Описание работы устройства по функциональной схеме
Описание структуры устройства
Для выполнения требуемых микроопераций разрабатываемое устройство можно представить в виде совокупности следующих блоков:
- Блок регистров (БР) состоит из трех восьмиразрядных регистров с тремя состояниями на выходе. Они предназначены для записи входных кодов, поступающих с шины данных при поступлении соответствующего управляющего сигнала. Эти регистры обеспечивают хранение данных и их передачу на сумматор.
Сумматор SM предназначен для выполнения арифметических операций.
Трехразрядный регистр признаков результата предназначен для хранения признаков s, с, z. Состояние регистра может изменяется при выполнении арифметических и логических операций.
- Буферный элемент, который предназначен для обмена данными между внешней магистралью и шиной данных спецпроцессора.
- Схема управления и синхронизации осуществляет управление работой всех других блоков устройства путем генерации соответствующих управляющих сигналов.
Как видно из вышесказанного, предлагаемое решение схемы сопроцессора предполагает выполнение всех арифметических операций в сумматоре, выполнение операций сдвига на регистрах, а выполнение логических операций на отдельных комбинационных элементах. Это несколько увеличит время выполнения микроопераций, но позволяет упростить схему и свести выполнение всех микроопераций к выполнению стандартных простейших действий. Упрощенная структурная схема спецпроцессора представлена на рисунке 1.
|
|
|
БЭ – буферный элемент;
ШД – шина данных;
БР – блок регистров;
SM – сумматор;
РП – регистр признаков;
УА – управляющий автомат;
ГТИ – генератор тактовых импульсов.
Рисунок 1- Схема спецпроцессора
2.2 Разработка функциональной схемы устройства
Схема электрическая функциональная устройства представлена в приложении А. Она содержит следующие основные блоки.
- Блок входных регистров БВР состоит из трех 8-разрядных регистров хранения с тремя состояниями на выходе. Входы и выходы регистров подключены к 8-разрядной шине данных (D0-D7). Причем, если регистр R3 представляет собой регистр хранения, то регистры R1 и R2 является сдвигающими регистрами.
- 8-разрядное буферное устройство предназначено для обмена данными между шиной данных спецпроцессора и входной магистралью данных. Сумматор предназначен для выполнения арифметических операций и представляет собой комбинационную схему и регистр RSM. Регистр RSM предназначен для для хранения результата вычислений. Управляющий автомат, предназначенный для формирования сигналов управления (y), реализован на 8-разрядном двоичном счетчике и дешифраторе.
|
|
|
Ниже представлен список сигналов, формируемых управляющим автоматом.
y1 Разрешение работы магистрального усилителя MA1
у2 Разрешение работы магистрального усилителя MA2
у3 Выбор режима работы регистра R1
у4 Разрешение работы буферного элемента BF5
у5 Разрешение работы буферного элемента BF8
у6 Выбор режима работы регистра R2
у7 Разрешение работы буферного элемента BF6
у8 Разрешение работы буферного элемента BF7
у9 Считывание содержимого R3
у10 Разрешение работы буферного элемента BF1
у11 Разрешение работы буферного элемента BF2
у12 Разрешение работы буферного элемента BF3
у13Формирование бита переноса сумматора
у14 Разрешение работы буферного элемента BF4
у15 Выбор режима работы регистра RSM
у16 Разрешение работы буферного элемента BF9
у17 Запись данных в регистр R1
у18 Запись данных в регистр R2 
у19 Запись данных в регистр R3
у20 Запись данных в регистры RSM и PSW
у21 Сброс триггера пуска
Описание работы устройства по функциональной схеме
Процесс выполнения микрооперации начинается с подачи из внешнего устройства на входы триггера Т сигнала START, который устанавливает триггер в 1. Высокий уровень сигнала с выхода триггера разрешает прохождение тактовых импульсов SYNC на счетный вход счетчика.
|
|
|
Сигналы с выходов счетчика поступают на входы дешифратора DC, который определяет соответствие состояния счетчика состоянию управляющих сигналов, формируемых на выходах дешифратора.
Следует отметить то обстоятельство, что при реализации спецпроцессора с непосредственными связями каждая МКО выполняется, как правило, в течение одного такта сигнала синхронизации. В схеме с магистральными связями это условие не всегда выполнимо, так как при передаче данных все элементы схемы используют общую шину данных. Поэтому время выполнения МКО будет зависеть от ее сложности и выполняться в течение нескольких тактов сигнала синхронизации.
Примеры выполнения МКО представлены в таблице 1. Управляющие сигналы, не указанные в таблице 1 при выполнении МКО, должны иметь неактивный уровень.
Следует отметить то обстоятельство, что при выполнении микрокоманд формируются следующие признаки:
- признак знака числа S;
- признак переноса C;
- признак нуля результата Z.
Они запоминаются и хранятся на регистре RST.
 |
Таблица 1 – Примеры выполнения МКО
|
|
|
| R1:=MD | 1 | y1,y3=1; y18=П |
| R2:=MD | 2 | y1,y6=1; y19=П |
| R3:=MD | 3 | y1=1; y20=П |
| RSM:=RSM+R2+1 | 4 | y15,y16=1; y5,y4,y13,y14=0; y21=П |
| R1:=R1vR2&R3 | 5 | y9,y11=0; y3=1; y18=П |
| RSM:=(R1vR3)+RSM | 6 | y9,y10,y13,y14,y5=0; y15,y16=1; y21=П |
| R1:=0,5R2 | 7 8 | y3=1; y18=П y3,y4=0; y18=П |
| RSM:=RSM+R1 | 9 | y5,y14,y8=0; y15,y16=1; y21=П |
| R3:=RSM | 10 | y5=1,y16=0,y20=П |
| RSM:=R1&R2 | 11 | y14,y15,y15,y16=1; y12=0; y21=П |
| RSM:=ARS(RSM,1) | 12 | y15=0; y16,y5=1; y21=П |
| R2:=LC(R2,1) | 13 | y6=0; y19=П. |
| RSM:=R2 | 14 | y4,y14=0; y15=1; y21=П |
| RSM:=R2+R3 | 15 | y9,y10,y13,y14=0; y15=1; y21=П |
| MD:=R3 | 16 | y1=1; y2,y9=0 |
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!