【正文】 MAR MBR 存儲(chǔ)器 R W 例 4. 寄存器與存儲(chǔ)器的信息傳送語句 算術(shù)操作 寄存器 之間的算術(shù)微操作，如 加、減、取反 等。電路實(shí)現(xiàn)如下： C B ≥1 T2 T1 A D0 D1 S0 MUX 多路選擇器 用 字母 M表示存儲(chǔ)器 ，字母 M后面的 方括號(hào)則指明給定地址的存儲(chǔ)器 。 表示寄存器傳送的基本符號(hào) 符 號(hào) 說 明 示 例 字母 (及數(shù)字 ) 表示一個(gè)寄存器 A， MBR， R2 下標(biāo) 表示寄存器中的一位 A2， A6 括號(hào) ( ) 表示寄存器中的一部分 PC(H)， MBR(OP) 箭頭 ← 表示信息的傳送 A ← B 冒號(hào) ： 用于終止控制功能 XT0 ： 逗號(hào) ， 用于分隔同時(shí)執(zhí)行的多個(gè)微操作 A ← B， B ← C 方括號(hào) [ ] 用于指定寄存器字的地址 MBR ← M[MAR] 注： MAR通常表示為存儲(chǔ)器的 地址寄存器 。 寄存器框圖 A (a) 最常用的矩形框表示 MBR 12 1 (c) 一個(gè) 12位寄存器 PC(H) 16 1 PC(L) 9 8 (d) 劃分為高 (H)、低 (L)兩字節(jié)的 16位寄存器 (b) 劃分成若干單元并編號(hào) A8 A7 A6 A5 A3 A2 A1 A4 例 1. 傳送語句 A ← B A：目標(biāo)寄存器 B：源寄存器 （ 信息傳送完成后， A、 B內(nèi)容相同） 表示只有當(dāng)傳送發(fā)生的條件（控制功能）成立時(shí)， 即 X T1=1時(shí)，才執(zhí)行傳送操作。例：如下圖，用符號(hào) A， B， R1， R2， MAR等表示寄存器。 最簡便的寄存器傳送語言 寄存器傳送操作 對(duì)寄存器所存信息的加工和存儲(chǔ)稱為 寄存器傳送操作 。 數(shù)字系統(tǒng)中最常見的微操作有： ? 寄存器傳送微操作 ? 算術(shù)微操作 ? 邏輯微操作 ? 移位微操作 對(duì)存儲(chǔ)在寄存器中的信息所進(jìn)行的 微操作與數(shù)據(jù)的類型有關(guān) 。 控制功能 可以由定時(shí)信號(hào)組成，也可以根據(jù)以前的操作結(jié)果決定。 這樣，任何形式的 時(shí)序電路 都被看作寄存器。 用寄存器傳送語言描述數(shù)字系統(tǒng)時(shí)，寄存器的涵義是廣泛的，它包括了所有形式的寄存器： 如 移位寄存器 計(jì)數(shù)器 存儲(chǔ)器 等。 寄存器傳送語言中的 各種符號(hào) 和 表達(dá)式 都要與 執(zhí)行所述 微操作 的 寄存器 和其他 邏輯部件 相對(duì)應(yīng)，一旦脫離了具體的寄存器和其他邏輯部件，這些符號(hào)和表達(dá)式便失去了它的意義。 寄存器傳送語言 寄存器傳送語言 (RTL)是一種用以描述數(shù)字系統(tǒng)各種設(shè)備以及它們之間相互連接和相互關(guān)系的 形式語言 。 由于每個(gè) ASM塊只能描述系統(tǒng)的一個(gè)狀態(tài)，對(duì)于計(jì)算機(jī)和類似的復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)來說，僅僅采用 ASM圖作為硬件的描述工具是不夠的，因此，需要一種功能更強(qiáng)的形式化工具來 描述和定義 數(shù)字系統(tǒng)中的操作和實(shí)現(xiàn)這些操作的硬件結(jié)構(gòu)。 NSCAR EWCAR TM40 0 0 0 1 1 1 NSGreen EWRed, ENTM40 11 C TM3 0 1 EWYellow NSYellow, ENTM3 10 D 十字路口交通燈 控制器邏輯框圖 模 3 計(jì)數(shù)器 模 40 計(jì)數(shù)器 模 60 計(jì)數(shù)器 分頻器 CLK CP（周期 1秒） TM60 ENTM3 TM40 TM3 ENTM40 ENTM60 Q0 D1 D0 Q1 Q D CLK Q D CLK 輸出組合邏輯 ENTM3 ENTM40 ENTM60 EWRED EWGREEN EWYELLOW NSRED NSGREEN NSYELLOW 控制組合邏輯 EWCAR NSCAR ASM圖的特點(diǎn) ASM圖為時(shí)序電路系統(tǒng)提供了形式化描述方法。 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 按照 ASM圖中的每一個(gè) ASM塊中判別框和條件輸出框內(nèi)標(biāo)注的 有效輸入 ，列出 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 ，如下： 現(xiàn)態(tài) 輸 入 條 件 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式 次態(tài) S(A) NSCAR EWCAR TM60 Sn+1 Q1Q0 Q1Q0 Q1Q0 Q1Q0 NSCAR EWCAR 0 0 0 1 1 1 EWGeen NSRed,ENTM60 00 A TM60 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 按照 ASM圖中的每一個(gè) ASM塊中判別框和條件輸出框內(nèi)標(biāo)注的 有效輸入 ，列出 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 ，如下： 現(xiàn)態(tài) 輸 入 條 件 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式 次態(tài) S(A) NSCAR EWCAR TM60 Sn+1 Q1Q0 0 A Q1Q0 Q1Q0 Q1Q0 NSCAR EWCAR 0 0 0 1 1 1 EWGeen NSRed,ENTM60 00 A TM60 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 按照 ASM圖中的每一個(gè) ASM塊中判別框和條件輸出框內(nèi)標(biāo)注的 有效輸入 ，列出 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 ，如下： 現(xiàn)態(tài) 輸 入 條 件 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式 次態(tài) S(A) NSCAR EWCAR TM60 Sn+1 Q1Q0 0 — — A Q1Q0 Q1Q0 Q1Q0 NSCAR EWCAR 0 0 0 1 1 1 EWGeen NSRed,ENTM60 00 A TM60 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 按照 ASM圖中的每一個(gè) ASM塊中判別框和條件輸出框內(nèi)標(biāo)注的 有效輸入 ，列出 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 ，如下： 現(xiàn)態(tài) 輸 入 條 件 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式 次態(tài) S(A) NSCAR EWCAR TM60 Sn+1 Q1Q0 0 — — NSCAR A Q1Q0 Q1Q0 Q1Q0 NSCAR EWCAR 0 0 0 1 1 1 EWGeen NSRed,ENTM60 00 A TM60 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 按照 ASM圖中的每一個(gè) ASM塊中判別框和條件輸出框內(nèi)標(biāo)注的 有效輸入 ，列出 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 ，如下： 現(xiàn)態(tài) 輸 入 條 件 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式 次態(tài) S(A) NSCAR EWCAR TM60 Sn+1 Q1Q0 0 — — NSCAR A Q1Q0 1 0 — NSCAR ? EWCAR B Q1Q0 1 1 0 NSCAR ? EWCAR ? TM60 A Q1Q0 1 1 1 NSCAR ? EWCAR ? TM60 B NSCAR EWCAR 0 0 0 1 1 1 EWGeen NSRed,ENTM60 00 A TM60 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 按照 ASM圖中的每一個(gè) ASM塊中判別框和條件輸出框內(nèi)標(biāo)注的 有效輸入 ，列出 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 ，如下： 現(xiàn)態(tài) 輸 入 條 件 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式 次態(tài) S(B) TM 3 Sn+1 Q1Q0 0 TM 3 B Q1Q0 1 TM 3 C TM3 0 1 NSYellow EWYellow,ENTM3 B 01 C 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 現(xiàn)態(tài) 輸 入 條 件 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式 次態(tài) S NSCAR EWCAR TM40 TM3 Sn+1 Q1Q0 0 — — — NSCAR D Q1Q0 1 0 — — NSCAR ? EWCAR C Q1Q0 1 1 0 — NSCAR ? EWCAR ? TM60 C Q1Q0 1 1 1 — NSCAR ? EWCAR ? TM60 D Q1Q0 — — — 0 TM 3 D Q1Q0 — — — 1 TM 3 A NSCAR EWCAR TM40 0 0 0 1 1 1 NSGreen EWRed, ENTM40 11 C TM3 0 1 EWYellow NSYellow, ENTM3 10 D A 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 由 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式表 合并成 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表， 如下： 現(xiàn)態(tài) 輸 入 條 件 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式 次態(tài) S(A) NSCAR EWCAR TM60 Sn+1 Q1Q0 0 — — NSCAR A Q1Q0 1 0 — NSCAR ? EWCAR B Q1Q0 1 1 0 NSCAR ? EWCAR ? TM60 A Q1Q0 1 1 1 NSCAR ? EWCAR ? TM60 B S Q1 Q0 轉(zhuǎn)換條件表達(dá)式 Sn+1 Q1n+1Q0n+1 A 0 0 NSCAR A 0 0 A 0 0 NSCAR?EWCAR B 0 1 A 0 0 NSCAR?EWCAR?TM60 A 0 0 A 0 0 NSCAR?EWCAR?TM60 B 0 1 十字路口交通燈控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 S Q1 Q0 轉(zhuǎn)換條件表達(dá)式 Sn+1 Q1n+1Q0n+1 A 0 0 NSCAR A 0 0 A 0 0 NSCAR?EWCAR B 0 1 A 0 0 NSCAR?EWCAR?TM60 A 0 0 A 0 0 NSCAR?EWCAR?TM60 B 0 1 B 0 1 TM3 B 0 1 B 0 1 TM3 C 1 1 C 1 1 NSCAR D 1 0 C 1 1 NSCAR?EWCAR C 1 1 C 1 1 NSCAR?EWCAR?TM40 C 1 1 C 1 1 NSCAR?EWCAR?TM40 D 1 0 D 1 0 TM3 D 1 0 D 1 0 TM3 A 0 0 十字路口交通燈控制器次態(tài)方程式 Q1n+1 = Q1?Q0?TM3 + Q1?Q0?NSCAR + Q1?Q0?NSCAR?EWCAR + Q1?Q0?NSCAR?EWCAR?TM40 + Q1?Q0?NSCAR?EWCAR?TM40 + Q1?Q0?TM3 由于次態(tài)為 Sn+1 = S ? (轉(zhuǎn)換條件表達(dá)式 )，由前表可得到次態(tài)方程式并化簡為： = Q1?Q0?TM3 + Q1?Q0?NSCAR + Q1?Q0?NSCAR?EWCAR + Q1?Q0?NSCAR?EWCAR + Q1?Q0?TM3 = Q1?Q0?TM3 + Q1?Q0?NSCAR + Q1?Q0?NSCAR + Q1?Q0?TM3 = Q1?Q0?TM3 + Q1?Q0 + Q1?Q0?TM3 = Q1?Q0?TM3 + Q1?Q0 ?TM3 + Q1?Q0 ?TM3 + Q1?Q0?TM3 = Q0?TM3 + Q1?TM3 此方程也稱為次態(tài) Qn+1的 轉(zhuǎn)移方程 ，包含有 轉(zhuǎn)換條件表達(dá)式 。 （ 6）由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表得到 次態(tài)方程式 ，從 ASM圖列 出 輸出函數(shù)表達(dá)式 。 （ 4）將詳細(xì)邏輯流程圖轉(zhuǎn)換成 ASM圖 。 （ 2）定義輸入、輸出信號(hào)并用助記符表示。 在 ASM圖中，所有的當(dāng)前狀態(tài)下的 Moore型 有效輸出都應(yīng)列在狀態(tài)框內(nèi)； 所有的當(dāng)前狀態(tài)下的滿足輸入條件的 Mealy型 有效輸出都應(yīng)列在條件輸出框內(nèi)。 功能說明 入口 出口 條件輸出表 (c) 條件輸出框 由邏輯流程圖轉(zhuǎn)換成 ASM圖 ASM圖可以直接送入計(jì)算機(jī)輔助邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)，由該系統(tǒng)自動(dòng)完成控制單元的設(shè)計(jì)。 注意圖的標(biāo)注與流程圖的不同。 條件 入口 條件 假 出口 0 條件 真 出口 1 (b) ASM的判別框 其中：框內(nèi)的輸入條件為 布爾表達(dá)式 。 功能說明或狀態(tài)名 入口 出口 狀態(tài)輸出表 (a)