Синтез керуючих автоматів

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



ВСТУП

 

Принцип мікропрограмного керування припускає, що цифровий пристрій складається з двох частин: операційний автомат (ОА) і керуючий автомат (КА). ОА виконує найпростіші операції (мікрооперації) типу зсув, алгебраїчне додавання, конюнкція, дизюнкція і т.п. КА формує послідовність керуючих символів в ОА, під впливом яких ОА реалізує більш складні алгоритми. Такі послідовності операцій називаються мікропрограмами та, звичайно, записуються у вигляді граф-схеми алгоритму.

КА розділяються на дві великі групи: автомати з жорсткою логікою та автомати з програмованою логікою. У свою чергу автомати з жорсткою логікою підрозділяються на автомати, виконані за схемою Мілі (КА Мілі) і за схемою Мура (КА Мура), автомати з програмованою логікою на автомати з примусовою адресацією та з природною адресацією.

В автоматах з жорсткою логікою схема автомата однозначно інтерпретує граф-схему мікропрограми. В автоматах із програмованою логікою граф-схема інтерпретується у вигляді програми, що зберігається в памяті автомата.

 

1. СИНТЕЗ ОПЕРАЦІЙНОГО АВТОМАТА

 

1.1 Аналіз вхідних даних

 

Загальна формула для обчислювання результату S має такий вигляд:

 

 

Формулі , та згідно з варіантом завдання:

 

 

 

 

Загальний алгоритм для обчислювання формули S приведений на рисунку 1.1.

Для обчислювання формули S використовується ІМp-модель (Individual Mutual with Parallel part - IMp).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.1 Загальний алгоритм для обчислювання формули S

 

Схему взаємодії операційного та керуючої частин у цифровому просторі зображено на рисунку 1.2.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2 Структура цифрового пристрою

 

Структурна схема ІМp - моделі зображена на рисунку 1.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.3 Структура операційного пристрою

 

Память автомата складається з регістрів загального призначення R1, ... , Rn.

Локальні шини А1, А2, A3 призначені для прийому інформації з памяті та передачі її на комбінаційні схеми (КС).

В даному випадку використовуються КС двох типів: одномісні та двомісні.

 

Рис. 1.4 Приклад комбінаційних схем

 

Однак, у даному ОА використовуються лише деякі з них.

 

  1. Розробка функціонального алгоритму

 

Функціональна і структурна організація операційних пристроїв (ОУ) базується на принципі мікро програмного керування, сформульованому в 1951 році М. Уилксом. Відповідно до цього принципу будь-яка машинна операція розділяється на послідовність елементарних дій по обробці інформації мікро операцій (МО). Порядок проходження мікро операцій визначається спеціальними логічними умовами (ЛУ), що у залежності від значень оброблюваної інформації приймають значення "істина" (1) або "неправда" (0). Алгоритм операцій в ОУ, записаний у термінах мікро операцій і логічних умов, що відбиває порядок проходження мікро операцій у часі, називається мікропрограмою.

Функція УА це оперативна схема алгоритму, операторами якої є символи

, що ототожнюються з МО, виконуваними ОА, як логічні умови використовуються булеві перемінні . Найбільше часто операторна схема алгоритму представляється у виді граф-схеми алгоритму (ГСА).

 

Граф-схема алгоритму. Орієнтований звязаний граф граф, що містить одну початкову вершину, одну кінцеву вершину, довільну безліч умовних і операторних вершин.

Будова ІМр автомата дозволяє паралельно виконувати одномісну та двумісну операції, тобто можливо виконувати за одне завантаження автомату завантаження двох операнд. Наприклад, у пятій вершині зроблено саме так.

Кожній дії, завантаженню автомата, відповідає Y[і].

Ідентичні дії відповідають однаковим командам, Y[і].

Логічні умови позначаються XL, однаковим умовам відповідають однакові XL.

Функціональний алгоритм приведений на рисунку 1.5.

Рис. 1.5 Функціональний алгоритм

  1. Розробка структурної схеми автомата

 

1.3.1. Визначення набору регістрів памяті:

Rg : {RA, RB, RC, RS1, RS2, RS3}

 

1.3.2. Набір комбінаційних схем:

Одномісні: КС1 : {L1, L2, L3, R1, R2, R3}

На шину C повинні поступати всі аргументи одномісних операцій.

Двомісні: КС2: {Sum, Sub}

Припустимо, що операція відіймання виконується наступним чином:

Sub := B - A, тому відємне завжди повинно знаходитись на шині B, а відємник на шині А. В іншій двомісній операції Sum порядок операндів значення не має.

 

Рис. 1.6 Структурна схема автомата

 

1.3.3. Звязки між регістрами та локальними шинами

Наша схема має три шини: А та B двомісні, та шина C одномісна.

A {RA, RB, RC, RS1, RS2, RS3}

B {RA, RB, RC, RS1, RS2, RS3}

C {RA, RB, RC, RS1, RS2, RS3}

 

  1. Зворотні звязки шин Z1 та Z2 з регістрами памяті

Шини, що є результативними:

Z1 результати одномісних операцій, а Z2 двомісних операцій.

Z1 {RA, RB, RC, RS1, RS2, RS3}

Z2 {RA, RB, RC, RS1, RS2, RS3}

Кожний елемент, котрий діє у схемі може виконуватись тільки при наявності відповідного керуючого сигналу y[n].

s