1305972603 1Состав процессорных устройств. Процессорное устройство составляется из операционного ОА и управляющие автоматов со схемной UASL (рис. 1.5.1) и программируемой UAPL (рис. 1.5.3) логикой, оформленных в виде макромоделей. На входы АЗ, А2, А1, А0 и ВЗ, В2, В1, В0 операционного автомата подаются два 4–разрядных операнда, а на входы Y1, Y2, YЗ, Y4 — микрокоманды.

Для установки значений отдельных разрядов множимого А и множителя В используются ключи, с помощью которых каждый из входов АЗ, А2, А1, А0, ВЗ, В2, В1, В0 операционного автомата ОА может быть подсоединен к шине 0 или 1. В исходном состоянии ключи установлены в положение, соответствующее рас­сматриваемому примеру умножения операндов А = 1011 (–510) и В = 0111 (+710). С выходов операционного автомата снимается произведение в виде 8–разрядно­го двоичного числа Р7...Р0 и сигналы Х1, Х2, ХЗ логических условий.

рис. 1.5.1На входы управляющих автоматов поступают сигналы Х1, Х2, ХЗ логических условий, а с выходов снимаются микрокоманды Y1, Y2, YЗ.

рис. 1.5.2

Пусковой импульс ПИ и синхроимпульсы СИ подаются на оба автомата с выхо­да генераторов D01, D02.

По временным диаграммам (рис. 1.5.2 и 1.5.4), полученным в результате моделирования, можно изучить протекающие процессы в устройствах для умножения двоичных чисел, построенных на принципах схемной и программируемой логики. Рассмотрим особенности работы процессоров на примере умножения операндов А = 1011 (–510) и В = 0111 (+710).

рис. 1.5.3



Процессорное устройство с УАСЛ. Для этого процессорного устройства временные диаграммы (рис. 1.5.2) совпадают с временными диаграммами (рис. 1.2.4 и 1.3.6), полученными при моделировании операционного автомата и управляющего автомата со схемной логикой. Микрокоманды из набора Y1, Y2, YЗ, Y4 следуют одна за другой.

Операция умножения выполняется за 14 тактов. На такте 15, после того, как логическое условие ХЗ становится равным 1, на выходах OA появляется произведение P7P6...P0 = 11011101 в дополнительном коде, что соответствует значению –3510.

рис. 1.5.4

Процессорное устройство с УАПЛ. Как видно из временных диаграмм (рис. 1.5.4), отражающих работу процессора при использовании управляющего автомата с программируемой логикой, специфика его работы проявляется в том, что на проверку логических условий для выявления следующей выполняемой микрокоманды затрачиваются дополнительные такты. Общее число дополнитель­ных тактов составляет 22. Поэтому операция умножения выполняется за 36 тактов. На такте 37 после выполнения условия ХЗ = 1 с выходов операционного автомата считывается результат Р7Р6...Р0 = 11011101.

Следует отметить, что микрокоманды сложения Y2 и сдвига Y4, а также микро­команды вычитания Y2 и сдвига Y4 следуют одна за другой.

Результаты компьютерного моделирования показали, что исполь­зование управляющего автомата со схемной логикой повышает быстродействие процессорного устройства более чем в два раза.

Изучение структуры в виде операционного автомата и управляющих автоматов со схемной и программируемой логикой позволило выявить основополагающие принципы построения и функционирования процессоров. Однако рассмотренные процессоры выполняют только одну операцию — умножение двоичных чисел по алгоритму Бута. Расширение функциональных способностей процессора связано с увеличением количества выполняемых операций и требует введения дополни­тельных аппаратных средств. В разделе микропроцессоры рассмотрены особенности процессо­ров двух типов:

●     микропрограммируемых процессоров с микрокомандным управлением. Их функциональные способности определяются системой микрокоманд. Этот тип микропроцессоров программируется на языке микрокоманд и по сути дела является дальнейшим развитием рассмотренной выше структуры из операционного автомата и управляющего автомата с программируемой логи­кой (рис. 1.4.1);

 

●     программируемых процессоров с командным управлением. Каждая команда представляет собой определенную последовательность микрокоманд. Их функциональные возможности определяются системой команд. Для органи­зации работы процессоров используют программирование на языке команд.


Рекомендуйте эту статью другим!



Программируемые процессоры 1
окт 20, 2015 1643

Программируемые процессоры. Система микрокоманд

Наглядной иллюстрацией практической реализации изложенных выше принци­пов и…
Структура 5
окт 16, 2015 1405

Структурная схема операционного автомата

Структурная схема операционного автомата. Схема автомата для умноже­ния двоичных…
Токовое реле в РЗиА 2
мая 04, 2014 8353

Токовое реле в РЗиА

Токовые реле применяются в системах РЗиА в роли чувствительного органа, реагирующего на…
рис. 2.18
окт 25, 2016 1132

Усилитель с эмиттерной стабилизацией

Рассмотрим RC-усилитель, в котором транзистор включен по схеме с общим эмиттером и…
защита кабельных линий
нояб 01, 2013 3570

Защита кабельных линий

Современные кабельные линии прочно вошли в перечень оборудования, которое активно…