Piotr Kawalec

Wykład XIV - 1

Wykład XIV

Specjalizowane układy 

sterujące

Technika cyfrowa

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 2

Technika cyfrowa 

Układy sterujące

X - sygnały wejściowe
W - sygnały zewnętrzne
P - sygnały kontrolne
      (predykaty)

Y - sygnały wyjściowe
S - sygnały sterujące
Z - sygnały wyjściowe

              X

Układ

sterujący

US

            Y

W

P

Z

S

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 3

Technika cyfrowa 

Układy sterujące  

  

Stanowią podstawową część dowolnego 

zespołu  cyfrowego



 

Układy sterujące 

mogą być traktowane jako 

automaty z pamięcią, i mogą być 

opisywane w 

postaci grafów zwanych 

grafami sterowania

 

 

Przejście od sieci działań do grafu sterowania 

realizowane jest w dwóch etapach

 



  

oznakowanie sieci działań

 polegające na 

wyznaczeniu zbioru stanów wewnętrznych 

i 

przypisaniu stanów odpowiednim 

punktom

 sieci działań



  

narysowanie grafu na podstawie oznakowanej 

sieci 

działań

  

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 4

Technika cyfrowa 

Zasady przejścia od sieci działań do 

grafu sterowania

  

Dla grafu automatu Moore’a

  

Stany wewnętrzne rozmieszcza się przy 

klatkach operacyjnych



  

Różne klatki operacyjne muszą być 

oznakowane 

różnymi symbolami stanu 

wewnętrznego

 



  

Dla grafu automatu Mealy’ego



  

Stany wewnętrzne przypisuje się łukom 

sieci 

działań



  Na dowolnej drodze między dwoma 

sąsiednimi 

stanami może być najwyżej 

jedna klatka 

operacyjna  

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 5

Technika cyfrowa 

Zasady realizacji mikroprogramu



 Mikroprogram jest procesem realizacji 

operacji jako  ciągu mikroinstrukcji, przy czym 
kolejna 

mikroinstrukcja może być 

rozpoczęta po 

zakończeniu 

poprzedniej



 Dla rozłożenia mikroinstrukcji w czasie 

stosowane  jest



 sterowanie synchroniczne

 o stałej długości 

taktu



 sterowanie

 

synchroniczne

 

o zmiennej 

długości   taktu


 sterowanie asynchroniczne

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 6

Technika cyfrowa 

Specjalizowane układy sterujące

Synteza automatów sterujących 
Mealy’ego



  

Układ wzbudzający i wyjściowy realizowane

są  jako jeden wspólny blok

  Taki układ sterujący stosowany jest gdy 
układ 

operacyjny jest układem 

synchronicznym

 

 

W układzie badanie warunków i 

wykonywanie 

następujących po nich 

mikrooperacji jest 

wykonywane w 

jednym takcie zegarowym

 



  Synteza prowadzona jest na podstawie grafu 

sterowania z zastosowaniem zasad 

syntezy 

automatów synchronicznych   

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 7

Technika cyfrowa 

Struktura układu sterującego 
Mealy’ego

Układ

kombinacyjny

Pamięć

x

i

p

n

s

1

s

m

q

1

q

p

Q

1

Q

k

.
.
.

.
.
.

.  .  .

.  .  .

clk

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 8

Technika cyfrowa 

Synteza automatów sterujących 

Moore’a



  W automacie Moore’a wykonywanie 

mikrooperacji   i sprawdzanie warunków 
powinno odbywać się w 

różnych taktach

  W przypadku łączenia realizacji 
mikrooperacji z 

badaniem warunków 

należy stosować taktowanie 

dwufazowe



 

faza pierwsza taktuje automat 

sterujący



 faza druga taktuje bloki układu 

sterującego

 

 

 



  synteza prowadzona jest na podstawie grafu 

sterowania z zastosowaniem zasad 

syntezy 

 synchronicznych automatów 

Moore’a

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 9

Technika cyfrowa 

Struktura układu sterującego 

Moore’a

S

clk

P

Układ wzbudzający

PAMIĘĆ

Układ wyjściowy

Piotr Kawalec

Wykład XIV - 
10

Technika cyfrowa 

Budowa układów sterujących z 
elementów średniej i dużej skali 
integracji



  Do realizacji funkcji wzbudzeń mogą być 

wykorzystane multipleksery



  

Układy wyjściowe mogą być budowane z 

wykorzystaniem dekoderów



  

Do realizacji mikroprogramów o liniowej 

sekwencji  mikrorozkazów można wykorzystać 

rozdzielacze 

sterujące zbudowane z

 

rejestru przesuwającego zawierającego 1 

jedynkę

 licznika i dekodera