Лекция 3-4 Блок микропрограммного управления

Блоки управления входят в состав УУ и предназначены для анализа логических условий и выработки управляюих сигналов.

Классификация блоков управления

1. По принципу организации управления БУ делятся:

- БУ с жесткой логикой (управляющие автоматы);

- БУ с гибкой логикой: позволяет изменять логику управления в зависимости от записанных в памяти микропрограмм (БМУ).

2. Блок управления служит для анализа логических условий:

- централизованные: микропрограммы формируются в одном устройству для всех устройств системы;

-распределенные: каждое устройство в системе имеет свой БУ, согласование работы которых выполняет централизованный БУ. По времени такой способ более быстродействующий за счет возможности одновременного выполнения нескольких операций, однако влечет за собой увеличение аппаратурных затрат.

3. Блок управления классифицируется относительно длительности формирования управляющих сигналов:

асинхронные: для выполнения каждой микрооперации выделяется необходимое ей время.

синхронные: для выполнения каждой микрооперации выделяется одинаковое время; равное самому максимальному времени выполнения микрооперации; Под временем понимают количество машинных тактов.

Комбинированные: Синхронный способ управления влечет простои системы, в случае, если микрооперация выполняется за меньшее количество тактов, чем определено в системе. Асинхронный способ управления требует дополнительное аппаратной реализации необходимой длительности микрокомадды. Применяют комбинированный способ управления, МО деляться на группы близкие по времени выполнения и для каждой греппы выделяется количество твктов равное самой длинной МО в данной группе.

Пример τ-такты:

Построить временную диаграмму:

Принцип микропрограммного управления с точки зрения реализации в бму:

БМУ выполняет микропрограммы, хранящиеся в его постоянной памяти, при этом последовательно считываются микрокоманды, которые расшифровывает БМУ.

Микрокоманда содержит следующую информацию:

1.Информацию о всех управляющих сигналах;

2.Информацию о длительности управляющих сигналов;

3.Информацию о адресе следующей микрокоманды.

Результатом выполнения микрокоманды является прием управляющих сигналов в текущем такте всеми блокам системы и выполнения соответствующих действий.

Этапы выполнения команд с точки зрения бму:

Каждой команде с уровня машинных команд соответствует МП, записанная в памяти микрокоманды.

Цикл выполнения программ:

1. Из ОП команда считывается в регистр команд. Для этого выполняется соответствующая МПП в БМУ.

2. Команда распаковывается, выполняется еще одна МПП в БМУ.

3. Выполняется заданная операция, при этом выполняется соответствующая заданной операции МПП.

4. Формируется адрес следующей команды, ее одна МПП в ПМК.

Обобщенная структура бму:

СФАМК – схема формирования адреса микрокоманды, здесь формируется очередная МК.

РАМК - регистр адреса микрокоманды, записывается очередной адрес МК.

ПМК - память микрокоманд, ПЗУ, на входе адреса, на выходе микрокоманда.

- адрес МК в текуем i-м такте

- микрокоманда считанная в текущем такте

Вход D - установка начального адреса МК

РМК - регистр микрокоманд, сюда считывается МК в текуем такте

{ }- множество логических условий, в зависимости от которых реализуются условные, безусловные переходы в МП и переходы на ПМП.

β1

β2

β3

β4

МК

Микрокоманда состоит из 4 зон:

1. зона β1-зона формирования адреса следующей микрокоманды;

2. зона β2-зона управляющих сигналов;

3. зона β3- зона формирования длительности управляющих сигналов;

4. зона β4- зона служебных разрядов.