Микропрограммный процессор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIos Советскик

Социалистическия

Республик

< 1664173: (61) Дополнительное к ear. сеид-ву— (51)М, К„.2 (22) Заявлено 2LI277(21) 2558691/18-24

С 06 F 15/00 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Гоеударствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 25.05.79. Бюллетень Мо 19

Дата опубликования описания 2805.79 (72) Авторы

ИЭОбрЕтЕНИя В. М. Долкарт, И .Р. Крамфус, Р . Р . Пурэ и В.Н . Степанов (71) Заявитель (54) МИКРОПРОГРАММНЫЙ ПРОЦЕССОР

И з обрет ен и е отн оси т с я к вычисли" тельной технике и, в частности к проектированию процессоров.

Известен микропрограммный процессор, содержащий операционный блок, оперативную память, счетчик команд, постоянную память. Однако такое устройство имеет относительно низкое быстродействие, так как и программы операционной систеьы, и программа пользователей находятся в оперативной памяти (I).

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является 15 микропрограммный процессор, содержащий операционный блок, связанный через первые вход и выход с оперативной памятью, второй выход которого соединен со входом счетчика команд, 20 выход которого соединен со вторым входом операционного блока, третий вход которого соединен с первым выходом блока микропрограммного управления, второй выход которого соеди- 25 нен с первым входом коммутатора адреса,.выход которого соединен со входом постоянной памяти, вь.ход ко, торой соединен со входом блока микропрограм яого управления (2). 30 недостатком известного микропрограммного процессора является потери времени.на выборку команд операционной системы иэ оперативной памяти.

Это особенно важно при создании многопроцессорных систем, так как в них могут возникать конфликтные ситуации при одновременном обращении нескольких процессоров к оперативной памяти.

Цель изобретения — повьпаение быстродействия процессора.

Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммный процессор введены триггер привилегированного режима и элемент И, выход которого подключен ко второму входу коммутатора адреса, первый вход элемента И подключен к выходу счетчика команд, второй вход — к четвертому выходу операционного блока, а третий вход элемента И подключен к выходу триггера привилегированного режима, вход которого подключен к пятому выходу опе рационного блока, чет.тертый вход операционного блока подключен к выходу постоянной памяти.

На чертеже дана структурная схема микропрограммного процессора.

Он содержит операционный блок 1, оперативную память 2, счетчик 3 ко664173

Формула изобретения

3 манд, блок 4 микропрограммного управления, постоянную память 5, коммутатор 6 адреса, триггер 7 привилегированного режима и элемент И 8.

Обработка информации в процессе производится операичонным блоком 1, который выбирает команды и данные из оперативной памяти 2. Адреса выполняемых команд хранятся в счетчике

3 команд, который увеличивает свое содержимое на единицу после выполнения каждой команды. Команды перехо- 10 дов могут полностью менять содержимое счетчика 3 команд.

Работой операционного блока 1 управляет блок 4 микропрограммного управления, который считывает текущие 15 микрокоманды иэ постоянной памяти 5.

Коммутатор б адреса передает адрес выбираемой микрокоманды из блока 4 микропрограммного управления на вход постоянной памяти 5.

Поскольку программы операционной системы являются в отличие от программ пользоьателей постоянными, то они могут быть записаны в постоянной памяти 5. При этом ускоряется их выполнение и разгружается оперативная память, что особенно важно для многопроцессорных систем.

Работа процессора при выполнении программ операционной системы производится следующим образом.

Операционный блок 1 устанавливает триггер 7 привилегированного режима, который подключает с помощью элемента И 8 счетчик 3 команд к коммутатору б адреса во время выборки команды 35 операционным блоком 1. При этом ком- . мутатор 6 адреса подключает адрес команды к постоянной памяти 5, из которой она и сйютывается в операционный блок l для исполнения. 40

При переходе процессора в режим пользователя операционный блок 1 гасит триггер 7 привилегированного режи ма, элемент И 8 запирается и выборка ,команд в операционный блок 1 произ- 48 водится из оперативной памяти 2.

Таким образом, введение триггера 7 привилегированного режима и элемента И 8 позволяет уменьшить число обращений к оперативной памяти 2, что повышает скорость работы процессора, особенно в многопроцессорных системах, где возникают конфликтные си4 туацин при одновременном обращении нескольких процессоров к оперативной памяти.

Расчеты показывают, что время работы программ операционной системы составляет приблизительно 10% времени работы машины. Время выбора информации из постоянной памяти втрое мень ше времени выбора информации иэ оперативной памяти. Поэтому увеличение скорости от внедрения изобретения может составить приблизительно 3,4%.

Микропрограммный процессор, содержащий операционный блок, оперативную память,. счетчик команд, блок микропрограммного управления, постоянную память, коммутатор адреса, первый вход которого соединен с первым выходом блока микропрограммного управления, а выход соединен со входом постоянной памяти, выход которой подключен ко входу блока микропрограммного управления, второй выход которого подключен к первому входу операционного блока, второй вход — выход операционного блока подключен ко входу — выходу оперативной памяти, третий вход и третий выход операционного блока подключены ко входу и выходу счетчика команд соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия процессора, в него введены триггер привилегированного режима и элемент И, выход которого подключен ко горому входу коммутатора адреса, первый вход элемента И подключен к выходу счетчика команд, второй вход к четвертому выходу операционного блока, а третий вход элемента И подключен к выходу триггзра привилегированного режима, вход которого подключен к пятому выходу операционного блока, четвертый вход операционного блока подключен к выходу постоянной памяти .

Источники информации, использованные при экспертизе

1. Патент Великобритании 91397253 кл. G 4 А, 1975.

2 . Патент Великобритании 91447736 кл. 6 4 At 1976.

664173

Составитель Т. Ламэина

Редактор Н. Разумова Техред И. Андрейчук Корректор О,Билак Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3001/46 филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4