Кодирование состояний управляющего автомата

Для фиксации состояний управляющего автомата будем использовать триггеры. Каждому состоянию а, управляющего автомата поставим в соответствие некоторую кодовую комбинацию, отображаемую состоянием Q-выходов триггеров. Число п разрядов кода, или триггеров, можно выбрать на основании условия К < 2п, где К — число состояний управляющего автомата. Для рассматриваемого случая К = 3, п = 2. Выбранные коды состояний управляющего автомата приведены в табл. 4.10.

Таблица 4.10

Состояние.		Код.
i

Структурная схема управляющего автомата, представленная на рис. 4.26, содержит:

Рис. 4.26. Структурная схема управляющего автомата со схемной логикой.

• • два /?5-триггера , образующих регистр хранения информации для фиксации текущего состояния управляющего автомата с помощью выходных сигналов ;
• • дешифратор, предназначенный для преобразования двухразрядного кода в сигналы состояния ;
• • комбинационную схему, которая вырабатывает управляющие сигналы для операционного автомата и сигналы для триггеров на основании входных сигналов , т. е. имеет пять входов и семь выходов.

Дальнейшей задачей является составление комбинационной схемы управляющего автомата для каждого из рассматриваемых алгоритмов. Сначала построим граф переходов управляющего автомата.

Построение графа переходов

Такой граф строится на основании размеченной граф-схемы алгоритма (см. рис. 4.25). Граф переходов (рис. 4.27) дает полную информацию о всех возможных изменениях состояний процессора, а также об управляющих сигналах (микрокомандах) и логических условиях, которые используется на каждом переходе. Для построения такого графа вводится понятие пути от отметки к отметке (от начального состояния к конечному):

(4.13).

Рис. 4.27. Графы переходов управляющего автомата.

где - конъюнкция (логическое произведение) всех логических условий , соответствующих условным вершинам на этом пути, причем берут в прямой форме, если из данной вершины путь выходит по стрелке, отмеченной значением 1, и в инверсной форме, если путь выходит по стрелке, отмеченной значением 0; - микрокоманда (совокупность микроопераций), указанная в единственной операторной вершине, через которую проходит данный путь.

В путь не должно входить одно и то же логическое условие в прямой и инверсной формах. Допустимы пути, содержащие несколько условных вершин или не содержащих ни одной, а также пути, не содержащие операторной вершины. Множество путей (4.13) определяет множество переходов между состояниями ап и as автомата. При построении графа переходов каждой отметке? ах на граф-схеме алгоритма или состоянию а{ управляющего автомата, ставят в соответствие вершину графа, а каждому пути (4.13) — дугу, направленную из вершины ап в вершину as. Дуга отражает переход автомата из состояния ап в состояние а$, помечается конъюнкцией и управляющим сигналом . Если в рассматриваемомпути отсутствуют логические вершины, то полагают (т.е. осуществляется безусловный переход); если отсутствует операторная вершина, то полагают , где  — пустой оператор, означающий сохранение состояния, так как не выполняется никакой микрооперации.

Построенные по изложенной методике графы переходов (см. рис. 4.27) определяют закон функционирования и структуру управляющего автомата.