
- •1. Двоичные сигналы в цифровой технике
- •2. Интегральные технологии
- •3. Переключательные схемы. Логические элементы и (and), или (or), не (not)
- •4. Переключательные схемы. Логические элементы и-не (nand) или-не (nor) исключающее или (xor), эквивалентность (xnor), буфер
- •5. Ассоциативность функций и (and), или (or), и-не (nand) или-не (nor), xor, xnor.
- •6. Степени интеграции микросхем. Позитивная и негативная логика
- •7. Операции кубического исчисления конъюнкция (and), дизъюнкция (or), исключающее или (xor)
- •8. Операции кубического исчисления пересечение, объединение и дополнение
- •9. Кубические покрытия элементов и (and), или (or), и-не (nand) или-не (nor), xor, xnor (доделать!!!)
- •10. Два подхода в минимизации систем булевых функций
- •11. Автоматизация проектирования
- •12. Сумматоры
- •13. Мультиплексоры
- •14. Демультиплексоры
- •15. Дешифраторы
- •16. Шифраторы
- •17. Программируемые логические матрицы (плм или pla)
- •18. Программируемая матричная логика (пмл или pal)
- •19. Универсальные логические модули на основе мультиплексоров (lut)
- •20. Асинхронные триггеры: rs-триггер, r*s*-триггер
- •21. Асинхронные триггеры: jk-триггер, j*k*-триггер
- •22. Асинхронные триггеры: d-триггер, vd-триггер, т-триггер
- •23. Синхронные триггеры
- •24. Одноступенчатые и двухступенчатые триггеры
- •25. Параллельные регистры. Последовательные регистры
- •26. Последовательно-параллельные регистры
- •27. Синтез триггеров на базе других триггеров (доделать!!!)
- •28. Определение абстрактного цифрового автомата
- •29. Автомат Мили
- •30. Автомат Мура
- •32. Задание автомата графом переходов
- •33. Табличный способ задания автоматов
- •34. Автоматная лента
- •35. Задание автомата деревом функционирования
- •36. Матричный способ представления автомата
- •37. Алгоритм трансформации автомата Мура в автомат Мили
- •38. Алгоритм перехода от автомата Мили к автомату Мура
- •39. Концепция операционного и управляющего автомата
- •40. Принцип микропрограммного управления
- •41. Содержательные и закодированные гса
- •42. Канонический метод структурного синтеза сложного цифрового автомат
- •43. Канонический метод синтеза микропрограммных автоматов Мили
- •44. Кодирование состояний автоматов с целью минимизации аппаратурных затрат
- •45. Противогоночное кодирование состояний автоматов. Кодирование состояний автоматов, реализуемых на плис
- •46. Канонический метод синтеза микропрограммных автоматов Мура
- •47. Vhdl-модель управляющего автомата Мили
- •48. Vhdl-модель управляющего автомата Мура
- •49. Vhdl-модель операционного автомата
- •50. Синтез канонической структуры операционного автомата
- •51. Характеристики операционного автомата. Явление гонок в операционных автоматах
- •52. Эквивалентные операции и обобщенный оператор
- •53. Операционный автомат типа I
- •54. Операционный автомат типа м
- •55. Оа типа im с параллельной комбинационной частью
- •56. Оа типа im с последовательной комбинационной частью
- •57. Операционный автомат типа s
- •58. Дребезг механических переключателей и метод его устранения
- •59. Делитель частоты
39. Концепция операционного и управляющего автомата
Для построения любого устройства управления необходимо, прежде всего, определить его функции и связи с объектом управления. В вычислительной технике под объектом управления подразумевается любой цифровой прибор, предназначенный для выполнения любых операций над информацией. К таким приборам, которые называются операционными, относятся контролер внешних устройств, разнообразные процессоры, каналы ввода-вывода, арифметико-логические устройства (АЛУ), память и др. Для упрощения процесса проектирования и понимания принципов действия операционных устройств, их принято разделять по структурному и функциональному отношению на два тесно взаимодействующих между собой блока: первый, выполняющий функции операционного автомата (ОА), второй – управляющего автомата (УА).
Процесс выполнения операций в ОА описывается в форме алгоритма, приведенного в терминах микроопераций и логических условий, и называется микропрограммой. Управляющий автомат, который реализует микропрограмму выполнения операций обработки информации, называют микропрограммным автоматом. На практике самое большое распространение получили микропрограммные автоматы Мили и Мура.
Иногда целесообразно рассматривать многоуровневое представление цифровой системы. Например, если рассматривать взаимодействие АЛУ и процессора, то процессор в этой связи представляет управляющий автомат, а АЛУ - операционный. Но при проектировании самого АЛУ в нем выделяется свой автомат управления, а к операционной части относятся его регистры, сумматор, счетчик сдвигов и т.п..
Итак, концепция состоит в том, что любое цифровое устройство можно представить в виде композиции 2-х автоматов: операционного и управляющего (рис.5.1).
Операционный автомат служит для выполнения элементарных действий по обработке информации, такие элементарные действия называются микрооперациями. К микрооперациям относят такие действия как запись кода в регистр, сдвиг кода влево или вправо, выдача необходимого кода, сложение, вычитание, инвертирование и так далее.
Структура и функция операционного автомата определяется составом микроопераций, которые он должен реализовать. На операционный автомат поступают входные данные (Dh, h=1,H), выдаются результаты операции (Rq, q=1,Q). Внутри операционного автомата могут храниться промежуточные результаты (Sl, l=1,L). DS; RS.
Кроме того, операционный автомат подает признаки выполнения операции X (осведомительные сигналы).
Управляющий автомат определяет последовательность, алгоритм выполнения микрооперации в устройстве. Он вырабатывает распределенную во времени и пространстве последовательность управляющих сигналов.
X={x1, x2, . . . , xp}, p=1,P
Y={y1, y2, . . ., ym}, m=1,M
Если порядок действий над словами задается в виде схемы соединений, то такой автомат называется управляющим автоматом с жесткой логикой.
Второй тип управляющего автомата – управляющий автомат с гибкой логикой. В нем алгоритм обработки информации хранится в запоминающем устройстве (ЗУ).
Рисунок 5.1 – Структура операционного устройства