Piotr Kawalec

Wykład XIV - 1

Wykład XIV

Specjalizowane układy

sterujące

Technika cyfrowa

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 2

Technika cyfrowa

Układy sterujące

X - sygnały wejściowe
W - sygnały zewnętrzne
P - sygnały kontrolne
(predykaty)

Y - sygnały wyjściowe
S - sygnały sterujące
Z - sygnały wyjściowe

X

Układ

sterujący

US

Y

W

P

Z

S

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 3

Technika cyfrowa

Układy sterujące



Stanowią podstawową część dowolnego

zespołu cyfrowego



Układy sterujące

mogą być traktowane jako

automaty z pamięcią, i mogą być

opisywane w

postaci grafów zwanych

grafami sterowania



Przejście od sieci działań do grafu sterowania

realizowane jest w dwóch etapach



oznakowanie sieci działań

polegające na

wyznaczeniu zbioru stanów wewnętrznych

i

przypisaniu stanów odpowiednim

punktom

sieci działań



narysowanie grafu na podstawie oznakowanej

sieci

działań

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 4

Technika cyfrowa

Zasady przejścia od sieci działań do

grafu sterowania



Dla grafu automatu Moore’a



Stany wewnętrzne rozmieszcza się przy

klatkach operacyjnych



Różne klatki operacyjne muszą być

oznakowane

różnymi symbolami stanu

wewnętrznego



Dla grafu automatu Mealy’ego



Stany wewnętrzne przypisuje się łukom

sieci

działań



Na dowolnej drodze między dwoma

sąsiednimi

stanami może być najwyżej

jedna klatka

operacyjna

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 5

Technika cyfrowa

Zasady realizacji mikroprogramu



Mikroprogram jest procesem realizacji

operacji jako ciągu mikroinstrukcji, przy czym
kolejna

mikroinstrukcja może być

rozpoczęta po

zakończeniu

poprzedniej



Dla rozłożenia mikroinstrukcji w czasie

stosowane jest



sterowanie synchroniczne

o stałej długości

taktu



sterowanie

synchroniczne

o zmiennej

długości taktu


sterowanie asynchroniczne

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 6

Technika cyfrowa

Specjalizowane układy sterujące

Synteza automatów sterujących
Mealy’ego



Układ wzbudzający i wyjściowy realizowane

są jako jeden wspólny blok

 Taki układ sterujący stosowany jest gdy
układ

operacyjny jest układem

synchronicznym



W układzie badanie warunków i

wykonywanie

następujących po nich

mikrooperacji jest

wykonywane w

jednym takcie zegarowym



Synteza prowadzona jest na podstawie grafu

sterowania z zastosowaniem zasad

syntezy

automatów synchronicznych

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 7

Technika cyfrowa

Struktura układu sterującego
Mealy’ego

Układ

kombinacyjny

Pamięć

x

i

p

n

s

1

s

m

q

1

q

p

Q

1

Q

k

.
.
.

.
.
.

. . .

. . .

clk

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 8

Technika cyfrowa

Synteza automatów sterujących

Moore’a



W automacie Moore’a wykonywanie

mikrooperacji i sprawdzanie warunków
powinno odbywać się w

różnych taktach

 W przypadku łączenia realizacji
mikrooperacji z

badaniem warunków

należy stosować taktowanie

dwufazowe



faza pierwsza taktuje automat

sterujący



faza druga taktuje bloki układu

sterującego



synteza prowadzona jest na podstawie grafu

sterowania z zastosowaniem zasad

syntezy

synchronicznych automatów

Moore’a

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 9

Technika cyfrowa

Struktura układu sterującego

Moore’a

S

clk

P

Układ wzbudzający

PAMIĘĆ

Układ wyjściowy

Piotr Kawalec

Wykład XIV -
10

Technika cyfrowa

Budowa układów sterujących z
elementów średniej i dużej skali
integracji



Do realizacji funkcji wzbudzeń mogą być

wykorzystane multipleksery



Układy wyjściowe mogą być budowane z

wykorzystaniem dekoderów



Do realizacji mikroprogramów o liniowej

sekwencji mikrorozkazów można wykorzystać

rozdzielacze

sterujące zbudowane z



rejestru przesuwającego zawierającego 1

jedynkę

 licznika i dekodera