Операционный автомат типа М

В структуре I-автомата могут содержаться комбинационные схемы, используемые для обслуживания различных регистров и выполняющие одинаковые эквивалентные операции.

Для заданного алгоритма функционирования аппаратурные затраты можно минимизировать, если комбинационные схемы обобщить по отношению ко всем регистрам S₁ ,…,S_n.

Операционные автоматы, синтезированные на основе принципа обобщения комбинационных схем, называются М–автоматами.

Структурная организация М–автомата показана на рис.6.19.

Рисунок 6.19 – Структурная организация М–автомата

В структуре М–автомата регистры S₁ ,…,S_N используются для хранения слов. Обобщённая комбинационная схема F используется для вычисления значений j_m(S_p1 ,…,S_pk) выполняемых микрооперацией. Данные (операнды) поступают на входы схемы F через шины А₁ , А₂. Для выборки слова на шину А₁ используются сигналы а₁ ,…, а_n, для выборки слова на шину А₂ используются сигналы b₁ ,…, b_n. Сигнал a_I инициирует присвоение А₁:=S_i, сигнал b_i инициирует присвоение А₂:= S_j.

Схема F настраивается на выполнение микрооперации Z:= j_m(A₁ ,A₂) с помощью управляющего сигнала j_m. Загрузка результата Z в любой регистр S_k инициируется управляющим сигналом d_k.

Как ясно из рис. 6.19, М-автомат выполняет одну микрооперацию за такт. Таким образом, производительность М-автомата минимальна.

Быстродействие М-автомата незначительно отличается от быстродействия I-автомата. Длительность такта немного увеличивается за счёт введения в схему мультиплексоров А₁ , А₂.

Затраты оборудования М-автомата минимальны, поскольку комбинационная схема F используется для выполнения всех эквивалентных микроопераций из множества Y.

М-автомат порождает специфический набор управляющих сигналов {a_i}, {b_j},{j_m},{d_k}. Каждый сигнал инициирует определённое действие, которое можно рассматривать как микрооперацию.