Процессоры. Система команд ЭВМ. Устройства управления. Организация внутрипроцессорных систем ввода-вывода информации, страница 12

у₁₁ – управление записью ;

у₁₂ – засылка второй части операнда в некий регистр АЛУ.

Дальше все будет очень просто: разряды КО, ПМ и сигналы с РТИ суть аргументы, а у₁, у₂,…, у₁₂,…, Сч, Зп, КА1, КА2,…–функции (логические). Пригодны методы комбинационного синтеза.

<133>

Особым случаем такого подхода является использование ПЛМ для построения СФУФС. У ПЛМ много общего с ППЗУ.

Рис. 3.2.2.4.

ПЛМ - регулярная структура, состоящая из двух матриц: «И» и «ИЛИ». При программировании ненужные связи «выжигаются».

Совокупность РТИ и СФУФС иногда называют датчиком УФС - ДУФС. В случае рассмотренного общего управления ДУФС един.

Но можно поставить, например, на каждый тип операции свой ДУФС. При этом получается УУ индивидуального управления. Каждый из датчиков будет проще, можно оптимизировать по числу тактов, т.е. по быстродействию. В чистом виде практически не используется. Чаще делают смешанное построение ДУФС. В частности, по таблице напрашивается выделение первых четырех тактов, а остальное – возлагается на индивидуальные ДУФС.

Пример схемы с использованием индивидуальных и общих ДУФС:

Рис. 3.2.2.5.

В данном случае используется общий ДУФС₀, который генерирует УФС машинного цикла, связанного с выборкой очередной команды. Этот подход можно развить, выделяя ДУФС для выборки операндов и т.д. С другой стороны, индивидуальные ДУФС можно объединять по равенству числа тактов.

<134>

3.2.3. Организация микропрограммных устройств управления.

Идея микропрограммного управления заключена в замене схемной реализации УУ (точнее СФУФС) программируемым устройством.

В самом деле, пример построения СФУФС привел нас к необходимости выдавать в блоки ЭВМ определенную последовательность наборов двоичных сигналов (двоичных слов). Это значит, что работа компьютера в рамках реализации каждой микрооперации может быть закодирована, а коды могут храниться в специальном ЗУ.

Код, соответствующий информации о наборе выполняемых в один машинный такт микроопераций называется микрокомандой.

Из последовательности микрокоманд составляется команда. Иначе говорят: каждая команда разворачивается в микропрограмму. Сколько микрокоманд обычно входит в команду?   –     От 3 до 50.

Идея микропрограммирования впервые была высказана еще в 1951г. Уилксом. Любопытно, что Уилкс рассматривал свою идею как средство упорядочения проектирования схем управления ЭВМ (звучит очень современно в связи с внедрением САПР). Своего часа микропрограммированию пришлось ждать более десяти лет, когда появились ЭВМ третьего поколения, в частности машины серии 360 фирмы IBM. Причем в микропрограммировании обнаружили и другие достоинства:

1)  Расширение списков команд, усложнение команд (команды сложения с двойной точностью – простой типичный пример) чрезвычайно усложняют схемное проектирование. Особенно это касается таких команд: команды с полями переменной длины, десятичной арифметики, редактирования и т.д. Формализация в виде синтеза КА ведёт к необозримым по сложности графам состояний.

2)  Если можно менять содержимое микропрограммного ( МП) ЗУ, то это значит, что можно менять систему команд. Это удобно, поскольку систему команд можно таким образом «настраивать» на решаемые задачи. Долгое время это считалось главным преимуществом, но со временем убедились, что для смены системы команд необходимо глубокое знание не только решаемых задач, но и структуры ЭВМ на уровне регистровых передач. То есть требуются по сути дела знания разработчика ЭВМ, а рядовой пользователь их не имеет и не хочет иметь. Поэтому это преимущество микропрограммирования используется при построении специализированных вычислительных устройств и систем. Но …