Этапы синтеза ОА с закрепленными микрооперациями

1. Если в микрооперации упоминается слово Ai(1:ki), то в структуре ОА резервируется регистр A_i. Если слов много, то имеем следующую композицию регистров:

2. Если есть передача информации Ai : = A_s, тогда два эти регистра

3. связываются между собой управляющей шиной.

4. Если над словом A_i выполняется микрооперация y_j , предусматриваются соответствующие схемы выполнения микрооперации.

Xi – множество осведомительных сигналов, выполняемых над регистром Ai

F_i – множество микроопераций y_j, выполняемых над i–тым регистром.

F₁,F₂,…,F_n – множество всех микроопераций, выполняемых ОА.

5. Если над словом A_i вычисляется некоторый осведомительный сигнал x_l=f(A_i), то в схему A_i включаются соответствующие цепи вычисления x_l.

X_i – множество осведомительных сигналов, вычисляемых над регистром A_i.

6. Для каждого операционного элемента (ОЭ) A_i , выполняющего множество операций F_i в справочниках ищут типовое решение. Например: сдвиговой разряд, счетчик и т.д. Если список F_i обширен и такого элемента в справочнике нет, то он подлежит проектированию. Три способа проектирования ОЭ:

- комбинирование из типовых ОЭ,

- синтез типового разряда и набор нужной разрядности,

- комбинирование первых двух.

Пример:

Синтезировать ОЭ, выполняя микрооперации сдвига и счета.

1) способ

сдвиг за 1 такт, если снимаем результат с регистра

для счета 3 такта

y₁ y_сч y₂

Проектируем n-разрядный комбинационный счетчик путем синтеза типового разряда и соединяем регистр с комбинационным счетчиком.

Пример:

Синтезировать ОЭ, выполняя микрооперации сдвига и счета.

2) способ

сдвиг за 1 такт, если снимаем результат с регистра

для счета 3 такта

y₁ y_сч y₂

Проектируем n-разрядный комбинационный счетчик путем синтеза типового разряда и соединяем регистр с комбинационным счетчиком.

Шины.

Шина – операционный элемент (ОЭ), служащий для выполнения микрооперации передачи информации, например, между регистрами:

y1: B(1:n):= A(1:n),

y2: B(1:n):= ù A(1:n) (инверсная передача).

Регистр А называют источником информации, а регистр B – приемником.

Шины состоят из цепей.

Цепь – ОЭ, служащий для передачи одного бита информации. В простейшем случае цепь – это проводник. Информация на его концах совпадает ( , рисунок 19, а). На рисунке 19, б показана управляемая цепь. Информация передается по цепи только при наличии управляющего сигнала у( ). Условное изображение управляемой шины на структурных схемах ОУ приведено на рисунке 19, в.

Виды цепей:

- однофазные,

- парафазные.

Однофазные цепи (управляемые или неуправляе­мые) передают только прямое или только инверсное значение сигнала. Парафазные цепи пе­редают оба значения сигнала (рисунок 20).

Сложность парафазной шины увеличивается в два раза по сравнению с однофазной, что позволяет достичь выиг­рыша по быстродействию, если приемниками информации яв­ляются RS-триггеры (JK-триг­геры). В данном случае пара­фазная шина позволяет пере­дать информацию за один такт.

Для однофазной шины используется два такта.

1) В первом такте приемный регистр обнуляется (на R-входы всех триггеров регистра подаются единицы Ri:=1).

2) Во втором такте устанавливаются только единицы в нужных разрядах регистра (Si:= a).

Проектирование однотактных и двухтактных (парафазных и однофазных) цепей приема и установки кода рассматривалось выше в примере 1 (синтез регистра на раздельных триггерах).

Прием информации на D-триггер с помощью однофазной цепи осуществляется за один такт.

N-разрядная шина состоит из N одноразрядных цепей.

Шины могут быть раздельными и общими. При реализации передач в системе регистров раздельными шинами каждая передача осуществляется по собственной шине, связывающей соответствующий источник с соответствующим приемником, при подаче в схему соответствующего управляющего сигнала у_i. Общая шина (магистраль) – это схемное решение, в котором все возможные передачи между регистрами осуществляются по единственной шине.