Расчет времени выполнения арифметических и логических операций

2.6.2. Расчет времени выполнения арифметических                                      и логических операций.

Время выполнения операций определяется задержкой на переключение элементов на пути следования сигнала.

Заранее можно определить время задержки от подачи операндов на входные регистры КР1533ИР35 (Д1 и Д2) до операции прибавления единицы к операндам в счетчиках КР1533ИЕ7 (Д14 – Д17) включительно, так как при выполнении любой операции или при контроле операций операнды на прохождении данного участка будут затрачивать одинаковое время.

Путь прохождения сигнала: КР1533ИР35 [Д2 (одновременно Д3)], КР1533ЛИ1 [Д6.1 (одновременно Д6.2)], КР1533ЛП5 [Д7 (одновременно Д8, Д9, Д10.1, Д10.2)], КР1533ЛИ3 [Д13.1 (одновременно Д13.2)], КР1533ИЕ7 [Д15 (одновременно Д17)], КР1533ИЕ7 [Д14 (одновременно Д16)].

t_{зад.сум}  = t_{Д2(КР1533ИР35)} + t_{Д6.1(КР1533ЛИ1)} + t_{Д7(КР1533ЛП5)} + t_{Д13.1(КР1533ЛИ3)} + t_{Д15(КР1533ИЕ7)} + t_{Д14(КР1533ИЕ7)} = 15 + 12 + 13 + 11,5 + 23,5 + 23,5 = 98,5 нс.

Арифметические операции (сложение, вычитание).

Путь прохождения сигнала при операциях сложение и вычитание одинаковый: КР1533ЛП5 [Д21, Д22 (одновременно КР1533ЛИ1 (Д23, Д24), КР1533ЛЛ4 (Д25, Д26)], КР1533ЛИ6 [Д35, Д44, Д51.1 (одновременно КР1533ЛИ1 (Д36, Д6.4, Д37, Д42, Д43), КР1533ЛИ3 (Д38, Д39, Д40, Д41Б Д52, Д53))], КР1533ЛИ1 [Д49.1, Д49.2, Д49.3 (одновременно КР1533ЛИ3 (Д50, Д13.3, Д54))], КР1533ЛЕ4 [Д66, Д68, Д69 (одновременно КР1533ЛЛ4 (Д18.3), КР1533ЛН1 (Д1.5, Д1.6), КР1533ЛЕ1 (Д67.1, Д67.2))], КР1533ЛН1 [Д76.1 (одновременно КР1533ЛЕ1 (Д67,3, Д67.4, Д77.1), КР1533ЛЕ4 (Д78.2)], КР1533ЛП5 (Д88, Д10.4, Д89), КР1533ЛИ1 (Д90, Д91, Д92, Д93, Д94, Д95, Д96, Д97), КР1533ЛЛ4 (Д101, Д102, Д103, Д104), КР1533ЛЛ4 (Д105, Д106).

Пользуясь данными из табл.2.2. определим время выполнения операций сложение и вычитание:

t_{зад.сум.} = t_{Д21(КР1533ЛП5)} + t_{Д35(КР1533ЛИ6)} + t_{Д49.1(КР133ЛИ1)} + t_{Д66(КР1533ЛЕ4)} + t_{Д76.1(КР1533ЛН1)} + t_{Д88(КР1533ЛП5)} + t_{Д90(КР1533ЛИ1)} + t_{Д101(КР1533ЛЛ4)} + t_{Д105(КР1533ЛЛ4)} = 13 + 18 + 12 + 12 + 12 + 13 + 12 + 10,5 + 10,5 = 113,5 нс.

Данное время включает в себя выполнение самой операции СЛОЖЕНИЕ или ВЫЧИТАНИЕ (составляет 80,5 нс) и дополнительные 33 нс на прохождение разрядов суммы через элементы конъюнкторов КР1533ЛИ1 (Д90 – Д97) и дизъюнкторов КР1533ЛЛ4 (Д101 – Д106), которые разрешают проходить операндам только заданной операции. Общее время, 113,5 нс, необходимо учитывать при подаче управляющего сигнала [на выходной регистр КР1533ИР35 (Д109) и триггеры КР1533ТМ2 (Д116, Д117)] для начала следующего такта.

Следовательно, на выполнение арифметической операции затрачивается 80,5 нс.

Логические операции (И, ИЛИ, М2).

Путь прохождения сигнала при выполнение логических операций И, ИЛИ, М2 одинаковый: КР1533ЛП5 [Д21, Д22 (одновременно КР1533ЛИ1 (Д23, Д24), КР1533ЛЛ4 (Д25, Д26))], КР1533ЛИ1 (Д90, Д91, Д92, Д93, Д94, Д95, Д96, Д97), КР1533ЛЛ4 (Д101, Д102, Д103, Д104), КР1533ЛЛ4 (Д105, Д106).

Пользуясь данными из табл.2.2. определим время выполнения логических операций И, ИЛИ, М2:

t_{зад.лог.}= t_{Д21(КР1533ЛП5)} + t_{Д90(КР1533ЛИ1)} + t_{Д101(КР1533ЛЛ4)} + t_{Д105(КР1533ЛЛ4)} = 13 + 12 + 10,5 + 10,5 = 46 нс.

Данное время включает в себя выполнение самой логической операции (составляет 13 нс) и дополнительные 33 нс на прохождение разрядов суммы через элементы конъюнкторов КР1533ЛИ1 (Д90 – Д97) и дизъюнкторов КР1533ЛЛ4 (Д101 – Д106), которые разрешают проходить операндам только заданной операции. Общее время, 46 нс, также необходимо учитывать при подаче управляющего сигнала [на выходной регистр КР1533ИР35 (Д109) и триггеры КР1533ТМ2 (Д116, Д117)] для начала следующего такта.

Следовательно, на выполнение  логической операции И, ИЛИ, М2 необходимо 13 нс.

Контроль арифметических операций.

Путь прохождения сигнала при контроле арифметических операций: КР1533ИП5 [Д19, Д20 (одновременно КР1533ЛП5 (Д21, Д22), КР1533ЛИ1 (Д23, Д24), КР1533ЛЛ4 (Д25, Д26), КР1533ЛИ6 (Д35, Д44, Д51.1), КР1533ЛИ1 (Д36, Д6.4, Д37.1, Д37.2, Д37.3, Д42, Д43), КР1533ЛИ3 (Д38, Д39, Д40, Д41, , Д52, Д53))], КР1533ЛИ1 [Д49.1, Д49.2, Д49.3 (одновременно КР1533ЛИ3 (Д50, Д13.3, Д54))], КР1533ЛЕ4 [Д66, Д68, Д69 (одновременно КР1533ЛЛ4 (Д18.3), КР1533ЛН1 (Д1.5, Д1.6), КР1533ЛЕ1 (Д67.1, Д67.2))], КР1533ЛН1 [Д76.1 (одновременно КР1533ЛЕ1 (Д67,3, Д67.4, Д77.1), КР1533ЛЕ4 (Д78.2))], КР1533ИП5 [Д82 (одновременно КР1533ЛП5 (Д88, Д10.3, Д10.4, Д89), КР1533ЛИ1 (Д90, Д91, Д92, Д93, Д94, Д95, Д96, Д97), КР1533ЛЛ4 (Д101, Д102, Д103, Д104))], КР1533ЛП5 [Д98.3 (одновременно КР1533 ИП5 (Д110), КР1533ЛЛ4 (Д105, Д106))], КР1533ЛП5 (Д113.1), КР1533ЛН (Д76.5).