Министерство образования Российской Федерации

Российский химико-технологический университет

им. Д.И. Менделеева

Новомосковский институт

Синтез конечного автомата для устройства управления ЭВМ

Методические указания

Под редакцией к. т. н., доцента В.И. Воробьева

Новомосковск 2007

УДК 681.322

ББК 32.973

С 387

Рецензенты:

кандидат технических наук, доцент кафедры "Электротехника", НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева Е.Б. Колесников,

доцент, кандидат технических наук, доцент кафедры "Метрология и системы управления качеством", НИ РХТУ им.Д.И. Менделеева Ю.И. Азима.

Составитель: Прохоров B. C.

С 387 Синтез конечного автомата для устройства управления ЭВМ: Методические указания / Под редакцией В.И. Воробьева; РХТУ им.Д.И. Менделеева, Новомосковский ин-т; Сост.: B. C. Прохоров. – Новомосковск, НИ РХТУ им Д.И. Менделеева, 2007. - 20 с.

Предложено индивидуальное задание по синтезу конечного автомата для устройства управления ЭВМ для студентов специальности "Автоматизированные системы обработки информации и управления" по курсу "Схемотехника". Рассмотрен порядок и особенности синтеза этого автомата.

Содержание

Введение. 4

1. Порядок синтеза конечного автомата для устройства управления  ЭВМ   5

2. Индивидуальное задание. 20

Библиографический список. 21

Введение

Устройство управления и синхронизации является наиболее сложным в структуре микропроцессора. Оно влияет на все процессы и управляет их протеканием. Каждая команда программы может быть разделена на этапы извлечения и выполнения. Каждый из них в свою очередь может быть разделен на элементарные микропрограммы. Микропрограммы каждой команды находятся в секции декодирования и выполняются блоком управления и синхронизации.

Управляющий автомат генерирует управляющие сигналы выборки команд из памяти и формирования в счетчике команд адреса следующей команды. Затем управляющий автомат дешифрирует код операции в команде и генерирует соответствующую коду операции серию управляющих сигналов, обеспечивающую реализацию в микропроцессоре заданной операции.

Выполнение индивидуального задания позволит понять суть процессов, протекающих в устройстве управления, и самостоятельно провести анализ и синтез несложных узлов и блоков ЭВМ.

1. Порядок синтеза конечного автомата для устройства управления ЭВМ

Обобщенная структурная схема конечного автомата КА (рис.1) содержит запоминающее устройство ЗУ (память на

триггерах Т1-Тn) и два комбинационных устройства КУ для формирования сигналов q1, q2,...,qn управления триггерами (КУ1) и для формирования требуемых выходных сигналов y1, y2,...,yk (КУ2).

Рис.1 Обобщенная структурная схема КА

КА работает циклами, заканчивая их всякий раз возвращением в исходное состояние.

По сигналу с ДШ команд схема запуска формирует входной сигнал x, который принимает только два значения: x1=0 (пауза в работе КА) и x2=1 (запуск и работа КА).

В ходе выполнения цикла КА в заданные моменты времени t1, t2, t3,... проходит через определенную последовательность внутренних состояний a(t) =al (l=0, 1,..., S), сменяющих друг друга при поступлении очередного тактового импульса Ф. При этом каждый цикл функционирования КА начинается в момент t поступления на его вход сигнала запуска x(t) =1. ............