Абстрактная и структурная теории конечных автоматов. Структура операционного устройства. Способы задания автоматов, страница 12

Наряду с минимальными затратами оборудования производительность M-автоматов минимальна, так как в каждом такте может быть реализована только одна микрооперация.

IM-автоматами называются операционные автоматы, структурная организация которых вносит ограничения на совместимость операций, но в то же время обеспечивает выполнение за такт более чем одной микрооперации. Выделяют IM-автоматы с параллельной комбинационной частью (рис.2.9) и IM-автоматы с последовательной комбинационной частью (рис.2.10).

……..   a2L        b2L                    amL        bmL            АL1       AL2                                            X   X  X  X          X    X   X  X             X   X   X X     А11    А12     a11    b11.... a1L b1L          a21 b21                 an1    b n1 S1                   S2               ...          Sn            Ф1     ...     ФL d11X   Xd1L     d21X         Xd2L           dn1X      X dnL     Z1            ZL           Рис.2.9.   IM-автомат с параллельной комбинационной частью

Первые можно рассматривать, как комбинацию из нескольких M-автоматов, имеющих общую память. Они хорошо приспособлены для реализации микропрограмм, в которых присутствует большое число совместимых микроопераций, и линейные участки микропрограммы не содержат микроопераций, связанных с вычислением одного и того же слова. Комбинационная схема Ф_i равнодоступна всем регистрам операционного автомата. Автомат может выполнить за один такт L функционально-совместимых микроопераций (L<=m). Синтез данного автомата производится путем разбиения исходного множества микроопераций на L подмножеств и синтеза M-автоматов  для каждого из этих подмножеств.

Разбиение проводится таким образом, чтобы функционально-совместимые микрооперации, которые в соответствии с микропрограммой могут выполняться одновременно, находились в различных подмножествах.

Структура IM-автоматов с последовательной комбинационной частью, как правило, реализуется в виде функционально-законченных устройств с фиксированной системой команд и фиксированной длиной разрядной сетки. Синтез автомата данного типа выполняется на основе выделения из функциональных микропрограмм линейных последовательностей, в каждой из которых выделяются микрооперации, результат выполнения которых присваивается одному и тому же слову. При возможности, такие микрооперации объединяются в составные.

Рассмотрим набор микроопераций: S₁:=₃,  S₁:=S₁+S₂,  S₁:=0.R1(S₁). Их можно объединить в одну составную микрооперацию, записав её следующим образом:  S₁:=0.R1(+S₂). В общем виде: S_k:=j_p(S_i), S_k:=j_q(S_k,S_j), S_k:=j_r(S_k) или S_k:= j_r(j_q(S_j,j_p(S_i))).