introducciÓn a ahpl
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INTRODUCCIÓN A AHPL
Ing. Arturo Marín Thames
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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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
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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
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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]
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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]
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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
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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
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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.
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ESTABLECIMIENTO DEL BUSESTABLECIMIENTO DEL BUS
AR BR
CR DR
CR ARCR BR
DR BR
DR AR
CLKCLK
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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.
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BUS DE SISTEMA DE REGISTROSBUS DE SISTEMA DE REGISTROS
AR BR
CR DR
CR ARCR BR
DR BR
DR AR
CLKCLK
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BUS DE SISTEMA DE REGISTROSBUS DE SISTEMA DE REGISTROSAR BR
CR DR
IBUS = AR
CR IBUS DR IBUSCLKCLK
IBUS = BR
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BUS DE SISTEMA DE REGISTROSBUS DE SISTEMA DE REGISTROS
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
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SINCRONIZACIÓN DE TIEMPOSSINCRONIZACIÓN DE TIEMPOS
SCN
CLK
AR en IBUS
SCR
AR en DR
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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
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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)
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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.