Проектирование вычислительного устройства, реализующего операцию умножения. Разработка структурной схемы операционного устройства, страница 5

При кодировании состояний воспользуемся специальным алгоритмом кодирования состояний для D-триггеров:

При кодировании состояний исходят из того, что сложность схем формирования функции возбуждения находится в пропорциональной зависимости от количества единиц в коде состояний.

Поступают следующим образом:

1)  Каждому состоянию a_n ставиться в соответствие число N_m равное количеству переходов в это состояние.

2)  Упорядочивается последовательность N₁ N₂ … N_M по убыванию.

3)  Коду a_s у которого N_s=max{ N₁ N₂ … N_M} присваиваем значение K_as=00…0.

4)  Следующим кодом r разрядностью R присваиваются значения:

000…001

000…010

000…100

…………

001…000

010…000

100…000

Затем будем искать коды, содержащие меньшее число единиц. Чем чаще используется состояние, тем меньше в нем единиц.

ai	Количество переходов в ai	код
a1	4	000
a2	1	101
a3	2	010
a4	2	100
a5	4	001
a6	1	110
a7	1	111
a8	2	011

Составим по таблице аналитические выражения функций сигналов возбуждения и  выходов в базисе 2-ИЛИ-НЕ.

При преобразовании функций будем использовать следующие правила алгебры логики:

1) ab =

2)

3)

4)

1) функции возбуждения:

2) выходные сигналы:

6. Разработка устройства управления выполнением операции (управляющего автомата) с программируемой логикой

Принцип микропрограммного управления был предложен Wilkes в 1951 г.

И впервые был реализован IBM 8/360.

Последовательность управляющих сигналов  в таком устройстве задаётся микропрограммой хранимой в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).

 

накопитель

УУ с программируемой логикой содержит:

1)  Регистр адреса микрокоманд.

2)  Регистр микрокоманд.

3)  Схему формирования адреса следующей микрокоманды.

Отметим закодированную ГСА методом вертикального кодирования для принудительной адресации. Тогда количество бит, используемых под ПЗУ = 17 бит/ команда * 17 м/к =289 бит.

Если отметить граф для естественной адресации, и после сравнить число триггеров необходимых для ПЗУ (15 бит/команда * 24 м/к = 360 бит), то мы обнаружим что автомат с принудительной адресацией использовать выгоднее, к тому же такой автомат быстродейственнее.

Узнаем формат ячейки ПЗУ:

Поскольку наш операционный автомат относится к классу I-автоматов, то Тогда формат ячейки будет таков:

Y1			Y2			Y3			X				A
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17

Необходимо разбить м/о по полям операционной части м/к так, что внутри каждого поля они были несовместимы между собой.

	Y1	Y2	Y3
001	y1	y2	y5
010	y3	y4	y8
011	y7	y12	y6
100	y10	y9	y11
101	y13	y14	----
110	----	----	----
111	----	----	----

Закодируем ПЗУ: