Методические указания к выполнению курсового проекта «Проектирование процессора эвм» по курсу «Организация эвм, комплексов и систем» для студентов дневного отделения специальности 2201 Ижевск 2001г (стр. 10 из 12)
Рис. 20. Объединенная ГСА
Структурно-функциональная таблица
Таблица.9
| Микрокоманды | М и к р о о п е р а ц и и ОА | Действия над адресами, работа ОП и РП, магистральные передачи | |||||||||||
| Выборка на шины | ФК(0:31) | CDB(0:31) | KCM(0:31) | Прием в Z(0:31) {z} | Запись в память ОА {c} | Установка РСП {d} | Работа с АР(1:18) {r} | Управле- ние ЗП и ЧТ {l} | Выборка на М | Прием с М в РП и ОП | |||
| А{a} | B{b} | F:=f{B} | S:=s(F) | K:=k(A,S) | |||||||||
| Y1 | PA:=PB+PK(16:19) | а1)А:=РВ | в1)В:=РК | f1)F:= 0.B(16:31) | s1)S:= R12(F) | k1)K:=A+S | z1)Z:=K | c1)PA:=Z | |||||
| Y2 | АОП:=АР(1:16) ЧТОП | r1)АОП:= AP(1:16) | l1)ЧТОП | ||||||||||
| Y3 | БР:=РОП(16:31) | z2)Z:=M | c2)БР:=Z | m1)M:= РОП | |||||||||
| Y4 | СЧАК:=СЧАК+1 ТП:=0 | а2)А:=СЧАК | k2)K:=A+1 | z1)Z:=K | c3)СЧАК:=Z | d1)РСП(1) :=0 | |||||||
| Y5 | АРП:=0.АР(15:18) ЧТРП РА:=РРП | z2)Z:=M | c1)PA:=Z | r2)АРП:= 0.AP(15:18) | l2)ЧТРП | m2)M:= РРП | |||||||
| Y6 | АРП:=0.АР(15:18) РРП:=РА ЗПРП | а3)А:=РА | k3)K:=A | z1)Z:=K | r2) | l3)ЗПРП | m3)M:=Z | n1)РРП:=M | |||||
| Y7 | РВ(6:31):=  | в2)В:=РВ | f2)F:=  | s3)S(6:31):= F(7:31).F(6) | k4)K:=S | z1) | c4)PB(6:31) :=Z | ||||||
| Y8 | СЧТ=24 | f3)F:= 110002 | s3)S:=F | k4) | z1) | c5)СЧТ:=Z | |||||||
| Y9 | РРП:=РА+ +11.  +1 ЗПРП | а3) | в2) | f4)F:=11.  | s3) | k5)K:=A+ S+1 | z1) | l3) | m3) | n1) | |||
При разработке УА необходимо предусмотреть меры, исключающие возникновение гонок. Записываются функции возбуждения (или переходов) и функции выходов УА, на основе которых строится комбинационная часть схемы УА.
Необходимо предусмотреть асинхронную установку памяти УА в начальное состояние a1=A(0) в соответствии с кодом этого состояния (сигнал U), включение УА в работу по запускающему сигналу В и синхронизацию моментов переключения состояний УА С (см.рис.24).
Рис. 22. Фрагмент СФ-МПы
  Q1 | Q2Q3 | ||||
| 00 | 01 | 11 | 10 | ||
| 0 | a1 | a2 | |||
| 1 | |||||
Рис. 23. Карта Карно для состояний УА
сигналы возбуждения
{J,K} или {S,R}, или {D,V}
Q1 a1 {a}
{b}. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
Qn aN
{m}U С (синхр.)
(сброс) {х} {р} В(пуск)
Рис. 24. Структура УА с жесткой логикой
7.2. Порядок разработки схемы УА c жесткой логикой
Фрагмент Ф-МП для проектирования УА назначается руководителем проекта. В ПЗ приводится граф СФ-МП для выделенного фрагмента, построенный на основе табл.5. Пример графа СФ-МП приведен на рис. 22.
Для УА Мили совокупности конкретных управляющих сигналов (a3k3z1l 3m3) ставится в соответствие один общий выходной сигнал – y3 и т.д. (рис. 22).
Закодированный граф МП отмечается состояниями УА Мили или Мура в соответствии с заданием (на рис.22 отмечены состояния автомата Мили).
Строится прямая или обратная структурная таблица переходов вида табл.6. Переход из начального состояния УА a1 в любое следующее должен отмечаться сигналом запуска УА В.
По количеству состояний УА рассчитывается число триггеров памяти УА. Все состояния УА кодируются двоичными наборами состояний элементов памяти запоминающей части УА {Q}. При кодировании состояний нужно стремиться к тому, чтобы при любом переходе из состояния в состояние переключалось минимальное число элементов памяти. Оптимальный вариант - соседнее кодирование состояний УА. Если имеются избыточные коды, то возможно провести минимизацию кодов состояний с помощью карт Карно (рис 23).
Bсе переходы УА размечают наборами сигналов возбуждения элементов памяти УА {R,S}, или {J,K},или {D,V}(в зависимости от типа триггеров памяти УА) (табл.6). Например, для фрагмента СФ-МП (рис.22), размеченного состояниями автомата Мили (a1, a2, a3, a4, a5), число элементов памяти УА n=3 (выходы элементов памяти обозначим Q1, Q2, Q3 ). Закодируем состояния УА: a1 - 000; a2 - 001; a3 - 011; a4 -101; а5 - 111. После минимизации с помощью карты Карно (рис. 23) получим: a1 - 000; a2 - 001; a3 -01X; a4 -10X; a5 -11X. Коды состояний запишем в соответствующий столбец структурной таблицы переходов (табл. 5).
Записываем функции возбуждения и обобщенные функции выходов УА.
Функции возбуждения: Функции выходов(для УА Мили):
= 
y1= 
S2=
y2= 
S3=
(5) y3= 
(6)R1=
y4= 
R2=
y5= 
R3=
Так как УА должен вырабатывать не общие выходные сигналы y, а конкретные управляющие сигналы, инициирующие микрооперации в ОА, то преобразуем систему функций (6) к следующему виду:
z1=
s1= 
c2= 
a3=
s3= c3= 
b1=
k2= 
l 1= 