Синтез структуры счетчика и исследование функций счетчика с заданными параметрами. Классификация счетчиков по признакам, страница 10

В системе на рис.4 имеется 12 изолированных шин. Передача слова в каждой шине осуществляется под действием своего управляющего сигнала Yi,j , где i ¹ j; i, j = 1, ..., 4. Например, под действием сигнала Y3,1 реализуется микрооперация передачи слова: RG1 := RG3.

В схеме на рис. 5 каждый триггер связан с остальными регистрами системы с помощью одной шины, к которой подключается через свои входные и выходные цепи (о них речь пойдет ниже). Процесс передачи слова между двумя регистрами управляется парой сигналов: под действием одного из них информация из передающего регистра посылается в магистраль, под действием другого эта информация из магистрали поступает на входы приемного регистра. Так, микрооперация передачи слова: RG3 := RG2 осуществляется под действием двух сигналов: Yсч2 и Yзап3, при этом

Yсч2 : М := RG2,

Yзап2 : RG3 := M, где М - магистраль.

Заметим, что в каждом такте лишь один сигнал Yсчi (i = 1, ..., 4) может быть равен единице, что является следствием использования общей шины. Если в одном такте имеет место комбинация Yсч1 = Yсч2 = 1, то в магистраль попадет слово, являющееся поразрядной дизъюнкцией содержимого регистров RG1 и RG2, т.е. М = RG1 V RG2, в результате чего в приемный регистр запишется неправильное число. Сравнение двух систем организации шин показывает, что система с магистралью является более экономичной по оборудованию. Не вдаваясь в детали, рассмотрим, опираясь на рис.3, дополнительные схемы, которые потребуются для организации той или другой системы (см. рис.4 и 5).

В системе на рис.4 в каждый регистр необходимо ввести 3n двухвходовых схем И для выдачи слова из него на 3 шины и n трехвходовых схем ИЛИ. Суммарная сложность вводимого оборудования равна, таким образом, Sm = = 4(2 . 3n + 3n) = 36n входов.

В системе на рис.5 в каждый регистр нужно ввести n двухвходовых схем И (см. рис.6,а) для выдачи слова в магистраль, n двухвходовых схем И для приема кода из магистрали, и кроме того для образования магистрали потребуется n 4-входовых схем ИЛИ. Сложность вводимого оборудования оценивается как Sm = 4(2n + 2n) + 4n = 20n входов. Если оценивать быстродействие этих систем, то в среднем в системе с изолированными шинами оно выше, чем в системе с магистралью. Это объясняется тем, что  в системе с изолированными шинами за один такт машинного времени (для случая параллельной передачи, как на рис.2) может произойти передача слов между несколькими парами регистров. В системе с магистралью это принципиально невозможно в силу замечания, приведенного при описании этой системы. Например, в системе на рис.4 одновременно могут произойти две передачи слов: RG1 := RG3; RG2 := RG0, для этого необходимо, чтобы Y1,3 = Y0,2 = 1. В системе на рис. 5 за первый такт осуществляется передача RG1 := RG3, так как лишь Yсч3 может быть равным 1, во втором такте происходит передача RG2 := RG0 (только Yсч0= 1).

В лабораторной работе исследуется взаимодействие регистров по схеме с магистралью. Рассмотрим вопросы построения дополнительных схем (для выдачи и приема кодов) к регистрам, с помощью которых регистры могут выдавать и принимать слова информации.

Для реализации действия М := RG - считывания информации из регистра в магистраль - используется схема выдачи кода (СВК). Отметим, что в зависимости от характера передачи кодов такой схемой снабжается либо один разряд регистра (при передаче кодов последовательным способом), либо каждый разряд регистра (при передаче кодов параллельным способом). Это замечание относится и к схемам для приема кодов.

Будем различать три вида СВК в зависимости от типа кода, выдаваемого регистром в магистраль: СВПК - для считывания прямого кода (рис.6,а), СВОК - для считывания обратного кода (рис.6,б), универсальная схема выдачи кода УСВК, с помощью которой может быть считан прямой либо обратный код слова (рис.6,в).

Следует обратить внимание, что Yпрсч . Yобрсч = 0, т.е. Yпрсч =