Tooprogram.ru

Компьютерный справочник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Жесткая логика это

Устройство управления с жесткой логикой

Управляющее устройство с «жесткой» логикой управления операционным блоком, то есть реализованное аппаратно, представляет собой так же как и УУ с программируемой логикой, конечный автомат. Для каждой операции, задаваемой, например, кодом операции команды на входе, строится набор комбинационных схем, которые в нужных тактах возбуждают соответствующие управляющие сигналы. Иначе говоря, строится конечный автомат, в котором необходимое множество состояний реализуется на запоминающих элементах, а функции переходов и выходов А и В реализуются с помощью комбинационных логических схем. В УУ с программируемой логикой управляющие сигналы подаются в операционный блок непосредственно с ПЗУ. Логические схемы УУ вырабатывают распределенные во времени управляющие, функциональные сигналы. В отличие от УУ с хранимой в памяти последовательностью операций у этих автоматов можно изменить логику работы только путем переделок схем автомата. Типичная структурная схема УУ с жесткой логикой показана на рис.2.1.5. В состав схемы входят регистр кода операции РгКОП, являющийся частью регистра команд, счетчик тактов СчТ, дешифратор тактов ДшТ и дешифратор КОП — ДшКОП, а также логические схемы ЛС образования управляющих функциональных сигналов. На СчТ поступают сигналы от блока синхросигналов, и счетчик с каждым сигналом меняет свое состояние. Состояния счетчика представляют номера тактов, изменяющиеся от 1 до n. ДшТ формирует на i-м выходе единичный сигнал при i-м состоянии счетчика, то есть во время i-го такта.

Рисунок 2.1.5. Структура устройства управления с «жесткой» логикой

ДшКОП вырабатывает единичный сигнал на j-м выходе, если должна исполняться j-я команда. Если на ЛС поступают две лог. «1» с ДшКОП и ДШТ, образуется управляющий сигнал. ЛС образования управляющих сигналов для каждой команды возбуждают формирователи управляющих функциональных сигналов для выполнения требуемых в данном такте микроопераций. Принцип построения ЛС образования управляющих сигналов поясняется на рис. 2.1.6, где показан фрагмент ЛС, обеспечивающей выработку управляющего сигнала Vк в i-м и n-м тактах выполнения j-ой команды. В общем случае значения управляющих сигналов зависят еще и от осведомительных сигналов u, отражающих ход вычислительного процесса — признаки, слово состояния и др. Для реализации этих зависимостей элементы, представленные на рис. 2.1.6, берутся многовходовыми и на них заводятся показанные пунктиром требуемые сигналы логических условий. Если, например, необходимо, чтобы при выполнении j-ой команды управляющий сигнал Vк появлялся в i-м такте только при значениях осведомительных сигналов u1=0 и u3=1, а в n-м такте всегда, то на логическую схему, вырабатывающую Vк, необходимо подать сигналы u1, и u3 . Недостатком рассмотренных схем является одинаковое число тактов для всех команд. Это требует выравнивания числа тактов исполнения команд по наиболее «длинной» команде, что ведет к непроизводительным затратам времени. Для устранения этого недостатка ЛС строят с использованием нескольких счетчиков тактов. Однокристальные наборы МП серий К536, К580, К581, К586, К588, К1801 и К1810 имеют УУ с жесткой логикой управления операционным блоком.

Рисунок 2.1.6. Схема образования управляющих сигналов в зависимости от осведомительных сигналов

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 11082 — | 8252 — или читать все.

Жесткая и гибкая логика

Читайте также:

  1. Бесконечнозначная логика как обобщение многозначной системы Поста
  2. Женская логика»
  3. Женская логика».
  4. Жесткая обратная связь
  5. Инерционная гибкая обратная связь
  6. Инерционная жесткая обратная связь
  7. ИНТУИЦИОНИСТСКАЯ ЛОГИКА
  8. Итак. Женская логика и демагогия – одно и то же.
  9. Итак. Женская логика и демагогия — одно и то же.
  10. Итоги делового диалога. Логика принятия решений
  11. Какой тип бытия по Аристотелю изучает логикас) бытие как категория
Читать еще:  Схема жесткого диска

Прежде, чем рассматривать микропроцессорную систему, рассмотрим электронную систему вообще.

Электронная система – это любой электронный узел, блок или прибор, производящий обработку входных сигналов и выдачу вы-ходных (Рис. 1.1).

Рис. 1.1. Электронная система жёсткой логики

В качестве входных или выходных сигналов при этом могут использоваться: аналоговые сигналы, одиночные цифровые сигна-лы, цифровые коды, последовательности цифровых кодов. Внутри системы может производиться хранение, накопление сигналов (или информации) и их обработка. Если система цифровая, то входные аналоговые сигналы преобразуются в последовательность кодов с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а выходные

аналоговые сигналы формируются из последовательности цифровых кодов с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Характерной особенностью традиционных цифровых систем является тот факт, что алгоритм обработки и хранения информации в ней жёстко связан со схемотехникой системы, то есть для конкретно поставленной задачи разрабатывается и реализуется конкретная электронная схема. Любое изменение исходных условий задачи повлечет за собой и изменение её схемотехнического решения, т.е. изменение алгоритма функционирования системы возможно только путём изменения её структуры. Такие схемы называют схемами жёсткой логики.

Таким образом, любая система жёсткой логики представляет собой специализированную электронную систему, разработанную и настроенную на решение одной или нескольких заранее известных задач.

Преимуществом систем жёсткой логики является их высокое быстродействие, так как такие системы никогда не имеют аппаратной избыточности, а скорость выполнения алгоритмов определяется в ней только быстродействием отдельных логических элементов.

Самым большим недостатком цифровой системы на жёсткой логике является тот факт, что при изменении условий задачи схему нужно проектировать и изготавливать заново.

Преодолеть этот недостаток позволяют электронные системы гибкой логики, которые могут легко адаптироваться под любую за-дачу, перестраиваясь с одного алгоритма на другой без изменения электронной схемы. В таких системах изменение условий влияет только на изменение программы, в соответствии с которой работает система (Рис. 1.2).

Такая система является программируемой (перепрограммируемой). Именно к системе гибкой логики и относятся микропроцессорные системе.

Конечно, аппаратно такая схема может быть избыточна, так как должна функционировать и для решения самой простой, и для решения самой сложной задачи. А решение трудной задачи требует гораздо больше аппаратных средств, чем решение простой.

Рис. 1.2. Электронная система гибкой логики

чем проще решается задача, тем больше избыточность. Такая избыточность ведет, с одной стороны, к увеличению стоимости схемы, увеличению потребляемой мощности, с другой стороны — к существенному уменьшению быстродействия.

Из вышеизложенного можно сделать следующий вывод: системы жесткой логики должны применяться там, где решаемая задача не меняется длительное время, где требуется высокое быстродействие, а алгоритмы обработки информации просты. Системы гибкой логики должны применяться там, где часто меняются решаемые задачи, высокое быстродействие не слишком важно, а алгоритмы обработки информации сложны.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)

Использование жесткой и программируемой логики

Существует два принципиально разных подхода к проектированию цифровых устройств: использование принципа схемной логики или использование принципа программируемой логики.

В первом случае в процессе проектирования подбирается некоторый набор цифровых микросхем (обычно малой и средней степени интеграции) и определяется такая схема соединения их выводов, которая обеспечивает требуемое функционирование (т.е. функционирование устройства определяется тем, какие выбраны микросхемы и по какой схеме выполнено соединение их выводов). Устройства, построенные на таком принципе системной логики, способны обеспечивать наивысшее быстродействие при заданном типе технологии элементов. Недостаток этого принципа построения МКУ состоит в невозможности «перестройки» структуры устройств и систем при необходимости изменения или расширения их функциональных возможностей.

Читать еще:  Время работы жесткого диска

Эти обстоятельства заставляют обратиться к другому подходу в проектировании цифровых устройств, основанному на использовании принципа программируемой логики. Этот подход предполагает построение с использованием одной или нескольких БИС некоторого универсального устройства, в котором требуемое функционирование (т.е. их специализация) обеспечивается занесением в память устройства определенной программы (или микропрограммы). В зависимости от введенной программы такое универсальное управляющее устройство способно обеспечивать требуемое управление операционным устройством при решении самых различных задач. В этом случае число типов БИС, необходимых для построения управляющего устройства, небольшое, а потребность в БИС каждого типа высока. Это обеспечивает целесообразность их выпуска промышленностью.
Следует иметь ввиду, что наивысшее быстродействие достигается в процессорах, в которых управляющее устройство строится с использованием системной логики, а операционное устройство выполняется в виде устройства, специализированного для решения конкретной задачи.

Если в устройстве, построенном на принципе системной логики, всякое изменение или расширение выполняемых функций влечет за собой демонтаж устройства и монтаж устройства по новой схеме, то в случае МКУ благодаря использованию принципа программируемой логики такое изменение достигается заменой хранящегося в памяти программы новой программой, соответсвующей новым выполняемым устройством функциям. Такая гибкость применений вместе с другими связанными с использованием БИС достоинствами (низкой стоимостью, малыми габаритами), а также высокая точность помехозащищенность, характерные для цифровых методов, обусловили бурное внедрение МКУ в различные сферы производства, научные исследования и бытовую технику.

Микроконтроллерные и микропроцессорные устройства в свою очередь обеспечили широкое использование цифровых методов в различных технических применениях, и размах внедрения этих новых методов рассматривается как революция в технике.

Дуализм «программные средства — аппаратура»

Проектирование МКС производится на базе определенных ОМК. Разработчикам аппаратуры на основе ОМК недоступен уровень отдель-ных транзисторов, связей между ними. Микроконтроллер воспринимается как нечто цельное, имеющее различные свойства, заложенные в его архитектуре.

Архитектура микроконтроллера — это его логическая организация, определяемая возможностями МК по аппаратурной или программной реализации функций, возлагаемых на проектируемые МКУ. Архитектура отражает структуру МК, способы представления и форматы данных, набор операций, форматы управляющих слов, способы обращения ко всем доступным для пользователя элементам структуры, реакцию МК на внешние сигналы.

При разработке МКС необходимо определить, какая часть функций при создании конкретных МКС должна быть реализована программным способом, а какая — с помощью дополнительных аппаратных средств. Поэтому при проектировании МКС необходимо:

  1. дать описание концептуальной модели функционального поведения МКС и рекомендации по организации вычислительного процесса в микроконтроллерной аппаратуре;
  2. определить структуру и особенности построения программных средств;
  3. описать характеристики внутренней организации потоков данных и управляющей информации;

4) провести анализ функциональной структуры и особенности физической реализации устройств МКС с позиций сбалансированности программных и аппаратных средств.

При разработке архитектуры МКУ определяют форматы данных, обосновывают требования к интерфейсам. Правильный выбор архитек-туры дает возможность оптимизировать вычислительный процесс реа-лизации алгоритмов функционирования МКУ на выбранных аппаратурных средствах. В МКУ процесс оптимизации начинается с решения компро-миса «программные средства — аппаратура», который заключается в том, что в МКУ любое функциональное преобразование может быть осуществлено как программным путём, так и на аппаратных средствах. При этом для реализации любых программных средств необходима аппаратурная поддержка и, наоборот, ни одно из аппаратных средств МКУ не может функционировать без программного обеспечения.

Читать еще:  Жесткий диск это энергонезависимая память

Вернуться в оглавление:Цифровые автоматы

Устройство управления с жесткой логикой

Управляющее устройство с «жесткой» логикой управления операционным блоком, то есть реализованное аппаратно, представляет собой так же как и УУ с программируемой логикой, конечный автомат. Для каждой операции, задаваемой, например, кодом операции команды на входе, строится набор комбинационных схем, которые в нужных тактах возбуждают соответствующие управляющие сигналы. Иначе говоря, строится конечный автомат, в котором необходимое множество состояний реализуется на запоминающих элементах, а функции переходов и выходов А и В реализуются с помощью комбинационных логических схем. В УУ с программируемой логикой управляющие сигналы подаются в операционный блок непосредственно с ПЗУ. Логические схемы УУ вырабатывают распределенные во времени управляющие, функциональные сигналы. В отличие от УУ с хранимой в памяти последовательностью операций у этих автоматов можно изменить логику работы только путем переделок схем автомата. Типичная структурная схема УУ с жесткой логикой показана на рис.2.1.5. В состав схемы входят регистр кода операции РгКОП, являющийся частью регистра команд, счетчик тактов СчТ, дешифратор тактов ДшТ и дешифратор КОП — ДшКОП, а также логические схемы ЛС образования управляющих функциональных сигналов. На СчТ поступают сигналы от блока синхросигналов, и счетчик с каждым сигналом меняет свое состояние. Состояния счетчика представляют номера тактов, изменяющиеся от 1 до n. ДшТ формирует на i-м выходе единичный сигнал при i-м состоянии счетчика, то есть во время i-го такта.

Рисунок 2.1.5. Структура устройства управления с «жесткой» логикой

ДшКОП вырабатывает единичный сигнал на j-м выходе, если должна исполняться j-я команда. Если на ЛС поступают две лог. «1» с ДшКОП и ДШТ, образуется управляющий сигнал. ЛС образования управляющих сигналов для каждой команды возбуждают формирователи управляющих функциональных сигналов для выполнения требуемых в данном такте микроопераций. Принцип построения ЛС образования управляющих сигналов поясняется на рис. 2.1.6, где показан фрагмент ЛС, обеспечивающей выработку управляющего сигнала Vк в i-м и n-м тактах выполнения j-ой команды. В общем случае значения управляющих сигналов зависят еще и от осведомительных сигналов u, отражающих ход вычислительного процесса — признаки, слово состояния и др. Для реализации этих зависимостей элементы, представленные на рис. 2.1.6, берутся многовходовыми и на них заводятся показанные пунктиром требуемые сигналы логических условий. Если, например, необходимо, чтобы при выполнении j-ой команды управляющий сигнал Vк появлялся в i-м такте только при значениях осведомительных сигналов u1=0 и u3=1, а в n-м такте всегда, то на логическую схему, вырабатывающую Vк, необходимо подать сигналы u1, и u3 . Недостатком рассмотренных схем является одинаковое число тактов для всех команд. Это требует выравнивания числа тактов исполнения команд по наиболее «длинной» команде, что ведет к непроизводительным затратам времени. Для устранения этого недостатка ЛС строят с использованием нескольких счетчиков тактов. Однокристальные наборы МП серий К536, К580, К581, К586, К588, К1801 и К1810 имеют УУ с жесткой логикой управления операционным блоком.

Рисунок 2.1.6. Схема образования управляющих сигналов в зависимости от осведомительных сигналов

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8823 — | 7636 — или читать все.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector