (объём памяти управляющего блока) в процессе проектирования стараются минимизировать. Существует 2 основных метода построения логики управляющих автоматов.

1. Управляющий автомат с жесткой (схемной) логикой.

Для каждой операции, задаваемой кодом операции команды, строится набор комбинационных схем, которые в нужных тактах возбуждают соответствующие управляющие сигналы. Иначе говоря, строится конечный автомат, в котором необходимое множество состояний реализуется на запоминающих элементах, а функции переходов и выходов реализуются с помощью комбинационных схем.

2. Управляющий автомат с хранимой в памяти логикой.

Каждой выполняемой в цифровом устройстве операции ставится в соответствие совокупность хранимых в памяти слов - микрокоманд, каждая из которых содержит информацию о микрооперациях, подлежащих выполнению в течение одного машинного такта, и указания, какое должно быть выбрано из памяти следующее слово. В этом случае функции переходов и выходов управляющего автомата хранятся в памяти в виде совокупности микропрограмм. Обычно микропрограммы хранятся в специальной памяти микропрограмм.

Микропрограммирование представляет с одной стороны, принцип технической реализации вычислительных машин (в первую очередь процессора), а с другой стороны один из методов организации их математического обеспечения. Микропрограммный подход обладает рядом положительных качеств по сравнению с принципом жесткой логики: обеспечивается большая гибкость, облегчается разработка логики устройства управления и имеется возможность ее легкой переделки в процессе проектирования и модернизации ЭВМ.

Обобщённая структура микропрограммного устройства управления (МПУУ) показана на рис. 1.1.

Похожие работы