Операционный автомат с магистральной структурой

На рис. 5 приведена структура операционого автомата c магистральной структурой.

Рис. 5 Структура операционного автомата с магистральной структурой

Операционный автомат включает:

– блок из 8-ми регистров общего назначения Р0 - Р7, предназначенных для хранения промежуточных результатов;

– регистр адреса РА, определяющий адрес оперативной памяти при чтении и записи данных;

– регистр аккумулятор АС, хранящий один из операндов или результат выполнения микрооперации;

– арифметико-логическое устройство АЛУ, в котором выполняются заданные микрооперации;

– регистр признаков РП, хранящий признаки выполненной микрооперации.

Все регистры операционного автомата 8-ми разрядные. В табл 7 приведен состав микроопераций М_j их 8-ми разрядная кодировка, а также описаны действия выполняемые каждой из них.

Таблица 7

Состав микроопераций

Продолжение табл.7

Примечание: Операция сдвига в операционном автомате может выполняться только в регистрах АС и Р7 и всегда осуществляется на 1 разряд.

При выполнении микроопераций в регистре РФ формируются следующие признаки: N, C, V, Z, T. Ниже приведены правила формирования отдельных признаков.

Признак N - знак результата микрооперации;

Признак Z - признак нулевого результата;

Признак V - переполнение;

Признак С - выдвигаемый разряд, при операциях сдвига и арифметических микрооперациях. В операционном автомате выполняется 2 вида сдвигов: арифметмческий и циклический. В операциях циклического сдвига признак С формируется в соответствии с рис. 6.

а)

б)

Рис. 6 Циклический сдвиг влево (a) и вправо (б)

При операциях арифметического сдвига признак С формируется в соответствии с рис. 7.

а)

б)

Рис. 7 Арифметический сдвиг влево (а) и вправо (б)

При необходимости арифметического сдвига 16-ти разрядного числа в операциях умножения и деления (рис. 8), необходимо число располагать в регистре АС (старшие 8 разрядов) и в регистре Р7 (младшие 8 разрядов). В регистре АС необходимо выполнить арифметический сдвиг (при этом нулевой разряд выдвинется в С), а в регистре Р7 выполнить циклический сдвиг (при этом разряд из С вдвигается в 7 разряд Р7).

Рис. 8 Сдвиг 2n разрядного числа

Признак T - разряд переноса из 3-го разряда аккумулятора в 4-й разряд. Используется при работе с двоично-десятичными числами.

Для ускорения выполнения микроопераций операционный автомат использует 8 дополнительных бинарных управляющих сигналов Y_i=(y₁, у₂, у₃, у₄, у₅, у₆, у₇, у₈). Данные сигналы формируются управляющим автоматом и подаются в операционный автомат совместно с микрокомандой в одном такте. Одновременно может формироваться несколько сигналов У_i, при условии, что совместное действие микрокоманды и дополнительных сигналов не приводит к противоречиям. В табл. 8 приведен состав дополнительных сигналов Y_i.

Таблица 8

Состав дополнительных сигналов

Продолжение табл.8