Многотактное микропрограммное устройство управления

 

1. МНОГОТАКТНОЕ МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее группу дешифраторов, выходы которых являются выходами устройства, последовательно соединенные регистр адреса, первый дешифратор адреса, блок памяти адресных микрокоманд, регистр микрокоманд, первый ):ьгх:од которого соединен с информационным входом регистру адреса, вход синхронизации которого соединен с первым выходом пересчетной схемы тактойых импульсов, вход которой является входом тактовых импульсов устройства, второй выход регистра микрокоманд соединен через второй дешифратор адреса с адресным входом блока памяти операционных микрокоманд, отличающееся тем, что, с целью сокращения объема оборудования, устройство содержит группу блоков элементов И, формирователь адреса микрокодов, первый вход которого соединен с вторым выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, второй и третий входы соединены соответственно с вторым и третьим выходами регистра микрокоманд, а выход - с адресным входом блока памяти управляющих микрокодов , выход koToporo соединен с информационным входом регистра микрокодов , выход которого соединен с входом формирователя управляющих микрокодов, выходы которого соединены с первыми входами блоков Элементов И группы, выходы которых соединены соответственно с входами дешифраторов группы, а вторые входы с выходами регистра микроопераций, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти операционных микрокоманд. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пересчетная схема тактовых импульсов содержит счетчик, счетный вход которого соединен с входом пересчетной схемы тактовых импульсов и входом элемента И, выход которого соединен с первым выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, второй выход которой соединен с выходами счетчика и СО 4 группой входов элемента И. 3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что формирова:о тель адреса микрокодов содержит де00 шифратор, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с входами формирователя адреса микрокодов, первая группа выходов дешифратора соединена с входами элемента ИЛИ, выход которого и вторая группа выходов дешифратора соединены с выходами формирователя адреса микрокодов . 4.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что формирова

СОЮЗ COSETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU„„ зло с 06 F 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3404844/18-24 (22) 05.03.82 (46) 23.05.84. Бюл. Р 19 (72) В.И. Ключко, С.В. Кузнецов, Ю.И. Николаев, Г.Н. Тимонькин, В.С. Харченко и С.Н. Ткаченко (53) 681.326(088.8) (56) 1. Майоров С.А. и др..Принципы организации цифровых машин. Л., "Машиностроение", 1974, рис. 6,7.

2. Авторское свидетельство СССР

9 615480, кл. G 06 Р 9/22, 1978 (прототип). (54)(57) 1. МНОГОТАКТНОЕ MHKPOIIPOГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее группу дешифраторов, выходы которых являются выходами устройства, последовательно соединенные регистр адреса, первый дешифратор адреса, блок памяти адресных микрокоманд, регистр микрокоманд, первый выход которого соединен с информационным входом регистра адреса, вход синхронизации которого соединен с первым выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, вход которой является входом тактовых импульсов устройствч, второй выход регистра микрокоманд соединен через второй дешифратор адреса с адресным входом блока памяти операционных микрокоманд, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью сокращения объема оборудования, устройство содержит группу блоков элементов

И, формирователь адреса микрокодов, первый вход которого соединен с вторым выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, второй и третий входы соединены соответственно с

D вторым и третьим выходами регистра микрокоманд, а выход — с адресным входом блока памяти управляющих микрокодов, выход которого соединен с информационным входом регистра микрокодов, выход которого соединен с входом формирователя управляющих микрокодов, выходы которого соединены с первыми входами блоков элементов И группы, выходы которых соединены соответственно с входами дешифраторов группы, а вторые входы— с выходами регистра микроопераций, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти операционных микрокоманд.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пересчетная схема тактовых импульсов содержит счетчик, счетный вход которого соединен с входом пересчетной схемы тактовых импульсов и входом элемента И, выход которого соединен с первым выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, второй выход которой соединен с выходами счетчика и группой входов элемента И.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирователь адреса микрокодов содержит дешифратор, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с входами формирователя адреса микрокодов, первая группа выходов дешифратора соединена с входами элемента ИЛИ, выход которого и вторая группа выходов дешифратора соединены с выходами формирователя адреса микрокодов.

4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирова1094033 тель управляющих микрокодов содержит динены с входами элементов ИЛИ дешифратор, вход которого соединен группы, выходы которых соедис входом формирователя управляющих нены с выходом формироватемикрокодов, выходы дешифратора сое- ля.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовачо при построении многотактных микропрограммных устройств управления вычислительных и управляющих систем, а также систем передачи данных.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее два блока памяти, счетчик адреса, счетчик тактовых импульсов, регистр микрокоманд, дешифратор микроопераций, два дешифратора адреса (1) .

Недостатком устройства является низкая экономичность, обусловленная большими затратами микропрограммной памяти на хранение многотактных микрокоманд.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является многотактное микропрограммное устройство управления, содержащее формирователь микроопераций, выходы которого являются выходами устройства, последовательно соединенные регистр адреса, первый дешифратор адреса, блок памяти адресных микрокоманд, регистр микрокоманд, первый выход которого соединен с информационным входом регистра адреса, вход синхронизации которого соединен с первым выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, вход которой является входом устройства, второй выход регистра микрокоманд соединен через второй дешифратор адреса с входом блока памяти .операционных микрокоманд f 23 .

Недостатком известного устройства является низкая экономичность, обусловленная большой избыточностью блока памяти операционных микрокоманд, а также сложностью формирователя микроопераций.

Избыточность блока памяти операционных микрокоманд вызвана тем, что в этом блоке хранятся микрокоманды двух типов: однотактные операционные микрокоманды, которые выдаются за один такт работы устройства, и многотактные операционные микрокоманды, которые выдаются в течение нескольких тактов работы устройства. Каждая многотактная операционная микрокоманда характеризует1р ся множеством соответствующих операционных полей, в которых записаны коды микроопераций, а также множество тактов, в которых выдаются соответствующие микрооперации.

В блоке операционных микрокоманд каждая многотактная микрокоманда записана столько раэ, сколько используется различных вариантов задания множества, т.е. многотактные щ операционные микрокоманды, состоящие из одинаковых микроопераций, но выдаваемых в различной последовательности, повторяются столько раз, сколько различных вариантов их исZS пользования предусмотрено. Такая организация операционной памяти приводит к ее существенной избыточности, поскольку не учитывается возможность однократного задания многотактных

ЗО микрокоманд, отличающихся только моментами и порядком выдачи одинаковых микроопераций.

Индивидуализированное хранение многотактных операционных микроко35 ман нд, отличающихся только моментами и последовательностью выдачи одинаковых микроопераций, также приводит к большой избыточности блоков памяти, что снижает экономичность и

4О надежность функционирования устройства.

Кроме того, низкая экономичность известного устройства обусловлена б

4э м ольшой сложностью и нерегулярность loo формирователя микроопераций,который состоит из коммутатора, управляемо1094033 го адресным полем регистра микрокоманд и схемами дешифрации, которые дешифрируют содержимое каждого из операционных полей операционной микрокоманды.

Таким образом, известное устройство имеет низкую экономичность и низкую регулярность структуры, что снижает его надежность и затрудняет модификацию схемы.

1 l0

Целью изобретения является сокращение объема оборудования устройства.

Поставленная цель достигается тем, что многотактное микропрограм15 мное устройство управления, содержащее группу дешифраторов, выходы которых являются выходами устройства, последовательно соединенные регистр адреса, первый дешифратор адреса, блок памяти адресных микрокоманд, регистр микрокоманд, первык выход которого соединен с информационным входом регистра адреса, вход синхронизации которого соединен с первым

25 выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, вход которой является входом тактовых импульсов устройства, второй выход регистра микрокоманд соединен через второй дешифратор адреса с адресным входом блока па30 мяти операционных микрокоманд, содержит также группу блоков элементов И, формирователь адреса микрокодов, первый вход которого соединен с вторым выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, второй и третий входы соединены соответственно с вторым и третьим выходами регистра микрокоманд, а выход — с адресньпч входом блока памяти управляющих микрокодов, 40 выход которого соединен с информационным входом регистра микрокодов, выход которого соединен с входом формирователя управляющих микрокодов, выходы которого соединены с 45 первыми входами блоков элементов И группы, выходы которых соединены соответственно с входами дешифраторов группы, а вторые входы — с выходами регистра микроопераций, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти операционных микрокоманд.

При этом пересчетная схема тактовых импульсов содержит счетчик, счет-55 ный вход которого соединен с входом пересчетной схемы тактовых импульсов и входом Элемента И, выход которого соединен с первым выходом пересчетной схемы тактовых импульсов, второй выход которой соединен с выходами счетчика и группой входов элемента И.

Формирователь адреса микрокодов содержит дешифратор, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с входами формирователя адреса микрокодов, первая группа выходов дешифратора соединена с входами элемента ИЛИ, вьгход которого и вторая группа выходов дешифратора соединены с выходом формирователя адреса микрокодов.

Кроме того, формирователь управляющих микрокодов содержит дешифратор, вход которого соединен с входом формирователя управляющих микрокодов, выходы дешифратора соединены с входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с выходом формирователя.

На чертеже представлена функциональная схема многотактного устройства микропрограммного управления.

Устройство содержит регистр 1 адреса, первый дешифратор 2 адреса, блок 3 памяти адресных микрокоманд, регистр 4 микрокоманд с полем 4 следующего адреса, полем 4z адреса операционных микрокоманд и дополнительным адресным полем 41, второй дешифратор 5 адреса, блок 6 памяти операционных микрокоманд, формирователь 7 микроопераций, содержащий дешифраторы 7, вход 8 тактовых импульсов, пересчетную схему 9 тактовых импульсов, содержащую счетчик 9 и элемент И 9, формирователь 10 адреса микрокодов, содержащий дешифратор 10 и элемент ИЛИ 10, блок 11 памяти управляющих микрокодов, регистр 12 микрокодов, формирователь

13 управляющих микрокодов, содержащий дешифратор 13 и группу элементов ИЛИ 13, регистр 14 микроопераций, группу блоков элементов И 15, выход 16 микроопераций, вход 17 кода операций.

Регистр 1 адреса и дешифратор 2 предназначены для формирования адресов определенных адресных микрокоманд, которые считываются из блока 3 памяти.

Регистр 4 микрокоманд имеет три адресных поля. Первое поле 4> определяет адрес очередной адресной микрокоманды, второе поле 4 — адрес

1094033 очередной операционной микрокоманды, второе 4д и третье 4 поля — начальный адрес управляющего микрокода.

Дешифратор 5 адреса определяет адреса операционных микрокоманд, хра- 5 нимых в блоке 6.

Формирователь 7 микроопераций осуществляет дешифрацию полей операционных микрокоманд в соответствии с кодами, поступающими из регистра

14 микроопераций.

Устройство работает следующим образом.

По начальному адресу, записываемому в регистр 1, с входа 17 из бло- 15 ка 3 памяти в регистр 4 считывается адресная микрокоманда, состоящая из трех полей. Первое поле определяет адрес следующей адресной микрокоманды, который передается затем в ре- 20 гистр 1 по сигналу с выхода пересчетной схемы тактовых импульсов.

Второе поле регистра 4 задает адрес операционной микрокоманды, считываемой из блока 6 памяти в ре- 25 гистр 14. Кроме того, по информации, записанной во втором и третьем полях регистра 4 формирователь 10 задает начальный адрес управляющего ,микрокода, считываемого из блока 11 щб памяти. Адрес следующего управляющего микрокода формируется в соответствии с тактовыми импульсами, поступающими из счетчика 9.

Последовательности управляющих микрокодов считываются в регистр 12, дешифрируются в формирователе 13 и в требуемой временной и логической последовательности открывают блоки элементов И 15, через которые инфор" мация из операционных полей регистра

14 поступает на входы формирователя

7 микроопераций.

При считывании из блока 6 памяти однотактнвй операционной микрокоманды возбуждается один из выходов первой группы дешифратора и через элемент ИЛИ формируется фиксированный адрес, по которому из блока 11 памяти в регистр 12 поступает фиксированный код, по этому коду возбуждаются все выходы формирователя 13, разрешая прохождение однотактной операционной микрокоманды из регистра 14 через элементы И 15 на дешифратор формирователя 7. Управляющие сигналы с выходов дешифраторов поступают на выходы 16 устройства.

Выигрыш в экономичности .растет по мере увеличения доли многотактных микрокоманд и числа их повторений.

В предлагаемом устройстве существенно упрощается формирователь микроопераций за счет того, что в нем отсутствует сложный коммутатор, который управляет в известном устройстве передачей операционных полей на соответствующие схемы дешифрации.

Хаким образом, предлагаемое устройство обеспечивает выполнение микропрограмм при значительно меньшем объеме оборудования. Использование изобретения позволяет проектировать более надежные и гибкие устройства микропрограммного управления.

1094033

МЮИИИ Захар 3441/39 Тирам 699 Додщвевое

%миан ШВ "Ивиит", еЛкеарод, ул.йроек мае, 4