Вопрос №13. Микропрограммное управление в ЭВМ. Схема микропрограммного управления. Назначение узлов и блоков. Достоинства микропрограммного управления

Микропрограммное управление основано на замене управляющих логических схем специальной программой, хранящейся в ПЗУ. При таком управлении каждая команда разделяется на ряд элементарных этапов, называемых микрооперациями. Последовательность микрокоманд, выполняющих одну операцию, представляет собой микропрограмму. Для синхронизации различных этапов операции используется понятие машинный такт, определяющий интервал времени, в течение которого выполняется одна или одновременно несколько микроопераций.

В схему микропрограммного управления входят: память микропрограмм, состоящая из управляющей Y и адресной A матриц; регистра адреса микрокоманд РгА; дешифратора адреса микрокоманды DCA. Управляющая матрица Y вырабатывает микрокоманды в виде управляющих сигналов (УС) на шинах управления Y_1, Y₂, …, Y_m. Адресная матрица A определяет последовательность выборки микрокоманд: на вертикальных шинах Х₁, Х₂,…, Х_k матрицы А устанавливается определённый адрес микрокоманды, передаваемый в РгА. В момент поступления синхроимпульса дешифратор DCA в соответствии с кодом в РгА активирует одну из горизонтальных шин. Эта шина в свою очередь активирует отмеченные точками вертикальные шины управления матрицы Y, задавая таким образом набор операций, выполняемых в данном такте (На схеме точками обозначены соединения между горизонтальными и вертикальными шинами). Также эта активированная горизонтальная шина активирует соответствующие шины матрицы А, устанавливая в РгА

Номер микрокоманды, которая должна выполниться в следующем машинном такте.

Триггер ТгУ реализует микропрограммный условный переход. Если проверочное условие

выполняется, то ТгУ активирует связанную с ним горизонтальную шину матрицы А и в РгА записывается номер следующей микрокоманды.

Достоинство микропрограммного способа управления в том, что для изменения вида операции нет необходимости в переделки сложных электронных схем, как в ЭВМ со схемным управлением, а следует изменить только микропрограмму. Это даёт возможность использовать в одной ЭВМ программы, составленные для другой.

Вопрос №14. Дать определение счётчика импульсов. Нарисовать схему трёхразрядного двоичного счётчика импульсов и пояснить принцип её действия. Привести условное обозначение счётчика импульсов на электрических схемах.

Счетчик – это функциональный узел, осуществляющий счет импульсов и хранение кода числа подсчитанных импульсов. Свойства счетчика характеризуется коэффициентом пересчета (К_сч) – величиной указывающей количество его устойчивых состояний.

Другими параметрами счетчика являются: разрешающая способность, максимальное быстродействие и информационная емкость.

Перед началом счёта сигналом Уст. 0 счётчик устанавливается в состояние 000. На временной диаграмме счётчика видно, что после прихода 7-го входного сигнала на вход Т₀ показание счётчика будет 111. при поступлении 8-го входного сигнала Т₀ счётчик переходит в исходное состояние 000. При этом на выходе счётчика Q₂ в результате перехода триггера ТТ₂ в состояние 0 возникает сигнал переноса, который называют сигналом переполнения счётчика.

Условное обозначение счётчика импульсов на электрических схемах.

Вопрос №15. Устройство управления ЭВМ. Структурная схема. Назначение узлов.

Принцип работы.

Выполнение команды центральным устройством управления (ЦУУ) процессора проводится обычно в такой последовательности:

-выборка команды из ОП;

-формирование исполнительных адресов операндов по информации, содержащейся в коде команды;

-выборка операндов из ОП;

-выполнение действий в арифметическо-логических блоках;

-отсылка результата выполнения операции в ОП.

Все действия, связанные с преобразованием кодов команд в наборы управляющих сигналов (УС) и исполнительные адреса, выполняются непосредственно в ЦУУ. В ЦУУ входят:

1. Блок выборки команд и данных(БВКиД). Он предназначен для приёма команды, хранения ёё до окончания операции, расшифровки кода операции, модификации адресов, формирования адреса следующей команды, выдачи адресов операндов и следующий команды в ОЗУ, для хранения кодов операндов, принимаемых из ОЗУ и выдача в ОЗУ адреса, по которому производится запись результата выполнения операции.

2. Блок центрального управления(БЦУ). Вырабатывает необходимую последовательность УС при выполнении каждой команды программы для АЛУ и других устройств ЭВМ.

3. Пульт управления(ПУ). Обеспечивает управление работой ЭВМ со стороны оператора, визуальный контроль состояния отдельных устройств и проведение профилактических мероприятий.

4. Блок прерываний(БП). Служит ля реализации запросов на прерывание в соответствии с их приоритетами.

5. Блок управления ОП(БУОП). Обеспечивает обмен информации с ОП не только процессором, но и всеми каналами ввода-вывода(КВВ).

6. Блок защиты памяти(БЗП). Предназначен для предотвращения искажения любой информации, хранящейся в ОП, по записи и её возможного искажения вследствие возможных ошибочных обращений к ОП при считывании.

7. Блок внешних связей(БВС). Обеспечивает обмен управляющей информацией с другим процессором при построении и работе мультипроцессорной системы.

8. Блок таймеров(БТ). Служит для подсчёта временных интервалов и управления работой процессора в системе по принимаемым временным соотношениям.

9. Блок синхронизации(БС). Обеспечивает жёсткую синхронизацию работы всех блоков и устройств процессора.

Вопрос №16. Дать определение регистра. Нарисовать схему запоминающего регистра и пояснить принцип её действия. Привести условное графическое обозначение запоминающего регистра на электрических схемах.

Регистром называется функциональный узел, предназначенный для записи, хранения и выдачи многоразрядного кода двоичного числа. Регистр хранения информации принимает и выводит код только в параллельном формате и не преобразует код. В большинстве случаев регистры хранения строятся на D-триггерах.

На вход регистра подаётся код числа в двоичном формате. Приём кода происходит при поступлении синхроимпульса С на вход регистра. При поступлении сигнала С триггеры в регистре переключатся в нулевое или единичное состояние, в зависимости от сигналов D₀, D₁, D₂, D₃, и будут находится в этом состоянии до прихода очередного синхроимпульса и изменения информационных сигналов.

Условное графическое обозначение регистра на электрических схемах.

Поиск по сайту: