INTRODUCCIÓN A AHPL

SISTEMAS DIGITALES II EMI 1

INTRODUCCIÓN A AHPL

Ing. Arturo Marín Thames


TRANSFERENCIAS DE REGISTROSTRANSFERENCIAS DE REGISTROS

Gran parte de la actividad de un sistema digital que maneja vectores consiste en la transferenciatransferencia de vectoresvectores de información de un registro a otro.

Es posible considerar una computadora simple como una colección de registroscolección de registros entre los cuales es posible transferir datos llevando a cabo manipulaciones lógicas durante la transferencia.


REPRESENTACIÓN DE REGISTROSREPRESENTACIÓN DE REGISTROS

En AHPL se representan por medio de letras mayúsculas y la transferencia de contenido de un registro a otro mediante una flecha.

Ejemplo: AC MDLos contenidos de MD se transfieren a

AC.Los contenidos de MD se mantienen

intactos.


SINCRONIZACIÓN EN LA SINCRONIZACIÓN EN LA TRANSFERENCIA ENTRE REGISTROSTRANSFERENCIA ENTRE REGISTROS

En los sistemas digitales casi todas las transferencias de registros son cronometradas, es decir sincronizadassincronizadas por medio de un reloj maestro de sistema.

Se supone en AHPL que las secciones de control y datos están sincronizadas por el reloj de sistema.


SINCRONIZACIÓN EN LA SINCRONIZACIÓN EN LA TRANSFERENCIA ENTRE REGISTROSTRANSFERENCIA ENTRE REGISTROS

Implementación de la combinación AND de la señal de reloj y la señal de control.

CIRCUITO SECUENCIAL DE CONTROL

CLK

SCI

SCN

SCN

CLK

SCI


IMPLEMENTACIÓN DE IMPLEMENTACIÓN DE TRANSFERENCIAS SINCRONIZADASTRANSFERENCIAS SINCRONIZADAS

Registro de 4 bits AR al registro BR.

BR AR

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

AR [0] AR [2] AR [3]AR [1]

BR [0] BR [2] BR [3]BR [1]

SCN

CLK

CSP


TRANSFERENCIAS MÚLTIPLES ENTRE TRANSFERENCIAS MÚLTIPLES ENTRE REGISTROS REGISTROS

Es muy común que en un sistema digital exista más de un vector por transferir al mismo registro.

Tales transferencias pueden realizarse como pasos separados de una secuencia de control, o pueden expresarse en el mismo paso como una transferencia condicional.

Por cada vector a transferir en cada registro existirá una línea de control por separado a partir del circuito secuencial de control.


TRANSFERENCIAS MÚLTIPLES ENTRE TRANSFERENCIAS MÚLTIPLES ENTRE REGISTROSREGISTROS

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

SCN 1

SCN 2

SCN 3

CLK

AR BR CR

DR


OPERACIONES CON REGISTROSOPERACIONES CON REGISTROS

Frecuentemente es necesario borrar o poner a cero todos los FF de un registro, o bien dejarlos en 1.

AC 0,0,0,0 AC 1,1,1,1Ejemplo: Un registro D se pone en 1 si SCN 1 = 1Registro D se pone en 0 si SCN 2 = 1Transfiere AR BR si SCN 3 = 1


OPERACIONES SIMULTÁNEAS CON OPERACIONES SIMULTÁNEAS CON REGISTROSREGISTROS

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

CLK

BR[0] BR[1] BR[2] BR[3]SCN3

SCN1

SCN 2

AR[0] AR[1] AR[2] AR[3]


REPRESENTACIÓN DE LAS TRANSFERENCIAS ENTRE REGISTROS

No todas las transferencias implican a todos los FF de un registro.

En AHPL se utilizan números de bits para seleccionar FF individuales de un registro.

DR[2], DR[3], CR[0] AR[3], AR[4], AR[5]Es posible especificar un segmento de

registro indicando los bits primero y último del segmento, separados por (:)

DR[2:3] , CR[0] AR[3:5]


OPERACIONES LÓGICAS EN LA OPERACIONES LÓGICAS EN LA TRANSFERENCIAS ENTRE REGISTROSTRANSFERENCIAS ENTRE REGISTROS

La capacidad de cálculos lógicos con el contenido de los registros resulta muy importante.

AR BR

(transferencia del complemento del contenido de BR a AR).

CR AR BR CR AR BR


OPERACIONES LÓGICAS EN LA OPERACIONES LÓGICAS EN LA TRANSFERENCIAS ENTRE REGISTROSTRANSFERENCIAS ENTRE REGISTROS

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

Q

QSET

CLR

D

CR[0] CR[1] CR[2]

CLK

CR AR BR

AR BR


ESTABLECIMIENTO DEL BUSESTABLECIMIENTO DEL BUS

La conexión de múltiples registros entre sí, supone que se tengan bloque de compuertas AND y OR para habilitar las conexiones en función de las señales de control.

Este método se hace costoso a medida que se incrementa el número de registros.


ESTABLECIMIENTO DEL BUSESTABLECIMIENTO DEL BUS

AR BR

CR DR

CR ARCR BR

DR BR

DR AR

CLKCLK


BUS DE SISTEMA DE REGISTROSBUS DE SISTEMA DE REGISTROS

Una alternativa que abarata costos de sistemas digitales consiste en el empleo de un bus de interconexión.

En AHPL la notación para los buses de datos es el NOMBRE seguido de BUS.

Ejemplo: IBUS, RBUS, ABUS, etc. La transferencia de datos entre registros a través del

bus se realiza en dos pasos:1. Se utiliza el nivel de control para conducir los datos a

la salida del bus.2. La transferencia del bus al registro destino se logra por

medio del pulso de reloj que controla al registro destino.



AR BR

CR DR

CR ARCR BR

DR BR

DR AR

CLKCLK


BUS DE SISTEMA DE REGISTROSBUS DE SISTEMA DE REGISTROSAR BR

CR DR

IBUS = AR

CR IBUS DR IBUSCLKCLK

IBUS = BR



Del gráfico anterior se puede que la transferencia del registro AR a DR, a través del BUS, se realiza en los dos pasos que mencionamos anteriormente:

IBUS = AR

DR IBUS


SINCRONIZACIÓN DE TIEMPOSSINCRONIZACIÓN DE TIEMPOS

SCN

CLK

AR en IBUS

SCR

AR en DR


NOTACIÓN SIMPLIFICADA EN UNA NOTACIÓN SIMPLIFICADA EN UNA RED DE BUSRED DE BUS

AR BR

CR DR

44 4

4 4

IBUS = AR IBUS = BR

CR IBUS DR IBUS


SECUENCIACIÓN DE CONTROLSECUENCIACIÓN DE CONTROL

En AHPL cada declaración consta de una parte de transferencia y una parte de bifurcación (salto condicional).

La parte de transferencia en cualquier número de transferencias, declaraciones de salida o trayectorias de buses.

La parte de bifurcación como un salto a la instrucción siguiente bajo el formato general:

(f1( x1, x2, …,xk),f2(x1, x2, …,xk))/(D1,D2,…Dn)


EJEMPLOS DE SECUENCIAS DE EJEMPLOS DE SECUENCIAS DE CONTROLCONTROL

17 (IR[0], IR[0])/(10, 18)El control continua con el paso 18 si el FF

IR[0] = 1, o regresa al paso 10 si IR[0] = 0 5 (s, s )/(6, 1) En forma resumida: 5 (s)/(1)Si el FF s =0 salta a 1, de otro modo

continúa con la instrucción 6.

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