Микропрограммное устройство управления

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в цифровых вычислительных системах. Целью изобретения является упрощенна устройства. Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд , регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса, вход 5 синхронизации,счетчики 6 и 7, шифратор 8, выход 9 кода операции, входы 10 логических условий , вход 11 начальной установки,управляющие выходы 12, счетчик 13.Поставленная цель достигается за счет возможности организации циклов выполнения одной микрокоманды. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (») 4 G 06 F 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

H9 1ГЮ rz

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Пд ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3999388/24-24 (22) 29.12.85 (46) 15.03.88.Бюл. У 10. (72) А.И.Бакич и.Ю.Г.Бондаренко (53) Ь81.32 (088.8) (5Ь) Авторское свидетельство СССР

М 10Ь2702, кл..G 06 F 9/22, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 111!1Ьl, кл. G 06 F 9/22, 1982. (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПPABJIЕНИЯ (57 ) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть

„„SU„„j 381504 А 1 использовано в цифровых вычислительных системах. Целью изобретения является упрощение. устройства. Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр

3 адреса, вход 5 синхронизации, счетчики Ь и 7, шифратор 8, выход 9 кода операции, входы 10 логических условий, вход 11 начальной установки,управляющие выходы 12, счетчик 13.Поставленная цель достигается эа счет возможности органиэации циклов выполнения одной микрокоманды. 7 ил.

1381504

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальной аппаратуре.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На фиг.! представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — 1О схемы счетчиков в виде пересчетных схем, повышающих устойчивость функционирования счетчиков; на фиг. 4— временная диаграмма работы устройства при организации циклов по количе- 15 ству на фиг. 5 — то же, в режиме управления внешним запросом; на фиг ° 6 — временная диаграмма работы пересчетной схемы по фиг.2; на фиг. 7 — временная диаграмма работы 20 пересчетной схемы по фиг.3.

Устройство содержит блок I памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса, группу 4 элементов И, вход 5 синхронизации устройства, счетчики Ь и 7, шифратор

8, выходы 9 кода операции устройства, группу входов 10 логических условий устройства, вход 11 начальной установки, группу управляющих выхо- 30 дов 12 устройства, счетчик 13,вход

l4 внешнего прерывания устройства.

Пересчетная схема 15 содержит счетчик 16, элемент И-НЕ 17, вход 18 записи информации, выход 19 формиро- 35 вания заема, триггер 20, генератор

21 одиночного импульса, группу ин- ° формационных входов 22, счетный вход 23, вход 24 установки в "0". вход 25 формирования заема, счетный 40 вход 26 счетчика !6.

Устройство работает следующим образом.

Для приведения устройства в исходное состояние на его вход 1! подает-45 ся сигнал 28, по которому регистр 3 адреса, счетчики 7 и 13 устанавливаются в "0", По нулевому адресу из блока l памяти микрокоманд выбирается начальная микрокоманда и поступает на информационные входы регистра

2 микрокоманд, регистра 3 адреса и счетчиков Ь, 7 и 13. Каждая микрокоманда состоит иэ трех частей: адресной, информационной и управляющей. 55

Адресная часть микрокоманды содержит код текущего адреса следующей микрокомаиды, который поступает с блока памяти микрокоманд на информационные входы регистра адреса. Операционная часть микрокоманды содержит код операции, которую выполняют операционные схемы, управляемые данным микропрограммным управляющим устройством. Операционная часть микрокоманды поступает с группы выходов кода операции регистра 2 микрокоманд на группу выходов 9 устройства. В управляющей части микрокоманды содержится информация о комбинации и количестве микроприказов, которые выдаются при выполнении данной микрокоманды, и о задержке ввода признаков.

При этом комбинация выдаваемых микроприказов определяется разрядами управляющей части микрокоманды, записанными в регистр 2 микрокоманд и счетчик 6, а количество микроприказов в микрокоманде — разрядами управляющ ей части, записанными в счетчик

7 ° Информация о задержке ввода признаков заносится в счетчик 13. По им" пульсу 27 на входе 5 синхронизации на выходах заема счетчиков 7 и 13 вырабатываются соответственно сигналы

29 и 30 заема, имеющие уровень "0".

По переднему фронту сигнала 29 заема счетчика 7 осуществляется прием адресной части микрокоманды в регистр

3 адреса, à по сигналу 30 заема счетчика 13 разрешается ввод внешних признаков с входов 10 устройства через группу 4 элементов И на входы установки в 1 разрядов регистра 3 адреса. При этом устанавливаются в "1и те разряды регистра 3 адреса,которым соответствуют входы 10 устройства, имеющие значение признака,равное 1". В остальных разрядах регистра 3 адреса сохраняется код, записанный по переднему фронту сигнала 29 заема счетчика 7. Далее по адресу, сформированному в регистре 3 адреса, осуществляется ввод в одну из микропрограмм, т.е. из блока 1 памяти мик" рокоманд выбирается новая микрокоманда, операционная и управляющая части которой фиксируются и регистре 2 микрокоманд и счетчиках 6 и 7 по заднему фронту сигнала 29 заема на выходе счетчика 7, а в счетчике 13 по заднему фронту сигнала 30 на выходе заема этого счетчика.

Код задержки ввода признаков, saносимый в счетчик 13, должен быть на единицу меньше общего количества микрокоманд, которые необходимо вы1381504 полнить до следующего ввода признаков.

Если следующий ввод признаков в адрес должен произойти после выпол5 нения некоторого количества и циклов, каждый из которых содер>хит, например, две (i- и i -типа ) микрокоманды (фиг. 5 ), или после выполнения ряда микрокоманд с суммарным количеством lð

N то перед выполнением первой микрокоманды по сигналу 30 з аема на выходе счетчика 13 в этот счетчик должен быть загружен код числа И вЂ” 1.

При выполнении микрокоманд шифратор 8 с помощью сигнала 27 на входе

5 синхронизации устройства формирует на выходах 12 устройства программируемый ряд микроприкаэов.

Например, в первой (i-типа) мик- 20 рокоманде каждого цикла вырабатываются микроприкаэы 31, 32 и 33, а во второй микрокоманде (J-òèïà) — микроприкаэы 34 и 35.

В последнем микротакте каждой 25 микрокоманды на выходе заема счетчика 7 микроприкаэов вырабатывается сигнал 29 эаема, который осушествляет запись по переднему фронту текущегоо адре с а следующей ми крокоманды в регистр 3 адреса, прием разрядов следующей микрокоманды в регистр 2 микрокоманды и в счетчики 6 и 7,поступает на счетный вход счетчика 13, содержимое которого уменьшается на единицу.

После выполнения (N — 1 ) -й ми крокоманды значенис счетчика 13 равно нулю, и при выдаче последнего микроприказа в N -й микрокоманде одновре- 40

S менно с сигналом 29 э аема счетчика 7 вырабатывается сигнал 30 заема счетчика 13, осуществляющий ввод признаков в адрес следующей микрокоманды и загрузку в счетчик !3 ново- 45 го значения кода задержки ввода признаков, как описано выше, и осуществляется переход на К <-ю микрокоманду, в которой выдаются микроприказы 38, 37 и 36.

Таким образом можно осуществлять ввод признаков в адрес нужной микрокоманды после выполнения необходимого числа микрокоманд (циклов микрокоманд)> т.е. выполнять циклы по ко55 личеству.

При подаче на вход 14 прерывания устройства сигнала 39 или 40 на выходах заема счетчиков 7 и 13 по импульсу 27 вырабатываются соответственно сигналы 29 и 30 заема. По сигналам

29 и 30 заема происходит прием текущего адреса следующей микрокоманды в регистр 3 адреса, ввод в регистр

3 адреса признаков через группу 4 элементов И и загрузка новой микрокоманды в регистр 2 микрокоманды и счетчики b, 7 и .13, как описано выше. После выдачи микроприкаэа 31 прои"ходит прерывание текуцей микрокоманды и переход на новую подпрогра тму (К -я микрокоманда).

Пунктиром на фиг.5 показаны микроприказы 32-35, которые должны вырабатываться при отсутствии сигнала внешнего прерывания, Пересчетная схема по фиг.2 работает следующим образом.

После подачи на вход 24 пересчетной схемы сигнала 28 установки в "0" (фиг, b) по синхросигналу 27, поступающему на вход 23 пересчетной схемы и первый вход элемента И-НЕ, на выходе элемента И-НЕ вырабатывается сигнал 41 отрицательной полярности, поступающий на счетный вход счетчика 16, на выходе которого вырабатывается сигнал заема, поступающий на -1-вход триггера 20. На выходе 19 перес четной схемы вырабатывается сигнал 42 заема, имеющий низкий уровень, который, поступая с выхода триггера

20 на второй вход элемента И-НЕ 17, блокирует (прерывает ) синхроси гнал

41 на выходе элемента И-1!Е (счетном входе 26 счетчика le) и при соединении выхода 19,с входом 18 (фиг.2, пунктир) обеспечивает прием с входов 22 пересчетной схемы кода числа, который фиксируется в счетчике 16 по окончании сигнала 42 заема на выходе 19, что обеспечивается установкой триггера 20 в "1" по S-входу при окончании синхроимпульса на входе 23 пересчетной схемы. При поступлении следующих синхросигналов на вход 23 пересчетной схемы происходит уменьшение содержимого счетчика 16 на единицу, после обнуления счетчика по сигналу 27 на входе 23 пересчетной схемы на выходе 19 вырабатывается сигнал 42 заема и может бы-.ь загруженн новый код в счетчик b. Если в процессе счета после подачи на выход 23 пересчетной схемы переднего фронта сигнала 27 синхронизации на вход 25 формирования з аема подается

138 !504 сигнал 39 прерывания, то на выходе ! 9 пересчетной схемы формируеТся сигнал 42 заема и ввод нового содержимого в счетчик lb можно произвести до обнуления этого счетчика, т.е.

5 в любом микротакте. При этом вне устройства должна быть обеспечена временная привязка сигнала 39 на входе

25 формирования заема к синхросигналу 27 на входе 23 пересчетной схемы.

11ересчетная схема по фиг.3 раббтает следующим образом.

После подачи на вход 24 пересчетной схемы сигнала 28 установки в "0" (фиг.7) на выходе заема счетчика 16 по синхросигналу 27 на входе 23,поступающему на счетный вход счетчика

16 через первый вход элемента И-НЕ

17, появляется сигнал заема, который устанавливает в "0" генератор 21 одиночного импульса, и на выходе 19 заеиа пересчетной схемы вырабатывается сигнал 42 заема, имеющий уровень

"0, который, поступая с выхода генератора 21 одиночного импульса на второй вход элемента И-НЕ 17, блокирует (прерывает) синхросигнал 4! на выходе элемента И-НЕ (счетном входе счетчика 16) и при соединении выхода

19 пересчетной схемы с входом 18 (фиг.3, пунктир) обеспечивает прием с входов 22 пересчетной схемы кода числа, который фиксируется в счетчике 16 по окончании сигнала заема на выходе 19, что обеспечивается сбросом сигнала на инверсном выходе гене. ратора 21 одиночного импульса по окончании синхроимпульса 27. поступающего на вход формирующей частоты генератора одиночного импульса с входа 23 пересчетной схемы.

При поступлении следующих синхросигналов иа вход 23 пересчетной схемы происходит уменьшение содержимого

45 счетчика. 16, и после его обнуления по сигнапу 27 на входе 23 пересчетной схемы на выходе 19 вырабатывается сигнал 42 заема и в счетчик 16 может быть загружен новый код. Если в процессе счета на вход 25 формиро50 вания заема пересчетной схемы подается асинхронный сигнал 40 прерывания, то на выходе 19 пересчетной схемы по сигналу 27 на ее входе 23 формируется сигнал заема и ввод нового содержимого в счетчик Ib можно произ1 вести до обнуления этого счетчика, т.е. в любом микротакте. При этом временная привязка асинхронного сигнала 40 прерывания обеспечивается структурой пересчетной схемы.

Таким образом, предлагаемое микропрограммное управляющее устройство позволяет организовать циклы по количеству за счет введения дополнительного счетчика и осуществлять переход на новую микрокоманду в любом микротакте путем прерывания микрокоманды или микропрограммы эа счет введения входа внешнего прерывания.

Реализация счетчиков 7 и 13 в виде пересчетных схем повышает устойчивость их работы.

Введение дополнительного (третьего) счетчика 13 компенсируется сокращением числа разрядов регистра 2 микрокоманд за счет исключения из последнего разрядов текущего адреса следующей микрокоманды.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микро команд, регистр адреса, регистр микрокоманд, группу элементов И, два счетчика и шифратор, причем выход регистра адреса подключен к адресному входу блока памяти микрокоманд, выход кода микрооперации которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к выходу кода операции устройства, первому информационному входу. шифратора и к входу управления направлением счета первого счетчика, выход которого подключен к второму информационному входу шифратора,выходы группы которого подключены к руппе управляющих выходов устройства, выход кода комбинации управляющих сигналов блока памяти микрокоманд подключен к информационному входу первого счетчика, выход количества повторений микрокоманды блока памяти микрокоманд подключен к информационному входу второго счетчика, выход сигнала заема которого подключен к синхровходу регистра микрокоманд, входам записи информации первого и второго счетчиков, вход синхронизаЦии устройства подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, вход начальной установки устройства подключен к входам началь-

1381504

Z7 д

7Z

М

М ной установки регистра адреса и второго счетчика, вход К-го логическогс устройства подключен к первому входу

-ro элемента И группы, К = 1, Г1, где M — количество логических условий, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно содержит третий счетчик, причем выход заема второго счетчика подключен к синх- 1 ровходам третьего счетчика и регистра адреса, К-й вход установки в 1 которого подключен к выходу К-го элемента И группы, второй вход которого подключен к выходу заема третьего счетчика и соединен с входом записи третьего счетчика, выход адреса следующей микрокоманды .блока памяти микрокоманд подключен к информационному входу регистра адреса, выход кода количества микрокоманд в микропрограмме блока памяти микрокоманд под° ключен к информационному входу

0 третьего счетчика, вход установки в

"0" которого подключен к входу начальной установки устройства, вход внещнего прерывания устройства подключен к вторым входам записи второго и третьего счетчиков.!

ЗК!504

7В

z9

138!504

Составитель М. Силин

Редактор И.Рыбченко Техред Л.Олийнык

Корректор И.Муска

Заказ 1185/45 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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