1. Анализ структуры ралу. Взаимодействие узлов.

Эта схема имеет большое количество входов и большое количество выходов.

RA – регистр адреса

АС – регистр-аккумулятор (RD)

DC – дешифратор микрокоманды

За один такт выполняется одна микрооперация (вертикальное микропрограммирование). Структура микрокоманды (МК) следующая:

F_гр – задаёт тип операции, выполняемой АЛУ

R_гр – источник операнда, приёмник результата

C1, С0 – вход и выход арифметического переноса

СП1, СП0 – вход и выход сдвигов

ВА, ВD – сигналы, которые переводят выходной буфер в третье состояние.

Взаимодействие элементов в ралу

1. По переднему фронту ТИ происходит дешифрация МК, активизация трактов передачи информации к АЛУ; реконфигурация АЛУ под воздействием управляющего слова и формирование результата на выходе АЛУ.

2. По заднему фронту ТИ происходит фиксация результата в элементах хранения.

Наращивание разрядности обрабатываемых слов

Два способа: последовательный и параллельный перенос с использованием схем ускоренного переноса.

Система синхронизации (с.с.): используется однофазная с.с.

Пример использования секционированного РАЛУ.

КОП, источник операндов, приёмник результата и способ определения адреса следующей команды.

Этап применения включает в себя:

1. Разработку обобщённой структуры микроЭВМ.

2. Разработку микропрограмм.

3. Оценку эффективности структуры и микропрограмм.

Этот цикл является итерационным.

Вычислительная структура должна отвечать на следующие вопросы:

1. Какова структура микрокоманд.

2. Каким образом осуществляется вход в микропрограмму.

3. Как осуществляется старт микроЭВМ и организуется последовательный цикл работы.

Фаза старта реализуется с помощью средств аппаратной и программной поддержки. Аппаратно старт микроЭВМ обеспечивает принудительное формирование заранее определённого адреса, в котором записан последовательный путь микроЭВМ. В данном случае это осуществляется переводом в третье состояние адреса и формирования самого старшего адреса на входах памяти. Память переводится в режим чтения и вырабатывается команда перехода на начало.

Фаза последовательной работы характеризуется тем, что в начальный момент времени формируется начальный адрес микропрограммы по коду операции (КОП) или адрес следующей микропрограммы (МК) по внутренним сигналам УУ. Результатом выполнения микрооперации является фиксация адреса в данных в соответствующих регистрах RA и RD.

Перед разработкой микропрограммы все регистры, входящие в АЛУ, делятся на: регистры программиста ( эти регистры доступны программисту на программном уровне) и на рабочие регистры (эти регистры доступны только на уровне МК).

Устройство микропрограммного управления.

8

Обобщённая структура вертикальных, квазивертикальных, горизонтальных микропрограмм (МП).

Требования к УМУ:

1. Оно должно формировать полную совокупность управляющих сигналов Y_i для управления работой процессорного элемента и сопряжённых с ним субблоков (ОЗУ, процессоров и т.д.).

2. Количество внутренних состояний автомата, моделирующего работу УУ должно быть не меньше числа различных МК, подлежащих реализации во всей совокупности МП.

3. Должна быть обеспечена возможность произвольной выборки последовательности микрокоманд и микропрограмм в зависимости от управляющих кодов Q_j.

4. Должна быть обеспечена возможность модификации последовательности микрокоманд в пределах микропрограммы в зависимости от внешних условий U_k.