КАНОНИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА ОРГАНИЗАЦИЯ ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА

КАНОНИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА

ОРГАНИЗАЦИЯ ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА Функция ОА считается заданной, если заданы определены) три множества S, Y, X: • S=D∪R∪I - множество слов , где D - множество входных слов ОА (в МП умножения - это два слова А и В); R - множество выходных слов-результатов (в нашем примере это слово С); I – множество внутренних слов (в примере с умножением это слово СЦ). • Y={y 1, . . . , ym} - множество (список) микроопераций (в примере с умножением - это y 1, . . . , y 7). • X={x 1, . . . , x. L} - множество (список) логических условий(ЛУ) (в примере это x 1, x 2, x 3).

ОРГАНИЗАЦИЯ ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА При организации ОА используются различные способы их построения. Каждый способ построения ОА обеспечивает переход от функции ОА к его структуре, удовлетворяющей следующим требованиям (спецификациям). Основные требования предъявляются к основным характеристикам ОА – быстродействию (производительности) и затратам оборудования на его реализацию. Под производительностью ОА понимается количество МО, выполняемых ОА за один такт. По способам построения (организации) ОА разделяются на пять классов: • • • 1. ОА с канонической структурой. 2. ОА с максимальной производительностью (I - автоматы). 3. ОА с минимальными затратами оборудования (М - автоматы). 4. ОА с промежуточными характеристиками (IM - автоматы). 5. ОА с памятью (S - автоматы).

ОРГАНИЗАЦИЯ ОА С КАНОНИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ Структура ОА может быть синтезирована по следующим правилам: 1. Внутренним словом S 1, …, Sn (L-типа)ставятся в соответствие регистры S 1, …, Sn с длинами n 1, …, nn соответственно. Если слово Si подразделяется на поля, то регистр Si подразделяется на подрегистры. 2. Входным словом Sd 1, …, Sd. H (I-типа) ставятся в соответствие полюса (входы) d 1, …, d. H структурной схемы. Каждый вход d 1, …, d. H соединяется с регистром Sd 1, … , Sd. H шиной. 3. Выходным словом Sr 1, …, Sr. Q (типа U) ставятся в соответствие выходные полюсы r 1, …, r. Q структурной схемы. Каждый регистр Sr 1, …, Sr. Q соединяется с выходом r 1, …, r. Q шиной, выходящей из регистра.

ОРГАНИЗАЦИЯ ОА С КАНОНИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ 4. Каждой микрооперации ym ∈ Y, описываемой оператором присваивания Sa: =Um (Sb 1, …, Sbk) ставятся в соответствие комбинационная схема(рис). Входы схемы соединяются с регистрами Sb 1, …, Sbk , выход соединяется управляемой шиной с регистром Sa. Управляемая шина отмечается сигналом ym инициирующим микрооперацию присваивание слову Sa значения jm (S b 1, …, Sb k). Для выполнения микрооперации передачи Sa : = Sb не требуется комбинационная схема, вычисляющая значение двоичного выражения. Поэтому структурная реализация микрооперации передачи обеспечивается управляемой шиной, соединяющей регистр Sb с регистром Sa и отмеченная соответственным управляющим сигналом. Аналогично, микрооперация установки Sa: =const реализуется управляемой шиной, начало которой отмечается константой const и соответствующим управляющим сигналом.

ОРГАНИЗАЦИЯ ОА С КАНОНИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ 5. Логическому условию Xe : = Ye (Sb 1, …, Sb k), е = 1, …, L ставится в соответствие комбинационная схема (рис). входы схемы соединяются с выходами регистров Sb 1, …, Sbk, а выход отмечается сигналом Хе. Если Ye – тривиальная булева функция (например, Хе : =Sb(p), где р – разряд слова Sb), то логическое условие интегрируется шиной (цепью), выходящей из разряда р регистра Sb.

ОРГАНИЗАЦИЯ ОА С КАНОНИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ Структура ОА, полученная путём каждого элемента функции (слова, микрооперации, логического условия) соответствующими элементами структурного базиса (шинами, регистрами, комбинационными схемами) является основополагающей для синтеза других типов ОА и называется канонической (рис). Канонический операционный автомат

ОРГАНИЗАЦИЯ ОА С КАНОНИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ Регистры S 1, …, Sn образуют память автомата, в которой хранятся исходные, промежуточные и конечные результаты. Исходные данные загружаются в регистр через входы d 1, …, d. H. Конечные результаты выводятся через выходы r 1, …, r. Q. Комбинационные схемы j 1, …, jm и шины, управляемые сигналами у1, …, уm выполняют микрооперации. Значения выходов сх+m Y 1, …, Yе отмечены сигналами Х 1, …, ХL