6.2. Операционные автоматы

Операционный автомат для разнообразной обработки операндов содержит цепи приема операндов, регистры операндов и результатов, цепи выдачи результатов, преобразователи кодов, сумматор, схемы сдвига, анализа полученных результатов (рис. 32).

Операционные автоматы делятся на блочные и многофункциональные, синхронные и асинхронные, на автоматы обратного и дополнительного кодов, на автоматы двоичной, десятичной систем исчисления и другие.

В блочном автомате для каждой операции предусмотрен соответствующий блок, в многофункциональном автомате единая структура перестраивается с учетом каждой операции.

В автомате с синхронным управлением на любую операцию затрачивается одинаковое время ( время самой продолжительной операции), в автомате с асинхронным управлением время каждой операции различно.

ОА имеет определенные характеристики: набор операций, точность расчетов, быстродействие, код, систему счисления и другие.

R

D1 D2

Рис. 32. Структурная схема многофункционального ОА

6.3. Управляющие автоматы

Управляющие цифровые автоматы (УЦА) делятся на: автоматы с микропрограммным управлением и автоматы с жёсткой логикой (ЖЛ). Первые автоматы можно называть автоматами с программируемой логикой (ПЛ).

Структурная схема любого УА выглядит так, как показано на рис.33. Она состоит из трех частей: запоминающей части с дешифратором, схемы формирования сигналов возбуждения триггеров запоминающей части, схемы формирования выходных сигналов.

В дальнейшем вторая и третья части будут для упрощения именоваться входной и выходной частями соответственно.

ЗУ с дешифратором содержит триггерный регистр, на котором могут размещаться всевозможные числа, соответствующие требуемым состояниям.

Дешифратор расшифровывает число в нужный сигнал состояния, индекс которого совпадает с величиной числа.

Входные сигналы, множество которых обозначено через Х, сигналы состояний, множество которых обозначен через S, используются для форми-рования сигналов возбуждения триггеров как для автоматов Мили, так и для автоматов Мура, а также для формирования выходных сигналов автоматов Мили.

Для формирования выходных сигналов автоматов Мура достаточно только сигналов состояний, что на схеме отражено наличием переключателя ПК. Когда он замкнут, схема работает как автомат Мили, когда разомкнут – как автомат Мура.

Рис.33. Структурная схема УА

6.3.1. Управляющие автоматы с жесткой логикой

Структурная схема УА с ЖЛ представлена на рис.34. В ней имеются счетчик синхроимпульсов СИ, дешифратор ДС и совокупность логических схем ЛС.

В УА с жёсткой логикой сигналы микроопераций формируются схемами на основе сигналов тактов и кодов операций. В таблице рис. 34 дано некоторое конкретное распределение сигналов микроопераций y_i по тактам TJ операций Fi.

На счетчике фиксируются числа, расшифровываемые дешифратором в

сигналы тактов Т1 Т6.

Этим тактам соответствуют сигналы микроопераций у₁у₆. Совокуп-ность этих сигналов распределяется по операциях F_i, что отражено в таблице

рис. 34. Формирование сигналов микроопераций осуществляется в логичес-ких схемах под действием сигналов тактов TJ и кодов операций F_i.