- •Национальный исследовательский ядерный университет «мифи» Обнинский институт атомной энергетики
- •Отчетный материал
- •2.1 Функция и структура операционного устройства. Принцип микропрограммного управления.
- •2.2 Операционные автоматы.
- •Обозначение элементов структурного базиса операционного автомата:
- •2.3 Управляющие автоматы с жесткой логикой.
- •Определение закона функционирования управляющего автомата Мура
- •Структурный синтез управляющего автомата Мура
- •2.4 Канонический метод структурного синтеза.
- •4. 1 Таблица спецификаций слов микропрограммы
- •4. 2 Содержательная граф-схема алгоритма микропрограммы
- •5. 1 Список логических условий
- •5. 2 Список микроопераций
- •8. 1 Список переходов управляющего автомата
- •8. 2 Граф переходов управляющего автомата
- •8. 3 Кодирование состояний автомата и определение сигналов возбуждения.
- •8. 4 Каноническая система логических уравнений.
- •8. 6 Функционально-логическая схема управляющего автомата.
4. 1 Таблица спецификаций слов микропрограммы
Имя |
Разрядность |
Тип |
Комментарий |
IA |
( 0:15 ) |
I |
Множимое (входное) |
IB |
( 0:15 ) |
I |
Множитель (входное) |
A |
( 0:32 ) |
L |
Множимое (внутреннее) |
B |
( 0:15 ) |
L |
Множитель (внутреннее) |
C |
( 0:32 ) |
L |
Произведение (внутреннее) |
OC |
( 0:15 ) |
O |
Результат (выходное) |
T |
( 0:2 ) |
L |
Счётчик (внутреннее) |
P |
(0) |
L |
Признак переноса (внутреннее) |
4. 2 Содержательная граф-схема алгоритма микропрограммы
Для графического изображения микропрограммы прим3еняется содержательная граф-схема алгоритма. СГСА для указанной микропрограммы приведена на рис. 1.
Функция операционного автомата
Функция операционного автомата задаётся (см. п. 2.2):
1. Таблицей спецификаций слов микропрограммы.
2. Списком микроопераций.
3. Списком логических условий.
Таблица спецификаций слов уже была определена при выделении функций операционного автомата (См. п. 4.1).
5. 1 Список логических условий
Идентификатор |
Логическое условие |
x0 |
Т≠7 |
x1 |
(!B(14)*B(15)*!P(0))(!B(14)*!B(15)*P(0))=1 |
x2 |
(B(14)*!B(15)*!P(0))(!B(14)*B(15)*P(0))=1 |
x3 |
(B(14)*B(15)*!P(0))(B(14)*!B(15)*P(0))=1 |
x4 |
(B(14)*B(15)*P(0))=1 |
x5 |
(!B(14)*!B(15)*P(0))(!B(14)*B(15)*!P(0))=1 |
x6 |
(!B(14)*B(15)*P(0))=1 |
x7 |
(B(14)*!B(15)*!P(0))=1 |
Идентификаторы логических условий xiявляются также идентификаторами осведомительных сигналов.
5. 2 Список микроопераций
Идентификатор |
Оператор |
y0 |
A:= IA(0).IA.0.… .0; |
y1 |
B:=IB; |
y2 |
C:=0; |
y3 |
T:=0; |
y4 |
P:=0; |
y5 |
C:=C+A; |
y6 |
C:=C(0).C(0).C(1).C(1).C(2;30); |
y7 |
B:=0.0.B(0;13) |
y8 |
T:=T+1 |
y9 |
C:=C+A(0).A(1).A(3;32).0; |
y10 |
C:=C+!A; |
y11 |
OC:=C(0).С(2;16) |
y12 |
P:=1; |
Структура операционного автомата
Каноническая структура операционного автомата строится путём прямой интерпретации функций автомата (каждый элемент функционального описания заменяется эквивалентным элементом структурного описания) (см. п. 2.2). Каноническая структура заданного операционного автомата приведена на рис. 2, введены следующие обозначения:
Функция управляющего автомата
Функция управляющего автомата задаётся граф - схемой алгоритма микропрограммы (ГСА). ГСА получается путём замены в СГСА микроопераций и логических условий на их идентификаторы в соответствии со списком микроопераций и логических условий.
ГСА для данного алгоритма приведена на рис. 3.
Синтез структуры управляющего автомата
8. 1 Список переходов управляющего автомата
Множество состояний определим путём разметки ГСА в соответствии с введенными в п. 2.3 правилами. Далее составим список переходов управляющего автомата.
,
, ,,, ,
, ,,
,
8. 2 Граф переходов управляющего автомата
По списку переходов строится граф переходов управляющего автомата (см. рис. 4).
8. 3 Кодирование состояний автомата и определение сигналов возбуждения.
Произведем кодирование состояний. Воспользуемся естественной системой кодирования состояний. Состояния нумеруются с целыми числами, начиная с нуля. Кодом состояния является его номер, записанный в двоичной системе счисления.
q0 |
0000 |
q1 |
0001 |
q2 |
0010 |
q3 |
0011 |
q4 |
0100 |
q5 |
0101 |
q6 |
0110 |
q7 |
0111 |
q8 |
1000 |
q9 |
1001 |
q10 |
1010 |
q11 |
1011 |
q12 |
1100 |
Таким образом, для построения памяти автомата понадобится 4 триггера.
Далее составим структурную таблицу управляющего автомата:
Исходное состояние |
Код исх. состояния |
Условие перехода |
Выходные сигналы |
След. состояние |
Код след. состояния |
Сигналы возбуждения |
q0 |
0000 |
- |
y0,y1,y2,y3,y4 |
q1 |
0001 | |
q1 |
0001 |
- |
q2 |
0010 | ||
- |
q3 |
0011 | ||||
- |
q4 |
0100 | ||||
- |
q5 |
0101 | ||||
- |
q6 |
0110 | ||||
- |
q7 |
0111 | ||||
q2 |
0010 |
- |
y5, y4 |
q6 |
0110 | |
q3 |
0011 |
- |
y9, y4 |
q6 |
0110 | |
q4 |
0100 |
- |
y10, y12 |
q6 |
0110 | |
q5 |
0101 |
- |
y12 |
q6 |
0110 | |
q6 |
0110 |
- |
y6, y7, y8 |
q1 |
0001 | |
q7 |
0111 |
- |
q8 |
1000 | ||
- |
q9 |
1001 | ||||
- |
q10 |
1010 | ||||
- |
q11 |
1011 | ||||
q8 |
1000 |
- |
y5 |
q11 |
1011 | |
q9 |
1001 |
- |
y9 |
q11 |
1011 | |
q10 |
1010 |
- |
y10 |
q11 |
1011 | |
q11 |
1011 |
- |
y6, y7 |
q12 |
1100 | |
q12 |
1100 |
- |
y11 |
q0 |
0000 |