Diseño Logico Del Computador

DESARROLLO

Diseño De Lógica De Control

El proceso del diseño lógico es una tarea compleja. Actualmente se utilizan sistemas asistidos por computador para automatizar este proceso, sin embargo el desarrollo del mismo y el análisis del sistema no pueden ser automatizados y requieren del razonamiento mental del diseñador humano.

La parte más complicada de este proceso es el desarrollo de algoritmos y procesos para poder lograr los objetivos deseados. Esta depende de la creatividad y experiencia del diseñador.

Un algoritmo es un procedimiento para obtener una solución a un problema describiendo los pasos sistemáticamente expuestos. Un algoritmo diseñado es un procedimiento para configurar el problema con una pieza dada de equipo. El proceso del desarrollo de un algoritmo diseñado no puede comenzar hasta que el diseñador este seguro de dos cosas. Primero, comprender el problema completamente y segundo, se debe asumir una configuración inicial del equipo para conformar el procedimiento. A partir de estas dos cosas se forma un algoritmo. El algoritmo se enuncia mediante un número finito de pasos de procedimientos bien definidos.

La información binaria encontrada en un sistema digital se almacena en un procesador o registros de memoria y puede ser constituida por datos o información de control. Los datos son elementos discretos de información que se manipulan por microoperaciones. La información de control suministra señales de mandos para especificar la secuencia de micro operaciones. La lógica de diseño de un sistema digital es un proceso para deducir los circuitos digitales que realizan datos de procesamientos y de circuitos digitales que suministran señales de control.

La temporización de todos los registros en un sistema digital sincrónico se controla por medio de un generador de pulsos de reloj maestros. Estos pulsos se aplican a todos los flip- flops y los registros en el sistema. Los pulsos continuos de reloj no cambian el estado de un registro a no ser que el registro se habilite por la señal de control. La parte del procesador de datos puede ser una unidad procesadora de propósito general. El control inicia todas las micro operaciones en el procesamiento de datos. La lógica de control que genera las señales da secuencia a las micro operaciones.

El diseño de un sistema digital que requiere una secuencia de control comienza con la suposición de la disponibilidad de variables de tiempo. Se diseña cada variable en la secuencia por medio de un estado y luego se forma un diagrama de estado. Al mismo tiempo con el desarrollo de secuencia de control se hace una lista de micro operaciones que se van a iniciar, para cada estado de control.

La secuencia de control y las relaciones de transferencia entre registros puede deducirse directamente de la especificación en palabras del problema.

Un diagrama de tiempo clarifica la secuencia de tiempo entre las diferentes señales de control del sistema. En un circuito secuencial con reloj, los pulsos de reloj sincronizan todas las operaciones incluyendo señales de transición en las variables de control.

En un sistema síncrono una señal de transición en una variable de control puede causar un cambio a otra variable de control. Un diagrama de control nos apoya para ver de una forma ilustrativa los cambios requeridos y las transiciones de todas las variables de control.

Un flujo grama es un diagrama que consiste de bloques conectados por medio de líneas directas. Dentro de los bloques se especifican los pasos procedimentales para configurar el algoritmo. Un flujo grama es una manera conveniente de especificar la secuencia de pasos de procedimientos y formas de decisión para un algoritmo. Un flujo grama para un algoritmo diseñado usaría normalmente los nombres de las variables de los registros definidos en la configuración inicial del equipo.

El diseño de la lógica de control no puede separarse del desarrollo del algoritmo para resolver un problema de diseño. Sin embargo, la lógica de control se relaciona directamente a la parte del procesador de datos del sistema que este controla.

1) Organización de Control

Una vez que se haya establecido la secuencia de control se puede diseñar el sistema secuencial que configura las operaciones de control. Los métodos de diseño que se usan, estados y tablas de excitación pueden usarse en teoría, pero en la práctica son engorrosos y difíciles de manejar. Además los circuitos de control obtenidos en este método requieren un gran número de flip-flops y compuertas.

Debido a esto se usan métodos para el diseño que pueden ser considerados como una extensión del método lógico secuencial, estos son:

1. Método de un flip-flop por estado: Este método usa un flip-flop por estado en el circuito secuencial de control. Solamente pone a uno un flip-flop en un tiempo dado, los demás se ponen a cero.

2. Método del registro de secuencia y el decodificador: Este método usa un registro para darle secuencia a los estados del control. El registro se decodifica para suministrar una salida por cada estado.

3. Control PLA: El control del PLA es esencialmente similar al registro de secuencia y al método del decodificador excepto que todos los circuitos combinacionales se configuran con un PLA, incluyendo el decodificador y la lógica de conexión.

4. Control de microprograma: El propósito de la unidad de control es iniciar una serie de pasos secuenciales de microoperaciones. Durante cualquier tiempo dado se deben iniciar ciertas operaciones mientras que otras permanecen latentes. Así, las variables de control en un tiempo dado pueden ser representadas por una cadena de 1 o 0 llamada palabra de control. Dichas palabras pueden ser programadas para iniciar las

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