Микропрограммные автоматы с программированной логикой
Тема: Микропрограммные автоматы с программируемой логикой
(МПА с ПЛ)
МПА
с ПЛ используется для построения
устройств управления. 
Они
функционируют автоматически автоматам
Мили и Мура, которые строятся на жесткой
логике. Отличительная способность
автомата МПА с ПЛ является возможность
перепрограммировать и тем самым, изменить
закон формирования управляющих сигналов
(микроопераций).
Из графика видно, если число вершин < 130, то выгоднее строить автоматы с ЖЛ. При большом числе вершин выгодно строить с ПЛ. Однако по быстродействию вычислений автоматы ЖЛ выгоднее всегда.
В основу построения автомата с ЖЛ включены триггеры, быстродействующая память, а в основе с ПЛ используется постоянно запоминающее устройство (ПЗУ) или более дешевая медленная память.
Синтез автоматов с программируемой логикой
Синтез автоматов с ПЛ
Осуществляется в следующей последовательности:
Выбор, способ адресации и кодирования микрокоманд
Выбор элементов памяти и ее кодирование
Построение функциональных схем
Выбор способов адресации
Адресация бывает двух типов:
- естественная
- принужденная
При естественной адресации структура микрокоманды имеет вид:
|
ОЧ |
Х |
А0 |
{yi}
А4
ОЧ – операционная часть микрокоманд. В этом поле кодируются микрооперации.
А4 – адресная часть микрокоманд. Имеет поле Х, в котором кодируются условия xi и адресное поле, где А0 – код адреса о следующей микрокоманде отличного от естественного порядка.
А4 используется для вычисления адреса следующих команд:
А(t+1)=
<A(t)
+ 1>x
+ <A0>
x – обобщенное логическое условие
В соответствии с этой формулой микрокоманды кодируются выполняются по порядку как они располагаются в граф-схеме алгоритма (ГСА) по единичным выходам условных вершин.
Для определения адресов осуществляется разметка графов в естественном порядке адресов.
Рассмотрим на примере:
Кодирование адресной части, мпа
Кодирование адресной части осуществляется в соответствии с номерами микрокоманд. Номера микрокоманд определяются по следующим правилам: начальная вершина и следующая за ней определяют начальный номер (обычно – “1”, если не занята память или номер свободной ячейки, с которой начинается микропрограмма). Следующая за ней операторная вершина имеет номер на единицу больше, и если за ней следуют условная вершина, она входит в состав микрокоманды. Если логических условий несколько, то они кодируются своим адресом.
Нумерация идет по порядку операторных вершин и по единичным выходам условных вершин. При необходимости перехода на любую другую вершину, вводятся числа тождественно равные 0, которые называются фиктивными.
Они организуют безусловный переход на адрес любой команды. Последняя конечная вершина обязательно содержит фиктивную вершину, которая переходит на начало.
Lx= ]log2(Nx+1)[ - длина поля Х
L
х
LAo = 4
Lx=3
LAo
N1 - <0001>
N10 - <1010>
хф - <111> кодирование произвольное
x1 - <001>
x2 - <010>
x3 - <011>
Микрооперации могут быть закодированы тремя способами:
Горизонтальное, когда для каждой микрооперации отводится 1 разряд операционной части микрокоманды;
Вертикальное кодирование. В этом случае каждая микрооперация кодируется двоичным кодом отличным от других микроопераций. Недостатком является то, что операционной части кодируется только одна микрооперация, и только она возбуждается.
Повторяющиеся операции можно объединить
y2,y3
y2
y3
С целью обобщения используется 3 способа:
Кодирование совместных полей
Совместные микрооперации распределяются по своим полям
ОЧ
<001>
y1
<010>
y2
<101>
y5
<100>
y4
<1>
y3
Число полей определяется числом совместных операций
1
-
000
0
110
0001
2
|
000 |
0 |
001 |
0110 |
3
|
010 |
1 |
010 |
0110 |
4
|
101 |
1 |
011 |
1000 |
5
|
000 |
0 |
111 |
0011 |
6
|
001 |
0 |
000 |
0000 |
7
|
1000 |
0 |
011 |
1001 |
8
|
000 |
1 |
111 |
0111 |
9
|
010 |
0 |
000 |
0000 |
10
-
111
0
1111
0001