Повышение быстродействия управляющих автоматов для схем синхронных цифровых автоматов
Проектирование вычислительного устройства, выполняющего сложную обработку цифровой информации по заданному алгоритму. Представление синхронного вычислителя в виде композиции двух автоматов — операционного и управляющего. Повышение быстродействия автомата.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.06.2018 |
| Размер файла | 428,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Повышение быстродействия управляющих автоматов для схем синхронных цифровых автоматов
Антик Михаил Ильич,
доцент кафедры Вычислительной техники
Московского технологического университета
Рассматривается способ повышения быстродействия управляющих автоматов для схем синхронных цифровых автоматов. Предлагается использование схем управляющих автоматов с сокращенным тактом.
При проектировании вычислительного устройства, выполняющего сложную обработку цифровой информации по заданному алгоритму, одним из вариантов декомпозиции является представление синхронного вычислителя в виде композиции двух автоматов -- операционного и управляющего -- рис.1.
Рис.1
При этом операционный автомат реализует отдельные шаги алгоритма, а управляющий автомат реализует порядок /1/.
Минимальная длительность такта работы схемы определяется наиболее длинными цепями между регистрами. Для схемы на рис.2, которую будем называть последовательной схемой взаимодействия, зададимся (так чаще всего бывает), что такой критической цепью является цепь (CLy,CLa,CLp,RG). Поэтому длительность такта определяется:
Т > ty + ta + tp + trg,
где tj- время установления соответствующего компонента цепи.
Рис.2
Будем рассматривать работу управляющих автоматов, демонстрирующих основные применяемые варианты адресации микроинструкций, на алгоритме, показанном на рис. 3
Рис.3
Обычно рассматривают работу управляющего автомата, который называют микропрограммным автоматом Уилкса.
Повышение быстродействия такого автомата можно достигнуть с использованием схем управляющих автоматов с сокращенным тактом (рис.4). автомат цифровой синхронный вычислитель
Рис.4
Использование этой схемы позволяет при сохранении преимуществ последовательного варианта взаимодействия сократить наиболее длинные цепи, общие для ОА и УА, до длины цепей конвейерного варианта.
Части схемы критичные по длительности такта (ПЗУ и комбинационная часть операционного автомата) разнесены в разные контуры. Мультиплексор MX'2, функционально необходимый, реально может отсутствовать, т.к. мультиплексирование может быть реализовано использованием высокоимпедансного состояния выхода ПЗУ. Эта функция реализуется в ПЗУ обычно в 3 -- 4 раза быстрее, чем выбор содержимого ячейки по адресу.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Принципы организации управляющих автоматов. Разработка и проектирование автомата с жесткой и программируемой логикой. Разработка таблицы прошивки ПЗУ для УА с естественной адресацией микрокоманд. Структурный и абстрактный синтез управляющего автомата.
курсовая работа [508,5 K], добавлен 16.03.2011Синтез цифровых схем, выбор элементной базы и анализ принципов построения управляющих автоматов с жесткой логикой. Граф-схемы алгоритмов умножения и деления чисел. Создание управляющего автомата типа Мили; выбор триггера, кодирование сигналов автомата.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.09.2012Схема строения цифровых автоматов, применяемых в цифровой технике. Отличия синхронных и асинхронных последовательностных устройств. Логические уравнения для определения работы автомата Мура. Синхронные триггеры и синтез последовательностного устройства.
реферат [163,6 K], добавлен 24.12.2010Разработка вычислительного устройства из двух взаимосвязанных частей (операционного и управляющего автоматов), выполняющего операции десятичной арифметики. Разработка структурной схемы. Блоки суммы и разности, умножений и делений, управляющий блок.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.05.2013Основные понятия теории клеточных автоматов. Анализ подходов встроенного самотестирования цифровых схем. Модули сигнатурного мониторинга на сетях клеточных автоматов. Программа моделирования одномерной сети клеточных автоматов на языке Borland Delphi.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 31.08.2011Знакомство с табличными и графическими способами задания многофункциональных абстрактных детерминированных автоматов. Рассмотрение сфер использования абстрактных автоматов с памятью. Анализ особенностей многофункциональных автоматов Мараховского.
контрольная работа [787,5 K], добавлен 28.03.2018Изучение основных понятий теории автоматов. Анализ работы цифровых машин с программным управлением на примере автоматов Мили и Мура. Устройство преобразователей дискретной информации (RS-триггера). Разработка схемы цифрового автомата для сложения чисел.
курсовая работа [449,2 K], добавлен 16.09.2017Разработка функциональной и принципиальной схем управляющего устройства в виде цифрового автомата. Синтез синхронного счётчика. Минимизация функций входов для триггеров с помощью карт Карно. Синтез дешифратора и тактового генератора, функции выхода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.01.2011Проектирование цифровых автоматов Мили и Мура с памятью в булевом базисе по заданной ГСА. Составление частично структурированной таблицы переходов-выходов. Построение функций выходов, логической схемы автомата. Особенности его экспериментальной проверки.
курсовая работа [628,7 K], добавлен 14.07.2012Основные понятия абстрактных детерминированных автоматов Мили и Мура, как монофункциональных так и многофункциональных, реализуемых на триггерах. Понятия многофункциональных детерминированных автоматов 1-го, 2-го и 3-го рода на схемах автоматной памяти.
контрольная работа [495,3 K], добавлен 28.03.2018Управляющий автомат и его связь с операционным автоматом. Разработка алгоритма работы управляющего автомата. Построение кодированной ПТП, синтез функций возбуждения и выходов. Реализация управляющего автомата с жесткой логикой на заданной элементной базе.
курсовая работа [57,9 K], добавлен 29.12.2011Проектирование устройства, выполняющего функцию восьмиразрядного синхронного реверсивного сдвигающего регистра и синхронной реверсивной пересчетной схемы. Проектирование и расчет триггерного устройства. Синтез структуры проектируемого устройства.
контрольная работа [259,1 K], добавлен 23.10.2010Основные понятия теории клеточных автоматов, анализ программных и аппаратных реализаций. Разработка методов синтеза и логического проектирования модулей сигнатурного мониторинга. Программа моделирования сетей клеточных автоматов на языке Delphi.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 06.06.2011Алгоритмическое, логическое и конструкторско-технологическое проектирование операционного автомата. Изучение элементной базы простейших цифровых устройств. Разработка цифрового устройства для упорядочивания двоичных чисел. Синтез принципиальных схем.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.01.2015Проектирование синхронного счетчика с четырьмя выходами, циклически изменяющего свои состояния. Решение задач логического синтеза узлов и блоков цифровых ЭВМ. Разработка структурной, функциональной и электрической принципиальной схем заданного устройства.
контрольная работа [500,9 K], добавлен 19.01.2014Изучение истории развития теории конечных автоматов. Методы логического проектирования дискретных устройств. Алфавитный способ преобразования информации. Кодирование информации в двоичном алфавите. Многофункциональные автоматы Мараховского с памятью.
контрольная работа [103,6 K], добавлен 28.03.2018Основные понятия абстрактных цифровых автоматов, их классификация и способы задания. Связь между моделями Мили и Мура. Эквивалентные автоматы и эквивалентные их преобразования. Минимизация числа внутренних состояний автомата, алгоритм Ауфенкампа-Хона.
контрольная работа [278,3 K], добавлен 22.01.2011Разработка функционально законченного устройства для обработки входных сигналов линии с использованием цифровых устройств и аналого-цифровых узлов. Алгоритм работы устройства. Составление программы на языке ассемблера. Оценка быстродействия устройства.
курсовая работа [435,5 K], добавлен 16.12.2013Проектирование конечного автомата, заданного оператором соответствия, с использованием канонического метода структурного синтеза автоматов. Тактирование от генератора синхронизирующих импульсов для устранения гонок в функциональной схеме автомата Мили.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.10.2012Принцип работы модели синхронных конечных автоматов. Использование младших разрядов в качестве функций входа логического преобразователя для изменения внутреннего состояния конечного автомата. Адрес памяти преобразователя, код памяти информации в ней.
лабораторная работа [171,2 K], добавлен 23.12.2014
