1.9. Канонический синтез схем сравнения (при малой разрядности слов). Привести пример синтеза.
Канонический синтез схем сравнения — это метод, который позволяет создать схему для сравнения двоичных чисел. В случае малой разрядности слов, процесс упрощается, так как требуется меньше логических элементов для реализации схемы.
Функциональная схема такого соединения в автомате Мили для случая использования Т-триггеров представлена на рис. 12.7
1.10. Как решается задача построения СОЛО? Привести пример схемы СОЛО.
Задача построения СОЛО (Схемы Оперативного Логического Обеспечения) решается путем разработки логической схемы, которая будет выполнять необходимые операции над входными данными для получения желаемого результата. Примером может служить схема, которая реализует определенный алгоритм обработки данных.
Вот пример простой схемы СОЛО, которая выполняет функцию логического “И”:
Вход 1 ----|
AND ---- Выход
Вход 2 ----|
В этой схеме, если оба входа (Вход 1 и Вход 2) имеют значение “1” (истина), то на выходе также будет “1”. Если хотя бы один из входов имеет значение “0” (ложь), то и выход будет “0”.
2.1 Принципы микропрограммного управления. Какую роль выполняют микропрограммы.
Принципы микропрограммного управления основаны на использовании микропрограмм для управления работой процессора. Микропрограммы — это наборы инструкций, которые управляют ресурсами вычислительного устройства, такими как арифметико-логическое устройство (ALU), сдвигатели, мультиплексоры и другие компоненты. Они выполняют следующие ключевые роли: Архитектурная независимость: Микропрограммы позволяют создавать процессоры с различной архитектурой, используя один и тот же базовый набор инструкций1. Модульность: Микропрограммы состоят из модулей, каждый из которых выполняет определенную функцию, что облегчает разработку и тестирование1. Инструкции и операции: Микропрограммы кодируют команды в виде последовательностей сигналов управления, которые затем передаются в различные подсистемы процессора для выполнения требуемых операций2.Скорость и оптимизация: Микропрограммы могут быть оптимизированы для увеличения скорости выполнения операций1. Гибкость и расширяемость: Микропрограммы обеспечивают гибкость в изменении и расширении функциональности процессора без необходимости изменения его аппаратной части1.
2.2 Для синтеза каких устройств необходима разработка микропрограмм? Привести примеры.
Разработка микропрограмм необходима для синтеза множества устройств, особенно в области цифровой электроники и вычислительной техники. Микропрограммы используются для управления работой: Центральных процессоров (ЦПУ): Микропрограммы определяют, как процессор обрабатывает инструкции1. Сетевых устройств: Например, маршрутизаторы коммутаторы используют микропрограммы для управления сетевым трафиком и протоколами2. Устройств ввода/вывода: Такие как принтеры и сканеры, где микропрограммы координируют обработку данных и управление устройством2. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ): Микропрограммы хранятся в ПЗУ и выполняют функции инициализации и тестирования оборудования при запуске1. Встроенные системы: Например, микроконтроллеры в бытовой технике, автомобильных системах и медицинском оборудовании3. Примеры устройств, использующих микропрограммы: Компьютерные системы: Например, BIOS (базовая система ввода/вывода) в компьютерах, которая является микропрограммой, выполняющей начальную загрузку системы4.Мобильные телефоны: Операционная система и другие встроенные приложения управляются микропрограммами. Игровые консоли: Микропрограммы обеспечивают функционирование и совместимость игр. Умные устройства: Такие как умные часы, термостаты и домашние помощники, которые используют микропрограммы для выполнения своих функций.
2.3 Структура операционного устройства как модели процессора.
Операционное устройство МП, предназначенное для выполнения операций над операндами в соответствии с кодом выполняемой команды (арифметической, логической, сдвига или пересылочной), обычно включает в себя АЛБ, блоки регистров общего назначения (РОН), блок формирования состояния регистра условий, блок местного управления. Арифметическо-логический блок непосредственно выполняет микрооперацию над исходными операндами.
На входы АЛБ поступает входная информация AiBi через входные мультиплексоры. Арифмети-ческо-логический блок состоит из трех ступеней: I — ступень логических операций и формирования полусумм, II — ступень генерации переносов, III — ступень формирования полных сумм. На входы So — 5з подаются коды выполняемой операции. На выходе I ступени формируются функции полусумм 21/2, функция генерации G, и функция передачи Р, переноса Ci. Функция полусуммы предназначена для формирования результата суммирования с учетом переноса из соседнего младшего разряда на III ступени АЛБ. Функция G определяет условие генерации переноса в данном разряде (G = А/\В). Функция Р определяет условие передачи переноса из соседнего младшего разряда в следующий, более старший (Р == А\/ В).Блок РОИ обеспечивает хранение операндов и промежуточных результатов вычислений, характеризуется малым временем обращения и ограниченным количеством регистров.
Блок формирования состояний регистра условий записывает в регистр условий двоичный код, характеризующий арифметические и логические признаки результата операции АЛБ. Содержимое регистра признаков может быть использовано устройством управления для формирования условных переходов по результатам операций АЛБ. Блок местного управления обеспечивает выполнение текущей микрокоманды и управляет в соответствии с кодом микрокоманды всеми блоками операционного устройства.