2. Кодирование поля микроопераций микрокоманды.

Структура формирователя сигналов микроопераций.

Размер поля микроопераций в микрокоманде (М) существенно влияет на характеристики УА и, в первую очередь, на общую стоимость реализации этого автомата. Так, например, уменьшение длины поля М приводит к уменьшению количества разрядов слова ПМК, а это, в свою очередь, снимает стоимость ПМК, повышает надежность ее функционирования, позволяет увеличить объем памяти , что способствует размещению в ней микропрограмм с большим количеством микрокоманд. Различают горизонтальное, вертикальное и смешанное кодирование (микропрограммирование).

При горизонтальном микропрограммировании каждой микрооперации в поле М отводится свой двоичный разряд. В результате поле М микрокоманды становится громоздким, однако, сложность ФСМО практически сводится к нулю. Для сокращения длины поля М прибегают к составлению матриц совместимости микроопераций выявлению пар микроопераций, характеристики совместимостей которых находятся в простых зависимостях между собой. В этом случае в поле М для каждой такой пары оставляют только один 1 разряд, а в схему ФСМО вводится дополнительный элемент, реализующий выявленную зависимость.

При вертикальном микропрограммировании каждой микрокоманде присваивается код минимальной длины m=[log₂ N], где N – количество различных микрокоманд. Основная задача, решаемая при таком способе кодирования, состоит в минимизации оборудования, составляющего схему ФСМО. При этом желательно образовать такие коды, для которых функции формирования управляющих сигналов зависят от минимального числа входных переменных, в качестве которых выступают двоичные переменные, соответствующие кодовым разрядам поля микроопераций.

Смешанное микропрограммирование предполагает разбиение поля М на отдельные поля, каждое из которых отводится под код некоторого выделенного подмножества микроопераций. Элементы этих подмножеств в одном случае связываются отношением «несовместимости», и тогда кодирование осуществляется на подмножествах несовместимых микроопераций. В случае, если в подмножества объединяются совместимые микрооперации, то кодирование производится по несовместимым подмножествам совместных микроопераций. В первом случае ФСМО представляет собой L дешифраторов, где L – количество выделенных полей. Второй подход требует только двух полей, в одном из которых фиксируется код (номер) подмножества микроопераций, а в другом – по принципу горизонтального микропрограммирования код выделенного подмножества.

Алгоритм кодирования в обоих случаях одинаков: 1 – выделение максимально полных подмножеств несовместимых (совместимых) микроопераций; 2 – нахождение кратчайшего покрытия максимально полными подмножествами всего множества микроопераций; 3 – непосредственное кодирование (выбор кода).

Исходной информацией для алгоритма является заданное отношение несовместимости (совместимости) микроопераций.

3. Способы адресации микрокоманд. Структура формирователя адреса.

Способ адресации – это правило определения адреса следующей выполняемой микрокоманды микропрограммы. Различают принудительную и естественную адресацию. При принудительной адресации адрес следующей микрокоманды в том или ином виде явно присутствует в выполняемой микрокоманде. При естественной адресации явно задается адрес только при организации передач и управления.

В структурном плане адресное поле А микрокоманды с случае принудительной адресации состоит из двух подполей: поле условий и поле адресное НА. Если в поле Х фиксируется номер проверяемого условия, то индикаторную функцию, вычисляющую логическое условие с номером Х, можно представить в виде:

Х_х = х₁Х₁ \/ х₂Х₂ \/ … \/ х_L-1 X_L-1 \/ Х_L.

Здесь х_i – значение осведомительного сигнала, Х_i – переменная, характеризующая номер проверяемого условия (Х_i = 1, если Х= i, и Х_i=0, если Х≠ i ). Х_L соответствует номеру, по которому осуществляется безусловный переход. Исполнительный адрес А_исп вычисляется А_исп=НА+х_х, либо А_исп=НА.х_х. Формирователь адреса включает в себя две схемы вычисления проверяемого логического условия х_х и формирования А_исп. Существуют и другие подходы к формированию поля Х. в случае, если разрешена проверка нескольких логических условий одновременно, каждый разряд поля Х отводится под признак конкретного логического условия. В это же поле может быть выделен дополнительный двоичный разряд прямой или инверсной проверки логических условий. Если в нем зафиксирована 1, то проверки подлнжат единичные значения осведомительных сигналов; если 0, то – нулевые. Пле НА может быть расширено путем +фиксации двух адресов А₁ и А₀, определяющих переходы в случае нулевого и единичного значения проверяемого логического условия. В этом случае в ФА отсутствует схема вычисления А_исп.

В случае естественной адресации как правило используют микрокоманды двух типов: операционные и управляющие. В операционной микрокоманде отсутствует поле А , а в управляющей - поле М. вычисление адреса микрокоманды, следующей за операционной, осуществляется счетчиком микрокоманд по правилу А_исп=СчМК+1. для распознавания микрокоманд в коде микрокоманды отводится один разряд под признак типа микрокоманды.