Динамическое микропрограммное устройство для контроля и управления

 

Изобретение касается автоматики и цифровой вычислительной техники . Цель изобретения - расширение области применения устройства и сокращение объема оборудования оперативной памяти. Устройство состоит из оперативного запоминающего устройства микрокоманд, регистров адреса микрокоманд, счетчика адреса,триггеров , генератора импульсов, коммутатора , элемента задержки и мультиплексора . Целью изобретения является сокращение объема оперативной памяти путем организации записи двух частей альтернативных микропрограмм в один запоминающий блок, запись первых частей первой микропрограммы по прямым адресам, а второй микропрограммы - по инверсным, блокировка записи соответствующей программы в зависимости от результата ветвления супервизорного алгоритма. Изобретение может быть использовано в качестве локальных устройств контроля и управления параллельными Процессами в качестве микропрограммных управляющих подсистем в многоуровневых системах сбора и обработки информации, 3 ил. g (Л to ГС о 4 сл .

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 151) 4 G 06 F 9/22 11/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

jl t, -. ; ч 1 ) (54) ДИНАМИЧЕСКОЕ МИКРОПРОГРАММНОЕ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается автоматики и цифровой вычислительной техники. Цель изобретения - расширение области применения устройства и сокращение объема оборудования оперативной памяти. Устройство состоит (21) 3759753/24-24 (22) 22.06.84 (46) 23 ° 04.86. Бюл. У 15 (72) В.С. Харченко, С.Б. Кальченко, Г.Н. Тимонькин, С.Н. Ткаченко, В.А. Малахов и А.В. Хитров (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 849223, кл. С 06 F 9/22, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1008741,, кл, G 06 F 9/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

К 1133594, кл. G 06 F 9/22, 13.01.83, иэ оперативного запоминающего устройства микрокоманд, регистров адреса микрокоманд, счетчика адреса,триггеров, генератора импульсов, коммутатора, элемента задержки и мультиплексора. Целью изобретения является сокращение объема оперативной памяти путем организации записи двух частей альтернативных микропрограмм в один запоминающий блок, запись первых частей первой микропрограммы по прямым адресам, а второй микропрограммы - по инверсным, блокиров.ка записи соответствующей программы в зависимости от результата ветвления супервиэорного алгоритма.

Изобретение может быть использовано в качестве локальных устройств контроля и управления параллельными процессами в качестве микропрограммных управляющих подсистем в мноГоуровневых системах сбора и обработки информации, 3 ил.

I 1

Изобретение относится к области автоматики, цифровой вычислительной техники и может быть использовано в качестве локальных устройств контроля и управления параллельными процессами в качестве микропрограммных управляющих подсистем в многоуровневых системах сбора и обработки информации.

Целью изобретения является расширение области применения и сокращение объема оборудования оперативной памяти.

На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; .на фиг.2 — временная диаграмма работы устройства, на фиг. 3 — алгоритм функционирования предлагаемого устройства.

Динамическое микропрограммное устройство для контроля и управления (фиг.1) содержит оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 1 микрокоманд, первый регистр адреса микрокоманд (РАМК) 2, второй регистр 3 адреса микрокоманд, регистр микрокаманд (PMK) 4 с полями: 4.1 адреса, 4.2 логических условий, 4.3 микроопераций; счетчик (Сч) 5 адреса, триггер (Тр) 6 пуска, первый — четвертый (7-10) триггеры управления, генератор 11 импульсов, с:вторым

11 1 и первым 11.2 выходами синхрапоследовательностей, и Г, мультиплексор 12, коммутатор 13, элементы И 14 -21, элементы ИЛИ 22-24,элемент 25 задержки, информационный вход 26 устройства, вход 27 логических условий устройства, выход 28 микраапераций устройства, выход

28. 1 конца операции RGMK, вход 29 начальной установки устрайства,:выход 29.1.пуска входа 29, вход 29.2 астанова входа 29, вход 30 признака режима устройства, вход 30.1 режима записи входа 30, вход 30.2 режима считывания входа 30, вход 31 метки конца записи входа 26, шину 32 входов управления входа 27, первый четвертый входы соответственно

32.1 — 32.4 входа 27 логических условий устройства.

Предлагаемое устройства функционирует в следующих режимах.

Первый р жим записи.В исходном палажРHè31 все э. Ieèенты памяти наха дятся в ну.п в состоянии (цепи приВедения <-с" яr в и<.хапнае гnc.таяние пак з -q. »tt.l ), f - 3 f та v(. T pi 0(Tp I I99—

226454

50 чинается с появления единичного сигнала на выходе 29.1 шины 29. Этим сигналом триггер 6 пуска переводится в единичное состояние. Единичный потенциал с его выход поступает на вход генератора 11 и разрешает формирование сетки тактовых импульсов.

Одновременно на вход 30 подается единичный сигнал, который с выхода

30.1 устанавливает триггер 9 в единичное состояние, чта соответствует переходу устройства в режим записи. .Сигналом с выхода этого триггера с задержкой на (элемент 25 за3 держки) разрешается прохождение импульсов синхронизации с выхода

11.2 генератора 11 на вход записи оперативного запоминающего устройства 1. По первому синхраимпульсу происходит запись микрокаманды в оперативное, запоминающее устройство 1 па нулевому адресу, считываемому са счетчика 5, через открытый .па единичным выходам счетчика 5 коммутатор 13. Коммутатор 13 открывается благодаря появлению единичнага разрешающего потенциала на выходе элемента 25 задержки. Па заднему фронту синхраимпульса 1 с выхода элемента И 19 содержимое счетчика

5 увеличивается на единицу. Далее по мере записи микракоманд в оперативное запоминающее устройство 1 содержимое счетчика 5 адреса будет увеличиваться на единицу. По окончании записи на входе 31 появится единичный сигнал метки конца записи.

Па переднему фронту синхраимпульса л последняя микракоманда микрог программы будет записана в оперативное запоминающее устройство 1. Па заднему фронту синхраимпульса с г выхода генератора 11 триггер 9 перейдет а нулевое состояние благодаря наличию на ега R -входе единичного сигнала с входа 31. Па переднему л фронту очередного синхраимпульca с выхода 11 2 последний адрес из счетчика 5 записывается в регистр 3, благодаря наличию единичного импульса на выходе элемента И 14. Затем по этому же импульсу обнуляется счетчик 5. Па истечении . на вы 3. ходе элемента 25 задержки пропадает единичный потенциал — коммутатор

13 закрывается . На этом заканчивается первый режим записи. При необходимости устройство управления верхнего уровня меж т вылат1 сигнал

3 12264

"Стоп" на вход 29, который с входа

29.2 через элемент ИЛИ 22 обнулит триггер 6 пуска. В результате выключается генератор 11. В этом случае для перехода к считыванию необходимо подать сигнал "Пуск" на вход 29.

Второй режим записи. В исходном состоянии все элементы памяти обнуляются. Начало работы устройства происходит, как в первом режиме записи. Отличие состоит в том, что микропрограмма записывается в два этапа. На первом этапе осуществляется запись первых частей двух микропрограмм, причем запись первой части микропрограммы производится, как и в первом режиме записи по адресам, которые считываются с единичных выходов счетчика 5, а запись первой части второй микропрограммы производится по адресам, считанным с инверсных выходов счетчика 5. Второи этап состоит в окончании записи той микропрограммы, команда на запись которои определяется логическим условием на входе 32.2 шины 32. Если значение логического условия на входе 32.2 равно нулю (единице),завершается запись первой (второй) микропрограммы. Моментом начала записи первого участка второй микропрограммы является появление на входе 30 единичного сигнала записи,который с входа 30.1 поступает на

S -вход триггера 9, устанавливая его в единичное состояние. Кроме того, сигналы логических условий на выходах 32.1 и 32.2 принимают единичное значение. По сигналу на выходе 32.1 и выходе триггера 9 триггер 7 пере— водится в единичное состояние через открытый элемент И 15. Через элемент ИЛИ 23 по заднему фронту этого сигнала единица с выхода 32;2 запи-сывается в триггер 8. Таким образом, единичные сигналы с выходов триггеров 7 и 8 открывают элемент И 18.

Единичным потенциалом с выхода этого элемента к коммутатору подключаются инверсные выходы счетчика 5 регистра 2. По истечении времени задержки с элементом 25 через открыз тый элемент И 19 по переднему фронту синхроимпульса с выхода 11.2 происходит запись первой микрокоманды второй микропрограммы по адресу, считываемому с инверсных выходов счетчика.5, через открытый коммутатор 13. Далее по тактам про10

54 4 исходит увеличение содержимого счет чика 5 и запись микрокоманд первой части второй микропрограммы, пока не поступит сигнал "Стоп" на входе

29. По этому сигналу с выхода 29.2 через элемент ИЛИ 22 обнулится триггер 6 пуска. В результате выключится генератор 11. На этом заканчивается первый этап второго режима записи. Второй этап начинается с поступления единичного сигнала с шины 32 управляющих логических условий на вход 32.3, который через элементы И 16, ИЛИ 23 синхронизирует по заднему фронту триггер 8.

На информационный вход этого триггера поступает значение логического условия с входа 32.2. В результате, если в триггер 8 записалась единица, сигнал на выходе элемента И 18 будет единичньп, что соответствует подключению к коммутатору 13 инверсных выходов счетчика 5 и регистра 2, если ноль, то наоборот. Затем логическое условие на входе 32.4 шины 32 принимает единичное значение. Значение этого логического условия Определяет перезапись содержимого регистра 3 в счетчик 5, которая происходит, если на выходе элемента И 20 при этом формируется единичный сигнал. После этого на вход 29 поступает сигнал "Пуск", которым включается синхронизация устройства. По очередному синхроимпульсу с выхода 11.2 через элемент И 19 производится запись очередной микрокоманды и увеличение содержимого счетчика 5 адреса на единицу ° Запись производится по прямым или обратным адресам, что определяется логическим условием на выходе 32.2 шины

32. Таким образом, в результате завершения второго режима записи в оперативном запоминающем устройстве остается одна микропрограмма, записанная по прямым, либо инверсным адресам. Завершение записи происходит аналогично первому режиму.

Режим считывания микрокоманд.Этот режим начинается либо с подачи сигнала "Пуск" по шине 29, если по окончании записи устройство было остановлено, и без этого сигнала в противоположном случае. После этого по шине 30 поступает сигнал считывания, который с выхода 30.2 шины

30 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. Сигналом с выхода

1226454 триггера 10 разрешается синхроыгзация регистра 4 по синхроимпульсам с выхода l1.2 генератора 11 че1 рез открытый элемент И 21. Этим же сигналом открывается коммутатор l3 по информационным выходам регистра

2. Если запись произошла в первом режиме или во втором режиме была выбрана первая микропрограмма,, то открывается коммутатор 13 по прямым выходам регистра 2, если во втором режиме выбрана была вторая микропрограмма, то коммутатор 13 открывается по инверсным выходам регистра 2. Первая микрокоманда считывается по нулевому (единичному) адресу, записанному в регистре 2. После прихода очередного синхроимпульса с выхода 11.1 генератора 11 в регистр

2 записывается адрес очередной микрокоманды. Модификация адреса производится мультиплексором 12 и элементом ИЛИ 24. Микрооперации выдаются на выход 28 устройства. При

I появлении единичного сигнала на выходе 28.1 происходит обнуление регистра 3 и триггеров 6-10. На этом заканчивается режим считывания.

Применение изобретения позволяет сократить объем оборудования и ЗО расширить область применения за счет: сокращения объема оперативной памяти устройства путем организации записи двух частей альтернативных микропрограмм в один запоминаю- З5 щий блок записи первых частей первой микропрограммы по прямым адресам, а второй микропрограммы — по инверсным; блокировки записи соответствую- @ щей программы в зависимости от результата ветвления супервизорного алгоритма.

Формула изобретения

Динамическое микропрограммное устройство для контроля и управления, содержащее оперативное запоминающее устройство микрокоманд, первый регистр адреса, регистр микрокоманд, счетчик адреса, триггер пуска, генератор импульсов, мультиплексор, коммутатор, первый и второй элементы И, первый элемент ИЛИ„эле- 55 мент задержки, причем вход пуска группы входов начальной установки устройства соединен с .-входом триггера пуска, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, первый выход генератора импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с входом записи оперативного запоминающего устройства микрокоманд, группа входов кода команды устройства соединена с информационными входами оперативного запоминающего устройства микрокоманд, группа выходов которого соединена с группой информационных входов регистра микрокоманд, группа выходов логических условий, группа выходов немодифицируемых разрядов группы выходов адреса, и группа выходов микроопераций регистра микрокоманд соединены соответственно с группой входов немодифицируемых разрядов группы информационных входов первого регистра адреса„ группой управляющих входов мультиплексора и группой выходов устройства, группа входов логических условий устройства соединена с группой информационных входов мультиплексора, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ> выход модифицированного разряда группы выходов адреса регистра микрокоманд соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом модифицируемого разряда группы информационных входов первого регистра адреса, группы прямых выходов первого регистра адреса и счетчика адреса соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов коммутатора, группа выходов которого соединена с группой адресных входов оперативного запоминающего устройства микрокоманд, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью сокращения объема оборудования оперативной памяти и расширения области примене ния за счет обеспечения параллельной записи альтернативных микропрограмм, оно содержит второй регистр адреса, первый — четвертый триггеры управления, второй и третий элементы ИЛИ, третий - восьмой элементы И, причем вход останова группы входов начальной установки устройства соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с К -входом триггера пуска, первый выход гене1226454

20

30

35 ратора импульсов соединен с C --входом первого триггера управления и с первым входом третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента

И, выход которого соединен с установочным входом счетчика адреса, группа инверсных входов счетчика адреса соединена с третьей группой информационных входов коммутатора, второй выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра адреса, группа инверсных выходов первого регистра адреса соединена с четвертой группой информационных входов коммутатора, группа выходов коммутатора соединена с группой информационных входов второго регистра адреса, группа выходов второго регистра адреса соединена с группой информационных входов счетчика адреса, первый— четвертый входы группы входов логических условий устройства соединены соответственно с первым входом пятого элемента И, с D -входом второго триггера управления, с первым входом шестого элемента И и с прямым входом седьмого элемента И,выход седьмого элемента И соединен с входом синхронизации счетчика адреса, выход пятого элемента И соединен с S -входом третьего триггера управления, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И, выход восьмого элемента И соединен с инверсным входом седьмого элемента И и с первым управляющим входом коммутатора, выход третьего триггера управления соединен с вторым входом шестого элемента И, выход шестого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с -входом второго триггера управления, выход которого соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход пятого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, вход метки конца записи группы информационных входов устройства соединен с вторым входом третьего элемента И и R -входом первого триггера управления, вход записи группы входов признака режима устройства соединен с S --входом первого триггера управления, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, инверсным. входом третьего элемента И и через элемент задержки— с вторыми входами первого и четвертого элементов И и вторым управляющим входом коммутатора, выход третьего элемента И соединен с входом синхронизации второго регистра адреса, вход считывания группы входов признака режима устройства соединен с S -входом четвертого триггера управления, выход которого соединен с входом синхронизации регистра микрокоманд, выход конца операции регистра микрокоманд соединен с установочным входом второго -регистра адреса, с R -входами второго — четвертого триггеров управления и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчикаадреса,выход четвертого триггерауправления соединенс третьим управляющимвходом коммутатора.

1226454

1226454

Составитель В. Минаков

Редактор Т. Кугрышева Техред В.Кадар, Корректор С. Шекмар

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2134/48

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная,4