рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Управляющие автоматы

Управляющие автоматы - раздел Транспорт, Теория цифровых автоматов Любая Команда, Операция Или Процедура, Выполняемая В Операционном Блоке, Опис...

Любая команда, операция или процедура, выполняемая в операционном блоке, описывается некоторой микропрограммой и реализуется за несколько тактов, в каждом из которых выполняется шаг микропрограммы в одну или несколько микроопераций.

Интервал времени, отводимый на выполнение микрооперации, называется рабочим тактом или просто тактом устройства или системы обработки цифровой информации.

Для реализации команды, операции или процедуры (микропрограммы) необходимо на соответствующие управляющие входы операционного блока подать определённым образом распределённую во времени последовательность управляющих сигналов.

Часть устройства или системы обработки цифровой информации, предназначенная для выработки последовательностей управляющих сигналов, называется управляющим блоком (или управляющим автоматом).

Генерируемая управляющим автоматом последовательность управляющих сигналов задаётся поступающими на входы этого автомата кодом операции (КОП) Z, сигналами из операционного блока U, несущими информацию об особенностях операндов, промежуточных и конечного результата, а также синхросигналами, задающими границы тактов.

Таким образом управляющий автомат (блок) формально можно рассматривать как цифровой автомат, определяемый:

- множеством двоичных выходных сигналов W={w1, ..., wg, ..., wG}, соответствующих множеству микроопераций операционного блока. При wg=1 инициализируется g-я микрооперация;

- множествами входных сигналов

Z={z1, ..., zf, ..., zF}, U={u1, ...,ui, ..., uI}, соответствующих задаваемому блоку извне двоичному коду операции (КОП) Z и двоичным оповещающим сигналам U;

- множеством подлежащих реализации микропрограмм, устанавливающих в зависимости от значений входных сигналов управляющие сигналы, выдаваемые блоком в определённые такты.

По множествам входных и выходных сигналов и всем микропрограммам определяется множество внутренних состояний блока

A={a1, ..., am, ..., aM},

мощность которого (объём памяти управляющего автомата) в процессе проектирования необходимо минимизировать.

Это замечание поясняет, почему управляющие блоки называются управляющими автоматами. Все свойства этих автоматов определяются микропрограммами. По этой причине управляющие автоматы иначе называются микропрограммными автоматами.

Управляющий микропрограммный автомат может быть задан как автомат Мура или как автомат Мили, в любом из которых функции переходов d и функции выходов l определяются заданной микропрограммой.

Управляющие автоматы строятся по двум основным принципам:

- как цифровые автоматы с жёсткой (или схемной логикой). Для каждой операции, задаваемой, например, кодом операции, строится набор комбинационных схем, которые в нужных тактах возбуждают соответствующие управляющие сигналы. Таким образом, строится цифровой автомат, в котором необходимое множество состояний определяется состоянием K запоминающих элементов

q={q1, ..., qk, ..., qK},

где K=]log2M[ при A={a1, ..., am, ..., aM}.

Функции переходов d и выходов l реализуются с помощью комбинационных схем;

- как управляющие автоматы с хранимой в памяти логикой (с «запоминаемой или программируемой логикой»). Каждой выполняемой в операционном устройстве операции ставится в соответствие совокупность хранимых в памяти слов - микрокоманд, содержащих каждая информацию о микрооперациях, подлежащих выполнению в течение одного машинного такта, и указание (в общем случае зависящее от значений входных сигналов), какое должно быть выбрано из памяти следующее слово (т.е. следующая микрокоманда).Таким образом, в этом случае функции переходов d и выходов l управляющего автомата реализуются хранимой в памяти совокупностью микрокоманд.

Последовательность микрокоманд, выполняющих одну машинную команду (заданную своим КОП) или отдельную процедуру, образуют микропрограмму. Микропрограммы хранятся в специальной памяти микропрограмм (или управляющей памяти). Таким образом, система команд процессора реализуется в виде фрагментов-микропрограмм, которые независимо адресуются и выполняются по соответствующему КОП в программе на языке машинных кодов. В управляющих автоматах с хранимой в памяти программой микропрограммы используются в явной форме, они программируются в кодах микрокоманд и в таком виде запоминаются в памяти.

Такой метод управления цифровым устройством обработки информации называется микропрограммированием, а использующие этот метод управляющие блоки - микропрограммными управляющими устройствами (или автоматами).

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Теория цифровых автоматов

Южно-уральский государственный университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Управляющие автоматы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Базис И, ИЛИ, НЕ. Свойства элементарных функций алгебры логики
  Пусть x - некоторая логическая переменная. Тогда: 1. , что означает возможность исключения из логического вы

Табличное описание булевых функций
  Вследствие конечности множества наборов заданного количества логических переменных, простейшим и самым естественным способом описания ФАЛ является табличный. Пример описания трёх ФА

Аналитическое описание булевых функций
На примерах описания ФАЛ, приведенных в таблице 3, видно, что конституента 1 может быть описана в виде элементарной конъюнкции переменных:

Геометрическое представление булевых функций
  В геометрическом представлении ФАЛ значения входных переменных n - местного набора интерпретируются как координаты в n - мерной декартовой системе координат. Координат

Минимизация с помощью минимизирующих карт
  Как было отмечено выше, одним из способов представления ФАЛ от небольшого числа переменных (обычно не больше 5) являются диаграммы Карно или Вейча, которые строятся на развёртках мн

Минимизация функций алгебры логики по методу Квайна
  При минимизации по методу Квайна в базисе И, ИЛИ, НЕ исходная ФАЛ задаётся в СДНФ. Целью минимизации является нахождение всех первичных импликант и выбор некоторых из них для

По методу Квайна - Мак-Класки
  Недостаток метода Квайна - необходимость исчерпывающего попарного сравнения или сопоставления всех минтермов на этапе нахождения первичных импликант. С ростом числа минтермов увелич

Логические элементы И и И-НЕ
(Позитивная логика) Схема логического элемента И, построенного на полупроводниковых диодах и резисторе, приведена на рис.10а).

Логические элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ
  Схема логического элемента ИЛИ, построенного на полупроводниковых диодах и резисторе, приведена на рис.12а).

Программируемые логические матрицы (ПЛМ)
  Программируемая логическая матрица [2] представляет собой функциональный блок, созданный на базе интегральной полупроводниковой технологии и предназначенный для реализации логически

Процедуры программирования ПЛМ
Физическим принципом программирования ПЛМ является пережигание (испарение) выбранных перемычек. В процессе эксплуатации ПЛМ могут возникнуть следующие задачи: - начальное программ

Определение абстрактного цифрового автомата
Обобщённая структура системы обработки цифровой информации, приведённая на рис.1, соответствует описанию абстрактного цифрового автомата. Для целей технического проектирования в каноническую структ

Методы описания цифровых автоматов
  Чтобы задать цифровой автомат S, необходимо описать все элементы множества S = { A, X ,Y, d, l, a1}, то есть входной и выходной алфавиты и алфавит состояний, а также функ

Синхронные и асинхронные цифровые автоматы
Состояние as автомата S называется устойчивым состоянием, если для любого входа zfÎX, такого, что d(am, zf) = as, имеет место d(as

Цифровых автоматов Мили и Мура
Абстрактный цифровой автомат работает как преобразователь слов входного алфавита в слово в выходном алфавите [5]. Рассмотрим это положение, взяв в качестве примера автомат Мили S1.

Минимизация абстрактного автомата Мили
  Для табличного описания процедура минимизации цифровых автоматов алгоритмизирована и выполняется в несколько шагов.   Шаг 1 Распространение неопределённости т

Минимизация абстрактного автомата Мура
Минимизация автоматов Мура основана на тех же принципах, что и минимизация автоматов Мили. Для табличного описания эта процедура алгоритмизирована и состоит из трёх шагов.  

Элементарные автоматы памяти
  Комбинационная схема с обратными связями, имеющая два устойчивых состояния и предназначенная для хранения одного бита информации, называется элементарным автоматом или триггером. Со

Синхронизация в цифровых автоматах
  Смена состояний в синхронизированных автоматах происходит в определённые моменты времени, задаваемые по цепям синхронизации внешним тактовым генератором. Изменение состояний в реаль

Структурный синтез цифрового автомата по графу
  Табличный и графический способы задания автоматов эквивалентны, поэтому граф автомата содержит всю необходимую информацию о функциях выходов и функциях переходов. На граф кодированн

Декомпозиция устройств обработки цифровой информации
  В любом устройстве или системе обработки цифровой информации можно выделить два существенно различающихся блока (рис.63): - операционный блок (или операционный автомат);

Принцип действия управляющего автомата с хранимой в памяти логикой и микропрограммное управление
  Хранимая в памяти микропрограмма должна содержать информацию о функциях переходов и выходов управляющего микропрограммного автомата. Рассматривая управляющий автомат (УА) в терминах

Горизонтальное микропрограммирование
  При горизонтальном микропрограммировании каждому биту операционной части микрокоманды ставится в соответствие определённый управляющий функциональный сигнал, то есть определённая ми

Вертикальное микропрограммирование
  При вертикальном микропрограммировании микрооперация определяется не состоянием одного из бит микрокоманды, а двоичным кодом, содержащимся в операционной части микрокоманды (

Горизонтально - вертикальное микропрограммирование
  В этом случае подмножества VL представляются горизонтальным способом , а микрооперации внутри каждого из подмножеств - вертикальным способом (рис.66). Для каждого подмнож

Граф - схемы микропрограммных автоматов
  Для описания микропрограмм необходимо знать и задавать последовательности микрокоманд и функции перехода, определяющие порядок выполнения микрокоманд. Для описание микропрограмм обы

Синтез микропрограммного автомата Мили
  Конечный автомат, реализующий микропрограмму работы дискретного устройства, называется микропрограммным автоматом. Синтез микропрограммного автомата Мили по граф - схеме ал

Синтез микропрограммного автомата Мура
Синтез автомата Мура по граф - схеме алгоритма также состоит из двух этапов: - получение отмеченной ГСА; - построение графа автомата. На первом из этих этапов начальная,

Минимизация микропрограммных автоматов
  Изложенный ранее метод минимизации абстрактных автоматов применяется и для минимизации полностью определённых микропрограммных автоматов. Если два состояния автоматы Мили с

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги