Операційні автомати типу I. Лекція 2-2

1.

Харківський національний університет радіоелектроніки
Лекція 2-2
ОПЕРАЦІЙНІ АВТОМАТИ ТИПУ I
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

2.

Харківський національний університет радіоелектроніки
ПОНЯТТЯ ПРО ЕКВІВАЛЕНТНІ МІКРООПЕРАЦІЇ
І УЗАГАЛЬНЕНИЙ ОПЕРАТОР
В мікропрограмах можуть зустрічатися мікрооперації, що обчислюють
значення слів з використанням однієї і тієї ж функції, застосовуваної до
різних наборів слів, наприклад:
Приклад:
y1 : S4 := S1 + S2
y2 : S5 := S1 + S3 +1
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

3.

Харківський національний університет радіоелектроніки
Одна комбінаційна схема може використовуватись для
виконання декількох мікрооперацій, еквівалентних в сенсі
реалізованих ними функцій. За рахунок цього можуть бути зменшені
витрати
обладнання,
проте
може
виключатися
сумісність
мікрооперацій, що приводить до додаткових витрат часу.
Процедура мінімізації числа комбінаційних схем базується на
понятті
еквівалентних
мікрооперацій
і
узагальненого
оператора. Мікрооперації вважаються еквівалентними, коли
оператори містять одну і ту саму функцію.
Еквівалентність мікрооперацій означає, що для обчислення
двійкових
виразів,
що
відповідають
мікроопераціям,
може
використовуватись одна й та сама комбінаційна схема.
Еквівалентність встановлюється таким чином:
S 1 * S 2 * * S k
Двійкові вирази
називаються еквівалентними,
S 1 * S 2 * * S n
якщо одне з них може бути приведено до другого шляхом:
1. Заміни одного слова іншим або його інверсією.
2. Заміни слова константою.
3. Рівносильними перетвореннями виразів.
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

4.

Харківський національний університет радіоелектроніки
Для побудови структури, що реалізує сукупність еквівалентних
мікрооперацій, вводиться спеціальна форма представлення –
узагальнений оператор:
S j : A 1 * A 2 *
* A m
,
де A
i
допоміжні змінні.
Приклад 1:
y1 : S4 : S1 S2
y2 : S4 : S1 S3 1
S4 : S1 A3 A4
S2 , y1 1
A3
S3 , y2 1
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

5.

Харківський національний університет радіоелектроніки
Приклад 2:
y3 : S2 : R1 0.S1
y4 : S2 : R1 1.S1
0, y3 1
A1
1, y4 1
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

6.

Харківський національний університет радіоелектроніки
ОПЕРАЦІЙНІ АВТОМАТИ ТИПУ I
Визначимо структуру ОА, продуктивність якого не
нижче продуктивності канонічного ОА, а витрати обладнання
менше. Це може бути забезпечено у випадку, якщо структура,
що синтезується, не буде вносити обмеження на сумісність
мікрооперацій.
Це може бути виконано тоді, коли кожна комбінаційна схема
використовується для виконання еквівалентних мікрооперацій,
зв’язаних з обчисленням значень одного і того ж слова.
Отже, для мінімізації апаратних засобів необхідно
узагальнювати комбінаційні схеми для виконання декількох
мікрооперацій, які належать одній підмножині мікрооперацій,
що обчислює одне слово.
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

7.

Харківський національний університет радіоелектроніки
ОА, структура яких забезпечує можливість одночасного
виконання всіх функціонально сумісних мікрооперацій при
використанні мінімально можливого числа комбінаційних схем,
називаються I-автоматами.
Особливістю I-автоматів являється те, що кожен регістр
обслуговується своєю комбінаційною схемою.
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

8.

Харківський національний університет радіоелектроніки
Проектування I-автоматів
1. Складається список мікрооперацій і логічних умов:
y1 : A : D 1
y 2 : B : D 2
y 3 : C : 0
y 4 : C n T : n
y 5 : C : C A
y 6 : T S : B 0
y 7 : B : R 1 C 0 . B
y 8 : C n T : C n T 1
yy9 9 : : CC :: = R 1 ( CC ( n n- 1 ) .1C )C
yy1 100 :: C R: 1= RC1 (FC CF . C )
y 1 1 : C : C A 1
y1 2 : R : C .B
x1 : B 0
x2 :O F
x3 :C nT 0
x4 :TS
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

9.

Харківський національний університет радіоелектроніки
2. Вибирається множина регістрів і визначається
розрядність. Використовуються наступні регістри:
A n 1: 0 ; B n-1:0 ; C n-1:0 ;
CnT m 1: 0 ; CF, OF, TS.
3. Вся множина мікрооперацій розбивається на
підмножини, що відповідають внутрішнім словам
(регістрам):
YA y1
YB y 2 , y 7
YC y3 , y5 , y9 , y10 , y11
YCnT y 4 , y8
YTS y 6
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.
їх

10.

Харківський національний університет радіоелектроніки
На
виділених
підмножинах
еквівалентних мікрооперацій.
4.
визначаються
класи
K A y1 , K B1 = y 2 , K B 2 = y 7 , K C1 =y 3 , K C 2 = yy55 y, 11
y11 ,
K C 3 = y99,yy10
10 , K CnT1 = y 4 , K CnT2 = y 8 , K TS = y 6 .
5. Для кожного класу, що містить не менше
мікрооперацій, знаходиться узагальнений оператор:
6. Будується структурно-функціональна схема ОА.
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.
2-х

11.

Харківський національний університет радіоелектроніки
y5 y11
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.

12.

Харківський національний університет радіоелектроніки
Контрольні питання
1. Еквівалентні мікрооперації і форма їх
представлення. Узагальнений оператор.
2. Структурна організація і порядок проектування
операційного автомату типу І.
3. Основні характеристики операційного автомата
типу І.
Кафедра КІТС
Корабльов М.М.