Эем-нің негізгі функционалдық элементтері, I бөлім

26
БАСҚАРУ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ
Схемалық және микропрограммалық басқару құрылғыларын құру принциптері
қарастырылады.    Басқару құрылғысына  кіретін  сигнал  датчигін    жүзеге  асыратын
әртүрлі  схемалар  берілген.  Арифметика-логикалық  құрылғыны  басқаруға  арналған
микропрограмма көрсетілген.
Компьютерді  шартты  түрде  негізігі  екі  блокқа  бөлуге  болады:  операциондық
және  басқарушы.  Кез-келген  команданы  орындау үшін  компьютердің кез-келген
құрылғысының сәйкес  басқару  кірісіне  белгілі  бір  түрде  басқару  сиганлдарын беру
керек. Сондай реттілікті жасауды іске асыруға арналған цифрлы есептегіш құрылғының
бір бөлігі басқару құрылғысы деп аталады.
Кез-келген  жүйелік  блокта  орындалатын  жағдай  бірнеше  микропрограммамен
сипатталады  және  бір  немесе  бірнеше  тактіде  жүзеге  асады.  Бір  такт  интервалында
басқару сигналымен орындалатын элементар функционалдық операция микрооперация
деп аталады.Мысалы, АЛҚ(Арифметикалық-логикалық құрылғы) бірінші тактіде санды
көбейту үшін  келесі  микрооперациялар  орындалады:
0

TX
,
0

TY
,
X
RGX

,
Y
RGY

,
0

RGZ
. Бір  тактіде  орындалатын  микрооперациялардың жиынтығы
микрокоманда  деп  аталады (МК).    Егер  барлық тактілердің  ұзындықтары  бірдей  болу
керек  болса,  (яғни  бұл  компьютердің жұмыс  істеу  кезінде  маңызды)  онда  ол ұзындық
ең  ұзақ  өтілетін  микрооперация  бойынша  орнатылады. Қандай  да  бір  финкционалды
аяқталған әрекеттер тізбегін орындауға арналған микрокомандалар микропрограмманы
құрады.  Мысалы,  микропрграмманы  көбейту  командасын  орындауға  арналған
микрокомандалар жиынтығы құрайды.
Басқару құрылғысы  басқару  сигналдарын өңдеу үшін  арналған.  Осы  басқару
сигналдары  арқылы  арифметикалық-логикалық  құрылғыда  ақпаратты  түрлендіру
жүреді,  сонымен қатар  есте  сақтау құрылғысына немесе  есте  сақтау құрылғысынан
ақпаратты оқу және жазу операциясы жүреді.
Басқару құрылғысы келесі түрлерге бөлінеді:

Тұрақты (жесткая логика) немесе схемалық логикалы БҚ және

Программаланылатын логикалы  БҚ (микропрограммалық БҚ ).
Бірінші  типті  басқару құрылғыларында операция  кодымен  берілетін әрбір
команда үшін  комбинациондық схемалар  жиынтығы құрылады.  Олар қажетті  тактіде
керекті басқару сигналдарын жасақтайды.
Микропрограммалық басқару құрылғыларында әрбір  командаға  арнайы  сөздер
жадында  сақталатын  микрокомандалар  сәйкестендіріледі. Әрбір  микрокомандада
берілген  тактіде  орындалатын  микрооперация  туралы  ақпарат  болады,  және  келісі
тактіде жадтан қандай сөз таңдалып алыну керек екені көрсетіледі.
Схемалық басқару құрылғысы
Схемалық типті басқару құрылғысы келесіден тұрады: (4.1 сурет)

Сигналдар  датчигі.  Ол өз  шинасы  бойында  уақыт  бойынша  таралған  импульстар
тізбегін  жасақтайды  (4.2  сурет)  (n – кез-келген  операцияны  орындауға қажетті
басқару  сигналдарының жалпы  саны;  m – ең  ұзақ операция  орындалатын  тактілер
саны);

Операцияларды  басқару  блогы.  Ол  басқару  сигналдарын  жасақтауды  жүзеге
асырады,  яғни  сәйкес  тактіде қажетті  шинаға  сигналдар  датчигінен  келіп  түсетін
сигналдарды байланыстырады;

27

Операция  кодының дешифраторы.  Ол  командалар  регистрінде  берілген  моментте
бар  команданың операция  кодын  дешифрлайды,  және  берілген  операцияға  сәйкес
бір  шинаны қоздырады;  бұл  сигнал  операцияларды  басқару  блогында  басқару
сигналдарының қажетті тізбегін жасақтау үшін қолданылады.
Сурет. 4.1. Схемалық басқару құрылғысының функционалдық схемасы.
Сурет. 4.2. Сигналдар датчигі жұмысының уақыттық диаграммасы.
Сигналдар  датчигі әдетте  дешифраторлы  есептегіштерден  немесе  жылжыту
регистрінен жасалады.
Дешифраторлы есептегіш негізінде жасалған сигналдар датчигі.
Дешифраторлы  есептегіші  негізінде  жасалған    сигналдар  датчигі  4.3  суретте
көрсетілген.  Импульстардың жүйелік  генераторынан  басқару құрылғысына  келіп
түсетін әрбір тактілік импульстің артқы фронты бойынша есептегіш өз қалпын өсіреді;
есептегіштің шығыстары дешифратордың кірісітерімен жалғасқан, осы дешифратордың
шығысы – сигналдар датчигінің шығысы болып табылады (Сурет. 4.4).
27

Операция  кодының дешифраторы.  Ол  командалар  регистрінде  берілген  моментте
бар  команданың операция  кодын  дешифрлайды,  және  берілген  операцияға  сәйкес
бір  шинаны қоздырады;  бұл  сигнал  операцияларды  басқару  блогында  басқару
сигналдарының қажетті тізбегін жасақтау үшін қолданылады.
Сурет. 4.1. Схемалық басқару құрылғысының функционалдық схемасы.
Сурет. 4.2. Сигналдар датчигі жұмысының уақыттық диаграммасы.
Сигналдар  датчигі әдетте  дешифраторлы  есептегіштерден  немесе  жылжыту
регистрінен жасалады.
Дешифраторлы есептегіш негізінде жасалған сигналдар датчигі.
Дешифраторлы  есептегіші  негізінде  жасалған    сигналдар  датчигі  4.3  суретте
көрсетілген.  Импульстардың жүйелік  генераторынан  басқару құрылғысына  келіп
түсетін әрбір тактілік импульстің артқы фронты бойынша есептегіш өз қалпын өсіреді;
есептегіштің шығыстары дешифратордың кірісітерімен жалғасқан, осы дешифратордың
шығысы – сигналдар датчигінің шығысы болып табылады (Сурет. 4.4).
27

Операция  кодының дешифраторы.  Ол  командалар  регистрінде  берілген  моментте
бар  команданың операция  кодын  дешифрлайды,  және  берілген  операцияға  сәйкес
бір  шинаны қоздырады;  бұл  сигнал  операцияларды  басқару  блогында  басқару
сигналдарының қажетті тізбегін жасақтау үшін қолданылады.
Сурет. 4.1. Схемалық басқару құрылғысының функционалдық схемасы.
Сурет. 4.2. Сигналдар датчигі жұмысының уақыттық диаграммасы.
Сигналдар  датчигі әдетте  дешифраторлы  есептегіштерден  немесе  жылжыту
регистрінен жасалады.
Дешифраторлы есептегіш негізінде жасалған сигналдар датчигі.
Дешифраторлы  есептегіші  негізінде  жасалған    сигналдар  датчигі  4.3  суретте
көрсетілген.  Импульстардың жүйелік  генераторынан  басқару құрылғысына  келіп
түсетін әрбір тактілік импульстің артқы фронты бойынша есептегіш өз қалпын өсіреді;
есептегіштің шығыстары дешифратордың кірісітерімен жалғасқан, осы дешифратордың
шығысы – сигналдар датчигінің шығысы болып табылады (Сурет. 4.4).