Синтез устройства управления с помощью автомата Мура

Для автомата Мура выходной сигнал зависит только от внутреннего состояния, т. е. в данном случае v = F (Q). Исходя из этого принципа, строится граф автомата Мура, представленный на рисунке В.2 приложения В. Вершинами графа являются состояния автомата, а дугами — условия переходов из одного состояния в другое.

Функции выходов автомата Мура определяются по формуле:

V_i=Q_i,.

где Q_i — состояние автомата, обеспечивающее выработку сигнала V_i.

Разработка структурной схемы МПУУ

Для упорядочивания последовательности управляющих импульсов ВУ в структуру ЭВМ вводится устройство управления (УУ). Микропрограммное устройство управления, представлено на рисунке 3.1.

вычислительный устройство микропрограммный алгоритм.

Рисунок 3.1 — Структурная схема МПУУ:

РгК — регистр команд, предназначен для хранения команды;

РгАМК — регистр адреса микрокоманды — хранение адреса следующей микрокоманды;

УП — управляющая память — хранение микропрограммы;

РгМК — регистр микрокоманд — хранение текущей микрокоманды;

ОУ — операционное устройство — выполнение арифметических действий;

СхФАМК — схема формирования адреса следующей микрокоманды.

МПУУ начинает функционировать с приходом первого фронта синхросигнала. Причем выполнение арифметических операций происходит во время паузы, а изменение входных и выходных управляющих сигналов — во время такта.

В начальный момент времени в РгАМК находятся: управляющий сигнал U (t-1), код операции Z (t-1) и код определяющийQ (t-1) адрес следующей микрокоманды. В паузе перед тактом при СС=0 на РгАМК эти значения сохраняются и из УП выбираются коды V (t), значения которых зависят от предыдущего словосостояния схемы. При СС=0 эти коды заносятся в РгМК и происходит изменение входных сигналов. После прихода СС=1 в РгМК хранятся сформированные коды V (t) и Q (t), причем V (t) используются для инициирования микроопераций, а код Q (t) переносится в РгАМК, после чего цикл повторяется.

Формат микрокоманды состоит из двух частей: операционной части и адресной части. В операционной части указывается последовательность управляющих сигналов, которые необходимо подать на входы ОУ. В адресной части формируется адрес следующей микрокоманды.

Формирование операционной части микрокоманды производится вертикальным способом. В операционной части микрокоманды микрооперации кодируются двоичныс кодом. Длина операционной части высчитывается по формуле. Таким образом, длина операционной части равна пятидесяти одному.

Формат операционной части микрокоманды представлен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 — Формат операционной части микрокоманды Формирование адресной части микрокоманды УУ производится, используя естественный способ.

Рисунок 3.6 — Структура адресной части микрокоманды Адресная часть будет разбиваться на три поля: поле условия (X), поле адреса при выполнении условия (А1) и поле адреса при невыполнении условия (А2). Такое разбиение адресной части необходимо для организации ветвления в алгоритме.

Рассчитанный побитно формат микрокоманды представлен на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 — Формат микрокоманды Объем памяти, занимаемый программой, рассчитывается по таблице 3.3, представленной в приложении В.

Vпзу=82×84=6888 бит.