Микропрограммное устройство управления с самоконтролем

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Поставленная цель достигается за счет обеспечения периодического самоконтроля микропрограммного устройства управления в процессе выполнения рабочей програм- . мы. Устройство содержит блок формирования адреса, счетчик адресу, блок памяти микрокоманд, регистр данных, блок дешифрации, блок суммирования по модулю два, триггер, элементы И-НЕ И, ИЛИ. Устройство позволяет осуществить вьтолнение рабочей программы, содержащейся в блоке памяти микрокоманд , а также контроля микрокоманд и адреса перевода блока памяти микро-. команд. 2 ил. to оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1247871 А1 (51)4 G 06 F 9 22 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф((1 фЧ,"" Ц И

l @&1160 itch.

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3835823/24-24 (22) 04.01.85 (46) 30,07.86. Бюл. Ф 28 (72) В.Д.Гамазин и В.Д.Остриков (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 760100, кл. G 06 F 9/22, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 987623, кл. G 06 F 9/22, 1981. (54) МИКРОПРОГРАИМНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ С CAMOKOHTPOJIEM (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля. Поставленная цель достигается за счет обеспечения периодического самоконтроля микропрограммного устройства управления в процессе выполнения рабочей программы. Устройство содержит блок формиро.вания адреса, счетчик адресу, блок памяти микрокоманд, регистр данных, блок дешифрации, блок суммирования по модулю два, триггер, элементы И-HF

И, ИЛИ. Устройство позволяет осуществить выполнение рабочей программы, содержащейся в блоке памяти микрокоманд, а также контроля микрокоманд и адреса перевода блока памяти микрокоманд. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

На фиг.1 представлена блок-схема микропрограммного устройства управления с самоконтролем; на фиг.2 — блоксхема мультиплексора блока формирования адреса.

Микропрограммное устройство управления с самоконтролем содержит блок формирования адреса 1, состоящего из сумматора 2 и мультиплексора 3, счетчик адреса 4, блок памяти микрокоманд 5, регистр микрокоманд 6, блок дешифрации 7, узел свертки по модулю два 8, триггер 9, элементы И-НЕ 10, элементы И 11 и 12, элемент ИЛИ 13 элементы И 14 и 15, информационные входы 16, информационные выходы 17, вход пуска 18, вход задания режима работы 19, вход синхронизации 20. Мультиплексор (фиг.2) содержит дешифратор 21, элементы И 22,,...,22, (где п — величина поля адреса ре— гистра иикроопераций) элемент ИЛИ 23, элемент HF. 24.

Блок формирования адреса предназначен для формирования адреса микрокоманд с естественным порядком следования, адреса микрокоманд условных переходов, а также для формирования управляющих сигналов по записи и счету адреса.

Сумматор 2 блока фориирования адреса 1 представляет собой параллельный двоичный сумматор, выполняющий операцию суммирования двоичных чисел.

Сумматор выполнен на основе одноразрядных комбинационных сумматоров, построенных на элементах И, ИЛИ и

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Сумматор также может быть выполнен на основе одноразрядных комбинационных сумматоров и схемы ускоренного межгруппового переноса.

Мультиплексор 3 блока формирования адреса 1 предназначен для приема информации по одному из инфориациочных входов в зависимости от управляющих сигналов с выхода поля задания кода логических условий регистра микрокоманд и передачи ее на прямой и инверсный выходы устройства. В составе мультиплексора предусмотрены встроенная схема дешифратора, которая дешифрует управляющие сигналы, и

47871 2 элемент НЕ, служащий для осуществления выдачи информации, Счетчик адреса 4 представляет собой двоичный счетчик с параллельным переносом, с цепями параллельного приема информации для задания начального значения счетчика и сброса. Счетчик адреса вырабатывает на выходе переполнения сигнал переноса при пе10 реходе из состояния "все единицы" в нуль. Запись и счет в счетчике адреса осуществляется перепадом из единицы в нуль соответствующими сигналами записи и счета.

15 Блок памяти микрокоманд 5 предназначен для хранения микрокоманд

H представляет собой постоянное запоминающее устройство, в котором при вызове одного адреса всегда считыва20 ется одна определенная информация, соответствующая этому адресу.

Регистр микрокоманд 6 является параллельным двоичным регистром, служащим для приема, хранения и передачи информации ° Выполнение íà D-триггерах с объединенным синхронизирующим входом, Прием информации в регистр осуществляется перепадом из единицы в нуль по синхронизирующеиу

30 входу. Регистр микрокоианд также содержит схеиу установки нуля.

Блок дешифрации 7 предназначен для формирования микроопераций посредством дешифрации и представляет собой блок дешифраторов с объединенными синхронизирующиии входаии.

Узел свертки по модулю два 8 является функциональным узлом, выполняющим функцию сложения по модулю

40 два многоразрядного двоичного кода.

В этом узле 8 осуществляется проверка на четность, многоразрядного двоичного кода со значением KQHTpoIIbHo» го разряда.

45 Проверка на четность осуществляется согласно выражению

= xÄ O+ х„Ж ..x;Q+} — Q х, О+ х ® x„, 50 где х (е1,m) — значение i-го разряда двоичного кода; х — значение контрольного

К разряда.

Узел свертки по модулю два 8 вы55 полнен на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ по пирамидальной схеме свертки.

Триггер 9 является асинхронным

RS-триггером.

124 7871

Мно опрограммное устроиство управления с самоконтролем работает в следующих режимах: в рабочем режиме., когда устройство занято выполнением рабочей программы, считываемой из блока памяти микрокоманд, с выработкой микроопераций на информационных выходах устройства; в KQHTpoJIbHoM режиме, когда устройство занято проверкой микрокоманд блока памяти мик- 0 рокоманд и адресов перехода по условию.

В исходном состоянии устройства триггер 9 находится в нулевом состоянии, в счетчике адреса 4 хранится 5 код нуля и в регистре микрокоманд— код предшествующей микрокоманды.

Рабочий режим микропрограммного устройства управления с самоконтролем характеризуется тем,что триггер 9 20 находится в нулевом состоянии. В этом режиме высокий потенциал нулевого выхода триггера 9 разрешает прохождение через элемент И 12 синхроимпульса входа синхронизации 20 на вход синхронизации блока дешифрации.

Таким образом, на информационных выходах устройства 17 соответственно с последовательностью синхроимпульсов входа синхронизации вырабатывается go последовательность микроопераций.

Низкий уровень единичного выхода триггера 9 независимо от состояния с выхода узла свертки по модулю два 8 и входа задания режима работы 19 фор- З мирует на выходе элемента И-НЕ 10 высокий потенциал, разрешающий прохождению через элемент И 11 синхроимпульсам с входа синхронизации 20.

Синхроимпульс входа синхронизации 20,4О проходящий через элемент И 11, поступает на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и осуществляет запись в регистр микрокоманд 6 микрокоманды с выходов блока памяти микрокоманд 5, поступает на входы элементов И 14 и 15 и в зависимости от значений выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 осуществляет запись или счет адреса в счетчике адреса 4. На выходы мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 в зависимости от информации с поля задания кода логических условий регистра микрокоманд 6 осуществляется передача одного из информационных сигналов 16, приходящих от объекта уп равления. Если на выходы мультиплексора 3 блока формирований адреса 1 передан сигнал объекта управления высокого уровня, то потенциал высокого уровня прямого выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 и потенциал низкого уровня единичного выхода триггера 9 через элемент

ИЛИ 13 разрешают прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса 4, увеличивая его содержимое на единицу, а потенциал низкого уровня инверсного выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 и потенциал высокого уровня нулевого выхода триггера 9 запрещает прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 15 на вход записи счетчика адреса 4.

Если на выходы мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 передан сигнал объекта управления низкого. уровня, то потенциал низкого уровня прямого выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 и потенциал низкого уровня единичного выхода триггера 9 через элемент ИЛИ 13 запрещают прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса 4, а потенциал высокого уровня инверсного выхода мультиплексора 3 и потенциал высокого уровня нулевого выхода триггера 9 разрешают прохождение синхроимпульса с выхода элемента

И 11 через элемент И 15 на вход записи счетчика адреса 4, осуществляя запись кода адреса перехода в счетчик адреса 4, сформированного на выходах сумматора 2 блока формирования адреса 1, определяемое суммой кодов

=одержимого счетчика адреса 4 и кода поля адреса регистров микрокоманд 6..

По сформированному адресу, хранящемуся в счетчике адреса 4, осуществляется считывание микрокоманды иэ блока памяти микрокоманд 5. Следующий синхроимпульс с выхода элемента

И 11 осуществляет запись микрокоманды блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и изменение содержимого счетчика адреса 4 в зависимости от кода поля адреса регистра микрокоманд 6 и соответствующему этому коду значения сигнала объекта управления, Подача сигнала по входу пуска 18 осуществляет установку в единицу

12478 71 триггера 9, установку нуля счетчика адреса 4 к регистра микрокоманд 6 и переводит микропрограммное устройство управления с самоконтролем в 5 контрольный режим работы.

Низкий уровень нулевого выхода триггера 9 запрещает прохождение синхроимпульса с входа синхронизации 20 10 через элемент И 12 на вход синхронизации блока дешифрации 7 и прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 15 на вход записи счетчика адреса 4. Высо- 15 кий потенциал единичного выхода триггера 9 независимо от значения выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 через элемент ИЛИ 13 разрешает прохождение синхроимпульса выхо- 20 да элемента И 11 через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса

Высокий потенциал входа задания режима работы 19 и высокий потенциал единичного выхода триггера 9 формирует на выходе элемента И-HE 10 состояние, зависимое от значения выхода узла 8. Низкий уровень выхода узла свертки по модулк два 8, свидетельствующий об отсутствии ошибки скани- 30 рования, через элемент И-НЕ 10 разрешает прохождение синхроимпульса входа синхронизации 20 через элемент

И 11, по" òóïàþùåãî на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса 4 и осуществляет запись микрокоманды блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и увеличение на единицу содержимого щ счетчика адреса 4. Сформированные значения кедов микрокоманды регистра микрокоманд 6 и суммарного кода адреса, содержащегося в счетчике адреса 4, и кода поля адреса регистра микрокоманд 6 поступают на группу входов узла свертки по модулю два 8, в котором осуществляется проверка на четность микрокоманды и адреса перехода. Высокий уровень выхода узла 50 свертки по модулю два 8, свидетельствующий о наличии ошибки по четности, через элемент И-НЕ 10 запрещает прохождение сикхроимпульса с входа с:инхронизации 20 через элемент И !1 55 и приостанавливает работу микропрограммного устройства управления с самоконтролем.

В случае отсутствия ошибки по четности мккрокоманды и адреса перехода на выходе узла свертки по модулю два 8 постоянно присутствует низкий потенциал, который разрешает через элементы И-HE 10 прохождение следующего синхроимпульса с входа синхронизации 20 через элемент И 11, поступающего на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и на счетный вход счетчика адреса 4, и осуществляет тем самым запись следующей микрокоманды с выходов блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и увеличение на единицу содержимого счетчика адреса 4. Последующие синхроимпульсы с выхода элемента И 11 повторяют в этом случае действия по считыванию микрокоманд из блока памяти микрокоманд 5 в .регистр микрокоманд 6 и увеличения содержимого счетчика адреса 4 до появления сигнала переполнения счетчика адреса 4, который осуществляет установку в нуль триггера 9 и перевод микропрограммного устройства управления с самоконтролем в рабочий режим.

При желании выполнить сканирование без остакова и при наличии ошибки в микрокоманде или ошибки в адресах переходах подачей низкого потенциала по входу задания режима работы 19 осуществляется формирование, независимо от состояния единичного вьгхода триггера 9 с выхода узла свертки по модулю два 8, ка выходе элемента И-НЕ 10 высокого потенциала, разрешающего прохожденйе через элемент И 11 сикхроимпульса входа синхронизации 20. Синхроимпульс выхода элемекта И 11 поступает на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 к, через элемент И 14, на счетный вход счетчика адреса 4,. и осуществляет запись микрокоманды с выхода блока памяти микрокомакд 5 в регистр мккрокоманд 6 и увеличение ка еди-ицу содержимого счетчика адреса 4.

Последующие синхроимпульсы выхода элемента И 11 повторяют действия по считыванию микрокомакд из блока памяти микрокоманд 5 в регистр мккрокоманды 6 и увеличение содержимого с-гетчика адреса 4 до появления сигнала переполнения счетчика адреса 4, который осуществляет установку в пуль триггера 9 к перевод микропро1247871 граммного устройства управления с самоконтролем в рабочий режим. Таким образом, микропрограммное устройство управления с самоконтролем осуществляет выполнение рабочей программы, содержащейся в блоке памяти микрокоманд 5; контроль микрокоманд и адреса, перехода блока памяти микрокоманд 5 и сумматора 2 блока формирования адресов 19 счетчика адреса 4 и регистра данных 6.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления с самоконтролем, содержащее блок формирования адреса, блок дешифрации, триггер, элемент ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый элементы И, регистр микрокоманд, блок памяти микрокоманд и счетчик адреса, причем выходы блока памяти микрокоманд соединены с информационными входами регистра микрокоманд, вход синхронизации устройства соединен с первым входом первого элеменt таИ,отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно содержит элемент

И-НЕ, узел свертки по модулю два, а блок формирования адреса содержит сумматор и мультиплексор, причем вход синхронизации устройства соединен с первым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен с входом записи регистра микрокоманд, первыми входами третьего и

,четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с прямым выходом мультиплексора, инверсный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход кото.рого сОединен .с входом записи счет— чика адреса, группа информационных входов которого соединена с группой выходов сумматора и с первой группой информационных входов узла свертки

30

З5 управляющих входов мультиплексора и

45

5

10 !

5 по модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ

Э второй вход которого соединен с прямым выходом триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента И-HE соединен с вторым входом первого элемента И, инверсный выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И и третьим входом четвертого элемента И, выход второго элемента И соединен с входом синхронизации блока дешифрации, выходы которого являются информационными выходами устройства, вход пуска которого соединен с единичным входом триггера, с входом сброса регистра микрокоманд и входом сброса счетчика адреса, сум,мирующии вход которого соединен с выходом третьего элемента И, группа разрядных выходов счетчика адреса соединена с группой адресных входов блока памяти микрокоманд и с первой группой информационных входов сумматора, вторая группа информационных входов которого соединена с группой выходов поля адреса регистра микрокоманд и с второй группой информационных входов узла свертки по мо-. дулю два, выход переполнения счетчи-. ка адреса соединен с нулевым входом триггера, группа выходов. поля задания кода логических условий регистра микрокоманд соединена с группой с третьей группой информационных входов узла свертки по модулю два, четвертая группа информационных входов которого соединена с группой выходов поля микроопераций регистра микрокоманд и с группой информационных входов блока дешифрации, вход синхронизации узла свертки по модулю два соединен с выходом признака контроля регистра микрокоманд, третий вход элемента И-HE соединен с входом задания режима работы устройства, информационные входы мультиплексора соединены с информационными входами устройства.

1247871

Составитель А.Сиротская

Техред 3,Чщкмар

Редактор И. Сегляник

Корректор 0.Луговая

Заказ 4127/49 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113635, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул. Проектная, 4