8.5. Короткий зміст розділу

Пристрій керування є одним з вузлів процесора. Відомі два основних методи по­будови пристроїв керування: пристрої керування з жорсткою логікою та пристрої мікропрограмного керування. В комп'ютері, крім пристрою керування центрального процесора, можуть використовуватись пристрої керування вузлами комп'ютера, на­приклад, пристрої керування операційними пристроями АЛП, пристрій керування процесора введення-виведення і т. д. Принципи побудови вказаних пристроїв є іден­тичними.

Розглянуто структуру та організацію роботи пристрою керування з жорсткою логі­кою, а також методи проектування пристроїв керування з жорсткою логікою: на основі таблиць станів, на основі тактованих елементів часової затримки, та на основі лічиль­ників.

Метод таблиць станів передбачає розгляд пристрою керування як цифрового авто­мату. Цифровий автомат подано у вигляді його математичної (абстрактної) і структурної моделей, які відповідно називаються абстрактним та структурним автоматами. Абстрак­тну модель використано на першому етапі проектування, коли описується функціону­вання автомату, тобто правила переробки вхідної інформації у вихідну. На цьому етапі автомат подано у вигляді автоматів Мілі, Мура та С-автомату. Слід зауважити, що роз­гляд абстрактної моделі цифрового автомату дозволяє проводити його попередню опти-мізацію ще до етапу структурного синтезу. Показано приклад застосування структурної моделі для побудови схеми цифрового автомату.

Описано основні засади проектування пристроїв керування з жорсткою логікою на основі синхронних елементів часової затримки та на основі лічильників. Відзначено, що вихідними даними для такого проектування є часові зміни сигналів керування, отрима­ні з часової діаграми роботи комп'ютера.

Описана робота пристрою мікропрограмного керування. Наведені основні понят­тя мікропрограмування: мікронаказ, мікрокоманда, мікропрограма, горизонтальне та вертикальне мікропрограмування. Сформовані принципи, покладені в основу побудови пристрою мікропрограмного керування, серед яких в першу чергу необхідно відзначити те, що кожній команді з системи команд комп'ютера ставиться у відповідність мікропро­грама її виконання в комп'ютері, всі мікрокоманди зберігаються в пам'яті мікрокоманд,

304

а для реалізації деякої команди необхідно зчитати з пам'яті мікрокоманд відповідну мі-кропрограму та подати розподілену в часі послідовність керуючих сигналів на відповідні керуючі входи вузлів комп'ютера. Розглянуті питання розміщення мікрокоманд в пам'я­ті, формат мікрокоманди та способи його оптимізації. Порівняння пристроїв керування з жорсткою логікою та пристроїв мікропрограмного керування показало, що перші є швидшими, а другі, завдяки тому, що мікрокоманди записуються до пам'яті, вміст якої при потребі можна частково, або повністю, замінити, є простішими при проектуванні та обслуговуванні.