2.6. Синтез операционных автоматов уцу

Процесс синтеза этих автоматов рассмотрим на примере УЦУ для одноадресной системы команд без признака засылки. Содержательная граф-схема микропрограмма такого УЦУ приведена на рис.2.11. Из нее, аналогично тому, как это было сделано в подразд.2.1, находим списки использованных слов (табл.2.12), микроопераций (табл.2.13) и условий (табл.2.14).

Таблица 2.12

Хотя слова RG, RG1, ПП, RGA и RGC фигурируют в микропрограмме УЦУ, они не принадлежат этому устройству. Слова RG, RG1 и ПП, принадлежат АЛУ, а RGA и RGC принадлежат ОП. Слова ЗП, ЧТ и АЛУ являются вспомогательными. В табл.2.14 код операции КО равен коду основной операции над двумя операндами (002) тогда и только тогда, когда код длины команды КДК =1. Поэтому для двух условий использовано одно и то же обозначение осведомительного сигнала X₄.

Операционные автоматы УЦУ, как и любые операционные автоматы, можно реализовать в форме автоматов с закрепленными и с общими микрооперациями. Вначале рассмотрим процесс синтеза операционного автомата УЦУ с закрепленными микрооперациями. При этом будем использовать методику, данную в подразд. 2.4.

Таблица 2.13

Микрооперации закрепляются за регистром следующим образом:

Вспомогательные слова ЧТ, АЛУ и ЗП реализуются с помощью управляемых шин (управляющие сигналы y₄,y₁₄,y₁₆)

Таблица 2.14

Значения осведомительных сигналов x₅-x₇, x₉, x₁₀, x₁₃, x₁₄ вычисляются о помощью, дешифратора, подключенного к полю КО регистра RGK. Если условие выполняется, соответствующий осведомительный сигнал равен единице. В противном случае – равен нулю. Этот же дешифратор можно использовать для получения осведомительных сигналов, переключающих управляющий автомат АЛУ на выполнение соответствующей основной операции.

Структурная схема операционного автомата, соответствующего микропрограмме, показанной на рис. 2.10, приведена на рис. 2.30. Часть операционного автомата, относящаяся к УЦУ, обведена пунктирной линией. Шины, связывающие операционный автомат УЦУ с регистрами RG и RG1 из АЛУ и регистрами RGA и RGC из ОП, относятся к интерфейсу ЭВМ. Интерфейсом (сопряжением) называется совокупность цепей, связывающих два устройства и алгоритм, определяющий порядок передачи информации между устройствами. Входящие в интерфейс шины соединяют выходные узлы одного устройства с соответствующими входными узлами другого устройства.

Синтез операционного автомата УЦУ с общими микрооперациями осуществляется по правилам, изложенным в подразд. 2.5. Для передачи операндов в данном случае достаточно использовать одну 8-разрядную шину . Результирующая шина также должна иметь восемь разрядов. Операторы, соответствующие операционному автомату для микропрограммы (рис. 2.11), построены c помощью табл. 2.13 и сведены в табл. 2.15. С целью унификации операторов микрооперации y₁₉ и y₂₀ разделены на две части , и соответственно , , каждая из которых выполняется за один такт автоматного времени. Для микроопераций y_4, y₁₄ и y_16­ операторы в табл. 2.15 отсутствуют, поскольку их можно реализовать с помощью управляющих цепей.

Таблица 2.15

По табл.2.15 составляется перечень использованных операторов (табл. 2.16). С помощью табл. 2.15 и 2.16 осуществляется кодирование микроопераций управляющими сигналам. Результат кодирования представлен в табл. 2.17.

Все микрооперации можно разбить на три класса эквивалентных микроопераций , , , каждый из которых содержит ровно одну микрооперацию

, ,

На основе описания слов, операторов и списка логических условий строится структурная схема операционного автомата УЦУ с общими микрооперациями (рис. 2.31). На рисунке пунктиром обведены регистры, не принадлежащие УЦУ. Осведомительные сигналы можно вычислить, как и для автомата с закрепленными микрооперациями.