2.5 Микропрограммные автоматы с принудительной адресацией мк

В состав МПА входят следующие блоки (рис. 47): управляющая память, регистр микрокоманд (РМК), блок формирования управляющих сигналов, блок формирования адреса перехода и блок управления МПА.

Управляющая память хранит различные микропрограммы управления. Может быть реализована как на ROM, так и на RAM. РМК хранит выбранную из памяти микрокоманды в течение такта работы процессора.

Блок формирования управляющих сигналов генерирует по состоянию ОП на выходе множество управляющих сигналов в соответствующие временные такты.

Блок формирования адреса перехода анализирует состояние выходов DC№X и соответствующие осведомительные сигналы и вырабатывает Z₁ или Z₂, которые обеспечивают передачу A₀ или A₁ на вход РА.

Блок управления МПА координирует работу всех блоков МПА.

Рис. 47

Для уяснения работы МПА прежде всего следует рассмотреть форматы микрокоманд и правила их выполнения, т.к. это определяет логику работы блока формирования управляющих сигналов и правила составления микропрограмм.

Форматы МК при принудительной адресации могут иметь следующий вид (рис. 48)

Рис. 48

По МК безусловного перехода (БП) адрес следующей микрокоманды определяется полем А₀. Переход по МК условного перехода выполняется в зависимости от значения осведомительного сигнала x_i, соответствующего анализируемой условной вершине №X_i. Если x_i=0, то переход осуществляется по адресу А₀, иначе по адресу А₁.

Для идентификации МК УП и БП в поле №X записываются следующие коды: МК БП соответствует код «0»;

В МК УП каждой условной вершине присваивается свой двойной код, записываемый в поле «NX».

Правила выполнение микрокоманд позволяет описать структуру блока формирования сигналов перехода к следующей микрокоманде:

Принцип работы МПА с принудительной адресацией. Инициализация работы блока осуществляется сигналом «старт» открывается схема «и» и очередной СИ поступает на РС. По каждому СИ должен быть сформирован цикл исполнение МК, который включает:

• опрос памяти по выбранному адресу;

• фиксацию очередной команды не РНК;

• обработку ОП;

• формирование управляющих сигналов Z₁ или Z₂ для перехода к следующей команде.

Распределитель сигналов (РС) выполняет функцию формирование внутренних сигналов управления, по которым производится начальная установка, передача слов, синхронизации выдачи . На рис.47 выделен основной логический сигнал «ЧТ», покоторому читается микрокоманда из управляющей памяти. Микрокоманда фиксируется на РМК, формируется . Затем производится дешифрация кода в поле «NX» и по сигналам Z₁ или Z₂ передача одного из адресов на вход буферного регистра управляющей памяти. На этом исполнение микрокоманды заканчивается.

Инициализация работы микропрограммы начинается с записи адреса первой микрокоманды МП на РА управляющей памяти. Завершается ее работа, когда управление окажется в точке «конец» ГСА. Этому соответствует сигнал y_k, который отключает триггер управления (Т_упр) и блокирует схему «И», закрывая доступ на входе РС сигналов СИ.

Рассмотрим пример.

Пусть работа микропрограммного автомата задана ГСА следующего вида (рис.49).

Для полстроения МПА требуется:

1. Выбрать способ микропрограммирование и определить разрядность полей МК;

2. Для выбранного способа распределить управляющие сигналы по разрядам ОП;

3. Разработать микропрограмму;

4. Определить параметры управляющей памяти и всех регистров;

5. Описать работу блоков формирования управляющих сигналов и адреса прихода.

Рис.49

Для данной ГСА можно выбрать любой из смешанных микропрограммирования или горизонтальный способ. Предположим, что ОП организованно горизонтально - вертикальным способом. Тогда ОП будет состоять из двух сегментов NY₁ и NY₂, по которым необходимо распределить управляющие сигналы. В каждом сегменте присвоить управляющим сигналам двоичные коды. При закреплении за сегментамиследует учесть, что если сигналы формируются в одной операторной вершине, они должны принадлежать различным сегментам. Один и тот же y_i, указанный в различных операторных вершинах, должен принадлежать одному сегменту. Если в вершине ГСА записан только один y_j, то его код записывается в соответствующем сегменте ОП. В остальных сегментах проставляется код отсутствия сигнала.

Для рассматриваемой ГСА на рис.50 приведено распределение по сегментам ОП.

NY1		NY2
001	y1	y2	01
010	y3	y4	10
011	y5	y6	11
100	yk	отс.	00
000	отс.

Рис.50

Разрядность адресных полей МК в общем случае определяется емкостью управляющей памяти ГСА будет зависеть от количества микрокоманд МКП. При составлении микропрограммы целесообразно воспользоваться следующим правилом: обойти ГСА по «нулевым» выходам условных вершин, располагая микрокоманды по нарастанию адресов. Для микрокоманд, которые соответствуют «единичным» выходам условных вершин, отвести адреса свободных ячеек памяти. На рис.51. представлена МКП, описывающая рассматриваемый алгоритм управления.

Адр. МКОМ	NY1	NY2	NX	A0	A1	Примечание
0	<y1>	<y2>	<NX1>	1	4	УП
1	<y3>	<y4>	<NX2>	2	5	УП
2	<y1>	<y6>	00	3		БП
3	<yk>	<отс>	-	-	-	Откл. БУ
4	<y5>	<y6>	<NX2>	2	5	УП
5	<y3>	<отс.>	00	3	-

Рис.51

Структура блока формирования адреса перехода представлена сигналами Z₁ и Z₂ следующего вида: