Μετατροπή αλγοριθμικού διαγράμματος καταστάσεων σε υλικό υπολογιστή

Η μετατροπή ενός αλγοριθμικού διαγράμματος καταστάσεων σε υλικό υπολογιστή είναι το επόμενο βήμα. Οι εναλλακτικές λύσεις για να γίνει αυτό εξαρτώνται από την τεχνολογία υλοποίησης. Ένας τρόπος για να εκτιμήσουμε την πολυπλοκότητα του ελέγχου είναι με το γινόμενο :

Όπου :

Καταστάσεις = Ο αριθμός καταστάσεων που είναι απαραίτητες για την εκτέλεση των εντολών του υπολογιστή

 Είσοδοι Ελέγχου = Ο αριθμός των σημάτων που είναι είσοδοι στη μονάδα ελέγχου

Έξοδοι Ελέγχου = Ο αριθμός των σημάτων ελέγχου που δημιουργούνται από τη μονάδα ελέγχου

Αν υποθέσουμε ότι το αλγοριθμικό διάγραμμα καταστάσεων για τον DLX περιλαμβάνει 50 καταστάσεις και συνεπώς απαιτούνται 6 bits για την αναπαράσταση της κάθε κατάστασης. Οι είσοδοι ελέγχου πρέπει να περιέχουν αυτά τα 6 bits, έναν αριθμό από bits (για παράδειγμα 3) για την επιλογή των συνθηκών από τη δίοδο δεδομένων και τη μονάδα μνήμης, και bits που προέρχονται από τον καταχωρητή εντολών (IR). Οι πηγαίοι καταχωρητές, καθώς και οι καταχωρητές προορισμού, στέλνονται κατευθείαν στο υλικό, έτσι, δεν υπάρχει ανάγκη να σταλούν και τα 32 bits των εντολών του DLX σαν είσοδοι ελέγχου. Ο κωδικός λειτουργίας της εντολής είναι 6 bits, επίσης χρησιμοποιούνται 6 bits από το πεδίο "func" της εντολής, σχηματίζοντας ένα ολικό άθροισμα 21 bits για τις εισόδους ελέγχου. Έτσι το συνδυαστικό κύκλωμα της καλωδιωμένης μονάδας ελέγχου, δέχεται 2²¹ εισόδους και παράγει ένα αριθμό σημάτων ελέγχου απαραίτητων για τη σωστή λειτουργία του υπολογιστή (ο αριθμός των σημάτων ελέγχου μπορεί να είναι π.χ. 40). Από τα 40 αυτά σήματα ελέγχου ένα μέρος τροφοδοτείται στον ελεγκτή κατάστασης, που είναι το κύκλωμα που καθορίζει την επόμενη κατάσταση.

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 2

Να σχεδιάσετε τη δομή της καλωδιωμένης μονάδας ελέγχου του υπολογιστή DLX. Να συγκρίνετε το σχήμα που σχεδιάσατε με το σχήμα που ακολουθεί (σχήμα 3.3.2).

Στο παρακάτω σχήμα (Σχήμα 3.3.2) παρουσιάζεται η δομή της  καλωδιωμένης μονάδας ελέγχου: