Управляющие устройства (УУ): их виды

Операционные устройства позволяют выполнить преобразование некоторых кодов в соответствии с логикой выполняемой операции.

При этом операционное устройство может быть представлено множеством микроопераций, которые могут быть выполнены последовательно или параллельно при инициировании определённых составляющих узлов с помощью выделенных сигналов управления.

Например, сложение/вычитание двоичных кодов выполняется следующей последовательностью сигналов:

Т.о. возникает необходимость в использовании спец. устройства (устройство управления), которое предназначено для формирования распределённой во времени последовательности управляющих сигналов, подаваемых на компоненты операционного блока вместе с сигналом синхронизации и обеспечивающие выполнение заданной операции.

Существуют 2 принципиально разных подхода к УУ:

1)УУ с жесткой логикой;

2) УУ с микропрограммной логикой или МПУУ

УУ с жесткой логикой строятся на основе жестко заданных связей между его компонентами, реализующих формирование и передачу сигналов управления в требуемой последовательности, учитывая состояние УУ, выполняемую операцию и значения т.н. «осведомительных сигналов», характеризующих результаты выполнения предыдущей операции, а также состояния требуемых компонент операционного устройства.

УУ с жесткой логикой не поддаются модификации и при необходимости изменений должны быть полностью заменены.

Основное их достоинство – высокая производительность, связанная с формированием управляющих сигналов с помощью комбинационных схем.

Управляющие устройства с жесткой логикой представлены координационными схемами, который обеспечивают построение распределения во времени последовательности сигналов управления, в зависимости от кода операции и № такта сигнала синхронизации.

При этом учитывается значение осведомительного сигнала от операционного устройства.

ПоПо ходу операции из Рг команд, дешифратор кода активирует 1 выходную линию, соотв. выполняемой команде. Счетчик тактов запускается с мом. выполнения тек. команды. Дешифратор нового такта активизирует 1 вых. линию, соотв. № такта.

В результате устр. обр. упр. сигналов, в зависимости от № такта и вып. команды, с помощью логических схем «и/или», формирует требуемую последовательность управляющих сигналов, инициализирующих выполняемые последовательности МО в операционных устройствах.

Недостаток данного устройства – ориентация на выполнение команд, требующих одинакового количества тактов, поэтому для ее исп. необх. «выровнять» все команды по команде, треб. max числа тактов.

Команды, треб. min количества тактов – однобайтные команды, или команды с min количеством бит (команды обр. регистров, изм. режимов, команды установки и т.д.).

В отличие от них, длинные команды исп. смешанную адрессацию (регистровую и непосредственную, косвенную).

Поэтому выравнивание команд приводит к неэф-му исп. памяти.

Для повышения эф-ти устр. упр. с ж. л. исп. счетчики тактов, обеспечивающие выполнение требуемого типа команд.

В качестве примера рассмотрим управляемое устройство, обеспечивающее выполнение, или поддержку коротких и длинных команд.

В зависимости от типа команды по длине, схема управления предоставляет возможность активизировать или только счетчик тактов 1, или на определенном такте запускать счетчик тактов 2, реализуя выполнение команд, требующих большего количества тактов.

Рассмотрим, каким образом можно обеспечить образование сигналов управления.

Для этих целей используется комбинации логических элементов «и/или», которые в зависимости от типа команды (код команды), № такта и знач. ............