Слайд 1
Лекция 14
Синтез МПУУ на «гибкой» логике
1.Синтез МПУУ на ПЗУ
2.Синтез МПУУ
на ПЗУ и мультиплексоре
3.Синтез МПУУ со счётчиком микрокоманд
Слайд 21.Синтез МПУУ на ПЗУ
Дана ГСА
Слайд 4Переход от графа автомата к таблице программирования ПЗУ
Схема может быть
построена на основе постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).
В этом случае нет
необходимости в минимизации переключательных функций, так как они представляются в СДНФ. Поэтому после получения ОГСА, сразу строится таблица программирования ПЗУ: сначала обобщенная (с «тильдами»), затем полная.
Слайд 5Построим обобщенную таблицу переходов-выходов.
Используем d-триггеры – со входами d2, d1.
Обобщенная
таблица переходов-выходов
Слайд 6Таблица программирования ПЗУ, построенная по обобщенной таблице переходов-выходов
ТППЗУ
Слайд 8ПЗУ можно моделировать на базе дешифратора 74154.
Слайд 10Схема на ПЗУ
Такая же схема может быть построена для автомата-распознавателя,
счётчика и т.д.
Слайд 112. МПУУ на ПЗУ и мультиплексоре
Недостатком МПУУ на базе ПЗУ
является большой объем памяти, необходимой при большом количестве логических условий.
Сократить объем памяти ПЗУ можно путем использования так называемых мультиплексоров, или коммутаторов каналов, позволяющих в каждом состоянии проверять только одно или несколько (не все сразу) логических условий.
Слайд 122. МПУУ на ПЗУ и мультиплексоре
В этом случае будут особенности
отметки ГСА (при получении ОГСА). Если за условной вершиной следует
условие, с целью проверки только одного условия метка ставится после данной условной вершины. В остальном разметка ГСА не отличается от разметки для автомата без мультиплексора. Эти особенности обуславливаются требованиями проверки в каждом такте (на каждом переходе) не более одного логического условия.
Слайд 132. МПУУ на ПЗУ и мультиплексоре
Мультиплексор адресуется элементами памяти, поэтому
на его выходе присутствуют некоторые переменные или заранее оговоренная константа.
Сигнал на выходе мультиплексора назовем псевдопеременной (х), причем договоримся сопоставлять с безусловным переходом константу нуля (на соответствующий вход мультиплексора подаем константу нуля).
Слайд 14Разметка ГСА для схемы с мультиплексором
Видно, что переход
от метки
к метке
осуществляется
с проверкой не
более одного
логического условия
Слайд 15Граф автомата для схемы с MS (MUX)
Теперь кодируем вершины графа.
Число элементов памяти не изменилось (y2y1).
Слайд 16Таблица программирования
Построим таблицу программирования ПЗУ. Сразу строится полная таблица программирования.
Мультиплексор адресуется элементами памяти, поэтому на его выходе присутствуют некоторые
переменные или заранее оговоренная константа. Сигнал на выходе мультиплексора назовем псевдопеременной (х), причем договоримся сопоставлять с безусловным переходом константу нуля (на соответствующий вход мультиплексора подаем константу нуля).
Количество строк таблицы программирования ПЗУ равно количеству дуг графа переходов, количество адресных разрядов для одновыходного мультиплексора равно s+1, где s – число элементов памяти. Количество разрядов микроопераций не изменяется
Слайд 18Полная таблица программирования ПЗУ
для автомата с мультиплексором в 16-ричном
коде:
Слайд 19Получим таблицу подключения информационных входов мультиплексора.
Ее можно составить по графу
автомата. В состоянии y0(00) проверяется логическое условие х1, в состоянии
y1(01) проверяется логическое условие х2, в состоянии y2(11) не проверяются логические условия – к соответствующему входу мультиплексора подключим генератор «0», в состоянии y3(10) проверяется логическое условие х3.
Слайд 20Таблица распределения входов мультиплексора
ТРВ MS
Слайд 21Схема МПУУ на ПЗУ и MS с тремя входными переменными,
двумя переменными состояния и пятью микрооперациями
МПУУ на ПЗУ и
MS
Слайд 22Здесь входы данных обозначены Е, адресные входы – А, В,
С, D. Выход данных – W, разрешение – G′’.
Слайд 24Оценка реализации
Объем памяти у такого автомата сокращается – необходимо 7*7=49
бит (против 168 бит для автомата на основе ПЗУ.
Здесь
мультиплексор в зависимости от состояния автомата, которое адресует не только ПЗУ, но и подключаемый к мультиплексору канал, передает на вход ПЗУ одну из переменных, или константу, в случае безусловного перехода.
Слайд 253. Синтез МПУУ со счётчиком микрокоманд
Разделение микрокоманд на два
типа
Дальнейшее углубление в область
программного обеспечения заключается в сопоставлении каждому блоку ГСА некоторой микрокоманды
в простейшем случае формируется из микрокоманд двух типов :
операционной
специальной или перехода
Слайд 26Счётчик микрокоманд
Если выполняется операционная микрокоманда, то последовательно выбираются адреса постоянного
запоминающего устройства (ПЗУ) и последовательно выдаются микрооперации в операционное устройство.
Это может быть реализовано путем перебора состояний счетчика микрокоманд по счетному входу +1
Слайд 28Блок микропрограммного управления со счётчиком микрокоманд
В случае выполнения специальной микрокоманды
р =0 , если логическое условие x равно единице, –
производится переход по указанному адресу с использованием входа предустановки РЕ (clc) по указанным в поле адреса данным D.
Если логическое условие x равно нулю, то выбирается следующий адрес. Если номер логического условия равен нулю, то это безусловный переход, и производится передача управления по указанному адресу (на входах D) (как будто x=1) .
Такая логика управления реализуется блоком микропрограммного управления со счетчиком микрокоманд, который адресует память микропрограмм.
Слайд 30Блок управления счётчиком для БМУ
БУС
Слайд 31Использование типовых БМУ в МПК
В микропроцессорных комплектах многокристальных (секционированных, микропрограммируемых,
масштабируемых), где можно получить любую разрядность обрабатываемых данных, блоки микропрограммного
управления выполняются в виде отдельной БИС
Кроме того необходим регистр признаков процессорного блока, мультиплексор признаков, запоминающее устройство микрокоманд, регистр микрокоманд и специальный преобразователь начального адреса для получения начального адреса микропрограммы по коду операции (команды)
Микропрограммирование – весьма трудоёмкий процесс