Методика структурного синтеза операционного автомата
Как уже говорилось выше, методика структурного синтеза ОА во многом определяется выбранным критерием проектирования. Рассмотрим наиболее простую методику синтеза, ориентированную на достижение максимального быстродействия ОУ. Ее отличительной чертой является использование отдельных операционных элементов для каждой микрооперации преобразования данных. Из этого следует, что в структурах реализованных по этому принципу можно максимально использовать возможность распараллеливание микроопераций в одном такте.
Основные этапы методики, называемой каноническим синтезом:
1. Каждой переменной абстрактной микропрограммы, за исключением обозначений входных и выходных шин, ставится в соответствие элемент хранения с разрядностью данной переменной.
2. Входы тех элементов хранения, на которые поступают данные с входной шины, соединяются с этой шиной.
3. Выходы тех элементов хранения, на которых формируются окончательные результаты, подключаются к выходным шинам через шинные формирователи.
4. Если в алгоритме имеются микрооперации счета, то их реализуют заменой соответствующего элементов хранения на счетчики.
5. Если в алгоритме имеются микрооперации сдвига двоичного кода переменных без передачи, то их реализуют на сдвиговых регистрах.
6. Для каждой микрооперации, выполняющей преобразование данных, на структурной схеме следует поставить в соответствие комбинационный операционный элемент, выполняющий данную функцию.
7. Входы каждого комбинационного элемента подключаются к выходам тех элементов хранения, на которых хранятся операнды соответствующей операции.
8. Выходы каждого комбинационного элемента подключаются к входам тех элементов хранения, на которых в соответствии с алгоритмом запоминается результат операции.
9. Если в алгоритме работы ОА предусмотрена микрооперация передачи слов без преобразования, то выход элемента - передатчика непосредственно соединяется со входом приемника.
10. Всем операциям отношения порядка (вида больше, меньше, равно, не равно и т.п.) на структурной схеме ставятся в соответствие сравнивающие устройства.
11. Если в результате выполнения предыдущих пунктов вход какого-либо элемента оказался соединен более чем с одним выходом, то для правильного подключения в структурную схему включают элементы коммутации: шинные формирователи или мультиплексоры.
12. На полученной структурной схеме следует изобразить и обозначить все управляющие входы операционных элементов.
Методики, ориентированные на минимизацию стоимости оборудования, в общем случае дают структурные схемы с меньшим числом элементов. Но использование одного и того же оборудования для разных однотипных микроопераций требует дополнительного времени на передачу данных между элементами и сокращает возможность распараллеливания.
Достичь более высокого быстродействия при выбранной элементной базе можно лишь за счет усовершенствования микропрограмм.