Микропрограммное устройство управления с контролем

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальной аппаратуре . Цель изобретения - повышение чадежиости устройства за счет восстановления работы устройства при сбое. Микропрограммное устройство управления с контролем содержит блок памяти микрокоманд, регистр гщреса, формирователь адреса, регистр контроля , блок памяти контрольтк адресов, блок сравнения, регистр хранения, блок управления, мультиплексор. За счет введения блока управления и мультиплексора достигается цельизобретения . 1 з.п. ф-лы, 7 ил. сд 4;; 4: 00

4481 А1

ССИОЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)4 G 06 F 9/22, 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . д, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ %61««,,:., « (21) 3845135/24-24 (22) 16.01.85 (46) 30.08.86. Вюл. 11 32 (72) Ю.Я.Пушкарев и Д.В.Полонский (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1018118, кл. G 06 F 11/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

9 1 109749ю, кл. С 06 F 11/00, 1982 ° (54) ИИКРОПРОГРАМИНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ С КОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь, ° зовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальной аппаратуре. Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет восстановления работы устройства при сбое. Иикропрограммное устройство управления с контролем содержит блок памяти микрокоманд, регистр адреса, формирователь адреса, регистр контроля, блок памяти контрольных адресов, блок сравнения, регистр хранения, блок управления, мультиплексор. За счет введения блока управления и мультиплексора достигается цель изобретения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1 12544

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления повьппенной надежности, и может быть использовано в цифровых вычисли- 5 тельных системах, а также в терминальной аппаратуре.

Цель изобретения — повьппение надежности устройства за счет восстановления работы при сбое. 1Î

На фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 — схема блока управления; на фиг.3 вЂ,схема формирователя адреса; на фиг.4 — схема блока сравнения; на фиг.5- схема мультиплексора; на фиг.6 — блок-схема алгоритма микропрограммьц на фиг.7 временная диаграмма работы устройства.

Микропрограммное устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 адреса, формирователь 3 адреса, регистр 4 контроля, блок 5 памяти контрольных адресов, блок.6 сравнения, регистр 7 хранения, мультиплексор 8, блок 9 управления, вход 10 синхронизации и вход 11 начальной установки, информационный вход 12 устройства, управляющий выход 13 выход 14 признака восстановления устройства, выход 15 признака сбоя устройства. Блок 9 управления содержит триггер t6 и элементы И 17-19. формирователь 3 адреса содержит дешифратор 20, первую группу элементов И 21, вторую группу элементов 35

И 22, элемент ИЛИ 23..

Блок 6 сравнения (фиг.4) содержит группу 24 сумматоров по модулю 2 и элемент ИЛИ 25.

Мультиплексор 8 (фиг.5) содержит группы элементов И 26 и 27 и группу элементов ИЛИ 28.

На фиг.7 показан. сигнал 29 начальной установки на входе 11 устройства импульсы 30 синхронизации на вхо- 4

1 ! де t0 устройства; сигнал 31 адреса на информационном выходе формирователя 3 адреса; сигнал 32 адреса на выходе регистра 2 адреса; сигнал 33 адреса на выходе регистра 4 контроля; 50 сигнал 34 кода микрокоманды на выходах блока 1 памяти микрокоманды; сигнал 35 контрольного адреса на выходе блока 5 памяти контрольных адресов; сигнал 36 кода адреса хранения на выходе регистра 7 хранения; сигнал

37 адреса на выходе мультиплексора 8; сигнал 38 на выходе блока 6 сравне81 2 ния; сигнал 39 на выходе признака режима формирователя 3 адреса; импульсы

40 на выходе 14,стройства; сигнал 41 на выходе триггера 16; сигнал 42 на выходе 15 устройства.

Рассмотрим работу устройства на примере выполнения им микропрограммы, алгоритм которой приведен на фиг.6.

Микрокоманды М1, М2, М4, М6 являются микрокомандами безусловного перехода, а микрокоманды МЗ, М5 — микрокомандами условного перехода. Работа устройства осуществляется в соответствии с временной диаграммой (фиг.7).

Подается сигнал 29, в результате

/ чего устанавливаются в нуль триггер 16, регистр 4 контроля и регистр 7 хранения. По сигналу 29 также закрывается группа элементов 22 И, в результате чего на выходе формирователя 3 адреса устанавливается нулевой начальный адрес микропрограммы (адрес А1 микрокоманды М1, сигнал 3 1). В зависимости от значения сигнала 42 в начытьный момент нулевой адрес с выхода формирователя 3 адреса либо с выхода регистра 7 хранения поступает через мультиплексор 8 на информационный вход регистра 2 адреса (сигнала 37).

По импульсу 30 адрес Ai записывается в регистр 2 адреса (сигнал 32). По нулевому адресу А1 (сигнал 33) на выходе регистра 4 контроля из блока

5 считывается контрольный адрес АЗ первой по ходу следования микропрограммы микрокоманды условного перехода МЗ (сигнал 35).

Каждая микрокоманда имеет следующий формат.

В поле управления задаются управляющие воздействия (микроприказы, коды операций) на управляемую данным микропрограммным устройством систему.

Поле управления поступает на выход

13 устройства.

В поле адреса указывается адрес следующей микрокоманды. Поле адреса поступает на первый информационный вход формирователя 3- адреса.

Ноле, перехода определяет тип перехода (условный или безусловный) в микропрограмме и поступает на форми" рователь 3 адреса. Если содержимое поля перехода равно нулю, переход к следующей микрокоманде осуществляется безусловно. В этом случае единичным сигналом 39 открывается первый элемент, И 21 и на информационный

3 1254 выход младшего разряда формирователя

3 адреса поступает младший разряд поля адреса микрокоманды.

При условном переходе (сигнал 39 равен нулю) по ненулевому коду в поле перехода дешифратор 20 подключает на информационный выход младшего разряда формирователя 3 адреса условия с одного из входов 12 устройства.

Микрокоманда М1 является микроко- 10 мандой безусловного перехода, поэтому поле перехода в ней равно нулю, В результате сигнал 39 имеет единичное значение и на информационный выход формирователя 3 адреса передается полный адрес с выхода поля адреса блока 1 памяти микрокоманд (сигнал

31). По единичному сигналу 39 закрыт

И 18, в результате чего сигнал 42 имеет нулевое значение. По нулевому щ значению сигнала 42 мультиплексор 8 передает на информационный вход регистра 2 адрес А2 (сигнал 37).

По следующему импульсу 30 адрес

А2 записывается в регистр 2 адреса 25 (сигнал 32). Из блока 1 считывается микрокоманда М2 (сигнал 34).

Поле упргвления микрокоманды М2 поступает на выход 13 устройства, а по содержимому поля адреса и поля gp перехода микрокоманды M2 (так же, как и при выполнении микрокоманды

М1) устанавливается на выходе формирователя 3 (сигнал 31) адрес А3 микрокоманды MÇ и поступает через муль- типлексор 8 ьа информационный вход регистра 2 адреса (сигнал 37).

По очередному импульсу 30 адрес

АЗ записывается в регистр 2 адреса (сигнал 32). По адресу А3 с выхода регистра 2 адреса считывается микрокоманда МЗ (сигнал 34).

Микрокоманда МЗ является микрокомандой условного перехода и в поле перехода этой микрокоманды задан не- 45 нулевой номер проверяемого условия.

В результате сигнал 39 принимает нулевое значение, а на информационном выходе формирователя 3 адреса устанавливается адрес иикрокоманды А4 в зависимости от значения сигнала проверяемого условия.

При выполнении очередной микрокоманды условного перехода (в данном случае микрокоманды МЗ) проводится проверка правильности прохождения микропрограммы от предыдущей микрокоманды условного перехода до выполняе481 4 мой в настоящий момент (в данном случае от начала микропрограммы до микрокоманды МЗ).

Если реальный и контрольный адреса

I на первом и втором информационных входах блока 6 сравнения совпадают, свидетельствуя о том, что проследованный микропрограммой путь верен то сигнал 38 имеет нулевое значение.

При нулевых значениях сигналов

38 и 39 открыт элемент И 19. Поэтому при поступлении импульса 30 вырабатывается импульс 40. По импульсу 30 в регистр 2 адреса записывается адрес

А4. По импульсу 40 в регистр 4 контроля также записывается адрес А4, который является исходным для считывания следующего контрольного адреса из блока 5, а в регистр 7 хранения записывается адрес А3 с выхода регистра 2 адреса (сигнал 36).

При необходимости по сигналу 40 могут быть сохранены (переписаны во вспомагательные регистры) все центральные регистры в объекте управления.

Контрольный адрес А5 следующей по ходу выполнения микропрограммы А5 условного перехода считывается из блока 5 и поступает на второй информационный вход блока 6 сравнения (сигнал 35).

При выполнении микрокоманды М4 формируется адрес А5 микрокоманды М5.

По импульсу 30 адрес А5 записывается в регистр 2 адреса.

Из блока 1 считывается микрокоманда М5 (сигнал 34). На выходе формирователя 3 адреса формируется, например, адрес А6 микрокоманды М6 по содержимому соответствующих полей микрокоманды М5 и значению проверяемого логического условия. Блок 6

1 сравнения проверяет контрольный и текущий адреса.

Например, при данной проверке контрольный и текущий адреса не совпадают, что свидетельствует о сбое.

Причиной сбоя может быть, например, ошибка в ходе следования микропрограммы, в результате чего микропрограмма пошла по неправильной ветви.

Сигнал 38 имеет единичное значение, а так как сигнал 39 имеет нулевое значение, то сигнал 42 принимает единичное значение. По сигналу 42 мультиплексор 8 подключает на информационный вход регистра 2 адрес АЗ

125448 t

5 (сигнал 37) микрокоманды М3 с выхода регистра 7 хранения.

По импульсу 30 в регистре 2 адреса восстанавливается адрес АЗ микрокоманды МЗ, а триггер 16 устанавливается в единицу (сигнал 41). По сигналу

42 восстанавливаются (переписываются из вспомагательных) все центральные регистры в объекте управления.

Таким образом, восстанавливается 10 работа устройства с выполнения микрокоманды МЗ, последней микрокоманды условного перехода, до которой микропрограмма выполнялась верно.

Сигналом 41 закрывается элемент 15

И 17 в результате чего сигнал 42 принимает нулевое значение.

Мультиплексор 8 подключает на информационный вход регистра 2 сформи рованный на входе формирователя 3 ад- 20 рес А4. По импульсу 30 триггер 1б устанавливается в нуль, а адрес А4 записывается в регистр 2 адреса. По сигналу 40 в регистр 4 контроля записывается исходный адрес А4 для считы- 5 вания контрольного адреса, а в регистр 7 хранения — адрес АЗ. После этого устройство продолжает работу аналогично.

Формула. изобретения

Микропрограммное устройство управления с контролем, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, формирователь адреса, регистр контроля, блок памяти контрольных адресов, блок сравнения и регистр хранения, информационный вход которого соединен с выходом регистра адреса, с первым 40 информационным входом блока сравнения и с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход поля управления которого соединен с управляющим выходом устройства, выходы поля адреса и вы- 45 ход поля перехода блока памяти микрокоманд соединены соответственно с первой группой информационных входов и входом управления режимами формирог вателя адреса, вторая группа инфор- 50 мационных входов которого соединена с группой входов условий устройства, вход сброса регистра хранения соединен с входом сброса регистра контроля„ с входом установки начального 55 адреса формирователя адреса и с входом начальной установки устройства, вход записи регистра адреса соединен с входом синхронизации устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет восстановления работы при сбое, в устройство введены блок управления, содержащий триггер, первый, второй, третий элементы И и мультиплексор, первый информационный вход которого соединен с информационным выходом формирователя адреса, второй информационный вход мультиплексора соединен с выходом регистра хранения, выход мультиплексора соединен с информационным входом регистра адреса, выход признака режима формирователя адреса соединен с инверсным входом второго элемента И и с первым инверсным входом третьего элемента И, выход блока сравнения с прямым входом первого элемента И, выход которого соединен с прямым входом второго элемента И и с вторым инверсным входом третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с входами записи регистра хранения и регистра контроля и с выходом признака восстановления устройства, выход второго элемента

И соединен с управляющим входом мультиплексора, с информационным входом триггера, с выходом признака сбоя устройства, прямой вход третьего эле- мента И соединен с входом синхронизации устройства и с входом синхронизации триггера, выход которого соединен с инверсным входом первого элемента

И, вход установки в "0" триггера соединен с входом начальной установки устройства, информационный выход формирователя адреса соединен с информационным входом регистра контроля, выход регистра контроля соединен с адресным входом блока памяти контрольных адресов, выход которого соединен с вторым информационным входом блока сравнения.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирователь содержит дешифратор, первую и вторую группы элементов И и элемент

ИЛИ, вход дешифратора соединен с входом управления режимами формирователя, выходы дешифратора соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы элементов И первой группы соединены с входами элемента

ИЛИ, второй вход первого элемента И первой группы соединен с информационным входом младшего разряда первой

7 12544 группы формирователя, вторые входы элементов И первой группы соединены с информационными входами второй группы формирователя адреса, прямой вход первого элемента И второй группы соединен с выходом элемента ИЛИ, прямые входы остальных элементов И второй группы соединены с информационными входами старших разрядов первой группы формирователя, инверсные входы элементов И второй группы соединены с входом установки начального адреса формирователя, выходы элементов И второй группы соединены с информационными выходгми формирователя, выход признака режима формирователя соединен с первым входом дешифратора. и 1$

1254481

29

3f

32

ЗЗ

ЗФ

3$

36

Составитель С. Кулик

Редактор И.Косарда Техред И.Попович ., Корректор B.Áóòÿãà

Заказ, 4722!53 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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