Slides_OEVM_final

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Кодирование состояний

Каждому такому пути соответствует

конъюнкция:

			e	e	R		e	,
		αij = x i1		...x iR	= ∏ x		ir
			i1	iR	r=1 ir			Y2
	где xir – логическое условие,
	записанное в условной вершине pir
								Y3
			xir0 = xir , xir1		= xir	.

			Начало		Y0
			1	x1
	Y	y1y2		0
	1			x2	0
	1	x3	1	Y7		y6y7
			y1y3		Y
	y4	0				5
	x4	0
			0
1		x1
y5y6y7		1		Y6		y3y4
	x5	0
1	Y4	y8

				181
	© С. Г. Мосин, 2007	Yk	Конец

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Кодирование состояний

Если между вершинами Yi и Yj H путей, то αij равно дизъюнкции конъюнкций, соответствующих всем

путям:
	H	.
	αij = åαirh		Y2
	h=1
αij – функция перехода от			Y3

оператора (микрокоманды) Yi к оператору (микрокоманде) Yj .

© С. Г. Мосин, 2007	Yk

			Начало		Y0
			1	x1
	Y	y1y2		0
	1			x2	0
	1	x3	1	Y7		y6y7
			y1y3		Y
	y4	0				5
	x4	0
			0
1		x1
y5y6y7		1		Y6		y3y4
	x5	0
1	Y4	y8
Конец						182

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Кодирование состояний

Обычно при проектировании цифровых устройств предварительно составляют содержательные граф-схемы алгоритмов, в которых внутри условных и операторных вершин записывают не элементы множеств X и Y, а логические условия и микрооперации в содержательных терминах.

Пример. Для операции деления S / Z. АЛУ содержит сумматор S, где находится делимое, регистр Z (делитель) и регистр Y, где сохраняют частное. СТ – счетчик тактов, ТП – триггер переполнения.

183

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Условные вершины:

x1: ЗнакS = ЗнакZ x2: ЗнакS = 1

x3: СТ = 0 x4: СТ = n

Операторные вершины: y1: ЗнакY := 1;

y2: Y := 0; y3: СТ := 0;

y4: ЗнакZ := 0; y5: ЗнакS := 0;

y6: S := S + Z; y7: S := S + Zобр; y8: Y[n] := 1;

y9: CT := CT + 1; y10: S := L1(S); y11: Y := L1(Y); y12: ТП := 1.

© С. Г. Мосин, 2007

		Начало				Y0	Начало
		ЗнакZ=	1				x1	1
		ЗнакS					0
		0
		ЗнакY := 1;				Y1	y1
		Y := 0;
		СТ := 0;				Y2	y2y3y4y5
		ЗнакZ := 0;
		ЗнакS := 0;
		ЗнакS = 1	1				x2	1
		0	S := S+Z;				0	Y3	y6
		S := S+Z ;				Y4	y7
		обр
		ЗнакS = 1	1				x2	1
	1	0				1	0
		СТ = 0					x3
ТП := 1;		0		Y8	y12		0
		Y[n] := 1;				Y5	y8
		СТ := СТ+1;				Y6	y9
	1	СТ = n	0			1	x4	0
									184
Конец			S := L (S);	Yk	Конец
								Y7	y10y11
			Y := L11(Y);

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Синтез микропрограммного автомата Мили

1.Формирование отмеченной ГСА;

2.Построение графа автомата.

					y												y	y
																	3
		x		y			4							a					4	1
					3										1
		x	3
		1					x1										x
		y
				y2
										x							1x
		8	y1
								x1				2						2		y
					y3
																				6y
x	x			y1							4
		a2							y											7
																	(
1	4																-
								y		3							)			a5
		x y
		3				8
		y	y														x
		8
							4										5
					x								x
			4
														5
		x			x	1
		1
		x							x				y	y
		4		a3												y
										4
													5	6		7	a4
© С. Г. Мосин, 2007

				Начало		Y0
				1	a1
					x1
		Y	y1y2		0
		1			x2	0
			a2
		1		1	Y7	y6y7
			x3
				y1y3		Y
			0
Y2		y4				5
		a3	0
		x4		0
	1		x1
						a5
Y3	y5y6y7		1		Y6
						y3y4
		a4
			0
		x5
	1	Y4	y8
	a1
Yk	Конец

185

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Синтез микропрограммного автомата Мили

На этапе получения отмеченной ГСА входы вершин, следующих за операторными, отмечают символами а1, а2, … по следующим правилам:

1)Символом а1 отмечают вход вершины, следующей за начальной, и вход конечной вершины;

2)Входы всех вершин, следующих за операторными, должны быть отмечены.

3)Если вход вершины отмечают, то только одним символом;

4)Входы различных вершин, за исключением конечной,

отмечают различными символами.	186
© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Синтез микропрограммного автомата Мили

Если идти от одной отметки аm к другой отметке as в

направлении ориентации дуг ГСА, то получаем слова вида:

amxmem11...xmRemRYtas

или

a	m	xem1	...xemR a	,
		m1	mR 1

которые называют путями перехода.

© С. Г. Мосин, 2007

Y2

Y3

Yk

			Начало		Y0
			1	a1
				x1
	Y1	y1y2		0	0
				x2
		a2
	1		1	Y7		y6y7
		x3
			y1y3		Y
	y4	0				5
	a3	0
	x4
			0
1		x1
						a5
y5y6y7		1		Y6
						y3y4
	a4
		0
	x5
1	Y4	y8
a1						187
Конец

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Синтез микропрограммного автомата Мили Правила построения автомата Мили по ГСА:

1. Найти все пути перехода в ГСА. Если при некотором r есть несколько вхождений символа xr в путь перехода, то оставляют только один символ xr.

2. Если при некотором r в путь перехода входят как xr, так xr , то такой путь перехода не рассматривают.

3. Каждому пути перехода amX(am,as)Y(am,as)as ставят в соответствие переход автомата S из состояния аm в состояние as под действием входного сигнала X(аm, as) с выдачей выходного сигнала Y(аm, as).

188

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Синтез микропрограммного автомата Мили Правила построения автомата Мили по ГСА:

4.Каждому пути перехода amY(am,as)as ставят в соответствие переход автомата S из состояния аm в состояние as с выдачей выходного сигнала Y(аm, as).

5.Каждому пути перехода amX(am,a1)a1 ставят в соответствие переход автомата S из состояния аm в состояние a1 с выдачей выходного сигнала Y0 (пустой оператор).

189

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 7. Устройство управления:

с жесткой логикой

Синтез микропрограммного автомата Мили Правила построения автомата Мили по ГСА:

В результате выполнения пунктов 1 – 5 строят граф автомата Мили S, содержащий столько состояний, сколько было использовано отметок входов вершин ГСА.

Для автомата, построенного по ГСА, всегда выполняется

необходимое условие детерминированной работы – любое попарное произведение входных сигналов, вызывающих переход из некоторого состояния автомата, равно нулю.

190

© С. Г. Мосин, 2007