Реклама:

Микропрограммные автоматы обеспечивают в целом ряде случаев удачный компромисс между сложностью алгоритма работы и быстродействием. По сравнению с жесткой логикой они обычно позволяют при минимуме аппаратурных затрат реализовать достаточно сложные алгоритмы работы и довольно легко их менять, а по сравнению с программной реализацией (например, на базе однокристальной микроЭВМ) они имеют, как правило, заметно большее быстродействие (см. рис. 2.1).

Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей редакцией Ю. В. Новикова

Наиболее универсальная схема микропрограммного автомата строится на основе ППЗУ или ПЛМ и регистра, охваченных обратной связью. В этом случае алгоритм работы автомата определяется исключительно прошивкой ППЗУ или ПЛМ и может быть при необходимости очень просто изменен заменой микросхемы. Обобщенная структура автомата на ППЗУ представлена на рис. 2.35. Она включает в себя ППЗУ с (Ь + М) адресными входами и N разрядами данных, (И + Ь)-разрядный регистр и тактовый генератор Г. Часть выходных разрядов ППЗУ, (К — М), используется для формирования выходных сигналов, а остальные М разрядов участвуют совместно с Ь входными сигналами в формировании адреса ППЗУ в следующем такте тактового генератора. Отметим, что в данной схеме необходимо применять только микросхемы регистров со стробиро-ванием по фронту (а не по уровню, не регистры-защелки), так как в противном случае при переходе регистра в режим пропускания входной информации замкнется обратная связь и возможна даже неконтролируемая автогенерация. Примеры микросхем регистров: КР1533ИР23, КР1533ИР27, КР1533ИР37 и т.д. Максимальная тактовая частота автомата, определяющая его быстродействие, должна быть такой, чтобы суммарная задержка регистра и ППЗУ не превышала периода тактовой частоты.

Отметим, что дискрет временных сдвигов между выходными сигналами микропрограммного автомата равен периоду тактовой частоты, а задержка реакции на изменение входного сигнала имеет случайный характер, но не превышает периода тактовой частоты (если не принимать специальных мер по синхронизации тактового генератора и входных сигналов). Эти особенности необходимо иметь в виду при выборе схемы и составлении микропрограммы.

Из возможных режимов работы микропрограммного автомата можно выделить следующие:

♦ последовательный перебор адресов ППЗУ (аналог счетчика);

♦ останов в заданном адресе ППЗУ с бесконечным ожиданием;

♦ переход на другой адрес при изменении входного сигнала (или нескольких входных сигналов);

♦ циклическое прохождение, перебор одних и тех же адресов ППЗУ;

♦ отключение реакции на входные сигналы (то есть автомат никак не реагирует на изменение входных сигналов в течение какого-то времени).

Рассмотрим небольшой пример проектирования микропрограммного генератора, работающего в соответствии с временной диаграммой рис. 2.36. В ответ на положительный фронт входного сигнала надо выработать три выходных сигнала, "вложенных" один с другой. Кстати, формирование таких "вложенных" циклов довольно часто требуется при проектировании различных цифровых устройств, в том числе УС. Во время формирования выходной последовательности автомат не должен реагировать на входной сигнал, а после ее окончания должен ожидать следующего положительного фронта на входе. Для упрощения задачи примем все временные сдвиги равными 1 мкс. Поэтому частота тактового генератора должна быть 1 Мгц.


⇐ Предыдущая страница| |Следующая страница ⇒