Сандық автоматта уақыт диограммасының жұмысы

Сол үшін операциялық элементтер қандай да болмасын ЭВМ блок (құрылым) құрамында түгелімен белгіленеді.Операциялық элементтің ЭВМ –ге қатысты блоктарда құрылымдық сұлбасы екі типті белгімен белгіленеді: құрылымдық сұлбалардағы белгіленуі және структуралық сұлбасындағы белгіленуі. ЭВМ құрылымындағы функционалдық  сұлбасында операциялық элементтің барлық шығысы мен кірісіндегі белгіленулері түгелімен қолданылады. Ал структуралық сұлбасына. Заттың (блок немесе  бүтін ЭВМ)толығымен белгіленуіне және функционалдық сұлбасының қызмет етуінің жүзеге асуына, операциялық элементтің максималды түрдегі ыңғайлысы қолданылады.

      Регистр-бұл қабылдау  функцияларын, ақпаратты т-разрядтық  екілік код түрінде сақтау  және беру қызметін атқарады.

      Регистрлердің классификациялық  белгілері болып екілік кодтың регистрде жазылуы және оның берілуі, анықтап айтқанда параллельді, тізбекті (қозғалтқышты) және параллельді-тізбектелген регистрлерді ажыратуы жатады.

       ЦЕМ регистрі есептегіш машинада есте сақтауының бір бөлігіндегі машиналық сөзінде,кодтарды есте сақтауға (кейде түрлендіруге) арналған.Әрбір ЦЕМ-де әртүрлі белгіде Р топтары болады, оған біз Р орталық басқару құрылымын (ОБҚ);Р арифметикалық құрылымын (РАҚ);жеке Р.мезгіл және Р жатқыза аламыз.Бұл адрестер барлық есте сақтау құрылымдарында брлады. Олар онда өтпелі жинақтауыш функцияларын,машинадағы керекті уақытша диограммалардың жұмысын қамтамасыз етеді. ЦЕМ-нің үшінші кезеңінде әртүрлі құрылымдарды басқарудағы  ақпаратты енгізу мен шығаруды құрылымдық басқарумен жүзеге асырылады,оларды біз канал деп атаймыз, ал оның Р-ін Р-каналы деп атаймыз

     ОБҚ-ға жататындар:Р санағыш адрестері  команд (РСА),мұнда берілген командадағы адресі келесі команданың адресінде түрленеді, Р команд (РК), өзге командалардан РСА команда адресіне сәйкес командалардың келуі, және сонымен қатар Р., команданы аппараттық өгертуге қажет (Модификация командасы). Көбіне Р.(ИР),  индекстік көмегімен модификациялық адрес командаларының сұлбалары таралған. Сонымен қатар модификация белгілері Р-де (РП) белгісінде сақталады. Модификация операциясында команданың адрестік кодтары,сәйкес ИР кодтарымен енгізіледі (есептеледі), одан кейін қорытындысы  (РИА) адресі бойынша Р-ге келіп түседі,одан біз келесі операндты (операция) белгілейміз. (РС) сумматорының арифметикалық операциялары Р-да орындалады,көбейткіштік Р-де (РМД)-ге бөлінеді,Р көбейткіште (РМЧ)көбіне болады; логикалық операциялар көбіне РС-те орындалады.

     Канал спецификалық, ақпаратты дайындаумен байланысты операцияларды орындайды, оны алып оперативтік есте сақтау бөліміне және шығысын шығарушы құрылымына енгіземіз.Каналдың өзінің жеке программасының, (УС) сөздерін басқаратын, Р (РУС) негізінде жұмыс істейтін, тізбектелген бөлімі бар.ЦЕМ жүйе командасында жұмыс каналында жұмыс істеу үшін белгілі командалар енгізіледі. Командалардың енгізілгені орталық процессордан Р тобына енгізу-шығару командасынан түседі; (ОК) командасының код операциясы РОК-қа беріледі; (НПУ) құрылымының нөмірлік коды РНПУ-да сақталады.

     ЦЕМ-дегі  Р санының разрядтық және конструкті негіздері, жүйе командаларына, Р функциялық белгілеуіне және ЦЕМ элемент базасына,  ЦЕМ ортақ құрылымына байланысты болады. Р сұлбасының релесін, ферритті жүрекшесін (сақина), феррит-транзисторлы ұяшығын, интегралдық сұлбаларын қолданылатын көптеген түрлері бар. Р.ЦЕМ-біртипті екіпозициялық, есте сақтау элементінен , триггерден, екілік разрядты жазуғ және есте сақтауға болатын қасиеттерінен тұрады.

        Регистрда мұндай элементтер  саны (оның разряды) шарт бойынша                    машина сөзіне немесе ЦЕМ командасындағы разряд санына сәйкес келеді.

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параллель регистр

   Параллельдік (статикалық)- ақпарат тек параллельдік пішінде жазылып, есептелетін регистр Қозғалтқыш регистрдің блок-сұлбасы: Т-триггер; ЛЗ-күту            линиясы (линия задержки); У-қозғалғыш сигнал.

 

Бұл суретте триггердегі  үшразрядты қозғалғыш регистр түрі.Кіріс  сигналы Т₁ және ол «1» кодтық күйде болса онда Т₁ «1» қалыпта беріледі. Кодты оңға жылжыту үшін, триггерді түгелімен бір уақытта қозғалтқыш у басқару сигналы беріледі. Енді триггердің «1» күйдегі коды «0»-ге айналады, сонымен қатар триггер шығысында ЛЗ-ға сигнал түседі, соған қарай келесі триггерді «1» түрде, т.с.с «1»-лерді жібереді,олар регистрдің оңға бір разрядпен жылжуында сақталады,орналастырады. Регистрдің жұмысы сақталатын элементтердің уақыттық жылдам қосылуында.

Сурет- 3 .Параллельді регистр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

    

      Регистрдің  негізгі құраушысы болып  RS-триггері немесе В-триггері жатады.Параллельді т-разрядтырегистрдің принципиалдық сұлбасы көрсетілген (сурет-3 )

     Параллельді регистрде кодтың саны сәйкес триггердің D-кірісіне беріледі. Жазылуы С кірісіне логикалық бірліктер берілген кезде жүзеге асырылады. Код Q шығысынан алынады. Параллельдік регистр тек   тура кодты қарама-қарсы кодқа және керісінше түрлендіруін жүзеге асырады.

Тізбектелген регистр

Тізбектелген регистрлер, ақпаратты сақтаудан басқа, тізбектелген кодты параллель кодқа және керісінше  түрлендіре алады.Тізбектелген регистрді құрған кезде триггерлер Q_i шығысы тізбектей қосылған кезде D_i кірісіне қосылады,  –суретте көрсетілгендей.

209-сурет.Тізбектелген регистр

     Тізбектелген  регистрлерде міндетті түрде жаңа сигнал транзистордың Q шығысында синхросигналдың аяқталуынан кейін жүргізілуі қажет. Бұл міндеттің орындалуы үшін тізбекті регистрде екіқадамды триггерлерді қолданылуы керек.Әрбір тактілік импульстің қозғалысынан кейін регистрдегі код бір разрядқа жылжиды. 209-шы суреттегі сұлбада көрсетілген кодтың оңға қозғалысы болады (кіші разрядтар жаққа).Шынында, триггердің Q_i+1 шығысында триггердің D_і кірісіне әсер етеді, ал триггердің Q_і шығысы триггердің D_i-1 кірісіне әсер етеді. Синхросигналы іске қосылған кезде і-триггері  і+1 күйге, ал і-1  күйдегілер і-триггерлерге көшеді, дәл айтқанда бір разрядқа кодтың оңға қозғалуы.

 

17

     Параллельдік  екілік код біруақытта триггердің Q шығысынан алынады. Кодтың солға қозғалуы үшін, триггердің Q_i-1 шығысынан триггердің Q_і (үлкен) кірісіне берілуі керек.

 

Реверісті регистр

      Реверісті регистрлердің логикалық басқару сұлбалары болуы, сигналдың триггердің Q_і шығысынан  триггердің D_і-1 кірісіне кодтың

 

 

  оңға қозғалуы  кезінде және осы сигналдың D_і+1 кірісіне кодтың солға қозғалуы кезінде болуы  қажет. Бұл процесс 210-суретте көрсетілген.

210-сурет Реверсті регистр

    

    Қозғалтқыш  кодтың бағыты керекті сигналдың  басқарылуы сәйкес кірісі берілуінен  анықталады.Осылай 210-суретте көрсетілген, SO кірісіне берілген кернеудің логикалық бірлігінен кодтың қозғалуы солға қарай болады (үлкен разрядтар жаққа), 2И-2И-2ИЛИ логикалық сұлбаның басқарылуы триггердің Qі-дегі шығыс сигналының триггердің Dі-дегі кірісіне өтуіне рұқсат етіледі және керісінше, S1 кірісіне берілген кернеудің логикалық бірлігінен сигнал триггердің Qі шығысынан триггердің Dі-1 кірісіне өтуіне рұқсат етіледі-кодтың оңға қозғалуы

(кіші разрядтар жаққа)  анықталады.

      530ИР24,КР531ИР24,КР1533ИР24, микросұлбаларындағы (232-сурет) регистрлердің сегізразрядты сөзді сақтауға арналған, сол сияқты параллель кодты тізбектелген кодқа және керісінше түрлендіруге арналған.

     

 

18

 

      Регистр келесі синхрондық режимдерді функциялайды: кодтың параллельді енгізілуі, кодтың тізбектелген оңға қозғалтқышымен

енгізілуі, кодтың тізбектелген солға қозғалтқан енгізілуі. Екі разрядты кодты режимді береді.олар S1,S0 кірісінде (35-кестені қарау) қозғалады.

                  

232-сурет (530,КР531,КР1533)

                                                                                    35-кесте

S1	S0	Режим
0	0	Сақтау
1	0	Солға қозғалту
0	1	Оңға қозғалту
1	1	Параллельді енгізу

 

     Регистрдің  ерекшелігі екіжақты сегіз ОЕ  және S болып табылады;осымен үшінші Z шығыс қалыптағы режим беріледі (жоғарғы импульсті қалып), шинаның белгіленуі берілген кірістердің қалыптарына тәуелділігі 36-кестеде берілген.

 

                                                                                               36-кесте

ОЕ1	ОЕ2	S1	S0	режим
0 0	0 0	x 0	0 x	Қорытынды Q1-Q8-шығыс
x	x	1	1	Енгізу Q1-Q8-кіріс
x 1	1 x	x x	x x	Q1-Q8=Z

 

19

 

    Кодтың қозғалуы мен фикцасиясы (фонтимпульсі бойынша болады.) инверсті С кірісіне түсетін, сонымен қоса инверісті R кірісіне логикалық бір кернеуі әсер етуі керек. Регистрдің нөлге айналуы кезінде асинхронды берілістен R инверісті кірісінде 0 логикалық кернеуі шығарылады. Режимде (S1=S0=логикалық 0) жазылудың сақталуында, кодтың қозғалысы және регистрдің нөлдік күйге келуі мүмкін емес.

Жоғарғы импеданс (ОЕ1=логикалық 1;кіріс қалпы ОЕ2,S1,S2-міндетті емес) режимін қосқанда параллельдік жазуды,оңға және солға қозғалыста, ақпаратты сақтау және регистрдің нөлднуіненшығаруға болады.

     Қосымша Q1 және Q8 шығыстары тізбектелген кодтың немесе солға қозғалуына арналған.Кодтың Q1-шығысынан солға қозғалу кезінде кіші разрядтың алдын-ала есептеледі

     Параллельдік, қозғалтқышты және реверсті регистрлердің шартты-графикалық көрінісі 211-суретте көрсетілген.

          211-сурет. Регистрлердің шартты-графикалық көріністері

 

    211-ші суреттегі D-триггерінің микросұлбалар қорытындысы келесідей: D1-DN кірістері ақпаратты параллель кодта сақтауға сәйкес разрядтары; Q1-QN Q –триггерінің тура шығыстары; С-тактілік импульс кірістері; R-нөлдік кіріс; S0,S1-қозғалтқыш бағытындағы кіріс басқарулары; VR-тізбектелген кодтың оңға (R-ағылшын тілінде Right) кодты солға қозғалту кезінде VL-(Left) белгісі қолданылады.

      Практикада  қолданылатын регистрлер көбіне  қозғалтқышты регистрлер, олар операцияны сақтаудан басқа, параллельдік кодты тізбектелген кодқа түрлендіру және керісінше, тура кодты қарама-қарсы кодқа және керісінше, арифметикалык және логикалық операцияларды орындауға, уақытша ұстау және бөлуді жүзеге асырады.

      Регистрлердің типтері және кейбір параметрлері, негізгі

қолданылатын микросұлбалар  сериялары 31-кестеде көрсетілген.

20

Қозғалтқыш регистрлер

                                                                                                     31-кесте

Аспап       типі	Орындалатын функция	Р потр мВт	Время задержки макс..нс
133ИР1   134ИР1   К155ИР1   КМ155ИР1	Төртразрядты әмбебап  қозғалтқыш регистр -дің параллельдік шығысы мен бөлгіш синхронизацияның тізбектелген және параллельдік есептеуі	315   60   410   410	35   250   35   35

    

      133ИР1,К155ИР1,КМ155ИР1(212-суреттегі),134ИР1 (213суреттегі) микросұлбаларындағы регистрлердің жұмыс режимі L кіріс сигнал деңгейінде беріледі. Ақпараттың берілуі тізектелген кодпен, сол сияқты оның оңға қозғалуы L=0 кезінде беріледі. Кіріс ақпараты VR кірісіне, тактілік импульстері С1 кірісіне беріледі.Бір разрядқа оңға қозғалуы тактілік импульстің кесілу қызметі кезінде жүзеге асырылады. Ақпарат төрттактілі импульстан кейін Q1-Q4 кірістерінен есептеліне алады.

     Ақпараттың параллель кодпен L=1 кезінде жүзеге асырылады. Тактілік импульстар С2 кірісіне беріледі. Тактілік импульс кесуі кезінде ақпарат D1-D4 кірісінен сәйкес  Q1-Q4 шығысына жазылады,көшеді. VR және С1 кірістер қалыптары ескерілмейді.

      L=1 болғанда тізбектелген кодты параллельдік кодтың солға қозғалуымен түрлендіруге болады. Ол үшін Q4,Q3,Q2 шығыстарын D3,D2,D1 кірістерімен сәйкес біріктіру қажет, ал ақпаратты регистрге D4 кірісі арқылы енгіземіз. Кодтың солға бір разрядқа жылжуы, әрбір тактілік импульсі кесу кезінде жүзеге асады. Ол С2 синхрокіріске беріледі

                       212-сурет                                213-сурет

               (133,К155,КМ155,)                             (134)

21

      Жұмыстың тоқталмауы үшін L кіріс қалпының өзгеруі С1=С2=0 болуы керек. Одан басқа ақпараттың кірісте сигналдар тактілік импульстің фронтының келуіне дейін жаңартылуы керек.

      Әмбебап  қозғалтқыш ИР1 типті регистрді  қолданып, көпразрядты регистрлерді  құруға болады. Ол үшін бір әмбебап регистрдің соңғы шығыс разрядын VR кірісіне енетін әмбебап регистрге қосылуы керек. Оны біз 12-разрядты қозғалтқыш регистрден көруге болады.

       Қосымша  сыртқы инверторды қолданып, анықтауларды  бөлуге болады. 249-суретте анықтауларды 2,3,4,5,6,7-ге бөлуі көрсетілген. Мұнда сигнал шығысында L=0.

    Анықтауларда қайталанып бөлінетінге жататын импульстер С1 синхронизация кірісіне түседі, ал шығыс импульстары Q жоғары разрядты шығысынан алынады, инвертор арқылы жалғанған VR кірісімен қарсы байланыста.