Согласно принципа микропрограммного управления, любая сложная операция распадается на ряд микроопераций, которые выполняются ОА. Различные микрооперации выполняются элементарными ОА - так называемыми операционными элементами (ОЭ), которые являются составными частями основного ОА.
Под операционным элементом понимают устройство, реализующее одну из следующих функций или их произвольную комбинацию:
· хранение слова информации С;
· выполнение некоторых микроопераций, в результате которых вычисляется новое значение слова С;
· вычисления логического условия, зависящего от слова С;
Т.о. функция ОЭ определена, если заданы:
· описание хранимого или вычисляемого слова;
· описание множества микроопераций, выполняемых этим элементом;
· описание вычисляемых этим элементом логических условий.
Для построения ОА ОЭ соединяются между собой с помощью цепей передачи слов информации от выходов одних элементов к входам других.
В зависимости от выполняемых микроопераций ОЭ делятся на разновидности: шина, регистр, счетчик, сумматор, схема сравнения, дешифратор, шифратор и т.д.
Шина - это совокупность цепей, предназначенных для передачи слова информации. Условное обозначение шины представлено на рис.45.
Шины, изображенные на рис.45 называются неуправляемыми шинами.
Управляемые шины представлены на рис.46.
Под действием управляющего сигнала у управляемая шина выполняет микрооперации: у=0 : B(0:3):=0 , y=1 : B(0:3):=A(0:3)
Т.е. при y=1 осуществляется операция передачи. Разрядность шины может быть произвольная, но обычно это 8, 12, 16, 24, 32 и т.д.
Регистр - это операционный элемент, служащий для запоминания слов и обеспечивающий в общем случае выполнение следующих микроопераций:
· установка регистра в 0 (сброс);
· прием слова из другого регистра, шины и т.д.;
· передача слова на другой регистр, шину и т.д.;
· преобразование кодов хранимых слов в инверсные коды;
· сдвиг хранимого слова влево или вправо на требуемое число разрядов.
Регистр, выполняющий такие микрооперации, называется многофункциональным. Т.к. регистр предназначен для хранения информации, то он содержит элементы памяти, в качестве которых используются триггеры. Количество триггеров определяет разрядность регистра. Будем обозначать регистр в виде прямоугольника с указанием разрядности (рис.47 ).
Регистр может состоять из отдельных подрегистров, имеющих самостоятельное значение (рис.48.). На рис.48 представлен регистр, хранящий число в форме с плавающей запятой. В этом регистре три подрегистра: для хранения знака Рг(0), характеристики Рг(1:7), мантиссы Рг(8:31) числа.
Регистр может выполнять ряд микроопераций, например:
Регистр, который выполняет микрооперацию у4 (сдвиг вправо) или у5 (сдвиг влево) называются регистром сдвига.
Сумматор - операционный элемент, выполняющий суммирование кодов чисел. В зависимости от кодов чисел различают сумматоры прямого, обратного, дополнительного кодов. Кроме того, сумматоры бывают комбинационными и накапливающими.
Комбинационный сумматор вырабатывает выходные сигналы суммы и переноса, определяемые комбинацией цифр слагаемых, одновременно поданных на входы сумматора. Данный сумматор не обладает памятью и после снятия сигналов с входов выходные сигналы также исчезают.
Условное обозначение комбинационного сумматора представлено на рис.50.
Накапливающим называется сумматор, который осуществляет сложение слов A и B при подаче их на сумматор одного за другим. В накапливающем сумматоре имеется дополнительный регистр для хранения результата.
Структура и условное обозначение накапливающего сумматора представлены на рис. 51.
Счетчик - операционный элемент, который реализует микрооперацию счета. Микрооперация счета состоит в изменении состояния счетчика (значения хранимого слова) на 1. Кроме того счетчик может выполнить и такие микрооперации: установка в 0 и прием произвольного числа.
Т.е. полный набор возможных микроопераций для счетчика:
Счетчик, выполняющий микрооперацию у1 называется суммирующим, микрооперацию у2 - вычитающим, обе микрооперации - реверсивный.
Дешифратор - операционный элемент, выполняющий функцию преобразования некоторого n-разрядного двоичного кода в унитарный код «один из N». Если N=2n - то такой дешифратор называется полным, если N<2n - то частичным. Таблица истинности простейшего полного дешифратора (n=2) и его условное обозначение приведены в табл. 25. и на рис. 53.
Промышленность может выпускать дешифраторы с инверсными выходами. Для такого дешифратора таблица истинности и условное обозначение имеют вид (табл. 26., рис. 54.)
