Принципы построения устройств управления с «программируемой логикой».
Р-автоматы строятся на основе принципа микропрограммного управления (МПУ), использующего операционную адресную структуру управления слов, которая хранится в памяти. Управляющее слово определяет порядок работы устройства в течение одного такта и называется микрокомандой (МК). МК содержит информацию о микрооперациях, которые выполняются в данном такте работы устройства (операционная часть) и информацию об адресе следующей МК (адресная часть). В УУ с «гибкой» логикой (Р-автоматы) МК реализуется в явной форме в виде последовательности МК хранящейся памяти. Формат МК имеет следующий вид поля:
Р - служебное поле, которое определяет тип МК.
У – операционная часть, которая может содержать 1 или несколько полей микроопераций
Y= {y1,y2,…,yk}
А – адресная часть, которая определяет адрес следующей микрооперации. Содержит 1 или несколько полей логических условий и поле адреса А = {х, ADR} Р-автомат функционирует как автомат Мура и структурно его можно представить следующим образом:
СУ – схема управления;
СФУС – схема формирования управляющего сигнала;
СВЗОС – схема выделения значений осведомительных сигналов;
СФАМК – схема формирования адресной МК;
СО – сигнал обращения;
РД – регистр данных;
РА – регистр адреса;
EPPROM – память.
ТПА = Тх+ТА+ТП+ТРГ+ТУ
В зависимости от принятого способа кодирования МК различают 3 варианта организации микропрограммного управления:
• горизонтальное;
• вертикальное;
• комбинированное (смешанное).
При горизонтальном микропрограммировании в каждой микрооперации выделяется свой разряд. Тогда non=M Для сокращения разрядности операционной части можно использовать
вертикальное микропрограммирование, при котором в одном такте формируется один управляющий сигнал.
При смешанном микропрограммировании всё множество микроопераций разбивается на подмножества несовместимых микроопераций. По способу функционирования адреса следующей МК различают:
1. Р-автомат с принудительной адресацией;
2. Р-автомат с естественной адресацией.
При принудительной адресации в каждой МК указывается адрес следующей МК, а при естественной адрес следующей МК в явном виде указывается лишьв некоторых МК (команда перехода), а в остальных случаях он принимается равным увеличенному на 1 адресу предыдущей команды.
Поле Х хранит коды проверенных логических условий.
С целью сокращения разрядности МК в случаях, когда в микропрограммах имеются в последовательности операторных и условных вершин, используется естественная адресация.
Разрядность МК можно сократить, если использовать сегментацию памяти.
Сократить число тактов микропрограммы можно, если за 1 такт проверять не 1, а несколько логических условий сразу.
Основные параметры и классификация запоминающих устройств эвм.
Важными параметрами памяти являются:
1. информационная ёмкость;
2. организация памяти;
3. быстродействие (оценивается временем считывания, записи и длительности участков чтения записи)
Время считывания – интервал между моментами появления сигналов чтения и слова на выходе памяти. Время записи – интервал после появления сигнала «запись», достаточного для установления ячейки памяти в устойчивое состояние. Минимально допустимый интервал между последовательными чтениями или записями образуют соответствующий цикл, при этом длительности циклов могут превышать время чтения или записи, т. к. после этих операций может потребоваться время для восстановления необходимого начального состояния памяти.
4. уровни напряжения «0» и «1», входная, выходная и нагрузочная ёмкость, величина токов «0» и «1»;
5. энергонезависимость – способность памяти сохранять данные при отключении напряжения питания. Может быть естественной (присуща самим ЗЭ) или искусственной (достигается введением резервных источников питания);
6. стоимость. Исходя из того, что информационная ёмкость, быстродействие и стоимость находятся в противоречии, то память в ЭВМ организуется иерархически.
Начиная с самого верхнего уровня: регистровая → кэш-память →
оперативная память → специальная память (видеопамять) → внешняя память.
Классификация:
Важным признаком классификации памяти является доступ к данным. По способу доступа к данным ЗУ делятся на:
- адресные;
- последовательные;
- ассоциативные.
При адресном доступе на адресные входы подается код, по которому отыскивается ячейка для записи/чтения информации. Все ячейки адресной памяти в момент обращения равнодоступны.