И.А. Ковалькова 3 страница

Рис. 15

Вертикальный подход к реализации микропрограммного устройства управления.

В операционной части МК кодируется номер управляющего сигнала, поэтому на выходе регистра микрокоманд в управляющей части ставится дешифратор.

Достоинство: значительно сокращается емкость памяти микрокоманд.

Недостатки: увеличенное время выполнения микрокоманд из-за невозможности совмещения микроопераций в микрокоманде и появления дешифратора на выходе.

Пример.

Вентили	Такты
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V6
V9
V10
V5
V11
V12

Линия задержки

Рис. 16

Выполнение операции перехода на микропрограммном уровне.

При необходимости выполнения команды перехода, на микропрограммном уровне, адрес следующей выполняемой микрокоманды будет состоять из 2-х частей:

1. Основной (базовой) части (адреса микрокоманды), который выбирается (хранится) в адресном поле микрокоманды перехода.

2. Значений признаковых триггеров, которые определяют младшую часть адреса микрокоманды. Значения признаковых триггеров формируются в операционной части центрального процессора. Таким образом, при использовании одного признакового триггера, при выполнении операции перехода на микропрограммном уровне в зависимости от условия, которое содержится на признаковом триггере, будет сформировано два адреса, отличающихся младшими разрядами (см. пример выполнения операции умножения в АЛУ).

Основная часть (базовая)

Признаковый триггер (младшая часть адреса)

Адрес микрокоманды:

Рассмотрим реализацию перехода на микропрограммном уровне на примере умножения чисел с фиксированной точкой, представленных в прямом коде.

Алгоритм умножения.

В каждом цикле выполнения операции умножения анализируется очередная цифра множителя. Если очередная цифра множителя равна 1, то к сумме частичных произведений прибавляется множимое, в противном случае прибавляется ноль. Цикл завершается сдвигом множимого относительно суммы частичных произведений, либо сдвигом суммы частичных произведений относительно неподвижного множимого. Таким образом, выполнение операции умножения в АЛУ сводится к последовательности операций сложения и сдвига.

В случае отрицательного операнда при умножении чисел, представленных в прямом коде, операция умножения сводится к выполнению следующих этапов:

1. Определение знака произведения путем сложения по модулю 2 знаковых разрядов множимого и множителя;

2. Обнуление знаковых разрядов отрицательных операндов;

3. Выполнение операции умножения чисел, представленных в прямом коде.

Существует четыре способа умножения чисел с фиксированной точкой. При выполнении операции умножения можно сдвигать либо множимое, либо промежуточный результат и начинать анализ множителя либо с младших разрядов, либо со старших.

Рассмотрим способ умножения чисел, представленных в прямом коде, начиная с младших разрядов множителя, со сдвигом суммы частичных произведений вправо и при неподвижном множимом.

Ниже приводится фрагмент микропрограммы умножения, связанный с анализом младшего разряда множителя.

Вентили Адреса ячеек памяти МК

	Р1:=Швх.

V1 0000

V2 0001

V3 0010

V4 0011

V5

	РB:=0 СчЦ=n-1

V6 0100

V7

V8

Нет

Да

РА:=Р1

0111 V9

РА:=0  

V10 0110

V11

РС:= П(1)(РА+РB)

Рис. 17

Множимое записывается в Р1, множитель в Р2 (см. рис. 17).

Формируется знак результата путем сложения по модулю два знаковых разрядов множимого и множителя.

Вначале выполнения операции умножения обнуляется регистр РВ.

Счетчик циклов устанавливается равным количеству значащих разрядов множителя.

Анализируется младший разряд множителя: если равен 1, то в РА переписывается содержимое Р1, если равен 0, то РА обнуляется.

Содержимое регистров РА и РВ суммируется и записывается в регистр РС со сдвигом вправо.

В адресной части микрокоманды перехода содержится базовая часть. В качестве признакового триггера при выполнении операции выступает младший разряд множителя.

Базовая часть адреса в данном примере соответствует 011_.

Базовая часть	Признаковый триггер
	0 или 1, в зависимости от значения младшего разряда множителя

Тогда, если признаковый триггер равен 0, то адрес микрокоманды соответствует 0110, если признаковый триггер равен 1, то адрес микрокоманды соответствует 0111.

Если значение младшего разряда регистра Р2 равно 0, то, в соответствии с алгоритмом, вырабатывается управляющий сигнал V9 - обнуление регистра РА (признаковый триггер в данном случае равен 0). Тогда микрокоманда, предназначенная для выработки сигнала V9, должна храниться в памяти по адресу 0110, так как в младший разряд адреса микрокоманды подставляется значение признакового триггера, т.е. 0.

Если же значение младшего разряда регистра Р2 равно 1, то значение регистра Р1 пересылается на РА и признаковый триггер будет равным 1. Это осуществляется под управлением сигнала V10. Поэтому эта микрокоманда должна храниться по адресу 0111.

После обнуления регистра РА под управлением V9 или передачи информации с регистра Р1 на регистр РА под управлением V10 должна выполняться микрокоманда, формирующая управляющий сигнал V11, под управлением которого происходит сложение РА и РВ и сдвиг суммы на 1 разряд вправо. Микрокоманда, предназначенная для выработки сигнала V11, записана по адресу 1000, поэтому в микрокомандах, предназначенных для выработки управляющих сигналов V9 и V10, в адресном поле (рис. 18) содержится 1000.

РФА предназначен для формирования адреса с учётом команды перехода на микропрограммном уровне. При появлении команды перехода в микропрограмме старшая часть адреса выбирается из адресной части микрокоманды, а младшая часть соответствует признаковым триггерам в операционной части.

Структурная схема АЛУ для выполнения операции умножения

Ш_вх

V1 V2

Р1

Р2

V4 V5 0

0

V10 0 V6

Р3

Å

РB

РА

V9 0

V3

SM

V11

Ш_вых

V7

V8

Адреса ячеек

памяти МК

	РФА		РАМК		ДШ

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

Рис. 18

Дата добавления: 2014-12-27