Управляющий автомат

Вырабатывает управляющие сигналы для операционного автомата, может быть построен в виде микропрограммного автомата. Микропрограммным автоматом называется конечный автомат с памятью, реализующий микропрограмму работы цифрового вычислительного устройства. Входными сигналами МПА являются осведомительные сигналы х. Выходными сигналами у являются сигналы микроопераций.

Для задания конечного автомата надо определить следующую 6ку множеств:

S=(A,X,Y,δ,λ,a₀)

уточнить

A={a₀, a_1, a_m, a_M}- множество состояний автомата

X={x_1, x_2, x_n, x_N}- множество входных сигналов

Y={y_1, y_2, y_g, y₆} – множество выходных сигналов

a_s= δ(a_m, x_n)

y_g= λ (a_m, x_n)

δ – функция, в которой каждый из возможных комбинаций состояния – входной сигнал ставит в соответствующее определение состояния автомата.

m – исходное состояние. n – состояние перехода.

Было состояние a_m, пришел сигнал x_n, стало состояние a_s.

λ – функция выхода, входной сигнал ставит в соответствующее определение выходного сигнала

а₀ – исходное состояние автомата

Автомат, заданный подобным образом называется автоматом Мили. Существует несколько типов автоматов.

Автомат Мура. a_s= δ(a_m, x_n), y_g= λ (a_m)

Для представления автоматов используется 2 типа: графический и табличный.

1. Графический – автомат представляется в виде ориентированного графа.

В нем вершины соответствуют состояниям автомата, а дуги – переходам между ними. Каждая дуга отличается входным сигналом, вызывающим данный переход, а также выходным сигналом, вырабатываемом на данном переходе.

х₂ у₁

а₀ ○ ○ а₁ Этот граф полностью определяет функциони-

рование автомата (Мили).

х₁ у₃ у₂ х₁

○

2. Табличный. В таблице перехода перечисляются все возможные переходы автомата, определяемые законом его функционирования. В каждой строке этой таблицы отмечается исходное состояние а_m, состояние перехода а_s, входной сигнал х_m и у_g, вырабатываемый на этом переходе.

аm	аs	хm	уg
а0	а1	х2	у1
а1	а2	х1	у2
а0	а2	х1	у3

Графический способ обладает большей наглядностью, но при больших автоматах наглядность теряется.

Таблица переходов может быть упорядочена по исходному состоянию а_m или по а_s.

В первом случае – прямая таблица, а во втором случае – обратная таблица переходов.

Для синтеза УА используется обратная таблица переходов. Для синтеза УА должна быть построена объединенная микропрограмма. Она имеет одну начальную, одну конечную вершины, общую часть использования всех команд, а также микропрограммы всех исполняемых машинных операций. Для составления объединенной микропрограммы требуется введение дополнительных логических условий. Эти условия должны соответствовать исполняемой машинной операции. Соответствующие осведомительные сигналы будут вырабатываться дешифратором, который подключен к полю операций регистра команды.