Басқару құрылғысы

Кез келген цифрлық құрылғы екі блоктан тұрады: операциондық және басқару.

Операциялық блокта әр операция микрооперацияларға бөлінеді, олар ЦЕМ-да белгілі бір функционалды басқару сигналдардың көмегімен (микрокомандалардың) бір элементарлы түрлендіруге сәйкес болмақ. Микрокомандалар ұзындығы микрооперациялардың орындалу уақытымен анықталады (регистрлерді тазарту, ақпараттарды беру, қабылдау, жылжыту және т.б.). Микрокоманда жалпы жағдайда бірнеше микрооперациялардан тұрады. Бір микрокоманданың орындалу уақыты (КЭШ-сіз ЖЕСҚ-ға қатынас құруды ескермегенде) процессордың жұмыс тактысы деп аталады. Бір операцияның орындалуын қамтамасыз ететін микрокомандалар тізбегі (ЭЕМ командалар жүйесіндегі командалар) осы операцияның микропрограммасы деп аталады.

Микропрограмманы орындау үшін қажетті басқару сигналдарын (БС) басқару құрылғысы (БҚ) бөледі. Осылайша, БҚ синхросигналдардың және басқару сигналдарының көмегімен ЦЕМ барлық құрылғыларының жұмыстарын үйлестіре отырып, есептеу процесін автоматты басқаруды қамтамасыз етеді.

2.37 – сурет. БҚ жалпы құрылымдық сұлбасы

КББ – команданы басқару блогы – кезекті команданың кодын таңдау, сақтау және дешифрлау үшін қызмет етеді және келесі команданың орындамалық мекенін қалыптастырады. Мыналарды қамтыйды:

КРг – командалар регистрі – ЕСҚдан кезекті команданы орындауға қабылдайды, ол өз кезегінде мыналардан тұрады:

ОК – операциялар коды;

А – мекендік бөлік (операнд немесе операндалар);

ОКДш – операция кодының дешифраторы;

АӨБ – мекентерді өңдеу блогы – келесі команданың мекенін қалыптастыруға арналған. Мыналардан тұрады:

ПҚР – программалық–қатынас құру регистрлері;

КАСн – командалар мекенін санағыш;

АСум – мекентер қосыгдалығышы;

ОББ – операцияны басқару блогы мына төмендегілерге сәйкес басқарушы сигналдарын өңдеп шығарады:

ОК – операция кодымен;

ХС – хабарлаушы сигналмен;

ШС – шарттар сигналымен;

(бұл кезде ОС және БС ЭЕМ-нің басқа құрылғысымен өндіріледі)

СБ – синхрондау блогы тактылық және синхросигналдарды өндіреді;

БҚ (ОББ құру тәсілі бойынша) мына түрлерге бөлінеді:

· БС сұлбалы қалыптастыратын БҚ («қатаң логикалы» БҚ);

· Программалы логикалық БҚ (микропрограммалық БҚ).

«қатаң логикалы» ОББ-да басқарушы сигналдар тізбегі логикалық сұлба арқылы өндіріледі.

2.38 – сурет. «Қатаң логикалы» БҚ жалпы құрылымдық сұлбасы

ТИГ – тактылық импульстар генераторы;

ТСҮ – тактылық сигналдарды үлестіргіш;

Q₁,Q₂…Q_m – m-ЭЕМ машиналық командалар жүйесінің командалары;

I₁,I₂…I_k – ең ұзын операцияны орындау үшін қажетті тактылар саны;

x₁,x₂…x_L – логикалық шарттар сигналдары;

y₁,y₂…y_n – басқару сигналдары.

“түрлі” ұзындықты (уақыты бойыншы) команданы орындау үшін қосымша такт санағыш талап етіледі.

ОББ (қатаң логикалы) операцияны орындау үшін микропрограммалық интерпретациясының негізінде құрылады. Ол үшін микрооперациялар тілінде ЭЕМ машиналық командалары жүйесінін қандайда бір болмасын команданың орындалу микропрограммасы сипатталады. Машиналық операцияларды орындау микропрограммасының негізінде басқару автоматы (Мили немесе Мура) құрылады.

Микропрограммалық типті БҚ

ООБ – да (микропрограммалық типті) әр микропрограммаға өзіндік басқару сөзі сәйкес келеді. Басқару сөзі бір такты бойынша құрылғының жұмыс тәртібін анықтайды. Микропрограмма микрокомандалар тізбегінен турады және микропрограммалар (МП) жадысында сақталады. МП –ны қайта программалап, эксплуатациялау процесінде микрокомандалар жиынын ауыстыруға болады.

Микропрограммалық типті ОББ-ң артықшылықтары:

- үлкен икемділігі;

- ретті құрылымы (микрокомандалар ұзындығы – тұрақты және командалар “ұзындығына” тәуелсіз);

- микродиогностиканың тиімді сұлбасын құру мүмкіндігі.

2.39 – сурет. Микропрограммалық типті БҚ жалпы құрылымдық сұлбасы