Микропрограммное устройство управления

 

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вьгчислительньрс системах и терминальной аппаратуре. Цель изобре тения - повьппение достоверности функционирования за счет ослтцествления контроля хода вьтолнения различных типов микропрограмм. Устройство содержит блок памяти микрокоманд, блок модификации адреса, регистр микроопераций, сдвиговый регистр , счетчик распределения контроля , дешифратор и управляемый генератор тактовых импульсов. За счет введения в устройство счетчика коррекции , счетчика распределения и дешифратора и соответствующих связей осуществляется цель изобретения. 3 ил, 1 табл.; С € 1чэ 4;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) 1241 А 1 (58 4 G 06 F 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

H А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ . (21) 3815647/24-24 (22) 19.11.84 (46) 30.06.86,Бюл. Ф 24 (72) g).ß,Пушкарев и Д.В.Полонский (53) 681.325 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

949657, кл. G Об F 9/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР .

Ф 108792, кл. G 06 F 9/22, 1982, (54) MHKPOIIPOIPANMHOE УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ (57) Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных системах и терминальной аппаратуре.

Цель изобретения — повышение достоверности функционирования за счет ос1 ществления контроля хода выполнения различных типов микропрограмм.

Устройство содержит блок памяти мик рокоманд, блок модификации адреса, регистр микроопераций, сдвиговый регистр, счетчик распределения контроля, дешифратор и управляемый генератор тактовых импульсов. За счет введения в устройство счетчика коррекции, счетчика распределения и дешифратора и соответствующих связей осуществляется цель изобретения. 3 ил, 1 табл.

124124!

25

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальной аппаратуре ° .Цель изобретения — повышение достоверности функционирования путем осуществления контроля хода выполнения различных типов микропрограмм.

На фиг.l изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема блока модификации адреса; на фиг. 3 — временная диаграмма работы устройства.

Микропрограммное устройство управления содержит блок 1 памяти микрокоманд, блок 2 модификации адреса, регистр 3 микроопераций, сдвиговый регистр 4, счетчик 5 распределения, счетчик 6 контроля, дешифратор 7, управляемый генератор 8 тактовых импульсов, счетчик 9 коррекции, группу входов 10 условий, группу управляющих выходов 11, вход 12 начальной установки, выход 13 кода операций .и выход 14 неисправности. . Блок 2 модификации адреса образуют регистр 15 адреса, дешифратор 16, группа элементов И 17, элемент

ИЛИ 18.

На фиг.3 позицией 19 показан сигнал на входе 12 начальной установки устройства, 20 — импульсы на выходе 3-"> управляемого генератора 8, 21 — импульсы на выходе переноса счетчика

5 распределения, 22 — сигнал на выходе сдвигового регистра 4, 23 — сигнал на выходе старшего разряда счетчика 9 коррекции 24 — 26 — сигналы на четвертом, девятом и восемнадцатом управляющих выходах 11 устройства соответственно, 27 — сигнал кода микрокоманды на выходе блока 1 памяти микрокоманд, 28 — сигнал кода микрокоманды на выходе регистра 3 и

29 — сигнал адреса на выходе блока

2 модификации адреса.

Микропрограммное устройство управления работает следующим образом.

Для приведения устройства в исходное состояние подается сигнал 19, в результате чего сдвиговый регистр

4, счетчик 6 контроля и регистр 15 адреса устанавливаются в "0" . По нулевому адресу Аl (29) из блока 1 памяти микрокоманд считывается пер! 2 вая микрокоманда Мl (27). формат каждой микрокоманды состоит из поля адреса„поля перехода, поля микроопераций поля управления и поля контроля. !

В поле адреса указывается адрес следующей микрокоманды. Поле адреса поступает на первый информационный вход блока 2 модификации адреса.

Поле перехода определяет тип перехода (условный или безусловный) в микропрограмме, Поле перехода поступает на управляющий вход блока 2 модификации адреса. Если содержимое поля перехода равно нулю, переход к следующей микрокоманде осуществля- . ется безусловно. В этом случае единичным .сигналом с выхода дешифратора 16 открывается первый элемент

И,17„ и на информационный вход младшего разряда регистра 15 адреса поступает младший разряд поля адреса микрокоманды.

При условном переходе по ненулевому коду в поле перехода дешифратор 16 подключает на информационный вход младшего разряда регистра 15 адреса сигнал условия с одного из входов 10 устройства.

В поле микроопераций указывается код операции, которую выполняют операционные схемы, управляемые данным микропрограммным устройством управления. Поле операций поступает на информационный вход регистра.

В поле управления задается набор микроприказов,, при выдаче которых осуществляется выполнение операции, указанной в поле операций. Поле управления поступает на информационный вход сдвигового регистра 4.

В поле контроля содержится код, при использовании которого проводится контроль хода выполнения микропрограммы. Поле контроля поступает на информационный вход счетчика 9 коррекции, После выдачи сигнала 19 сигнал

22 на выходе сдвигового регистра 4 имеет нулевое значение, в рЕзультате чего частота импульсов 20 на выходе управляемого генератора 8 имеет максимальное значение. Счетчик 5 производит счет с максимальной частотой и после переполнения вырабатывает сигнал 2!. По сигналу 21 соответствующие поля микрокоманды Мl записываются в регистр 3, сдвиговый регистр 4 и счетчик 9 коррекции (28), 3 1241 а в регистр 15 адреса записывается сформированный адрес А2 микрокоманды М2 (29).

Например, для выполнения микрокоманды Ml необходимы три микротакта.

Причем в течение первого, второго и третьего микротактов единичный сигнал должен присутствовать, например, на четвертом, девятом и восемнадца том управляющих выходах 10 устройст- !0 ва соответственно. Вследствие этого в четвертом, девятом и восемнадцатом разрядах поля управления микрокоманды Ml присутствуют "1", а в остальных разрядах "0". l5

По сигналу 20 счетчик 5 начинает счет с нулевого значения, а сдвиговый регистр 4 производит сдвиг в сторону младших разрядов содержащегося в нем поля управления микрокоманды 20

Ml.

Пока производится сдвиг первого, второго и третьего разрядов поля управления микрокоманды Ml, сигнал 22 имеет нулевое значение и импульсы 25

20 вырабатываются с максимальной частотой. При поступлении на выход сдвига сдвигового регистра 4 четвертого разряда поля управления сигнал

22 принимает единичное значение.

В результате этого управляемый генератор 8 изменяет частоту следования импульсов 20 до значения, необходимого для исполнения микротактов микрокоманд.

Сигналом 22 стробируется дешифратор 7. К этому времени счетчик 5 уже содержит код четверки, по которому единичный сигнал 24 вырабатывается на четвертом выходе дешифратора 7 и поступает на четвертый управляющий выход 11 устройства.

После отработки первого микротакта импульсом 20 производится очеред-. .45 ной сдвиг в сдвиговом регистре 4, и сигнал 22 принимает нулевое значение. Управляемый генератор 8 опять вырабатывает импульсы 20 с максимальной частотой.

После поступления на выход сдвига сдвигового регис"ра 4 девятого разряда поля управления сигнал 22 принимает единичное значение ° Изменяется частота следования импульсов 55

20. Счетчик 5 к этому времени досчитывает до кода девяти, и сигнал 25 поступает с выхода дешифратора 7 на ства.

После отработки второго микроприказа импульсом 20 производится сдвиг сдвигового регистра 4 и сигнал 22 принимает нулевое значение. Управляемый генератор 8 вырабатывает импульсы 20 с максимальной частотой до тех пор, пока восемнадцатый разряд поля управления не поступит на выход сдвига сдвигового регистра 4. Сигнал 22 аналогично принимает единичное значение, в результате чего вырабатывается сигнал 26, После отработки последнего третьего микроприказа содержимое сдвигового регистра 4 оказывается равным нулю. Поэтому при дальнейшем поступлении импульсов 20 сигнал 22 единичного значения не принимаег.

Счетчик 5 переполняется и сигналом 21 в регистр 3, сдвиговый регистр 4 и счетчик 9 записываются поля микрокоманды М2 а в регистр 15 адреса записывается сформированный адрес АЗ микрокоманды МЗ.

Исполнение микрокоманды М2 и последующих микрокоманд производится аналогично исполнению микрокоманды Ml

По мере выполнения каждой микрокоманды сигналом 22 производится счет счетчиков 9 коррекции и 6 контроля.

Счетчик 6 контроля является реверсивным счетчиком, и его счет производится то с прибавлением, то с вычитанием. Управление режимом счета с прибавлением или вычитанием счетчика 6 контроля осуществляется сигналом с выхода старшего разряда счетчика 9 коррекции. Счетчик 9 коррекции является вычитающим .счетчиком. В процессе выполнения микрокоманд в счетчик

9 коррекции записывается поле контроля каждой микрокоманды. Структура поля контроля и его назначение поясняется при помощи таблицы.

Поле конт оля Назначение

Старший разряд

Задается начальный режим счета счетчика 6 контроля в микрокоманде

Указывается количество тактов счета счетчика 6 контроля в микрокоманде для начального режима сче

Младшие разряды

24! 4 девятый управляющий выход ll устрой1241241

Единица в старшем разряде- ноля контроля указывает на счет с прибавлением счетчика 6 контроля, а ноль на счет с вычитанием. При занесении полей контроля микрокоманд в счетчик

9 коррекции старший разряд поля контроля поступает на управляющий вход счетчика 6 контроля. В .одной микрокоманде, например, задается режим 10 счета счетчика 6 контроля с прибавлением, а в другой — с вычитанием с учетом того, чтобы после выполнения всей микрокоманды, т.е. после прибавления к содержимому счетчика 6 конт- 15 роля или вычитания из него числа еди— ниц в соответствии с количеством выдаваемых микроприказов, счетчик 6

Ъ контроля не обнулялся и не переполнялся. 20

Если режим счета счетчика 6 контроля во время выполнения микрокоманды производится без коррекции, млад. шие разряды в поле контроля этой микрокоманды имеют единичное значение.

Для более гибкого управления ре;жимом счета счетчика 6 контроля воз.можна коррекция режима счета счетчика 6 контроля во время исполнения одной микрокоманды.

В этом случае в младших разрядах поля контроля указывается число тактов, которое отсчитывается счетчи— ком 6 контроля в соответствии с режимом, первоначально заданным в старшем разряде поля контроля. Счетчик

9 коррекции производит счет одновременно со счетчиком 6 контроля. После отсчета заданного количества тактов значение старшего разряда на выходе счетчика 9 коррекции изменяется на противоположное и счетчик 6 контроля производит счет в противоположном режиме.

Пример 1. Выполнение микрокоманды состоит.из трех тактов, причем в первых двух тактах счетчик 6 контроля считает с вычитанием, а в третьем — с прибавлением. В этом случае в поле контроля имеется двоичный код 00...001. Сигнал 23 имеет нулевое значение. После вычитания из содержимого счетчика 9 коррекции . 5 двойки в счетчике 9 коррекции остается код 1 1... 1 1 1. Сигнал 23 принимает единичное значение.

П р и и е р 2. Выполнение микрокоманды состоит из пяти тактов, причем в первых четырех тактах счетчик

6 контроля ведет счет с прибавлением, а в пятом — с вычитанием. B этом случае в поле. контроля имеется код

10...011. После отсчета четырех тактов в счетчике 9 коррекции остается код 0!...111. По мере выполнения каждой микрокоманды производится счет счетчика 6 контроля, причем содержимое счетчика 6 контроля линейно возрастает (при прибавлении), ие доходя до переполнения, а затем линейцо убывает (при вычитании), не доходя до заема.

Если правильный ход выполнения микропрограммы нарушается, то нарушается и контролируемый режим счета счетчика 6 контроля, в результате чего он вырабатывает сигналы переноса и заема. При этом сигнал переноса (заема) поступает с выхода переполнения счетчика 6 контроля на вы— ход 14 устройства, сигнализируя об ошибке.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащеИ блок памяти микрокоманд, блок модификации адреса, регистр микроопераций, счетчик контроля и управляемый генератор тактовых импульсов, причем выход блока модификации адреса соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выходы поля адреса и поля перехода которого соединены соответственно с первым. информационным входом и входом управления модификацией блока модификации адреса, выход поля микрооперации блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом регистра микроопераций, выход которого соединен с выходом кода операции устройства, второй информационный вход блока модификации адреса подключен к входу условий устройства, вход начальной установки блока модификации адреса и вход сброса счетчика контроля подключены к входу начальной установки устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности функционирования путем осуществления контроля хода выполнения различных типов мик1241241 ропрограмм, оно содержит сдвиговый регистр, счетчик распределения, счет-. чик коррекции и дешифратор, причем вход сброса сдвигового регистра подключен к входу начальной установки устройства, выход поля управлейия блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом сдвигового регистра, выход которого соединен с 10 счетными входами счетчика коррекции и счетчика контроля, входом управления режимом управляемого генератора тактовых импульсов и стробирующим входом дешифратора, группа выходов 15 которого подключена к группе управляющих выходов устройства, информационный вход дешифратора соединен с информационным выходом счетчика рас-пределения, счетный вход которого соединен с выходом управляемого генератора тактовых импульсов и входом синхронизации сдвигового регистра, вход записи которого с входами записи регистра микроопераций и счетчика коррекции, синхровходом блока модификации адреса и выходом переполнения счетчика распределения, выход старшего разряда счетчика коррекции соединен с входом управления направлением счета счетчика контроля, выход переполнения которого является выходом неисправности устройства, выход поля контроля блока памяти микрокоманд соединен с информационным . входом счетчика коррекции.

1241241

Составитель Ю Рандов

Техред 0 Гор гвай Корректор Е Сирохман

Редактор Л.Пчелинская

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д,4/5

Заказ 3490/44

Производственно-полиграфическое предприятие г У г жгород, ул. роектная, 4.П