3. Проектирование уа на плм.

Программируемые логические матрицы (ПЛМ) представляют собой БИС регулярной структуры, которые после специальной процедуры настройки – «программирования» могут быть использованы потребителем для аппаратной реализации системы булевых функций (N,M,Q). Где N – количество переменных, M – количество функций, Q – количество различных термов. Особенностью структурной организации ПЛМ требует, чтобы каждая функция системы была представлена в Д.Н.Ф.. Любая ПЛМ характеризуется своими параметрами (n, m, q), где n – количество входов, m – количество выходов и q – количество внутренних переменных. Различают тривиальную реализацию системы функций, т.е. реализацию на одной ПЛМ, которая возможна только при n≥N, m≥M, q≥Q. В случае не выполнения хотя бы одного из перечисленных неравенств, прибегают к параллельному включению нескольких ПЛМ или многоуровневым схемам на ПЛМ. Этапы проектирования УА на ПЛМ аналогичны приведенным в п.1.1.2. Пункт 6 приведенной процедуры проектирования расширяется двумя дополнительными подпунктами: а) оптимальное размещение функций на ПЛМ (в случае нетривиальной реализации); б) формирование таблиц настройки ПЛМ.

4. Проектирование уа на основе распределителей сигналов.

Для микропрограмм, имеющих явно выраженный линейный характер, наиболее эффективной является структура автомата на основе распределителей сигналов (РС). РС – это структура типа «двоичный счетчик - дешифратор» /2/. Первый элемент этой пары, начиная с какого-то заданного момента t, в каждый следующий момент автоматного времени t+1, t+2,… меняет свое состояние в соответствии с известным законом (суммирующий счетчик, вычитающий счетчик, счетчик с заданным законом смены состояний), тем самым моделируя линейный участок микропрограммы или микропрограммы в целом. Дешифратор же, подключенный к выходу счетчика, в каждый такт автоматного времени обеспечивает единичный сигнал на одном из своих выходов. В случае, если микропрограмма, выполняемая автоматом, содержит разветвления или циклы, при проектировании автомата используют метод расстановки тактов формирования выходных сигналов УА /2/. Метод заключается в последовательной реализации следующих процедур: а) расстановка тактов на ГСА; б)построение функций, определяющих условия выполнения микрокоманд; в) определение выходных функций автомата, реализуемых одним из переменных в п.п. 1.1.2. и 1.1.3. методов.

2. Управляющие автоматы с программируемой логикой.

Управляющие сигналы y_j (j=1, 2,…, m) на выходе УА в каждом тактовом периоде имеют уровни логического 0 или логической 1. Такие кодовые комбинации можно рассматривать, как микрокоманды реализуемой УА микропрограммы и хранить в специальной памяти. При этом выполнение УА микропрограммы можно свести к выборки из памяти последовательности микрокоманд и формированию управляющих сигналов соответствии с хранимой кодовой комбинацией и выдаче этих сигналов в ОА. Такой способ реализации микропрограмм осуществляется УА, построенным по принципу программируемой логики.

Рассматриваемые кодовые комбинации можно взять за основу структуры микрокоманды. Чтобы обеспечить заданный порядок выборки микрокоманд, необходимо предусмотреть в структуре микрокоманды еще одно поле для хранения адреса следующей выполняемой микрокоманды. Это поле должно содержать код проверяемых условий и адрес перехода. При этом выполнение или невыполнение проверяемых условий будет определять правило вычисления адреса перехода. С целью повышения эффективности использования ОА прибегают к так называемому переменному такту, определяющему время исполнения каждой конкретной микрокоманды или групп микрокоманд, требующих для своего исполнения приблизительно одинаковых временных ресурсов. В этом случае необходимо, чтобы в структуру УА был включен блок синхронизации, вырабатывающий серии вспомогательных импульсов, а структуру микрокоманды расширить дополнительным полем, фиксирующим код длительности исполнения самой продолжительной микрооперации в микрокоманде. И, наконец, для обеспечения надежности работы запоминающего устройства микропрограмм прибегают к оперативному аппаратному контролю, основанному на введении в структуру микрокоманды поля так называемых избыточных разрядов, по назначению которых можно обнаружить , и некоторых случаях, исправить ошибки, возникающие при считывании микрокоманд из памяти.

Структура УА с программируемой логикой, обрабатывающего микрокоманды с выделенными полями (микрооперацией – М, адреса А, синхронизацией С и контроля К) в качестве основных блоков содержит: ПМК – память микрокоманд, РМК – регистр микрокоманд, ФСМО – формирователь сигналов микроопераций, ФА – формирователь адреса, БС – блок синхронизации, СК – схема контроля (см. рис. 8).