Построение управляющих автоматов для схем синхронных цифровых автоматов

АННОТАЦИЯ

Рассматриваются вопросы построения управляющих автоматов схем синхронных цифровых автоматов. Предлагается использование схем с явным указанием альтернативных адресов операндов с целью сокращения используемых аппаратных средств.

При проектировании вычислительного устройства, выполняющего сложную обработку цифровой информации по заданному алгоритму, одним из вариантов декомпозиции является представление синхронного вычислителя в виде композиции двух

Рис.1. Структура вычислителя

автоматов операционного и управляющего — рис.1. При этом операционный автомат реализует отдельные шаги алгоритма, а управляющий автомат реализует порядок выполнения шагов алгоритма /1/.

Будем рассматривать работу управляющих автоматов, демонстрирующие основные применяемые варианты адресации микроинструкций, на алгоритме, показанном на рис. 2

Рис2. Блок-схема и блок-текст микропрограммы

Рассмотрим работу управляющего автомата с адресным ПЗУ. В управляющем автомате с адресным ПЗУ (ROM_1), реализующем функцию выхода, следует разместить микрокоманды; при этом их распределение по определенным адресам совершенно произвольно, за исключением начальной микрокоманды, которая должна располагаться по нулевому адресу в силу вышеуказанного ограничения (сброс в ноль RG УА в начальный момент времени). ПЗУ (ROM_2), реализующее функцию переходов автомата, можно трактовать как адресное ПЗУ. Ячеек в адресном ПЗУ в два раза больше, чем в ПЗУ микрокоманд. Каждой ячейке ПЗУ микрокоманд соответствуют две ячейки в адресном ПЗУ, в которых записываются два альтернативных адреса.

Рис.3. УА с адресным ПЗУ; последовательный вариант

Более экономичной является схема с явным указанием альтернативных адресов. Эта схема отличается от предыдущей тем, что, по существу, тот же способ адресации выполнен с использованием только одного ПЗУ. В этом варианте альтернативные адреса записываются в той же микроинструкции, что и микрокоманда

Рис.4. УА с явным указанием альтернативных адресов

Таблица переходов для этой схемы приведена далее.

Таким образом, при использовании альтернативной адресации можно значительно сократить объем аппаратных средств, необходимых для построения управляющих автоматов синхронных цифровых автоматов..

Литература

1. Карпов Ю.Г. Теория автоматов. Учебник для вузов — ПИТЕР, 2002, 206с.