Микропрограммное устройство управления

 

МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее первый и второй запоминающие блоки, регистр адреса, буферный регистр, регистр признаков микроопераций, счетчик адреса , счетчик, первый, второй, третий элементы ИЛИ, генератор тактовых импульсов, первьй, второй, третий, четвертый элементы И, элемент НЕ и мультиплексор логических условий, причем выход регистра адреса соединен с первым входом дешифратора адреса, выход которого соединен с входом первого запоминающего блока, выход первого запоминакщего блока соединен с информационным входом буферного регистра, выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, единичные выходы счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с вычитакшщм входом счетчика, выход нуля проверяеь1ых логических условий буферного регистра соединен с первым информационным входом мультиплексора логических условий, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет фор-. мирования микроопераций произвольной длительности, устройство дополнительно содержит мультиплексор адреса, два триггера, одновибратор, два элемента задержки, причем кодовый вход устройства соединен с первым информационным входом мультиплексора адреса , выход которого соединен с информационным входом регистра адреса, вход запуска устройства соединен с первым управляющим входом мультиплексора адреса, с единичным входом первого триггера и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго i триггера, единичный выход второго ..триггера соединен с входом одновиб (Л ратора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входами установки в нуль буферного регистра и регистра признаков микроопераций, выход старшего разряда которого соединен с вторым входом третьего элео с мента ИЛИ и вторым управляющим входом мультиплексора адреса, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом э &д о элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход первого элемента задержки соединен с нулевым входом второго триггера, нулевой вход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса, выход счетчика адреса соединен с вторым входом деши

1103230 фратора адреса, выход которого соединен с входом второго запоминающего блока, первый информационный выход запоминающего блока соединен с входами регистра признаков микроопераций, второй информационный выход второго запоминающего блока соединен с информационным входом счетчика, управляющий выход второго запоминающего блока соединен с нулевым входом первого триггера, единичный выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход немодифицируемого кода адреса буферного регистра соединен с вторым информационным входом мультиплексора адреса, выход третьего элемента ИЛИ соединен также с вторым

ЗО

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть исполь— зовано в качестве управляемого устройства с программируемой логикой в ЭВМ общего и специапьного назначения, а также АСУ технологическими процессами.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее память микропрограмм, регистр адреса, дешифратор, регистр микрокоманд, генератор тактовых импульсов, блок формирования синхроимпульсов, счетчик, формирователь импульсов, логические элемента И, И-НЕ (1j .

Недостатком устройства является ограниченная область применения: невозможна выдача микроопераций произвольной длительности.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является микропрограммное устройство управления, содержащее последовательно соединенные первый регистр адреса, первый дешифратор, первый блок памяти, второй регистр адреса и первый блок элементов И, второй вход которого является входом логических условий устройства, а выход соединен с входом первого регистра адреса, генератор тактовых импульсов,элемент ИЛИ, счетчик, выход которого

20 информационным входом мультиплексора адреса, выход регистра признаков микроопераций является выходом устройства, вход логических условий устройва соединен с вторым информационным входом мультиплексора логических усло. вий, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом модифицируемого разряда буферного регистра, второй вход и выход четвертого элемента И соединены соответственно с выходом первого элемента И и с тактовым входом дешифратора адреса, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента И. соединен с входом дешифратора, второй, третий и четвертый блоки памяти, второй, третий и четвертый дешифраторы, третий и четвертый регистры адреса, группу счетчиков, узел коммутации моментов начала микроопераций, группу блоков элементов И, первый, второй и третий элементы И, группу элементов ИЛИ, элемент НЕ, причем первый выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен через элемент HF. к выходу элемента ИЛИ и к первому входу второго элемента И, выход первого элемента И соединен с управляющими входами первого, второго, третьего, четвертого дешифраторов, информационные входы второго, третьего, четвертого дешифраторов . соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым выходами первого регистра адреса, а выходы через второй, четвертый блоки питания — с первым выходом устройства, входами третьего и четвертого регистров адреса соответственно, выходы разрядов, кроме последнего третьего регистра адреса, соединены с первыми входами узла коммутации моментов начала микроопераций, вторые входы которого соединены с выходами деши— фратора импульсов, а выходы узла ком1103230 мутации соединены с первыми входами группы блоков элементов И, вторые входы которых соединены с выходами четвертого регистра адреса, а выходы — с информационными входами группы счетчиков, нулевые выходы которых через группу элементов ИЛИ подключены к второму выходу устройства и к выходам элемента ИЛИ, второй выход генератора импульсов соединен с первым входом третьего элемента И; второй вход которого подключен к выходу последнего разряда третьего регистра адреса, а выход — к счетному входу счетчика и к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с вычитающими входами группы счетчиков (21 .

Недостатком этого устройства является узкая область применения.

Цель изобретения — расширение области применения устройства путем формирования микроопераций произвольной длительности.

Поставленная .цель достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй запоминающие блоки, регистр адреса, буферный регистр, регистр признаков микроопераций, счетчик адреса, счетчик, первый, второй, третий элементы ИЛИ, генератор тактовых импульсов, первый — четвертый элементы И, элемент НЕ, и мультиплексор логических условий, причем выход 35 регистра адреса соединен с первым входом дешифратора адреса, выход которого соединен с входом первого запоминающего блока, выход первого запоминающего блока соединен с ин- 40 формационным входом буферного регист. ра, выход генератора. тактовых импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, единичные выходы счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с вычитающим входом счетчика, выход нуля проверяемых логических условий буферного регистра соединен с пер- 50 вым информационным входом мультиплексора логических условий, первый. вход устройства соединен с вторым информационным входом мультиплексора логических условий, дополнительно 55 содержит мультиплексор адреса, два триггера, одновибратор, два элемента задержки, причем кодовый вход устрой,ства соединен с первым информационным входом мультиплексора адреса, выход которого соединен с информационным входом регистра адреса, вход запуска устройства соединен с первым управляющим входом мультиплексора адреса, с единичным входом первого триггера и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, единичный выход второго триггера соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входами установки в нуль буферного регистра и регистра признаков микроопераций, выход старшего разряда которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и вторым управляющим входом мультиплексора адреса, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом элемента HF., выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход первого элемента задержки соединен с нулевым входом второго триггера, нулевой выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса, выход счетчика адреса соединен с вторым входом дешифратора адреса, выход которого соединен с входом второго запоминающего блока, первый информационный выход второго запоминающего блока соединен с входами регистра признаков микроопераций, второй информационный выход второго запоминающего блока соединен с информационным входом счетчика, управляющий выход второго запоминающего блока соединен с нуле вым входом первого триггера, единичный выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход немодифицированного кода адреса буферного регистра соединен с вторым информационным входом мультиплексора адреса, выход третьего элемента ИЛИ соединен также с вторым информационным входом мультиплексора адреса, выход регистра признаков микроопераций является выходом устройства, вход логических условий устройства соединен с вторым информационным входом мультиплексора ло1103230

Устройство работает следующим образом, С выхода 25 устройства на информационный вход 6.3 мультиплексора

45 адреса 6 поступает код операции, представляющий адрес первой микроподпрограммы. Одновременно с входа 26 на управляющий вход мультиплек. сора адреса поступает сигнал "начало работы . По этому сигналу код опера11 50 ции через мультиплексор адреса 6 поступает в регистр адреса 3, определяя номер микроподпрограммы. Кроме того, сигнал с входа 26 поступает через элемент ИЛИ 19 на единичный вход триггера 11, а также на единичный вход триггера 12, переводя их в единичное состояние. По перепаду гических условий, выход которого соединен с первым входом третьего эле- мента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом модифицируемого разряда буферного регистра, второй вход и выход четвертого элемента И соединены соответственно с выходом первого элемента И и с тактовым входом дешифратора адреса, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом 1О второго элемента И.

На чертеже приведена функциональная схема микропрограммного устройства управления.

Микропрограммное устройство управ- 15 ления содержит первый запоминающий блок 1, второй запоминающий блок 2 с первым 2.1, вторым 2.2 информационными полями и 2.3 управляющим полем, регистр адреса 3, буферный регистр 4 20 с полями: 4.1 — немодифицируемого разряда, 4.2 — модифицируемого разряда, 4.3 — кода логических условий, регистр признаков микроопераций 5, мультиплексор адреса 6 с полями: 25

6.1 — второй информационный вход, 6.2 — второй управляющий, 6.3 — первый информационный, 6.4 — первый управляющий, мультиплексор логических условий 7, счетчик адреса 8, счетчик 9, дешифратор адреса 10, триггер управления 11, триггер останова 12, генератор тактовых импульсов 13, элементы И 14-17, одновибратор 18, элементы ИЛИ 19-21 элемен 35 ты задержки 22,23, элемент HE 24, кодовый вход 25 устройства, вход запуска 26 устройства, вход логических условий 27 устройства, выход 28 устройства.

40 потенциала на единичном выходе триг гера 11 на выходе одновибратора 18 появляется импульс, который производит установку в нуль буферного регистра 4 и регистра признаков микроопераций 5 (на выходе элемента НЕ 24 имеется сигнал, разрешающий обнуление регистров 4 и 5 через элемент И 17). !

Триггер 12 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 13 через элемент И 14..Первый тактовый импульс с выхода элемента И 14 через элемент задержки 22 производит обнуление триггера 11.

Второй импульс с выхода генератора 13 через элементы И 14 и 16 поступает на синхронизирующий вход дешифратора адреса 10 и производит выборку из первого 1 и второго 2 запоминающих блоков.

Из запоминающего блока будет считан адрес очередной микроподпрограммы, который заносится в буферный регистр 4. Микроподпрограмма представляет линейную последовательность микрокоманд микропрограммы. Операционная часть из запоминающего блока 2 поступает в регистр признаков микроопераций 5, устанавливая соответствующие разряды состояние, Одновременно с выборкой информации из запоминающих блоков 1 и 2 сигнал через элемент задержки 23 поступает на счетный вход .счетчика адреса 8, увеличивая его состояние на единицу.

Очередной тактовый импульс разрешает выборку из запоминающего блока 2 второй микрокоманпы солержа7 шей только операционнчю часть. Выбранная микрокоманда, поступая на входы регистра признаков микроопераций 5, переводит соответствующие разряды в противоположное состояние, чем заканчивают выдачу микрооперации с первого выхода и начинает выдачу микроопераций с второго и третьего выходов. Содержимое счетчика адреса 8 увеличивается на единицу. Блок 2 вновь начнет выдачу микроопераций с первого выхода и закончит микрооперацию на втором выходе.

Так как в данный момент времени не нужно изменять состояние ни одного выхода, то в пятой микрокоманде с целью исключения следующей "пустой" микрокоманды и оптимизации памяти задается код числа блокируемых так1103230 товых импульсов, в данном случае он равен единице.

После выборки пятой микрокоманды код числа блокируемых тактовых им,пульсов .с информационного выхода запоминающего блока 2 поступает на информационные входы счетчика 9 и через элемент ИЛИ 20,,элемент НЕ 24 запрещает прохождение тактового импульса с генератора 13 через элемент И 14. 10

Одновременно пятая микрокоманда закончит выдачу микрооперации с второго выхода и начнет выдачу микроопераций с первого и третьего выходов. Состояние четвертого выхода по-прежнему 15 останется без изменения. С выхода элемента ИЛИ 20 высокий потенциал разрешает прохождение тактового импульса с генератора 13 через элемент И 15 на вычитающий вход счетчика 9. Низкие потенциалы с выходов обнулившегося счетчика 9 поступают на элемент ИЛИ 20 и с его выхода через элемент НЕ 24 разрешают прохождение тактовых импульсов через эле- 25 мент И l4. Тактовый импульс разрешит выборку информации из запоминающего блока 2 микрокоманды, которая изменит состояния соответствующих разрядов регистра 5 на противополож- ЗО ное, чем закончит выполнение микроопераций на первом и третьем выходах и начнет выдачу последней задаваемой микрооперации с второго выхода. Одно" временно с хранением признака послед35 ней микрооперации микроподпрограммы в запоминающем блоке 2 хранится признак перехода к выполнению очередной микропрограммы.

Переход к выполнению очередной микроподпрограммы (линейной последовательности микрокоманд) осуществляется в зависимости от логических условий, поступающих на вход 27 устройства. Модификация адреса очередной микроподпрограммы осуществляется следующим образом.

В поле 4 ° 1 буферного регистра 4 хранится код немодифицированного адреса (постоянная часть адреса), в поле 4.2 — модифицируемый разряд (или группа разрядов при проверке нескольких логических условий), в поле 4.3 — код проверяемого логического условия (или условий) . При поступлении на вход 27 устройства логического условия на выходе мультиплексора логических условий 7 будет либо сигнал логического нуля (если проверяемое логическое условие не выполнено), либо сигнал логической единицы (если проверяемое логическое условие выполнено). При этом постоянная часть адреса допол няется либо нулем, либо единицей в зависимости от выполнения логического условия.

Метка-признак с поля 5.2 регистра признаков микроопераций поступает на управляющий вход 6.2 мультиплексора адреса 6 и производит запись сформированного адреса очередной микроподпрограммы в регистр адреса 3;

Далее работа, устройства продолжается аналогично. С окончанием выдачи последней микрооперации микропрограммы с выхода поля 2.3 запоминающего блока 2 поступает меткапризнак на нулевой вход триггера 12.

Триггер 12 перейдет в нулевое состояние и запретит прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 13.

Устройство готово к приему и выполнению очередной микропрограммы.

Применение изобретения позволяет расширить область применения устройства.

Составитель М.Кудряшев

Релактор О.Колесникова Техред А.Ач Корректор И.Муска

Заказ 4981/37 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðîä, ул.Проектная, 4