Общая структура цифровых автоматов

ЦИФРОВЫЕ АВТОМАТЫ

В любом устройстве обработки цифровой информации можно выделить опера­ционный и управляющий блоки.

Операционный блок состоит из регистров, сумматоров и других узлов, производящих прием из внешней среды и хра­нение кодов слов, их преобразование и выдачу во внешнюю среду результата преобразования, а также выдачу в управляю­щий блок и внешнюю среду оповещающих сигналов, принадле­жащих к множеству

U= {u₁, u₂,...,u_n},

о знаках и особых значениях операндов, их отдельных разря­дов, особых значениях промежуточных и конечных результатов операции (например, равенство нулю результата операции и др.).

Процесс функционирования во времени устройства обработ­ки цифровой информации состоит из последовательности так­товых интервалов, в которых операционный блок производит определенные элементарные операции преобразования слов. Операционный блок выполняет некоторый набор элемен­тарных преобразований информации, например таких, как передача слова из одного регистра в другой, взятие обратного кода, сдвиг и др. Выполнение этих элементарных операций инициируется поступ­лением в операционный блок соответствующих управляю­щих сигналов из некоторого множества сигналов

V={v₁,v₂,...,v_m}.

Рис. 3.1. Операционный и уп­равляющий
блоки цифрового устройства

Элементарная функциональная операция (или их некоторая комбинация), выполняемая за один тактовый интервал и при­водимая в действие одним управляющим сигналом v_i назы­вается микрооперацией.

В некоторые такты могут поступать несколько управляю­щих сигналов, вызывая параллельное во времени выполнение соответствующих микроопераций. Такая совокупность микро­операций называется микрокомандой. В частности, микрокоман­да может состоять из одной микрооперации.

Управляющий блок (или управляющий автомат) вырабаты­вает распределенную во времени последовательность упра­вляющих сигналов

v_t1, v_t2, …, v_tk (v_tj  V)

порождающих в операционном блоке нужную последователь­ность микроопераций.

Последовательность управляющих сигналов определяется сигналами Z кода операции, поступающими в управляющий блок извне, и сигналами U, зависящими от операндов и проме­жуточных результатов преобразований.

Операционный блок задается его структурой, т. е. составом узлов и связями между ними, и выполняемым операционным блоком набором микроопераций.

Последовательность микрокоманд, обеспечивающая выпол­нение данной операции (например, операции нормализации числа с плавающей запятой), называется микропрограммой дан­ной операции.

Функционирование вычислительного устройства может быть описано совокупностью реализуемых в нем микропро­грамм