Микропрограммное устройство управления

 

МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса микрокоманд, формирователь адреса, счетчик, причем выход регистра адреса микрокоманд соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход кода микрокоманд которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, первому информационному входу формирователя адреса, к установочному входу счетчика , входу записи числа счетчика, входу разрешения счета счетчика, выход которого соединен с первым управляю1цим входом формирователя адре са, второй управляющий вход которого . подключен к входу признака устройства , выход формирователя адреса соединен с информационным входом регистра адреса микрокоманд, a выхбд регистра микрокоманд является информационным выходом устройства, о т .л и ч a ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен регистр хранения адреса перехода, установочный вход и вход записи адреса которого подключены к соответствую щим выходам блока памяти микрокоманд, a выход регистра хранения адреса перехода соединен с вторым информационным входом формирователя адреса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ONIH

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

О ;д

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРМТЖ (21) 3583182/18-24 (22) 18. 04. 83 (46) 23.08. 84. Бюл. У 31 (72) Н.А.Бадыштов, А.А.Сорокин и Г.Н.Шестаков (53) 681.32(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

N9 467350, кл. G 06 F 9/22, !973.

2. Авторское свидетельство СССР

В 813427, кл. G 06 F 9/22, 1978 (прототип). (54)(57) МИКРОПРОГРМЯНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса микрокоманд, формирователь адреса, счетчик, причем выхбд регистра адреса микрокоманд соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход кода микрокоманд которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, первому,.SU„,3 3 09752 А информационному входу формирователя адреса, к установочному входу счетчика, входу записи числа счетчика, входу разрешения счета счетчика, выход которого соединен с первым управляющим входом формирователя адреса, второй управляющий вход которого, подключен к входу признака устройства, выход формирователя адреса соеди. нен с информационным входом регистра адреса микрокоманд, а выход регистра микрокоманд является информационным выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен регистр хранения адреса перехода, установочный вход .и вход записи адреса которого подключены к соответствую щим выходам блока памяти микрокоманд, а выход регистра хранения адреса перехода соединен с вторым информационным входом формирователя адреса.

9752 2

II tl лишних микрокоманд выхода иэ цикла могут быть значительными.

Цель изобретения повышение быст родействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное устройство упРавления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, Ре истр адреса микрокоманд, формиро0 ватель адреса, счетчик, причем выход

Регистра адреса микрокоманд соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход кода микрокоманд которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, первому информационному входу формирователя адреса,,к установочному входу счетчика, входу записи числа счетчика, входу разрешения счета счетчика, выход которого соединен с первым управляющим входом формирователя адреса, второй управляющий вход которого подключен к входу признака устройства, выход формирователя адреса соединен с информационн я входом регистра адреса микрокоманд, а выход регистра микрокоманд является информационным выходом устройства, введен регистр хранения адреса перехода, установочный вход и вход записи адреса которого подключен к соответствующим выходам.блока памяти микрокоманд, а выход регистра хранения адреса перехода соединен с вторым информационным входом формирователя адреса.

На фиг. 1 представлена блок-схема микропрограммного устройства управления, на фиг. 2 — блок-схема формирователя адреса.

Микропрограммное устройство управления содержит блок 1 .памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса микрокоманд, формиро-. ватель 4 адреса, счетчик 5, регистр 6 хранения адреса перехода, вход 7 признака.

Формирователь 4 адреса содержит элемент НЕ 8, элементы И 9 и 10, элемент ИЛИ 11, элемент И 12, элемент НЕ 13, элементыИ 14, 15 и 16, управляющий вход 17.

Устройство работает следующим образом.

Во время прохождения очередного такта работы микропрограммногЬ устройства управления на выходе блока 1 памяти микрокоманд находится текущая микрокоманда. Одна часть этой микрокоманды, которая содержит поля

Недостатком известного микропрограммного устройства управления является отсутствие возможности микропрограммной организации временных задержек на выполнение группы микрокоманд. В известном устройстве возможна организация временной задержки на выполнение лишь одной микрокоман- 40 ды, причем этой микрокомандой может быть только микрокоманда проверки логического условия. Между тем в прах тике применения микропрограммныХ устройств управления достаточно час- 4> то встречаются циклические программы, выход из которых осуществляется не по изменению внешних условий, а по определенному количеству циклов. Подобный цикл должен содержать микроко- 0 манды счета количества циклов и определения условия выхода из цикла.

Это приводит к увеличению требуемого объема памяти микрокоманд и к сниже-нию реального быстродействия устрой- 55 ства. Если микропрограмма содержит большое число циклов, то потери быстродействия и объема памяти за счет

1 1 110

Изобретение относится к вычисли-. тельной технике, в частности к микро- программным устройствам управления.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса микрокоманд, узел формирования адреса и коммутатор 11 1.

Недостаток такого устройства — от1 сутствие возможности микропрограммной организации временных задержек и временного отсчета отсутствия логического условия (сигнала) при реализации режима ожидания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд регистр микУ 20 рокоманд, регистр адреса микрокоманд, узел формирования. адреса и счетчик, причем выход регистра адреса микрокоманд соединен с входом блока памяти микрокоманд, выход которого соединен с входом регистра микрокоманд, выход которого является выходом устройства,. выход блока памяти.микрокоманд подключен также к входу узла формирования адреса, к установочному входу счетчика и входу записи числа с установочного входа в счетчик.

1109752

50 информации, предназначенные для внешних устройств, выводится на выход устройства через регистр 2 микрокоманд. Другая часть микрокоманды содержит следующие поля информации.

Поле формирователя адреса. В этом поле содержится в прямой или косвенной форме информация об адресе следующей микрокоманды, а также указывается код операции, которую надо 10 проделать с указанной информацией, чтобы получить адрес очередной микрокоманды.

После счетчика. Это поле содержит код числа, которое записьвается в 15 счетчик 5 по сигналу разрешения записи тактике содержащемуся в этом поле, кроме того, в поле имеется сигнал разрешения счета.

Поле регистра хранения адреса 20 перехода. Это поле содержит код адре са микрокоманды и сигнал разрешения записи этого кода в регистр 6 хранения адреса перехода.

Формирователь 4 адреса на осно- 25 вании информации, поступающей на его входы, вырабатывает адрес следующей микрокоманды, который по синхросигналу переписьвается,в регистр 3 адреса микрокоманд. 30

Работу формирователя 4 адреса поясняет блок-схема, представленная на фиг. 2 ° Конкретная реализация этого формирователя не влияет на сущность работы предлагаемого устройст,ва, поэтому на фиг. 2 дана одна из простейших возможных реализаций рассматриваемого блока.

Данная реализация формирователя 4, I адреса может осуществлять две операции 40 выработки адреса следующей микрокоманды: операцию безусловного перехода и операцию услоВного перехода по признаку, поступающему из внешнего устройства, т.е, код операции имеет в данном случае один разряд, который подается на первый вход элемента И 9 и через элемент НЕ 8 на первый вход элемента И 10. На вторые входы этих элементов подключены соот. ветственно признак и младший разряд кода следующего адреса. В зависимости от значения кода операции на первый вход элемента И 12 через элемент ИЛИ 11 подается либо младший

1 разряд адреса, либо признак, поступающий из внешнего устройства через вход 7. Остальные разряды кода адреса подаются на первые входы группы элементов И 14, а на первые входы группы элементов И 15 подаются раз- . ряды числа с регистра хранения адреса перехода. На вторые входы группы элементов И 15 через вход 17 подает" ся сигнал переполнения счетчика; этот же сигнал через элемент НЕ 13 подается на вторые входы группы элементов И 15 и элемента И 12, так как в зависимости от значения сигнала переполнения счетчика на выход формирователя 4 адреса выводится через группу элементов ИЛИ 16 либо код с группы элементов И 14 и элемента И 12, либо с группы элементов И 15.

Для организации выхода из цикла по заданному числу повторов цикла, т.е. по заданному времени работы циклической программы, следует перед вхождением в цикл записать в счетчик 5 код, соответствующий вреl мени работы циклической программы, а в регистр б хранения адреса перехода — адрес той микрокоманды, которую следует выполнить по окончании заданного времени работы. Тогда, до тех пор пока счетчик 5 не выработает сигнал переполнения, формирователь 4 адреса будет вырабатьвать адреса в соответствии с информацией, поступающей на его входы из текущей микрокоманды. А с приходом сигнала перепол. нения на выход формирователя 4 адреса выдается код, записанный в ре- . гистр 6 хранения адреса перехода.

Сигнал переполнения держится на выходе счетчика, один такт работы устройства, Кроме указанного режима работы устройства в предлагаемом устройстве микропрограммного управления возможно еще осуществление контроля времени работы того устройства, которое содержит в своем составе данное устройство микропрограммного управления.

Например, такой контроль необходим во время обмена информацией с внешним абонентом. В этом. случае,в счетчик 5 заносится код, соответствующий допустимому времени обмена информацией с абонентом, а в регистр 6 хранения адреса перехода — адрес, являющийся начальным адресом программы обработки ошибочной ситуации. Очевидно, что в случае, если обмен с абонентом закончился до выработки счетчиком сигнала переполнения, следует запретить работу счетчика.

752

3 1109 В практике применения микропрограм. мных устройств управления встречается необходимость в том, чтобы качала отдельных частей программы следовали дРУг за другоМ чеРез определенные 5 промежутки времени, которые должны быть выдержаны с высокой степенью точности. Причем время выполнения очередной части программы заранее неизвестно, что возможно в тех случаях, когда выполняемая часть програм" мы содержит несколько ветвей неравной длительности. В этом случае перед выполнением очередной части программы в счетчик 5 записывается .15 код промежутка времени, по окончании которого следует приступить к выполнению следующей части программы,а в регистр 6 хранения адреса перехода - адрес первой микрокоманды этой части програм- 2О мые

Предлагаемое устройство позволяет получить существенный выигрыш в быстродействии по выполнению циклических программ и в аппаратуре устройств, в которых есть необходимость осуществ ления указанных режимов работы.

Для расчета повышения быстродействия выполнения циклической программы воспользуемся тем соображением, что время выполнения одного цикла этой программы пропорционально числу команд П, содержащихся в цикле, Использование предлагаемого устройства позволяет удалить иэ цикла по крайней мере одну команду (команду счета циклов, по которой определяется момент выхода из цикла). Применение предлагаемого устройства позволяет повысить быстродействие выполнения циклических программ в и раэ.

n-a

Следовательно, при п = 2 быстродействие повышается в два раза.

1109752

Cue. 2

Составитель В.Кочедыков

Техред Т.Фанта Корректор С.Шекмар

Редактор А.Мотыль

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

Заказ 6085/34 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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