1. Если в микрооперации упоминается слово Ai(1:ki), то в структуре ОА резервируется регистр Ai. Если слов много, то имеем следующую композицию регистров:
2. Если есть передача информации Ai: = As, тогда два эти регистра
3. связываются между собой управляющей шиной.
4. Если над словом Ai выполняется микрооперация yj, предусматриваются соответствующие схемы выполнения микрооперации.
Xi – множество осведомительных сигналов, выполняемых над регистром Ai
Fi – множество микроопераций yj, выполняемых над i–тым регистром.
F1,F2,…,Fn – множество всех микроопераций, выполняемых ОА.
5. Если над словом Ai вычисляется некоторый осведомительный сигнал xl=f(Ai), то в схему Ai включаются соответствующие цепи вычисления xl.
Xi – множество осведомительных сигналов, вычисляемых над регистром Ai.
6. Для каждого операционного элемента (ОЭ) Ai, выполняющего множество операций Fi в справочниках ищут типовое решение. Например: сдвиговой разряд, счетчик и т.д. Если список Fi 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 yсч 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 yсч 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 уi. Общая шина (магистраль) – это схемное решение, в котором все возможные передачи между регистрами осуществляются по единственной шине.
