45. Структура и алгоритм функционирования микропрограммного устройства

управления.

Основные элементы устройства управления

Функционирование МПУУ

Устройство начинает работать с подачи серии синхросигналов С, которые определяют такты работы устройства. На регистр адреса микрокоманд (РАМ) передается код команды РККо. Прием информации в РАМ синхронизируется тактовыми импуль­сами ТИ. В соответствии с кодом, установленным на РАМ, воз­буждается одна из выходных шин дешифратора блока адресной выборки. В результате про­исходит обращение по определенному адресу ПЗУ и считывание хранящейся там микрокоманды.

Управляющая память представляет собой совокупность матриц ПЗУ (S1, S2, S3) . Микро­команда может быть представлена в виде некоторого управляю­щего слова, состоящего как минимум из двух частей: операцион­ной, содержащей информацию о наборе выполняемых в микроко­манде микроопераций, и адресной, содержащей информацию об адресе следующей микрокоманды. Поэтому в ПЗУ имеется не­сколько матриц: микроопераций, последовательности и длитель­ности микрокоманд. Каждая вертикальная шина этой матрицы предназначена для выдачи сигнала, по которому вы­полняется некоторая микрооперация.

Адресные части микро­команд хранятся в матрице последовательностей S. Схема устройства управления с двумя матрицами последовательностей S1 и S2 позволяет реализовать ветвление микрокоманд: переходить к выполнению следующей микрокоманды в зависимости от неко­торых внешних условий или признаков.

Переход происходит при выработке арифметическим устройством или устройством управления некоторого сигнала условия ψ.

В матрице S1 хранятся адреса микрокоманд, к которым осуществляется переход при сигнале условия ψ=1, в матрице S2 – адреса микрокоманд, к которым происходит переход при сигнале условия ψ=0. При выполнении некоторой микрокоманды на выходах матриц S1 и S2 появляются параллельные коды, определяющие адре­са последующих микрокоманд. В РАМ передается лишь один код адреса микрокоманды через элементы, управляемые сигналом условия.

УА работает от сигналов, выдавае­мых генератором тактовых импульсов ТИ, что определяет одинаковое время на выполнение всех микрокоманд. Реально длительности микрокоманд могут существенно различаться. Минимальная длительность определяется временем цикла работы ПЗУ

46. Способы повышения быстродействия микропрограммного устройства

управления.

Быстродействие П-автомата характеризуется временем, затрачиваемым на формирование одного набора управляющих сигналов. Это время слагается из трех составляющих: времени формирования адреса следующей микрокоманды; времени обращения к ПЗУ; времени дешифрирования микрокоманды.

Основные затраты времени приходятся на чтение микрокоманд из ПЗУ. Поэтому увеличение быстродействия П-автомата может достигаться за счет уменьшения времени обращения к ПЗУ и за счет сокращения числа обращений к ПЗУ, выполняемых в процессе функционирования П-автомата.

Уменьшение времени обращения к ПЗУ достигается при использовании в ПЗУ более быстродействующих элементов. При фиксированном быстродействии ПЗУ скорость функционирования П- автомата можно повысить за счет использования специальных структурных решений. Сокращение времени достигается за счёт использования более быстродействующих ЗУ (программные логические матрицы). Также производительность МПУУ может быть увеличена ща счёт параллельной выборки мк/ком и использования конвейерных регистров, 2-х уровневой памяти (нано и мк).

Для повышения быстродействия используется метод конвейеризации. В структуру вводится доп конвейерный регистр, который хранит текущую мкком. Конв. р-р вып функцию буферного р-ра, т.е. позволяет совмещать по времени выполнение N-1 команды и чтение N команды.