Микропрограммное устройство управления

 

ШКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕМИЯ, содержащее блок формирования адреса и блок памяти микрокоманд , причем группа выходов блока формирования адреса соединена с грзшпой адресных входов блока памяти микрокоманд , первая группа вьпсодов кода управления адресом которого соединена с группой входов управления адресом блока формирования адреса, группа входов управления флажками которого соединена со второй группой выходов кода зправления адресом блока памяти микрокоманд, группа выходов кода микрооперации которого является группой выходов кода управления устройства , вход признака перехода блока формирования адреса является входом признака перехода устройства, вход синхронизации блока формирования адреса является входом синхронизации устройства, вход загрузки начального адреса блока формирования адреса является входом признака начала команды устройства, группа входов кода %№,г; команды блока формирования адреса является группой входов кода команды устройства, отличающееся тем, чго, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации режима управления длительностью микроопераций, оно дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, два триггера, элемент НЕ и пять элементов И-НЕ, причем вход запуска генератора тактовых импульсов соединен со входом злемента НЕ, со входом синхронизации первого триггера , с первым входом первого элемента И-НЕ и со входом синхронизации устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым вхо-. дом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с единичньи 1 выходом первого триггера, нулевой -выход которого соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ,. выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ и со счетньм входом счетчика, вход разрешения записи которого соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом элемента НЕ и с первым выходом признака режима блока памяти микрокоманд , второй выход признака режима которого соединен с информационным входом первого триггера, со входом установки в единицу второго триггера и с первым входом пятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен со входом установки в ноль первого триггера, с третьим входом

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLIIAËÈ Ò ×ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 06 Р 9/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЖ (21) 3676671/24-24 (22) 21 12 83 (46) 15.03.85. Бюл. 1Ô 10 (72) О.В.Зайчикова и В.Д.Филатов (71) Специальное конструкторское бюро Кишиневского завода "Сигнал" (53) 68 1.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 640294, кл. С 06 F 9/22, 1976.

2. Березенко А.И., Корягин Л.И., Назарьян Д.Р.,Микропроцессорные комплекты повышенного быстродействия.

М., "Радио и связь", 198 1 с. 20-24, 85, рис.49б (прототип). (54)(57) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок формирования адреса и блок памяти микрокоманд, причем группа выходов блока формирования адреса соединена с группой адресных входов блока памяти мик1 рокоманд, первая группа выходов кода управления адресом которого соединена с группой входов управления адресом блока формирования адреса, группа входов управления флажками которого соединена со второй группой выходов кода управления адресом блока памяти микрокоманд, группа выходов кода микрооперации которого является группой выходов кода управления устройства, вход признака перехода блока формирования адреса является входом признака перехода устройства, вход синхронизации блока формирования адреса является входом синхронизации устройства, вход загрузки начального адреса блока формирования адреса является входом признака начала команды устройства, группа входов кода

„„SU„„1145342

I команды блока формирования адреса является группой входов кода команды устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации режима управления длительностью микроопераций, оно дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, два триггера, элемент НЕ и пять элементов И-НЕ, причем вход запуска генератора тактовых импульсов соединен со входом элемента НЕ, со входом синхронизации первого триггера, с первым входом первого элемента И-НЕ и со входом синхронизации устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым вхо-, дом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, нулевой ,выход которого соединей со вторым . входом первого элемента И-НЕ, вых<щ которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ и со счетным входом счетчика, вход разрешения записи которого соединен с выходом четвертого, элемента И-НЕ, первый и.второй входы которого соединены соответственно с выходом элемента НЕ и с первым выхо-. дом признака режима блока памяти мик рокомаиц, второй выход признака режима которого соединен с информаци- АЗЫ онным входом первого триггера, со входом установки в единицу второго триггера и с первым входом пятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен со входом установки в ноль первого триггера, с третьим входом

1145342

Данное микропрограммное устройст, во управления реализует микропрограммы, каждая из которых представляет собой последовательность микрокоманд, 5 использующихся для управления сопрягаемыми устройствами (например устройствами обработки данных, запоминающими устройствами или периферийными устройствами ЭВМ).

Для достижения максимально высокого быстродействия микропрограммное устройство управления и сопрягаемые устройства синхронизируются одним сигналом определенной частоты и длительности, определяющим цикл выполнения микрокоманды, причем по фронту сигнала синхронизации микропрограммным устройством управления формируется очередная микрокоманда, выпол20 няемая сопрягаемыми устройствами по спаду сигнала синхронизации. аким образом, период следования импульсов синхронизации микропрограммного устройства управления и сопря25 гаемых устройств равен

Наиболее близким к предлагаемому является микропрограммное устройство управления, содержащее блок формирования адреса и блок памяти микрокоманд, причем группа выходов блока формирования адреса соединена с груп- пой адресных входов блока памяти микрокоманд, первая группа выходов кода управления адресом которого соединена с группой входов управления адресом блока формирования адреса, группа входов управления флажками которого соединена со второй группой выходов кода управления адресом блока памяти микрокоманд, группа выходов кода микрооперации которого является .группой выходов кода управления устройства, вход признака перехода блока формирования адреса является входом признака перехода устройства, вход синхронизации блока формирования адреса является входом синхронизации устройства-, вход загрузки начального адреса блока формирования адреса является входом признака начала команды устройства, группа входов йода команды блока формирования адреса является группой входов кода команды устройства.

tè, "мчу+ су где

I третьего элемента И-НЕ и с выходом

«торого триггера, вход установки в ноль которого является выходом заема счетчика, группа информационных входов которого является группой входов кода длительности микрооперацииИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления сложными системами.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, 1 блок проверки условий, генератор импульсов, делитель частоты, двоичный счетчик, дешифратор, шифратор, элементы И, элемент ИЛИ 11.

Недостатком этого устройства, является низкое быстродействие при выполнении последовательности заранее за- данного числа одинаковых микрокоманд., устройства, выход пятого элемента И-НЕ соединен со входом признака ч перехода блока формирования адреса, выход третьего элемента И-НЕ является выходом синхронизации объекта управления устройства. задержка сигнала на выходах микрокоманды микропрограммного устройства управления относительно фронта сигнала синхронизации; время выполнения микрооперации сопрягаемыми устройствами (23.

При выполнении последовательности заранее заданного числа одинаковых микрокоманд, как и в любом другом

40 случае. период следования и пульсов синхронизации микропрограммного устройства управления включает в себя время 1 „ . Однако при этом микропрог мчу раммное устройство управления должно лишь. поддерживать неизменной информа1145342 4 дом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с.единичным выходом первого триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-HE второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ и со счетным входом счетчика, вход разрешения записи которого соединен с выходом четвертоГо элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом элемента НЕ и с первым выходом признака режима блока памяти мик- рокоманд, второй Йыход признака режима которого соединен с информационным входом первого триггера, с входом установки в единицу второго триггера и с первым входом пятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входом установки в ноль первого триггера, с третьим входом третьего элемента И-НЕ и.с выходом второго триггера, вход установки в ноль которого является выходом заема счетчика, группа информационных входов которого является группой входов кода длительности микрооперации устройства, выход пятого элемента И-НЕ соединен со входом:признака перехода блока формирования адреса, выход третьего элемента И-НЕ является выходом синхронизации объекта управле- . ния устройства. цию HB выходах микрокоманды в течение определенного числа циклов (импульсов синхронизации).. Таким образом, микропрограммное устройство управления при каждом выполнении этой микрокоманды, начиная со второго раза, затрачивает время íà t „„ больше, чем необходимо для срабатывания сопрягаеиых устройств. Для этого необходимо, чтобы в микропрограммном

1О устройстве управления бып реализован режим управления длительностью микроопераций с соответствующим изменением временной характеристики синкросигналов для сопрягаемых устройств.

В данном устройстве такая возможность отсутствует.

Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей за счет реализации режима управления длительностью микроопераций.

Указанная цель достигается тем, что в микропрограммное устройство управления, содержащее блок формиро25 вания адреса и блок памяти микрокоманд, причем группа выходов блока формирования адреса соединена с группой адресных входов блока памяти микрокоманд, первая группа выходов кода управления адресом которого соединена ЗО с группой входов управления адресом блока формирования адреса, группа входов управления флажками которого соединена со второй группой выходов кода управления адресом блока памяти 35 ,микрокоманц, группа выходов кода иикрооперации которого является группой выходов кода управления устройства, вход признака перехода блока формирования адреса является входом признака перехода устройства, вход синхронизации блока формирования адреса является входом синхронизации устройства, вход загрузки начального адреса блока формирования адреса яв- 45 ляется входом признака начала команды устройстЬа, группа входов кода команды блока формирования адреса является группой входов кода команды устройства, введены генератор такто- 5О вых импульсов, счетчик, два триггера, элемент НЕ и пять элементов И-НЕ, причем вход запуска генератора тактовых импульсов соединен со входом элемента НЕ, с входом первого элемен- $5 та И-НЕ и со входом синхронизации устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым вхоНа фиг. 1 изображена структурная схема устройства на фиг.2 — временная диаграмма работы.

Устройство содержит блок 1 формирования адреса, блок 2 памяти микрокоманд, генератор 3 тактовых импуль,сов, элемент НЕ 4, первый триггер 5, второй 6, первый 7, третий 8 и четвертый 9 элементы И-НЕ, счетчик 10, второй триггер 11, пятый элемент И-HE 12, вход 13 признака перехода, вход 14 синхронизации, группу

15 входов кода команды, группу 16 входов кода длительности микрооперации, группу 17 выходов кода управления, первую 18 и вторую 19 группы кода управления адресом блока памяти иикрокоианп, первый 20 и второй 21 выходы признака режима блока паияти микрокоманд, выход 22 синхронизации объекта управления и вход 23 призна ка начала команды.

В качестве блока 1 формирования адреса в данном устройстве применена БИС К589 ИК01,, структурная схема которой приведена в (2).

Устройство работает в двух режимах.

В первом режиме в исходном состоянии в блоке 2 памяти записаны микрокоманды, составля1ощие реализуемые устройством микропрограмы, В первый триггер 5 записан лог. "0", во второй триггер 11 — лог. "1", счетчик

10 находится в режиме хранения информации,, что определяется наличием лог, "1" ня входе управления записью и на счетном входе. Наличие лог. на входе управления записью обуслов ленО НЯличием лО|. "0" на Выходе 21 ,блока памяти .2, что вызывает появление лог. "1" на выходе элемен- 2О та И-НЕ 9. Лог. 1" на счетньй вход счетчика 10 ПОступяет с ВыхОдя эле мента И-НЕ б, на другой вход которо,го постугает лог. 0 с единичного

Выхода первого триггера 5. В таком

? режиме на выходе заема счетчика 10 присутствует лог.

В первом режиме устройство работает аналогично прототипу.

3Q

Начальный адрес микропрограммы, представляюпр и собой адрес первой ее микрокоманды, поступает на группу 115 входов устройства. Для загрузки начального адреса на входе 23 устройства устанавливается лог. 1" и но фронту сигнала синхронизации, поступающего на вход 14 устройства, блок 1 формирует на своих выходах адрес соответствующей ячейки блока

2 памяти„ при этом функции переходов по входам управления адресом следующей микрокоманды блока микропрограммного управления 1 блокируются Р2 3.

После загрузки начального адреса на входе 23 устройства устанавливается

1 лог. "1" разблокирующий функции переходов по входам управления адресом следующей микрокоманды блока 1.

Для работы в первом режиме необходимо, чтобы при считывании информации из блока 2 памяти на его выходе

20 присутствовал sror. "0", который поступает на вход элемента И-НЕ 12 с открытым коллектором, устанавливая на . его выходе лог. 1, которая поступа- 5 ет на вход признака. переходов блока формирования адреса блока 1 (т.е. на вход 13 устройства), состояние которого в этом случае определяется сигналами, подаваемьыи на него от сопрягаемых устройств. Также лог. "0 выхода 20 блока 2 памяти поступает на информационный вход первого триггера

5 и на вход установки в единицу Второго триггера. 11. не Içмен",ÿ их исходных состояний: Лог. "0",. гоступающий с единичного вь1хода перво o триггера 5 на вход элемента И-НЕ б запрещает прохождение через него сигнала с выхода генератора 3, устанавливая на выходе элемента И-НЕ б лог.

"1", которая поступает на вход эле— мента. И-НЕ 8 и ня счетный вход счетчика 10 на выходе заема которого присутствует лог. 1 . Одновременно лог. 1, поступающая с ну11евого выхода первого триггера 5 на вход элементЯ И-НЕ 7-, и ЛОГ. 1, IlocT JjïßIoщая с выхода Второго триггера 11 на вход элемента И-HE 8, разрешают прохождение сигнала синхронизации со входа 14 устройства на выход 22 уст1 ройства. При поступлении на вход 14 устройства следующего им улься синхронизации по его фронту блОк 1 В соответствии с сигналами. поступающими с группь 18 Вь1ходов блока 2 памяти ня ВХОпь1 упвявления адр есом

И С СИ1 НЯЛЯЬЛ1. ПОСТУПЯ10Щ111 Ч HB. ВХОД признака перехода и входы кода команды блока 1, формирует на Выходах ад.р ес следующей микр Окоманды, записанной в блок " памяти. При этом для вычисления адреса каждой следующей микрокоманды блоком 1 может реализовываться любая фучкция переходов 2)

В зависимости от состояния первой

18 и второй 19 групп выходGB блока

2 памяти. Если при считывании новой информации из блока 2 памяти на его выходе 20 присутствует лог."0", то устройство продолжает работать в перВом режиме аналогично. Если же на выходе 20 блока 2 памяти устанавливается лог. "1, то устройство перехо дит во второй режим.

Для работы Во втором режиме необходимо, чтобы в счетчике 10 был записан код длительности выполнения одной микрокоманды. Запись информации

s счетчик 10 производится в первом режиме во время Выполнения одной из микрокоманд, пред1пествующих старому режиму, и поэтому не требует дополнительных затрат времени. Для записи инфОрмации B счетчик 10 ВеобхОдимО, 1145342

8, чтобы при считывании информации из сигнал с выхода генератора 3, постублока 2 памяти на его выходе 1 уста- пает на счетный вход счетчика 10.

11 l 3 новилась лог. 1, которая поступает По фронту каждого импульса, поступана вход элемента И-НЕ 9. При поступ- . ющего на счетный вход счетчика 10, ленни на другой вход элемента И-НЕ 9, 5, его содержимое уменьшается на единипроинвертированного элементом НЕ 4 цу. После поступления на счетный сигнала синхронизации, на выходе вход счетчика 10 числа импульсов, соэлемента И-НЕ 9 появляется импульс ответствующего записанному в него отрицательной полярности, поступающий числу, его содержимое становится равна вход управления записью счетчика 10 ным нулю, и íà его выходе заема фор I0, При этом происходит запись в мируется импульс отрицательной полярсчетчик 10 информации, поступающей на ности, который поступает на вход усего информационные входы с группы 16 тановки в ноль второго триггера 11, входов устройства. записывая в него лог. "0". Лог. "0"

При работе во втором режиме сопря-15 с выхода второго триггера 11 постугае е устройства, связанные со вхо- пает на установочный вход первого дом 13 устройства, должны находиться триггера 5, íà вход элемента И-НЕ и в состоянии лог. 1 . При этом состо- на вход элемента И-НЕ 12. При этом яние входа признака .перехода блока 1 на выходе элемента И-Н 8, являющимопределяется сигн ам, подаваемыми 20 сЯ выходом 22 Устройства, Устанавлиtl lf на него с выхода элемента И-НЕ 12. вается лог. 1, на выходе элемен-, При считывании информации из блока 2 та И-НЕ 12 устан ивается лог. "1" па яти на его выходе 20 устанавлива- а пеРвый тРиггеР 5 УстанавливаетсЯ

„ ло, "1 на выходе 21 ло, в лог. "0". Лог."0" с единичного выа на группе 18 выходов блока 2 25 хода пеРвого тРиггеРа 5 поступает памяти устанавливается код функции на вхоп, элемента И-НЕ 6, устанавливая

11 Ют перехода по содержимому,триггера . на его выходе лог. 1, которая noJuror, "0" C выхода 21 блока 2 памяти ступает на счетный вход счетчика 10 поступает на вход элемента И-НЕ 9, и переводит его в режим хранения инустанавливая на его выходе лог."1", которая поступает на вход управления пульва синхронизации, поступающего записью счетчика 10. Лог. 1 1 с — на вход 14 Устройства, блок 1 в соот" хода 20 блока 2 памяти поступает на ветствии с сигналами, постУпающими информа онный вход первого тригге- с группы выходов блока 2 памяти на

J ра 5 и на вход установки в единицу входы УпРавлениЯ адРесом блока 1 и второго триггера 1.1, не изменяя его представляющими собой код функции песостояния и на вход элемента И-НЕ 12 ренний триггер блока 1), н с сигнаустанавливая на его выходе лог."0", лами, поступающими на вход признака поступающий на вход признака перехо- перехода блока 1, формирует на своих да блока 1. По фронту импульса сикх- 4О выходах адрес следующей микрокоманронизации, поступающего на вход син- . ды. Причем, если на выходе элеменхронизации первого триггера 5, в не- та И-НЕ 12, а следовательно, и на го записывается лог."1". Лог. "0" с входе признака перехода блока 1 уснулевого выхода первого триггера 5 "0" тановлен лог. 0, т.е. содержимбе поступает на вход элемента И-HE 7 и счетчика 10 не равно нулю, то на вызапрещает прохождение через него сиг- ходах блока 1 сохраняется предыдущее нала синхронизации, поступающего на состояние, т.е. при выполнении функ- . вход 14 устроиства, устанавливая на .ции перехода по состоянию триггера Ф выходе элемента И-НЕ 8 лог."1". Одно- происходит переход к временно лог "1", поступающая с еди- $P адресу, и устройство продолжает раничного выхода первого триггера 5 на ботать во втором режиме ором режиме, управляя вхо элемента И-НЕ б и л д И НЕ б, и лог. 1, по- длительностью выполнения микрокоманд

У ступающая с выхода второго триггера аналогично описанному выше. Если же

11 на вход элемента И-НЕ 8, Раэреша- на входе признака перехода блока 1 ют прохождение сжгнала с выхода гене- 5 присутствует лог. "1", то на его ратора 3 на выход 22 устройства. Сиг- выходах по функции переходов по соснал с выхода элемента И-HE 6, пред- тояиию триггера ф формируется адрес ставлякяций собой проинвертированиый следующей микрокоманды, представляю1145342

10 щий собой адрес предыдущей микрокоманды, увеличенный на единицу. При считывании информации из блока 2 памяти на его выходе 20 устанавливается.лог. "0", поступаииций на вход элемента И-НЕ 12 (с открытым коллектором), устанавливая на его выходе лог. "1". Также лог."0" с выхода 20 блока 2 памяти поступает на вход установки в единицу второго триггера

11, записывая в него лог. "1" и на информационный вход первого триггера 5, не изменяя его состояния, т.е. устройство переходит в первый режим и работает аналогично.

Таким образом, в первом режиме на выходе 22 устройства формируется сигнал той же частоты, что и сигнал поступающий на вход 14 устройства.

Во втором режиме на выходе 22 устройства формируется сигнал, частота которого равна частоте, вырабатываемой генератором 3. Продолжительность работы устройства во втором режиме, т. е. число импульсов, вырабатываемых при этом на выходе синхронизации 23 устройства, определяется числом, за"

5 писанным в счетчик 10, т.е. кодом длительности выполнения микрокоманд.

Это число может записываться в счетЧ чик 10 как из сопрягаемык устройств (периферийных устройств ЭВМ, внешних запоминающих устройств), так и из блока 2 памяти„ для чего в последнем могут выделяться дополнительные разряды.

Таким образом, в предложенном устройстве реализован режим управления длительностью микроопераций с

1 соответствующим изменением временной характеристики синхросигналбв для к.опрягаемых устройств, что свидеЮ тельствует о более широких функциональных возможностях данного устройства в сравнении с устройством-прототипом

1145342

Яхонт 19 уСЮРО0

Я / Ы генер

8b/х00 устро

Фиг. 2

Составитель (В. Ланцов

Редактор А.Долинич Техред И.Надь Корректор С.@екиар

Заказ 1173/36 . Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-ÇS, Раушская наб., д.4/S

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