Микропрограммное устройство управления

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления с самоконтролем, и может быть использовано в устройствах управления цифровых вычислительных машин. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия работы устройства . Цель достигается за счет введения в устройство триггера с соответствующими функциональными связями между ним и известными блоками устройства. Микропрограммное устройство управления работает по определенному алгоритму, представленному в описании изобретения. 3 ил. I k IsD 00 О) 4 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 С 06 F 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3793100/24-24 (22) 22.09 ° 84 (46) 07.06.86. Бюл. В 21 (71) Киевский научно-исследовательский и конструкторский институт периферийного оборудования и Киевский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (72) Л.А.Восколонич, Т.М.Лиховид, 1О.M.Ëèõîâèä и В.И.Хомяков (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 467350, кл. G 06 F 9(22, !973.

Авторское свидетельство СССР

У 959081, кл. С 06 F 9(22, 1981.

ÄÄSUÄÄ 1236475 А 1 (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления с самоконтролем, и может быть использовано н устройствах управления цифровых вычислительных машин.

Цель изобретения — понышение надежности и быстродействия работы устройства. Цель достигается за счет введения в устройство триггера с соответствующими функциональными связями между ним и известными блоками устройства. Микропрограммное устройство управления работает по определенному алгоритму, представленному в описании изобретения. 3 ил.

12364

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления с самоконтролем, и может быть использовано в устройствах управле5 ния цифровьгх вычислительных машин и их периферийной техники.

Цель изобретения = повышение надежности и быстродействия работы устройства. 1О

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства микропрограммного управления, на фиг, 2 — формат регистра микрокоманд; на фиг. 3 — алгоритм работы микропрограммного устройства управления.

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр

2 адреса, мультиплексор 3, счетчик вход 5 тактовых импульсов устЭ < ройства, регистр б микрокоманд, элемент 7 запрета, вход 8 логических условий устройства, элемент И 9„ триггер 10, вход 11 запуска устройства, адресный вход 12 устройства, выход 13 признака ожидания регистра микракоманд, адресный выход 14 регистра микрокаманд, блок 15 контроля и элемент 16 задержки.

Устройство работает следующим аб30 разом.

В исходном состоянии триггер 10 сброшен и на ега инверсном выходе формируется единичный уровень сигнала, поступающего на вход элемента

И 9. На выходе 13 формируется нулевой уровень " èãíàëà,,который в исходном состоянии через элемент 7 запрета блокирует элемент И 9, на выходе последнего формируется сигнал нулевого уровня, сбрасывающий счетчик 4 и удерживающий его в нулевом состоянии

".àê, что тактовые импульсы, поступающие с входа 5 устройства, счетчик не переключают. Нулевой потенциал выхода 13 разряда ожидания регистра @ микрокоманд поступает на первый управляющий вход мультиплексора 3 и настраивает его на прием информации со стороны информационных входов, на которые с адресных выходов 14 регнстра б микрокоманд поступает адрес следующеи микрокаманды.

По сигналу единичного уровня на входе 11 устройства происходит сброс регистра 2 адреса, в результате че- Б го на его выходе формируется адрес !

0...0 первой микрокоманды выполняемой микропрограммы„ который далее

15 2 поступает на входы адреса блока памяти микрокоманд и по этому адресу иэ блока l выбирается первая микрокаманда, которая заносится в регистр б микрокоманд, После этого сигнал запуска с входа li устройства

oíèMается и адрес следующей микрокоманды с выхода 14 регистра 6 микрокоманд через мультиплексор 3 заносится в регистр 2 адреса, По новому содержимому регистра 2 адреса из блока 1 памяти микрокоманд выбирается вторая микракоманда и заносится в регистр б микрокоманд и т.,ц., образуя тем самым цикл выполнения последовательности микрокоманд, составляющих заданную микропрограмму.

Если в текущем цикле микропрограммного устройства управления из блока памяти микрокаманд считывается микрокоманда,, в которой задан режим ожидания, то в разряде ожидания регистра 6 микрокоманд устанавливается единичное состояние, вызывая тем самым появление на выходе 13 разряда ожидания единичного уровня сигнала, который поступает на первый управляющий вход мультиплексора 3 и на вход элемента 7 запрета, на выходе которого формируется при этом единичный сигнал,. поступающий на первый вход элемента И 9 и на второй управляюший вход мультиплексора 3. При этом мультиплексор 3 настраивается на прием информации са стороны выхода триггера

l0 и первь<х разрядов счетчика 4. Кроме того, единичное состояние на первом входе элемента И 9 разблокирует его и на выходе элемента И 9 формируется единичный уровень сигнала, который поступает на вход управления регистра 6 микрокоманд, устанавливая в нуль разрядь< микраопераций и блокируя в нем прием информации в разряд ожидания и разряды а.,цреса следующей микрокаманды. Единичный сигнал с выхода элемента И 9 поступает также на вход сброса счетчика 4 и разрешает его работу. Под воздействием тактовых импульсов на входе 5 устройства счетчик 4 переключается и на выходах первых ега разряцав формирует=я последовательность состояний сигналов, которая поступает на входы мультиплексора 3 в виде адресов. Коэффициент К„ пересчета счетчика 4 определяется следующим соотношением

К >Ч /T >>P,<, 1236475

3 где Т, — максимально допустимое время ожидания логического условия

Т вЂ” период повторения тактовых о импульсов на вход 5 устройства;

Р„ — объем блока 1 памяти микрокоманд.

В состоянии ожидания на выходах счетчика 4 формируется последователь- 10 ность адресов. Информация с выходов счетчика 4 поступает на вход регистра 2 адресов, заносится в него и по этому адресу из блока l памяти микрокоманд выбирается текущая микрокоманда, которая поступает на входы блока 15 контроля. Блок 15 контроля производит непрерывный контроль (например, по модулю 2), поступающей на его вход информации. 20

Если за время Т логическое условие выхода из режима ожидания не наступает, то на выходе последнего разряда счетчика 4 формируется единичный сигнал переполнения счетчика 4, д который устанавливает триггер !О в единичное состояние. На инверсном выходе триггера 10 формируется сигнал нулевого уровня, который поступает на вход элемента И 9 и блокирует

его. На выходе элемента И 9 формируется нулевой потенциал, который сбрасывает счетчик 4 в нулевое состояние. Кроме того, нулевой уровень сигнала с выхода элемента И 9 поступает на управляющий вход регистра микроко35 манд 6 и разрешает прием следующей микрокоманды из блока 1.памяти микрокоманд в регистр 6 микрокоманд. При этом на выходе мультиплексора 3 адрес

40 определяется нулевымсостоянием счетчика 4и единичнымсостоянием первого выхода триггера 10. Этот код адреса является адресом первой микрокоманды микропрограммы принудительного выхода иэ режима ожидания. Первая микро45 команда данной микропрограммы устанавливает в нуль разряд ожидания регистра 6 микрокоманд и нулевой сигнал с выхода !3 регистра б микрокоманд поступает на первый управляющий вход мультиплексора 3, настраивая его на прием информации с выхода 14 регистра б микрокоманд. После этого микропрограммное устройство управления переходит к циклу выполнения микрокоманд очередной микропрограммы.

Таким образом, все время, пока отсутствует логическое условие пере4 хода к следующей микрокоманде на входе 8 устройства, разряды микроонераций регистра 6 микрокоманд находятся в нулевом состоянии, а остальные разряды регистра 6 микрокоманд остаются без изменения. При этом блок 15 контроля осуществляет контроль содержимого микрокоманд, выбираемых из блока 1 памяти микрокоманд, адреса которых формируются счетчиком 4, Длительность пребывания устройства микропрограммного управления в режиме ожидания определяется коэффициентом пересчета счетчика 4. При превышении времени, допустимого для ожидания поступления логического условия, устройство микропрограммного управления переходит к выполнению микропрограммного принудительного выхода иэ режима ожидания.

Если в состоянии ожидания за время Т ожидаемое логическое условие наступает, то на входе 8 логических условий устройства появляется сигнал единичного уровня (сигнал логического перехода K следующей микрокоманде текущей микропрограммы), который поступает на инверсный вход элемента

7 запрета. На выходе элемента 7 запрета формируется сигнал нулевого. уровня, а мультиплексор 3 настраива-. ется этим сигналом на прием информации со стороны входов !2 устройства, так как при этом на первый управляющий вход мультиплексора 3 поступает единичный уровень сигнала, а на второй управляющий вход — сигнал нулевого уровня, Нулевой уровень сигнала выхода элемента 7 запрета воздействует на вход элемента И 9 и блокирует его, на выходе последнего формируется сигнал нулевого уровня, который поступает на вход сброса счетчика 4 и сбрасывает его, а также на управляющий вход регистра микрокоманд б, разрешая прием микроко- манды, которая определяется состоянием сигналов на входах 12 устройства, поступающих через регистр 2 адреса на входы адреса блока 1 памяти микрокоманд, Считанная с блока 1 памяти микрокоманд микрокоманда является микрокомандой условного перехода по возникающему ожидаемому логическому условию. Она сбрасывает разряд ожидания и заносит адрес перехода к следующей микрокоманде.

Нулевой уровень сигнала на выходе 13 регистра 6 микрокоманд поступа1236 З ет на первый управляющий вход мультиплексора 3 и на его выход подключается адрес перехода к следующей микрокоманде с регистра 6 микрокоманд.

Адрес следующей микрокоманды с первой группы информационных входов мультиплексора 3 поступает на входы регистра 2 адреса и фиксируется в нем. По этому адресу из блока 1 памяти микрокоманд выбирается следующая микрокоманда начала одной из ветвей микропрограммы и далее цикл работы устройства выполняется аналогично основному циклу. Обнуление раз- 1g ряда ожидания регистра 6 микрокоманд приводит к сбросу триггера 10 как при принудительном выходе из режима ожидания, так и в результате поступления ожидаемого логического условия.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления,- содержащее блок памяти мик- 25 рокоманд, регистр адреса, регистр микрокоманд, пультиплексор, счетчик, элемент задержки, элемент И и элемент запрета, выход которого подключен к первому управляющему входу ЗО мультиплексора и к первому входу элемента И, а первый и второй входы подключены соответственно к входу логических условий устройства и к выходу признака ожидания регистра микрокоманд„ адресный выход которого соединен с первым информационным входам мультиплексора, второй информационный вход и выход которого соединены соответственно с адресным входом устройства и информационным входом регистра адреса, выход которого соединен: с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход которого соединен с выходом контрольной информации устройства и с информационным входом регистра микрокоманд, управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения быстродействия, оно содержит триггер, прямой выход которого и информационный выход счетчика обьецинены и подключены к третьему информационному входу мультиплексора, а инверсный выход подключен к второму входу элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки и с входом управления счетом счетчика, счетный вход и выход переполнения которого подключены соответственно к входу тактовых импульсов устройства и к единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с выходом признака ожидания регистра микрокоманд и с BTopbIN управляющим входом мультиплексора, вход запуска устройства соединен с входом сброса регистра адреса.

1 236475

Разряд четиаети u p uguu+A Разряд ажиданол

<Рог.,7

Составитель Логачева

Редактор Г.Волкова Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 3091/51

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