55. Оа типа im с параллельной комбинационной частью

Операционный автомат типа IM

Структура I-автомата базируется на принципе закрепления комбинационных схем за каждым из регистров (принцип индивидуального закрепления). Структура М-автоматов базируется на обобществлении (обобщении) комбинационных схем ко всем регистрам. Поэтому I-автоматам присущи максимальная производительность, но и максимальные затраты оборудования. В случае М-автомата производительность минимальна при наименьших затратах оборудования.

ОА со структурой, носящей ограничения на совместимость микрооперации и одновременно с этим обеспечивающие выполнение за один такт более одной МО, называется IМ-автоматами.

IM-автоматы занимают промежуточное место между М-автоматами и I-автоматами: производительность их выше, чем у М-автоматов, а затраты оборудования меньше, чем у I-автоматов.

Существует два типа IM-автомата: с параллельной комбинационной частью и последовательной комбинационной частью.

ОА типа IM с параллельной комбинационной частью

Пример IM-автомата этого типа приведён на рис. 6.20.

Рисунок 6.20 – Структура IM-автомата с параллельной комбинационной частью

Регистры S₁,…,S₂ хранят слова данных. Комбинационные схемы F₁ и F₂ вычисляют булевы выражения, реализующие функции {f_c} и {f_m} соответственно. В данном случае схема F₁ выполняет бинарную операцию Z₁:= f_c (A₁,A₂) (сложение, конъюнкцию, дизъюнкцию, сложение по модулю) над переменными A₁ и A₂ . Значения необходимых переменных выбираются на шины A₁ и A₂ из регистров S_i , S_j с помощью сигналов а_i , b_j .

Схема F₂ выполняет унарную микрооперации. Z₂:= f_m (A₃) (передачу, инвертирование, сдвиг, формирование констант и т.п. над вспомогательной переменной A₃) управляющим сигналом с_k. Результаты микрооперации Z₁, Z₂ загружаются в регистры S_p, S_r , определяемые управляющими сигналами d_p, e_r .

Автомат выполняет две микрооперации S_p:= f_c (S_i, S_j) и S_r:= f_m (S_k) за один такт с помощью управляющих сигналов (a_i , b_j , c_k , f_c , f_m , d_p , e_r).

Эти сигналы инициируют следующие микрооперации:

a_i: A₂:= S_i; f_c: Z₁:= f_c (A₁,A₂); d_p: S_p:= Z₁;

b_j: A₁:= S_j; f_m: Z₂:= f_m (A₃); e_r: S_r:=Z₂.

c_k: A₃:= S_k;

Максимальная производительность IM–автоматов с В параллельными комбинационными схемами F₁,…, F_B 1<В<N равна B микрооперациям за такт и увеличивается с увеличением числа комбинационных схем. Таким образом, количество комбинационных схем определяется требованиями к быстродействию автомата.

IM-автомат может рассматриваться как композиция M-автоматов, имеющих общую память S₁,…,S_n. Исходя из этого, синтез IM-автомата с параллельными комбинационными частью сводится к разбиению множества микроопераций Y={y₁,…,y_m} на В подмножеств и к синтезу В автоматов, реализующих указанные подмножества.