КОДУВАННЯ СТАНІВ КЕРУЮЧОГО АВТОМАТА

Для фіксації станів керуючого автомата будемо використовувати тригери. Кожному стану а, керуючого автомата поставимо у відповідність деяку кодову комбінацію, що відображається станом Q-виходів тригерів. Число п розрядів коду, або тригерів, можна вибрати на підставі умови К <2 п, де К - число станів керуючого автомата. Для розглянутого випадку К = 3, п = 2. Вибрані коди станів керуючого автомата наведені в табл. 4.10.

Таблиця 4.10

Структурна схема керуючого автомата, представлена на рис. 4.26, містить:

Мал. 4.26. Структурна схема керуючого автомата зі схемної логікою

• • два /? 5-тригера , що утворюють регістр зберігання інформації для фіксації поточного стану керуючого автомата за допомогою вихідних сигналів ;
• • дешифратор, призначений для перетворення двухразрядного коду в сигнали стану ;
• • комбінаційну схему, яка виробляє керуючі сигнали для операційного автомата і сигнали для тригерів на підставі вхідних сигналів , тобто має п'ять входів і сім виходів.

Подальшим завданням є складання комбінаційної схеми керуючого автомата для кожного з розглянутих алгоритмів. Спочатку побудуємо граф переходів керуючого автомата.

ПОБУДОВА ГРАФА ПЕРЕХОДІВ

Такий граф будується на підставі розміченій граф-схеми алгоритму (див. Рис. 4.25). Граф переходів (рис. 4.27) дає повну інформацію про всі можливі зміни станів процесора, а також про керуючих сигналах (мікрокоманда) і логічних умовах, які використовується на кожному переході. Для побудови такого графа вводиться поняття шляху від позначки до позначки (від початкового стану до кінцевого):

(4.13)

Мал. 4.27. Графи переходів керуючого автомата

де - кон'юнкція (логічне твір) всіх логічних умов , відповідних умовним вершин на цьому шляху, причому беруть в прямій формі, якщо з даної вершини шлях виходить по стрілці, зазначеної значенням 1, і в інверсної формі, якщо шлях виходить по стрілці, зазначеної значенням 0; - мікрокоманда (сукупність мікрооперацій), зазначена в єдиній операторної вершині, через яку проходить даний шлях.

У шлях не повинно входити одне і те ж логічне умова в прямій і инверсной формах. Допустимі шляху, що містять кілька умовних вершин або які не містять жодної, а також шляхи, що не містять операторної вершини. Безліч шляхів (4.13) визначає безліч переходів між станами а п і a s автомата. При побудові графа переходів кожної позначці а х на граф-схемою алгоритму або станом а {керуючого автомата, ставлять у відповідність вершину графа, а кожній колії (4.13) - дугу, спрямовану з вершини а п в вершину a s. Дуга відображає перехід автомата зі стану а п в стан а $, позначається кон'юнкція і керуючим сигналом . Якщо в рассматріваемомпуті відсутні логічні вершини, то вважають (тобто здійснюється безумовний перехід); якщо відсутня операторна вершина, то вважають , де - порожній оператор, що означає збереження стану, тому що не виконується жодної микрооперации.

Побудовані за викладеною методикою графи переходів (див. Рис. 4.27) визначають закон функціонування і структуру керуючого автомата.