Раздельные шины

Если необходимо на один регистр-приемник передать информацию с нескольких регистров-источников, то соответствующие цепи объединяются при помощи логических элементов. Пусть на регистр В может передаваться информация с регистров A1, A2, …, Ak:

y1: B(1: n):= A1(1: n);

y2: B(1: n):= A2(1: n);

… …

yk: B(1:n):= Ak(1:n).

Рисунок 21,а иллюстрирует идеологию раздельной шины для осуществления указанных микроопераций. На рисунке 21,б приведена схема связей между i-ми разрядами регистров без привязки к конкретной серии микросхем.

Оценим сложность схемы, приведенной на рисунке 21,б, по числу входов логических элементов. Для n-разрядных регистров она составит , где k – количество источников. В общем случае, если в системе не один, а m приемников, сложность схемы составит . Если количество передач между регистрами в системе достаточно велико, то реализация этих передач раздельными шинами может быть сравнительно дорогой. В связи с этим появилась идея реализации всех передач одной – общей – шиной.

 

Пример: Синтезировать раздельные парафазные шины (функциональная схема i-го разряда) для осуществления следующих передач в системе из трех регистров:

 

Парафазные шины применяются, когда приемником является регистр, построенный на RS (JK)-триггерах для того, чтобы межрегистровые передачи могли быть осуществлены за один такт. Поэтому в схеме в качестве i-го разряда каждого регистра будет использован RS-триггер. Для осуществления прямой передачи на S-вход приемника должно быть передано прямое значение источника, домноженное на соответствующий управляющий сигнал, а на R-вход приемника – инверсное значение источника, домноженное на тот же сигнал.

Для осуществления инверсной передачи на S-вход приемника должно быть передано инверсное значение источника, домноженное на соответствующий управляющий сигнал, а на R-вход приемника – прямое значение источника, домноженное на тот же сигнал.

Функции возбуждения входов триггеров:

 

;

;

 

Функциональная схема i-го разряда раздельных шин, осуществляющих заданные передачи, приведена на рисунке 22. Схема выполнена без привязки к конкретной серии микросхем.

Общая шина (магистраль)

Структурная схема общей шины приведена на рисунке 23,а. Функциональная схема i-го разряда общей шины приведена на рисунке 23,б.

 

 

При осуществлении передачи A_k:=A_j через общую шину выход источника подключается ко входу общей по сигналу h_j, выход общей шины подключается ко входу приемника по сигналу s_k. Для осуществления указанной передачи управляющие сигналы h_j и s_k должны быть поданы в схему одновременно. Это значит что для осуществления любой передачи управляющий автомат должен выработать два соответствующих этой передаче унитарных кода:

и . То есть управление в данном случае осуществляется унитарными управляющими кодами. Часто на практике УА для осуществления передачи по общей шине вырабатывает позиционные коды номера источника и номера приемника (управление позиционными управляющими кодами). В этом случае выбор источника и подключение его ко входу общей шины осуществляется посредством мультиплексора, подключением нужного приемника ко входу общей шины управляет дешифратор (рисунок 24).

Следует отметить, что в рассмотренных схемах общих шин (рисунки 23, 24) передаются только прямые значения с регистров-источников. Если в системе возможны передачи инверсных значений, то число источников увеличивается в общем случае в два раза (так как будут использоваться не только прямые, но и инверсные выходы триггеров). В дальнейшем под источником будем понимать номер регистра и тип передачи (прямая или инверсная).