TRANSFERENCIA EN E T N RE E R EG E ISTROS 1

Transcripción

1 TRANSFERENCIA ENTRE REGISTROS 1

2 Sistema digital: tiene como misión trasformar un conjunto de datos de entrada X en un conjunto Y de resultados de salida. Sistema compuesto por: Conjunto de componentes (C) Conjunto de señales (S) Diagrama de bloques sirve para modelar la estructura del sistema, pero no vale para mostrar su conducta funcional. En el diseño se pueden contemplar tres niveles de detalle o complejidad: Niveles de puertas lógicas. Nivel de registros registros de la máquina y sus interconexciones. Nivel de procesador se consideran elementos como CPU, procesador E/S,. Nosotros vamos a ver ahora el nivel de transferencia entre registros. La descripción de un sistema digital se divide en dos partes: Unidad de procesamiento consta de: Registros de almacenamiento. Operadores aritmético-lógicos. Red de interconexión. Puntos de control Señales de condición. Unidad de control: Se encarga de generar la secuencia de señales de control para que se realice la operación deseada. 2

3 Los niveles de diseño van de altos a bajos dependiendo de la complejidad de los componentes empleados. Así un nivel N j es equivalente a un conjunto de componentes N j-1. j-1 Para diseñar un sistema complejo seguiremos los siguientes pasos (diseño descendente): Especificar a nivel de procesador la estructura del sistema. Especificar a nivel de registros la estructura de cada unidad del nivel de procesador. Especificar a nivel de puertas lógicas la estructura de cada componente del nivel de registro. 3

4 En este nivel la unidad básica es la palabra. Dos clases de palabras: De datos Palabras de control (por ejemplo instrucciones) 4

5 Cada componente se visualiza como un módulo. Se indican sus entradas, que pueden ser: Información de datos Información de control, que pueden ser: Líneas de selección. Líneas de habilitación. Y sus salidas. 5

6 Comportamiento de un sistema digital a nivel de registros: Conjunto de operaciones O 1,O 2, O n Realizadas sobre unos datos externos o internos Cada operación O i se realiza mediante una secuencia de operaciones elementales de transferencia entre registros: R[j] f(r[i]) Los datos de entrada i Son transformados en datos de salida j Por medio de una operación lógica o aritmética 6

7 Conjunto de posiciones de memoria R[i] los registros del procesador. Interfaz con el exterior de donde se pueden obtener los datos externos. Unidad aritmético-lógica (ALU) realiza las funciones lógicas o aritméticas sobre los datos. Buses de datos Unidad de control permitirá ejecutar las operaciones en el orden establecido por el programa. (Microorden señal binaria generada por la unidad de control). 7

8 Las señales de control permiten la ejecución de las diferentes microordenes. En el ejemplo C 2 inicia la operación de carga en paralelo, C 1 la puesta a 0 y C 0 el desplazamiento a la derecha del registro. 8

9 Modelo de representación de nivel de abstracción superior. Divide el sistema en solo dos componentes: Unidad de procesamiento, incluye: Un conjunto de registros R 1,R 2, R k Un conjunto de primitivas de cálculo RC 1,RC 2,.RC p Una red de interconexión. Conjunto de entradas llamadas puntos de control. Conjunto de salidas que constituyen las señales de condición o estado. Una unidad de control: Recibe las señales de condición Sus salidas son las señales de control C 1,C 2,.C m 9

10 Describen una secuencia de sucesos, Así como la relación temporal entre los estados de la unidad de control, Y las acciones que ocurren en los estados como respuesta a los pulsos del reloj. Componentes básicos: 10

11 Condiciones que debe cumplir un diagrama ASM: Debe definir un único próximo estado para cada uno de los estados presentes y conjunto de condiciones. Todo camino definido por el conjunto de bloques de condición deben llevar necesariamente a otro estado. 11

12 Vamos a ver como diseñar un multiplicador binario. Recordemos el algoritmo de lápiz y papel 12

13 Podemos escribir este algoritmo como: 13

14 Tendremos que ver cuáles son los distintos elementos que componen la unidad de procesamiento: 14

15 15

16 Si en el diagrama hay bloques de condiciones entonces estamos en un diagrama de Huffman- Mealy. Para cambiarlo a modelo de maquina secuencial de Moore es preciso sustituir los bloques de condiciones por bloques de estado. Leerse el apéndice B para clarificar estos conceptos. 16