4.5. Управление взаимосвязанными процессами

Если речь идет о системе взаимодействующих МПА, то ситуация меняется. В этом случае существуют обращения из одного МПА к выполнению подпро­грамм, реализуемых другими МПА. Осуществляется такая система с помощью веду­щего автомата Мура и автоматов подпрограмм Мили.

Эта же задача может быть реализована комплексом автоматов, если все подпрограммы, включая ведущую, рассматривать как единый автомат Мили. Тогда при независимой разметке каждого из алгоритмов для получения графов автоматов Мили следует сделать зависимыми номера состояний автоматов, т.е., если в первом МПА состояния , то во втором автомате необходимо занумеровать состояния, начиная с , в третьем – с .

В работе [34] показано, что в таком случае для рекурсивного обращения к подпрограммам в структуру автомата целесообразно ввести дополнительную па­мять в виде регистров с односторонней связью (стек первого типа) и устройства формирования МК управления стеком на основании анализа состояний регистра памяти (логическая подсистема). В отличие от работы [34], эта идея в данном параграфе проработана детально и изложена подробно.

На рис. 90 представлены графы микропрограмм с кодами , где – логические условия переходов от a(t) к a(t + 1), представленные в табл. 34, а – выходные микрооперации. Здесь а_R – код возврата из микропрограммы. В этом случае структура МПУ приобретает вид рис. 91. Кроме стека (блок СТ), отличие от классической структуры МПА лишь в том, что появился так называе­мый регистр микрокоманд (РМК), рассчитанный на три поля:

Z – поле кода подпрограмм;

K – поле кода a(t);

Y – поле кода микроопераций.

Функционирует данное МПУ в следующей последовательности:

Если код поля Z равен нулю, то МПУ работает как обычный автомат Мили, т.е. код поля К, представляющий собой a(t), передается на Pг a(t), и автомат переходит к выполнению следующего такта расшифровки a(t) для определения нового состояния a(t + 1) той подпрограммы (например, ведущей), которую он осуществляет. Если код поля , то код поля К сохраняется в стеке, а содержимое кода Z вместо a(t) переписывается на Pг a(t), и автомат переходит к выполнению подпрограммы точно так же, как и к расшифровке обратного состояния МПА, ибо состояния во всех графах подпрограмм закодированы различными номерами (по условию).

Стек, используемый для реализации вложенных вызовов микропрограмм, управляется сигналами

Рис. 90

Таблица 33

Обозна-чение	Логическое условие	Обозна-чение	Микрооперация
X1	Сигнал «Пуск»	Y1	Начальная установка
X2	Тактовый сигнал (для Yi)	Y2	Увеличение СчХ
X3	[СчХ] = [PгA]	Y3
X4	Сигнал из ЧБ1	Y4	Выборка и
X5	Внешний сигнал «Стоп»	Y5	;
X6	Сигнал «Продолжение»	Y6	Ожидание

Рис. 91

Таблица 34

a(t)	Код К a(t)	a(t + 1)	Код К a(t + 1)	X	Y	а(t) адрес ПЗУ	N
a1	0001	a2 a3 a3	0010 011 011	x1 x11 x11	y1y2 y6y7 z2	00001 00010 00011	1 2 3
a2	0010	a2 a5 a3	0010 0101 0011	x9 x10 x5	y3y4 y4 y3	00100 00101 00110	4 5 6
a3	0011	a4	0100	1	y6	00111	7
a4	0100	a1 a1	0001 0001	x2 x6	y1y2y3 z1	01000 01001	8 9
a5	0101	a2	0010	1	z1	01010	10
a6	0110	a7 ar a8	0111 0000 1000	x4 x14 x13	y5y6y7 y3y4 y7	01011 01100 01101	11 12 13
a7	0111	ar ar	0000 0000	x8 x5	y7 y1y2y3	01110 01111	14 15
a8	1000	ar	0000	1	z2	10000	16
a9	1001	a10 a9 ar	1010 1001 0000	x1 x12 x11	y1 y2y3y4 –	10001 10010 10011	17 18 19
a10	1010	a9 a9	1001 1001	x3 x7	y3y4 y5y6	10100 10101	20 21

– в регистр a(t) заносится код Z, а код вершины из поля К по сигналу записывается в стек.

команда используется, если код поля К содержит код вершины воз­врата, тогда из стека по сигналу «выталкивается» код a(t), записанный перед вы­зовом микропрограммы Z.

Синтез МПУ такого типа не имеет особенностей, т.е. по графам автоматов составляется единая (как для одного автомата) таблица переходов (табл. 34), которая является основой составления системы булевых функций для ПЛМ. Затем на основании этой таблицы составляется табл. 36, являющаяся основой формирования содержимого ПЗУ по адресу A(t). В табл. 35 символами обозначены номера позиций 1 в коде a(t) поля К, который заносится в стек.

Таблица 35

N	а(t)	Содержание			Примечания
		Y	Z	K
	00000
1	00001	y1y2		0010
2	00010	y6y7		0011
3	00011		S1S4	0011	Вызов z2 К(a9) = 1001
4	00100	y3y4		0010
5	00101	y4		0101
6	00110	y3		0011
7	00111	y6		0100
8	01000	y1y2y3		0001
9	01001		S2S3	0001	Вызов z1 К(a6) = 0110
10	01010
11	01011	y5y6y7	S2S3	0010 0111	Вызов z1 МПП z1
12	01100	y3y4		0000
13	01101	y7		1000
14	01110	y7		0000
15	01111	y1y2y3		0000
16	10000		S1S4	0000	Вызов z2 МПП z2
17	10001	y1		1010
18	10010	y2y3y4		1010
19	10011			0000
20	10100	y3y4		1011
21	10101	y5y6		1001

Таблица 36

Наименование сигнала	Назначение
С1	Запись в PгA
С2	Запись в PгY
С3	Увеличение счетчика СчХ
С4	Сложение и на сумматоре 1 (1)
С5	Сложение и на сумматоре 2 (2)
С6	Выборка из числового блока 1 (ЧБ1)
С7	Выборка из числового блока 2 (ЧБ2)

Заметим, что в поле Z нужно указывать вовсе не код микропрограммы Z, а код состояния a(t + 1), обозначающий начало этой микропрограммы. Например, для перехода к (см. рис. 90 и 91) нужно указать код . Т.е. поле К и поле Z в РМК должны быть одной разрядности. Независимо от того, что количество подпрограмм может быть малым (например, при числе микропрограмм меньше 8 хватило бы для кода Z всего 3 разрядов), необходимое число разрядов в поле Z значительно больше, чем для кода K. Например, при общем количестве состоя­ний в микропрограммах, равном 63, разрядность поля К и поля Z равна 6, хотя число подпрограмм Z < 8.

Таким образом, введение в структуру МПУ стековой памяти и логической подсистемы формирования признаков управления ею позволяет построить устройство для одновременной реализации комплекса взаимозависимых микропрограмм.