2 Синтез функциональной схемы операционного автомата
2.1 Разработка структурной схемы оа
Исходной информацией для разработки структурной схемы ОА являются:
описание типов слов, используемых в микропрограмме (таблица 2)
список МКО (таблица 3)
список ЛУ (таблица 4)
Все слова (переменные), кроме вспомогательных, должны сохранять свое значение неограниченно долго, вплоть до присвоения им нового значения. Такие переменные являются переменными с памятью в отличие от вспомогательных переменных – переменных без памяти. Переменные с памятью соответствуют всем внутренним (L) словам.
Каждой переменной с памятью ставится в соответствие регистр операционного автомата той же разрядности, что и переменная, причем i-й разряд регистра соответствует i-му разряду переменной. Регистру присваивается идентификатор соответствующего ему слова.
Для рассматриваемого варианта задания структурная схема ОА будет содержать четыре регистра – A(1:16), B(1:16), C(0:16) и П(1).
Каждой переменной без памяти ставится в соответствие шина, имеющая разрядность переменной и предназначенная для параллельной передачи слов.
Для каждого регистра определяется множество микроопераций YS и логических условий XS. На основании анализа микроопераций YS и логических условий производится выделение всех полей регистра S. В одно поле включаются те разряды регистра S, которые преобразуются микрооперациями YS одинаково.
В таблице 5 содержатся все данные, необходимые для построения структурной схемы ОА, реализующей операцию.
Таблица 5. Элементы структуры ОА
Регистр |
МКО |
ЛУ |
Поля |
A(1:16) |
YA={yA,y4} |
XA={x2,x4,x5} |
A(1), A(2:16) |
B(1:16) |
YB={yB,y2,y3} |
XB={x1,x4} |
B(1), B(2:16) |
C(0:16) |
YC={y5,y6,y8} |
XC={x3,x5,x6} |
C(0),C(1),C(2:15),C(16) |
П(1) |
YП={y1,y7} |
XП={} |
П(1) |
Опираясь на таблицу 5, в которой представлены множества микроопераций, логических условий, а также выделены поля слов – операндов, построена структурная схема ОА (Рис. 4).
Выходные цепи регистров A, B, C и П объединены в шину S, с которой поступают сигналы на входные сигналы комбинационных схем, реализующих микрооперации и вычисляющих логические условия. Если I – тривиальная булева функция, то логическое условие интерпретируется цепью, выходящей из соответствующего разряда регистра S (например, ЛУ x1). Предполагается, что по шине S передаются как прямые, так и инверсные значения слов, хранимых в регистрах.
Словами, описанными в таблице 2, как входные (I), ставятся в соответствие входы d1 и d2 структурной схемы. Каждый вход соединяется с регистром шиной, исходящей из входа.
Управляемые шины отмечаются сигналом ym, инициирующим микрооперацию ym.
Рисунок 4 – Структурная схема ОА
2.2 Синтез функциональной схемы оа
Синтез ОА проводится раздельно для каждого разряда и сводится к построению комбинационных схем, реализующих функции возбуждения JK триггеров регистров. Для этого необходимо четко знать, какие микрооперации выполняются в блоке, какие логические условия вычисляются в нем и какие поля выделены. Это видно из таблицы 5.
Тогда можно приступать к синтезу комбинационной схемы разряда каждого поля, но так как разряды каждого поля обрабатываются одинаково, то можно синтезировать только один разряд из соответствующего поля.