2 Разработка гса и функциональной схемы операционной части автомата

2.1 Выбор длины разрядной сетки функциональных узлов операционного автомата

В соответствии с заданием разрядность мантисс операндов n_м = 16 (нулевой разряд и первый - знаковый, 2-15 разряды отведены под значение числа); разрядность порядков n_п = 6 ( нулевой - знаковый, 1-6 разряды отведены под значение числа).

Описание типов слов представлено в таблице 1

Таблица 1 – Описание типов слов

Тип	Слово	Пояснение
I	РгМа(0:15)	мантисса числа А
I	РгМв(0:15)	мантисса числа B
I	РгРа(0:5)	порядок числа А
I	РгРв(0:5)	порядок числа В
LO	СММ(0:15)	Мантисса произведения
LO	СМП(0:5)	Порядок произведения
O	φ1	флаг «переполнение»
O	φ2	флаг «машинный нуль»

2.2 Содержательный граф автомата

Содержательный граф автомата показан в приложении А, соответствующая ГСА представлена в приложении Б, граф автомата Мура в приложении В, функциональная схема в приложении Г.

2.3 Список микроопераций и логических условий

Список микроопераций и логических условий представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Список микроопераций и логических условий

Обозна-чение	Микрооперация	Обзна-чение	Логическое условие
у1	СМП:=0	х1	PгMB(15)
у2	СММ:=0	х2	Сч=0
у3	[РгМа]:=[Ма]мд	х3	PгMB(0)
у4	[РгМв]:=[Мв]мд	х4	СММ(2)
у5	Сч:=1410	х5	СММ(0)СММ(1)
у6	РгРа:=[Ра]д	х6	СМП(0) СМП(1)
у7	РгРв:=[Рв]д
у8	φ1:=0
у9	φ2:=0
у10	[СММ]:=[СММ]+[PгMA]
у11	PгMB(1:15):=R1(СММ(15).PгMB(1:15))
у12	[СММ]:=R1([СММ])
у13	Сч:=Сч-1
у14	[СММ]:=[СММ]+ ┐[PгMA] + 1
у15	[СМП]:=[PгPA]+[PгPB]
y16	СММ:=L1(СММ).РгВ(1))
y17	PгMB:=L1(PгMB)
у18	СМП:=СМП+1.11111
у19	φ1:=1
у20	φ2:=1

3 Разработка логической схемы управляющей части автомата

3.1 Составление таблицы переходов-выходов

Таблица 3 - Таблицы переходов-выходов

Исходное состояние	Входной набор	Выходной набор	Следующее состояние
а1	В	У1-У9	а2
а2	Х1	У10	а3
а2		У11-У13	а4
а3	­­­–	У11-У13	а4
а4		У11-У13	а4
а4	Х1	У10	а3
а4	Х2х3	У14	а5
а4	Х2	У15	а6
а5	–	У15	а6
а6		У16-У18	а7
а6	Х4	-	а1
а6	Х4х6	У20	а1
а7	х5	У19	а1
а7	х6	У20	а1
а7		-	а1

3.2 Кодирование состояний автомата.

При кодировании можно воспользоваться эмпирическим алгоритмом кодирования, позволяющим уменьшить число переключаемых триггеров на каждом переходе автомата, что, в свою очередь, должно уменьшить сложность его схемной реализации. Закодируем граф автомата Мили. Составим матрицу переходов, соответствующую связям в автомате.

Пусть состояние а6 кодируется набором 000, а а7 – 001.

Так как в подматрице М3 не имеют кодовых комбинаций состояния а1, а2 то будем выбирать код состояния а1 исходя из минимальной сложности связей с состоянием а6(000) и а7(001). Сложность связей оценим весовой функцией, представляющей собой сумму расстояний по Хэммингу между кодовыми комбинациями, имеющими связь в графе. Соседними и еще не использованными являются следующие наборы: а6(000) – 010, 100, к а7(001) – 101, 011.

W010=|010-000|+|010-001|=1+2=3

W100=|100-000|+|100-001|=1+2=3

W101=|101-000|+|101-001|=2+1=3

W011=|011-000|+|011-001|=2+1=3

Пусть состоянию а1 соответствует набор 010.

Нахождение состояния а3 из условия соседства состояний а2 и а3. Соседними к а2(011) является набор 111. Пусть а3 соответствует набор 111.

Так как в подматрице М5 не имеют кодовых комбинаций состояния а4, а5 то будем выбирать код состояния а4 исходя из минимальной сложности связей с состоянием а2(011), а3(111) и а6(000). Сложность связей оценим весовой функцией, представляющей собой сумму расстояний по Хэммингу между кодовыми комбинациями, имеющими связь в графе. Соседними и еще не использованными являются следующие наборы: а3(111) – 101, 110, к а6(000) – 100.

W101=|101-011|+|101-111|+|101-000|=2+1+2=5

W110=|110-011|+|110-111|+|110-000|=2+1+2=5

W100=|100-011|+|100-111|+|100-000|=3+2+1=6

Пусть состоянию а4 соответствует набор 101.

Так как в подматрице М6 не имеет кодовую комбинацию состояние а5 то будем выбирать код состояния а5 исходя из минимальной сложности связей с состоянием а4(101) и а6(000). Единственной такой комбинацией является 100.

Таблица 4 - Кодировочная таблица

а1	а2	а3	а4	а5	а6	а7
010	011	111	101	100	000	001

Сложность связей оценим весовой функцией, представляющей собой сумму расстояний по Хэммингу между кодовыми комбинациями, имеющими связь в графе

W_закод=|010-011|+|011-111|+|011+101|+|111-101|+|101-101|+|101-100|+ +|101-000|+|100-000|+|000-001|+|000-010|+|001-001|+|001-010|=1+1+2+1+0+1+2+1+ +1+1+0+2=13

W_натур=|000-001|+|001-010|+|001-011|+|010-011|+|011-011|+|011-100|+ +|011-101|+|100-101|+|101-110|+|101-000|+|110-110|+|110-000|=1+2+1+1+0+3+2+1+ +2+2+0+2=17

13<17, следовательно, эмпирический алгоритм кодирования уменьшает сложность автомата.