Синтез I – автомата

4.2 Синтез I – автомата

В соответствии с методикой, изложенной в [3] получим:

Микрооперации используемые в микропрограммах +, -, /, * и логических операциях.

Y1	B(0):=ùB(0)	Y15	C:=C+1
Y2	C:=A+B	Y16	C(0):=1
Y3	C:=A+ùB+1	Y17	C:=A(1:15)
Y4	ПП:=1	Y18	A(1:15):=B(2:16)
Y5	C(0):=A(0)	Y19	C:=C+ùA(1:15)+1
Y6	C:=B+ùA+1	Y20	C:=L1(C.0)
Y7	C(0):=B(0)	Y21	Сч:=0
Y8	Z:=0	Y22	B(1:16):=0
Y9	C:=0	Y23	B(1:16):=L1(1:16).ùC(0)
Y10	Сч:=15	Y24	C:=B(1:15)
Y11	C:=C+A(1:15)	Y25	C:=B
Y12	B(1:15):=R1(C(15).B(1:15))	Y26	C:=A&B
Y13	C:=R1(O.C)	Y27	C:=AÚB
Y14	Сч:=Сч-1	Y28	C:=AÅB

X1	B(0)
X2	A(0)=B(0)
X3	C(0)
X4	A(0)
X5	C(1..15)=0 сравн с 0
X6	B(15)
X7	Сч=0
X8	B(1)
X9	A(0)ÅB(0)
X10	B(16)
X11	А=0

Разбиваем микрооперации на подмножества соответствующие внутренним словам ( регистрам).

YA={y18};

YB={y1,y12, y22, y23};

YC={ y2, y3, y5, y6, y7, y9, y11, y13, y15, y16, y17, y19, y20, y24, y25, y26, y27, y28};

YСЧ={ y10, y14, y21};

YПП={y4};

YZ={y8};

На полученных множествах выделяем классы эквивалентных микроопераций Knj.

KA,1={y18};

KB,1={y1}; KB,2={y12}; KB,3={y22}; KB,4={y23};

KC,1={y2, y3, y6, y11, y15, y19};KC,2={ y5, y7, y16};KC,3={y9}; KC,4={y24}; KC,5={y25}; KC,6={y26}; KC,7={y27}; KC,8={y28}; KC,9={y13}; KC,10={y17}; KC,11={y20}

KСЧ,1={y10}; KСЧ,2={y14}; KСЧ,3={y21}

KПП,1={y4};

KZ,1={y8}

Для KС1 составляем обобщенный оператор:

С:=А2+А1

где,  и

Соответственно и для этого класса строим обобщенный оператор ( в принципе присваивание как таковое можно и не выделять в отдельный класс, но тут изменяется только один бит регистра С, следовательно мы можем мультиплексировать операции работающие непосредственно с этим битом):

C(0):=B1

Схема синтезированного автомата представлена на рисунке Приложения 2.

4.3 Синтез управляющего автомата с «программируемой» логикой

С учетом кодирования, можно перерисовать выше приведенные алгоритмы операций в объединеную блок-схему. Объединенная и закодированая ГСА приведена на рисунке 7.

Рисунок 7

Функциональная схема АЛУ представлена на чертеже КП.062.020.1999.Ф1.

4. 4 Форматы микрокоманд

Разобъем множество микроопераций Y, приведенных на рисунке 7, на три непересекающихся подмножества Y1, Y2, Y3.

Множество логических условий X, состоит из десяти элементов:

Исходя из результатов разбиений, можно сделать вывод о том, что кодирование микроопераций нужно выполнить пятиразрядным кодом, а кодирование логических условий четырехразрядным. Результаты кодирования приведены в таблице . Форматы микрокоманд на рисунке 8.

	Y1	Y2	Y3		X
00000	yk	#	#	0000	#
00001	y1	#	#	0001	x1
00010	y2	#	#	0010	x2
00011	y3	#	#	0011	x3
00100	y4	#	#	0100	x4
00101	y5	#	#	0101	x5
00110	y6	#	#	0110	x6
00111	y7	#	#	0111	x7
01000	y8	#	#	1000	x8
01001	y9	#	#	1001	x9
01010	#	y10	#	1010	x10
01011	y11	#	#	1011	x11
01100	y12	#	#	1100	#
01101	#	y13	#	1101	#
01110	#	#	y14	1110	#
01111	y15	#	#	1111	1
10000	y16	#	#
10001	y17	#	#
10010	y18	#	#
10011	y19	#	#
10100	y20	#	#
10101	#	y21	#
10110	#	#	y22
10111	#	y23	#
11000	y24	#	#
11001	y25	#	#

Рисунок 8

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		11		12	13	14	15
0	Y1					Y2						Y3
1	X				Адрес				´		´		´	´	´	´	´

Таким образом, регистр микрокоманд выбираем разрядностью в два байта. Емкость ПЗУ МК составит 128 байт. На рисунке 9 приведена структура управляющего автомата с программируемой логикой.

Рисунок 9

4. 5 Кодирование ПЗУ МК

Приведем пример кодирования ПЗУ МК для операции сложения. Естественной адресацией МК будем считать выполнение МП по истиной ветви алгоритма (т.е. там, где значение логического условия равно 1). На рисунке 10 приведена ГСА операции умножения. В таблице приведен фрагмент кода ПЗУ МК для операции сложения.

Рисунок 10

Адрес	Биты МК
0001	0010010101011111
0010	1011001000000000
0011	0010111111111111
0100	0011000110101110
0101	1011100100000000
0110	1100010000000000
0111	0011111111111111
1000	1100110100000000
1001	0100001111111111
1010	1010111000000000
1011	0010001111111111
1100	0000001111111111

5. Библиографический список

1. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов Л. Энергия, Ленингр. отд-ние,1974г–216с,.

2. Колосков В.А. Проектирование вычислительного устройства: методические указания к

курсовому проекту / КГТУ 1996г.

3. Майоров С.А., Новиков Г.И. Структура электронных вычислительных машин. – Л. Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. – 384 с.

6. Приложение