УУ с программируемой логикой (Р-автоматы) презентация

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ УУ С ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЛОГИКОЙ.
Р-автоматы строятся на основе принципа микропрограммного управления (МПУ), использующего операционно-адресную структуру управляющих слов, которые хранятся в памяти.
Управляющее слово определяет порядок работы устройства в течение одного такта и называется микрокомандой (МК). МК содержит информацию о микрооперациях, которые выполняются в данном такте работы устройства (операционная часть) и информацию об адресе следующей МК (адресная часть).
В УУ с «гибкой» логикой (Р-автоматы) МК реализуется в явной форме в виде последовательности МК, хранящихся в памяти. Формат МК имеет следующий вид поля:
Р - служебное поле, которое определяет тип МК.
У – операционная часть, которая может содержать одно или несколько полей микроопераций
Y= {Y1,Y2,…,Yk}
А – адресная часть, которая определяет адрес следующей микрооперации. Содержит одно или несколько полей логических условий и поле адреса
А = {X, ADR}

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
Р-автомат функционирует как автомат Мура и структурно его можно представить следующим образом:
СУ – схема управления;
СФУС – схема формирования управляющих сигналов;
СВЗОС – схема выделения значений осведомительных сигналов;
СФАМК – схема формирования адресов МК;
СО – сигнал обращения;
РД – регистр данных;
РА – регистр адреса;
EPPROM – память.
Тpа = Тх+Та+Тп+Трг+Ту

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
В зависимости от принятого способа кодирования МК различают 3 варианта организации микропрограммного управления:
-горизонтальное;
-вертикальное;
-комбинированное (смешанное).
При горизонтальном микропрограммировании каждой микрооперации выделяется свой разряд. Тогда nоч = M.
Для сокращения разрядности операционной части МК можно использовать вертикальное микропрограммирование, при котором в одном такте формируется один управляющий сигнал.
При смешанном микропрограммировании всё множество микроопераций разбивается на подмножества несовместимых микроопераций.
По способу формирования адреса следующей МК различают:
1. Р-автоматы с принудительной адресацией.
2. Р-автоматы с естественной адресацией.

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
При принудительной адресации в каждой МК указывается адрес следующей МК, а при естественной адрес следующей МК в явном виде указывается лишь некоторых МК (команды перехода), а в остальных случаях он принимается равным увеличенному на 1 адресу предыдущей команды.
Поле Х хранит коды проверяемых логических условий.

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
С целью сокращения разрядности МК в случаях, когда в микропрограммах имеются последовательности операторных и условных вершин, используется естественная адресация.
Разрядность МК можно сократить, если использовать сегментацию памяти.
Сократить число тактов микропрограммы можно, если за 1 такт проверять не одно, а несколько логических условий одновременно.

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ P-АВТОМАТОВ
Проектирование P-автоматов состоит из следующих этапов:
1. Выбор способа адресации и формата микрокоманд.
2. Определение формата операционной части микрокоманды (или формата операционной микрокоманды).
3. Разметка ГСА в соответствии с выбранным способом адресации и формата микрокоманд.
4. Определение формата адресной части микрокоманды (формата управляющей микрокоманды).
5. Составление кодированной микропрограммы функционирования Р – автомата и карты программирования памяти.
6. Построение структурно-функциональной схемы Р-автомата.
7. Оценка характеристик Р-автомата.

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
Определение формата операционной части микрокоманды
Матрица совместимости:
S=
, где Sij =
yi и yj не совместимы
S=
yi и yj совместимы

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
Матрица включений:
R=
, rij =
Распределение:
1-й шаг:
R=
R'=

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
2-й шаг
3-й шаг
4-й шаг
5-й шаг
6-й шаг
7-й шаг

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
8-й шаг
Y1= {y1, y5, y6, y9, y10, y11, y12}
Y2= {y2, y7, yF}
Y3= {y3, y8}
Y4= {y4}
Y1= {y1, y5, y6, y9, y10, y11, y12}
Y2= {y2, y7, yF}
Y3= {y3, y8}
Y4= {y4}
Определяем разрядность:

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Кафедра КИТС Кораблев Н.М.
Составить кодированную микропрограмму и таблицу программирования