чем задается схемное управление
Вопрос№42. Схемное и микропрограммное управление по ЭВМ. Характеристики, достоинства и недостатки схемного и микропрограммного управления.
При автоматическом выполнении программы процессором команды последовательно поступают из ОП в ЦУУ на время их выполнения АЛУ. Интервал времени, в течение которого процессор выполняет команду, называют рабочим циклом ЭВМ. Величина рабочего цикла зависит от структуры команды, типа операций, структуры операционных блоков АЛУ,
По принципу организации управления вычислительным процессом различают процессоры схемного типа или с «жесткой» логикой, с микропрограммным и смешанным (микропрограммно-схемным) управлением.
Схемное управление— управление, при котором для выполнения любой операции последовательность управляющих сигналов задается логическими схемами. Различают центральное, местное и смешанное схемное управление.
В процессорах с центральным управлением длительность рабочего цикла выбирается такой, чтобы за время между двумя управляющими сигналами выполнялась самая длинная операция в процессоре. Такие процессоры получили название синхронных, а блок, в котором формируются управляющие сигналы для всех исполнительных устройств ЭВМ, называют центральным блоком управления (ЦБУ),
В синхронных процессорах при выполнении большинства операций, особенно коротких (например, операция сложения), происходит потеря машинного времени, связанная с непроизводительными простоями процессора. Однако структура процессора отличается простотой, экономичностью и удобна в эксплуатации.
В процессорах с местным управлением вычислительным процессом управление производится так, что каждая операция выполняется после выполнения предыдущей операции. При этом каждое исполнительное устройство после окончания работы формирует сигнал «Конец работы», который одновременно является сигналом «Начало работы» другого исполнительного устройства. Процессоры с переменной длительностью рабочего цикла, величина которого зависит от вида выполняемой операции и кодов операндов, называют асинхронными. В асинхронных процессорах основные исполнительные устройства имеют местные (автономные) блоки управления, что резко повышает быстродействие таких процессоров, так как отсутствуют простои между реальными циклами выполнения команд. Основной недостаток асинхронных процессоров — их сложность.
В процессорах со смешанным управлением исполнение простейших операций осуществляется в синхронном режиме, а наиболее сложные операции (например, деление, умножение и др.) — в асинхронном. При смешанном управлении процессор содержит как центральный блок, так и местные блоки управления операциями. Смешанный способ управления вычислительным процессом позволяет получить высокое быстродействие процессора при «умеренных затратах оборудования, а поэтому наиболее распространен в
Микропрограммное управлениеосновано на замене управляющих логических схем специальной программой, хранящейся в ПЗУ. При таком управлении каждая команда разделяется на ряд элементарных этапов, получивших название микроопераций. Последовательность микрокоманд, выполняющих одну команду (операцию), представляет собой микропрограмму. Для характеристики временных соотношении между различными этапами операции используется понятие машинный такт, определяющий интервал времени, в течение которого выполняется одна или одновременно несколько микроопераций.
Идея микропрограммного управления была выдвинута Уилксом в 1951 г., схема которого приведена на рис. 5.1. В ее состав входят: память микропрограмм, состоящая из управляющей У и адресной А матриц; регистр адреса макрокоманды РгАмк,; дешифратор адреса микрокоманды DCAмк.
Управляющая матрица Y вырабатывает микрокоманды 1
Адресная матрица А определяет последовательность выборки микрокоманд: на вертикальных шинах Xi, X2. Xs матрицы А устанавливается определенный адрес микрокоманды Амк, передаваемый в РгАмк.
В момент поступления синхронизирующего импульса СИ дешифратор DCAMK в соответствии с кодом в РгАмк возбуждает одну из горизонтальных шин X.- Каждая горизонтальная шина X соответствует некоторой микрокоманде. Когда горизонтальная шина X возбуждена, она в свою очередь возбуждает отмеченные точками вертикальные шины управления матрицы У, задавая таким образом
набор микроопераций, выполняемых в данном такте. На рис. 5.1 точками обозначаются соединения между горизонтальными и вертикальными шинами. Одновременно эта возбужденная горизонтальная шина X возбуждает соответствующие вертикальные шины матрицы Л, устанавливая в РгАмк номер микрокоманды, которая должна выполняться в следующем машинном такте.
Микропрограммный условный переход реализуется триггером условия ТгУ. В зависимости от того, выполняется или не выполняется проверочное условие, ТгУ возбуждает связанную с ним горизонтальную шину матрицы А и в РгАмк записывается номер следующей микрокоманды. Таким образом при выполнении микропрограммы в каждом машинном такте производится выборка одной микрокоманды и ее преобразование.
Достоинство микропрограммного управления заключается в том, что для изменения вида операции нет необходимости в переделке сложных электронных схем, неизбежной в ЭВМ со схемным управлением, а следует только изменить микропрограмму. Это обстоятельство дает возможность в данной ЭВМ использовать программы, составленные для другой ЭВМ, Благодаря этому микропрограммное управление получило широкое распространение в современных ЭВМ.
Вопрос №11. Схемное управление в ЭВМ. Синхронный и асинхронный принцип схемного управления. Схема синхронизации. Формирование тактовых сигналов схемой синхронизации
Схемное управление—управление, при котором для выполнения любой операции последовательность управляющих сигналов задаётся логическими схемами. Различают местное, центральное и смешанное схемное управление.
В процессорах с центральным управлением длительность рабочего цикла такая, что за время между двумя управляющими сигналами выполнялась самая длинная операция в процессоре. Такие процессоры называются синхронными. В таких процессорах при выполнении коротких операций происходит потеря машинного времени, связанная с непроизводительными простоями процессора. Однако структура процессора отличается простотой, экономичностью и удобна в эксплуатации.
В процессорах с местным управлением вычислительным процессом управление производится так, что каждая операция выполняется после предыдущей операции. Процессоры с переменной длительностью рабочего цикла называются асинхронными. В асинхронных процессорах основные исполнительные устройства имеют местные(автономные) блоки управления, что резко повышает быстродействие таких процессоров, так как отсутствует простой между реальными циклами выполнения команд. Основной недостаток асинхронных процессоров—их сложность.
Блок синхронизации обеспечивает жёсткую синхронизацию работы всех блоков и устройств процессора. Ниже на схеме—упрощённая схема блока синхронизации, включающая в себя: генератор G, формирующий синхронизирующие импульсы, которые используются для формирования тактовых импульсов счётчиком CT2; дешифратора DC, распределяющего во времени тактовые импульсы.
Вопрос №12. Дать определение мультиплексора в зависимости от его назначения. Составить схему мультиплексора на логических элементах и пояснить принцип её действия. Привести условное обозначение мультиплексора на электрических схемах.
Мультиплексоры—это узлы, преобразующие параллельные цифровые коды в последовательные. Они имеют несколько информационных и адресных входов, вход для подачи синхронизирующего сигнала и один выход. Каждому из информационных входов мультиплексора присваивается номер, называемый адресом. При подаче синхронизирующего сигнала мультиплексор подключает один из входов, адрес которого задаётся двоичным кодом на адресных входах, к выходу. Таким образом, подавая на адресные входы адреса информационных входов, можно передавать параллельные коды с этих входов на выход в последовательном коде.
Сигнал С—синхронизирующий, если он равен 0, на выходе мультиплексора будет также 0, т.к. если на элемент И поступает хотя бы один 0, то на выходе элемента получается 0. сигналы D0, D1, D2, D3—информационные. Сигналы А и В—адресные, нужны для выбора входа, который необходимо соединить с выходом. Если оба сигнала равны 0, то проходя через инверторы эти сигналы становятся равны 1, затем сигналы поступают на элемент И1, т.к. оба сигнала имеют высокий уровень напряжения,=>, сигнал с выхода И1 будет зависеть от сигнала D0, на все остальные элементы И будет поступать хотя бы один 0. Затем все сигналы с выходов И поступают на элемент ИЛИ. Если сигнал D0 равен 1, то на выходе формируется 1, если нет, то 0.
Условное обозначение мультиплексора, где: D0, D1, D2, D3—информационные входы, A0, A1—адресные входы, С—вход синхронизации.
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.015 сек.)
Вопрос№42. Схемное и микропрограммное управление по ЭВМ. Характеристики, достоинства и недостатки схемного и микропрограммного управления
При автоматическом выполнении программы процессором команды последовательно поступают из ОП в ЦУУ на время их выполнения АЛУ. Интервал времени, в течение которого процессор выполняет команду, называют рабочим циклом ЭВМ. Величина рабочего цикла зависит от структуры команды, типа операций, структуры операционных блоков АЛУ,
По принципу организации управления вычислительным процессом различают процессоры схемного типа или с «жесткой» логикой, с микропрограммным и смешанным (микропрограммно-схемным) управлением.
Схемное управление— управление, при котором для выполнения любой операции последовательность управляющих сигналов задается логическими схемами. Различают центральное, местное и смешанное схемное управление.
В процессорах с центральным управлением длительность рабочего цикла выбирается такой, чтобы за время между двумя управляющими сигналами выполнялась самая длинная операция в процессоре. Такие процессоры получили название синхронных, а блок, в котором формируются управляющие сигналы для всех исполнительных устройств ЭВМ, называют центральным блоком управления (ЦБУ),
В синхронных процессорах при выполнении большинства операций, особенно коротких (например, операция сложения), происходит потеря машинного времени, связанная с непроизводительными простоями процессора. Однако структура процессора отличается простотой, экономичностью и удобна в эксплуатации.
В процессорах с местным управлением вычислительным процессом управление производится так, что каждая операция выполняется после выполнения предыдущей операции. При этом каждое исполнительное устройство после окончания работы формирует сигнал «Конец работы», который одновременно является сигналом «Начало работы» другого исполнительного устройства. Процессоры с переменной длительностью рабочего цикла, величина которого зависит от вида выполняемой операции и кодов операндов, называют асинхронными. В асинхронных процессорах основные исполнительные устройства имеют местные (автономные) блоки управления, что резко повышает быстродействие таких процессоров, так как отсутствуют простои между реальными циклами выполнения команд. Основной недостаток асинхронных процессоров — их сложность.
В процессорах со смешанным управлением исполнение простейших операций осуществляется в синхронном режиме, а наиболее сложные операции (например, деление, умножение и др.) — в асинхронном. При смешанном управлении процессор содержит как центральный блок, так и местные блоки управления операциями. Смешанный способ управления вычислительным процессом позволяет получить высокое быстродействие процессора при «умеренных затратах оборудования, а поэтому наиболее распространен в
Микропрограммное управлениеосновано на замене управляющих логических схем специальной программой, хранящейся в ПЗУ. При таком управлении каждая команда разделяется на ряд элементарных этапов, получивших название микроопераций. Последовательность микрокоманд, выполняющих одну команду (операцию), представляет собой микропрограмму. Для характеристики временных соотношении между различными этапами операции используется понятие машинный такт, определяющий интервал времени, в течение которого выполняется одна или одновременно несколько микроопераций.
Идея микропрограммного управления была выдвинута Уилксом в 1951 г., схема которого приведена на рис. 5.1. В ее состав входят: память микропрограмм, состоящая из управляющей У и адресной А матриц; регистр адреса макрокоманды РгАмк,; дешифратор адреса микрокоманды DCAмк.
Управляющая матрица Y вырабатывает микрокоманды 1
Адресная матрица А определяет последовательность выборки микрокоманд: на вертикальных шинах Xi, X2. Xs матрицы А устанавливается определенный адрес микрокоманды Амк, передаваемый в РгАмк.
В момент поступления синхронизирующего импульса СИ дешифратор DCAMK в соответствии с кодом в РгАмк возбуждает одну из горизонтальных шин X.- Каждая горизонтальная шина X соответствует некоторой микрокоманде. Когда горизонтальная шина X возбуждена, она в свою очередь возбуждает отмеченные точками вертикальные шины управления матрицы У, задавая таким образом
набор микроопераций, выполняемых в данном такте. На рис. 5.1 точками обозначаются соединения между горизонтальными и вертикальными шинами. Одновременно эта возбужденная горизонтальная шина X возбуждает соответствующие вертикальные шины матрицы Л, устанавливая в РгАмк номер микрокоманды, которая должна выполняться в следующем машинном такте.
Микропрограммный условный переход реализуется триггером условия ТгУ. В зависимости от того, выполняется или не выполняется проверочное условие, ТгУ возбуждает связанную с ним горизонтальную шину матрицы А и в РгАмк записывается номер следующей микрокоманды. Таким образом при выполнении микропрограммы в каждом машинном такте производится выборка одной микрокоманды и ее преобразование.
Достоинство микропрограммного управления заключается в том, что для изменения вида операции нет необходимости в переделке сложных электронных схем, неизбежной в ЭВМ со схемным управлением, а следует только изменить микропрограмму. Это обстоятельство дает возможность в данной ЭВМ использовать программы, составленные для другой ЭВМ, Благодаря этому микропрограммное управление получило широкое распространение в современных ЭВМ.
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)
Микропрограммный принцип
Дата добавления: 2013-12-24 ; просмотров: 913 ; Нарушение авторских прав
Рис. 4.3.
Схемный принцип управления
Способы организации управления вычислительным процессом
Рис. 4.2.
Операционное устройство и шинный интерфейс
 |
ОУ: Операционное устройство ШИ: Шинный интерфейс
При автоматическом выполнении программы процессором команды последовательно поступают из оперативной памяти (ОП) в ЦУУ навремя их выполнения АЛУ. Интервал времени, в течение которого процессор выполняет команду, называют рабочим циклом ЭВМ. Величина рабочего цикла зависит от структуры команды, типа операций, структуры операционных блоков АЛУ.
По принципу организации управления вычислительным процессом различают процессоры схемного типа или «жесткой» логикой, с микропрограммным и смешанным (микропрограммно-схемным) управлением.
 |
УПn – управляющие части
В процессорах с центральным управлением длительность рабочего цикла выбирается такой, чтобы за время между двумя управляющими сигналами выполнялась самая длинная операция в процессоре. Такие процессоры получили название синхронных, а блок, в котором формируются управляющие сигналы для всех исполнительных устройств ЭВМ, называют центральным блоком управления (ЦБУ).
В синхронных процессорах при выполнении большинства операций, особенно коротких (например, операция сложения), происходит потеря машинного времени, связанная с непроизводительными простоями процессора. Однако структура процессора отличается простотой, экономичностью и удобна в эксплуатации.
В процессорах с местным управлением вычислительным процессом управление производится так, что каждая операция выполняется после выполнения предыдущей операции. При этом каждое исполнительное устройство после окончания работы формирует сигнал «Конец работы», который одновременно является сигналом «Начало работы» другого исполнительного устройства. Процессоры с переменной длительностью рабочего цикла, величина которого зависит от вида выполняемой операции и кодов операндов, называют асинхронными. В асинхронных процессорах основные исполнительные устройства имеют местные (автономные) блоки управления, что резко повышает быстродействие таких процессоров, так как отсутствуют простои между реальными циклами выполнения команд. Основной недостаток асинхронных процессоров — их сложность.
Микропрограммное управление (см. рис. 4.4) основано на замене управляющих логических схем (см. рис. 4.5) специальной программой, хранящейся в ПЗУ. При таком управлении каждая команда разделяется на ряд элементарных этапов, получивших название микроопераций. Последовательность микрокоманд, выполняющих одну команду (операцию), представляет собой микропрограмму. Для характеристики временных соотношений между различными этапами операции используется понятие машинный такт, определяющий интервал времени, в течение которого выполняется одна или одновременно несколько микроопераций.
Чем задается схемное управление
При автоматическом выполнении программы процессором команды последовательно поступают из оперативной памяти (ОП) в ЦУУ на время их выполнения АЛУ. Интервал времени, в течение которого процессор выполняет команду, называют рабочим циклом ЭВМ. Величина рабочего цикла зависит от структуры команды, типа операций, структуры операционных блоков АЛУ.
По принципу организации управления вычислительным процессом различают процессоры схемного типа или «жесткой» логикой, с микропрограммным и смешанным (микропрограммно-схемным) управлением.
В синхронных процессорах при выполнении большинства операций, особенно коротких (например, операция сложения), происходит потеря машинного времени, связанная с непроизводительными простоями процессора. Однако структура процессора отличается простотой, экономичностью и удобна в эксплуатации.
В процессорах с местным управлением вычислительным процессом управление производится так, что каждая операция выполняется после выполнения предыдущей операции. При этом каждое исполнительное устройство после окончания работы формирует сигнал «Конец работы», который одновременно является сигналом «Начало работы» другого исполнительного устройства. Процессоры с переменной длительностью рабочего цикла, величина которого зависит от вида выполняемой операции и кодов операндов, называют асинхронными. В асинхронных процессорах основные исполнительные устройства имеют местные (автономные) блоки управления, что резко повышает быстродействие таких процессоров, так как отсутствуют простои между реальными циклами выполнения команд. Основной недостаток асинхронных процессоров — их сложность.
Микропрограммное управление (см. рис. 4.4) основано на замене управляющих логических схем (см. рис. 4.5) специальной программой, хранящейся в ПЗУ. При таком управлении каждая команда разделяется на ряд элементарных этапов, получивших название микроопераций. Последовательность микрокоманд, выполняющих одну команду (операцию), представляет собой микропрограмму. Для характеристики временных соотношений между различными этапами операции используется понятие машинный такт, определяющий интервал времени, в течение которого выполняется одна или одновременно несколько микроопераций.
Достоинство микропрограммного управления заключается в том, что для изменения вида операций нет необходимости в переделке сложных электронных схем, неизбежной в ЭВМ со схемным управлением, а следует только изменить микропрограмму. Это обстоятельство дает возможность в данной ЭВМ использовать программы, составленные для другой ЭВМ. Благодаря этому микропрограммное управление получило широкое распространение в современных ЭВМ.