Каноническая структура ОА.

ОА оцениваются параметрами: 1) производительность; 2) быстродействие; 3) сложность (затраты оборудования); 4) однородность (регулярность структуры) – характеризуется количеством однотипных элементов и связей между ними. Чем проще элемент и проще связь, тем степень однородности выше.

Структура ОА определяется классом решаемых на нем задач.

Задача -> {методы решения} -> алгоритм -> {набор операций Q1(аппаратно-микропрограммным путем) и Q2(программным путем)} -> {микропрограммы} -> {микрокоманды} -> {микрооперации}

Состоянием ОА ставится в соответствие запоминающая часть (S), а множеству микроопераций – множество комбинационных схем. S – множество слов операционного автомата (I -входных, L-выходных, O-промежуточных).{S₁,S₂,...,S_N}

Y – множество микроопераций {y_m}={S_k=j_k(S₁,S₂,...,S_N)}, где j_k – некоторая вычислимая функция

X – множество осведомительных сигналов, X={X_L}={y_L (S₁,S₂,...,S_N)}, где y_L – некоторая комбинационная схема.

Структура ОА синтезируется следующим образом:

1) Словам S₁,S₂,...,S_N, описывающих внутреннее состояние, ставятся в соответствие регистры S₁,S₂,...,S_N с разрядностью n₁,n₂,...,n_N , которые равны длине слова операционного автомата. Если в словах есть поля, то в структурной схеме ОА выделяют регистры (подрегистры).

2) Словам S_d1,S_d2,...,S_dm (входным) ставятся в соответствие входные полюсы d₁,d₂,...,d_m. Каждому внутреннему слову ставится в соответствие регистр, полюс с регистром соединяется шиной.

3) Выходные слова S_r1,S_r2,...,S_rQ ставятся в соответствие выходным полюсам r₁,r₂,...,r_Q.

4) Каждой микрооперации ставится в соответствие комбинационная схема Y_m: S₁=j_m{ S₁,S₂,...,S_N}

5) Каждому логическому условию, так же ставится в соответствие комбинационная схема X_L: y_L{ S₁,S₂,...,S_N }

 

Определение: структура ОА, полученная путем замены каждого элемента функции (слова микрооперации и логического условия) соответствующими элементами структурного базиса (регистрами, комбинационными схемами) является основополагающим для синтеза структур ОА и называется канонической структурой.

Эта структура имеет следующий вид:

 

 

Производительность, быстродействие и сложность у данной схемы максимальны.

 

Пути сокращения затрат оборудования: 1) реализовать однотипные микрооперации на одних и тех же комбинационных схемах (Эквивалентные комбинационные схемы); 2)объединить комбинационные схемы по каждому элементу памяти (регистры).

 

I - автоматы.

Их производительность не ниже канонической, а затраты оборудования минимальны.

 

H_i – код управления схемой j₁.

На этой схеме комбинационные схемы состояний не показаны.

Элементы однотипные, структура однородна – это ОА с распределением микроопераций.

Микрооперации ОА, которые не могут быть выполнены одновременно, называются несовместимыми. Например, запись числа в регистр и чтение из этого регистра необходимо разделить во времени.

В каждый момент времени может быть выполнено N операций в канонической структуре: W_k=N_мо/t_k. Производительность I – автомата W_I=N_мо/t_I, причем t_I ³ t_k. Сложность Сл_к>Сл_I.

 

М – автоматы.

Ели взять все комбинационные схемы I – автомата и объединить в одну комбинационную схему, то получится следующая структура: Z=Ф(H,A,B)=Ф_H(A,B)

 

Z – выходной сигнал комбинационной схемы

Для данной схемы W_M=1/t_M; t_M>tI; Сл_М<Сл_I.

 

Характеристики промежуточных вариантов автоматов можно представить в виде графика:

 

Все IM – автоматы делятся на классы, характеризуемые степенью обобществления комбинационной частью ОА.

 

 

IM – автоматы с параллельной комбинационной частью:

В данном случае все операции делятся на унарные (один операнд) и бинарные (два операнда). W_IM=2/t_IM; t_IM<t_M; Сл_IM>Сл_M.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: