16. Процессор с программным и микропрограммным управлением.

Для формирования сигналов, управляющих выполнением элементарных операций в процессорах, используются два основных способа:

1. Аппаратный, реализуемый на основе жесткой логики (Wired Logic).

2. Микропрограммный, реализуемый на основе программируемой логики (Stored /ProgrammedLogic).

Микропрограммный способ формирования управляющих сигналов Микропрограммный способ формирования УС основан на том, что входные сигналы автомата управления можно представлять как адреса некоторой памяти, ячейки которой содержат требуемые комбинации выходных сигналов. Поэтому формирование сигналов управления в текущий момент времени можно представить как выборку по n-битному адресу, каждый бит которого соответствует текущему значению одного из n входных сигналов Xi, одного из 2n слов памяти, содержащего требуемую m-битную комбинацию, соответствующую текущим значениям каждого из m выходных сигналов Yj. Тогда проблема формирования сигналов управления выполнением команд процессора сводится к организации последовательности выборок слов из памяти по адресам, соответствующим последовательности комбинаций входных сигналов, которая обеспечит требуемую последовательность комбинаций значений управляющих сигналов.

Поскольку набор микроопераций, выполняемых в текущем такте с помощью сформированных в этом такте управляющих сигналов, называется микрокомандой, а последовательность микрокоманд образует микропрограмму выполнения машинной команды, то память, хранящая набор микропрограмм для выполнения каждой команды процессора, называется микропрограммной памятью, а данный способ управления выполнением команд –микропрограммным управлением (МПУ).

17. Функции и структура операционного устройства

Функциональная и структурная организация операционных устройств ( ОУ) базируется на принципе микропрограммного управления, сформулированном Уилксои. Согласно этому принципу любая машинная операция разделяется на последовательность элементарных действий по обработке информации – микроопераций. Порядок следования микроопераций определяется специальными логическими условиями (ЛУ), которые в зависимости от значений обрабатываемой информации принимают значение «истина» (1) или «ложь» (0). Алгоритм выполнения операций в ОУ, записанный в терминах микроопераций и логических условий и отражающий порядок следования микроопераций во времени, называется микропрограммой. Для упорядочения процесса синтеза ОУ академик В.М. Глушков предложил представлять их в виде композиции двух автоматов:

Операционный автомат (ОА) служит для хранения слов информации, выполнения номера микроопераций Y = { y₁, . . .,y_n} и вычисления значений логических условий X = {x₁, . . .,x_n} . В результате выполнения микроопераций ОА преобразовывает данные D в результаты R .

Управляющий автомат (УА) формирует последовательность МО Y на основе анализа кода операции F и значения ЛУ X в каждом такте функционирования. Таким образом, УА является«интеллектуальной» частью ОУ, определяющей порядок обработки информации операционным автоматом.