Микропрограммное устройство управления

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в процессорах с микропро - граммным управлением. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения управления асинхронными объектами и сокращение объема обору1 3S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

iso 4 С 06 F 9/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,;3, yea f

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3944395/24-24 (22) 13.08.85 (46) 07.05 .87. Бюл . Ф 17 (71) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко (72) А.Л.Хлюнев (53) 681.325 (088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 705450, кл. G Об F 9/22, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 830384, кл. G 06 F 9/22, 1979.

„.SU„„1309 23 A 1 (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в процессорах с микропрограммным управлением. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения управления асинхронными объектами и сокращение объема обору1309023 дования. С этой целью в устройство, содержащее блоки 1 и 2 памяти микрокоманд, регистры 3 и 4 микрокоманд, элемент ИЛИ 7, элементы И 8 и 9 и триггер 10 пуска, введены блоки элементов ИЛИ 5, 6 и 33, блоки элементов

И 11 и 28, элементы 17-22 задержки, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в процессорах с микропрограммным управлением.

Цель изобретения — расширение фун- 5 кциональных возможностей устройства за счет обеспечения управления асинхронными объектами и сокращение объема оборудования.

На фиг.1 дана функциональная схема 10 микропрограммного устройства управления; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы работы устройства.

Микропрограммное устройство управления (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 блоки памяти микрокоманд, первый 3 и второй 4 регистры микрокоманд, первый 5 и второй 6 блоки элементов ИЛИ, первый элемент ИЛИ 7, первый 8 и второй 9 элементы И, триггер

10 пуска, первый блок 11 элеменTQB И.

Информационные выходы блоков 1 и

2 памяти микрокоманд соединены соответственно с информационными входами регистров 3 и 4 микрокоманд. Первые выходы регистров 3 и 4 микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам блока 5, выход которого является выходом 12 микроопераций устройства. Вторые выходы регистров 3 и 4 микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам блока 6, выход которого соединен с первым входом блока 11, второй вход которого подключен к входу 13

35 признака условия устройства, а выход — к входам элемента 7. Выходыэлементов И 8 и 9 подключены к входам разрешения обращения соответственно блоков 1 и 2 памяти микрокоманд. Вход установки в единицу триггера 10 пуска подключен к входу 14 пуска устройства а вход установки в нуль — к выхоэлементы ИЛИ 15 и 16, элементы И 23 и 24, формирователь 25 импульсов, триггер 26 гашения, триггер 27 условий, сумматор 29, счетчик 30 ацреса, регистр 31 приращения адреса и эле мент НЕ 32, что обеспечивает управление асинхронными устройствами. 3 ил. ду микрооперации конца работы устройства.

Кроме того,, в состав микропрограммного устройства управления входят второй 15 и третий 16 элементы ИЛИ, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 21 и шестой 22 элементы задержки, третий 23 и четвертый 24 элементы И, формирователь 25 импульсов, триггер 26 гашения, триггер 27 условий, второй блок 28 элементов И, сумматор 29, счетчик 30 адреса, регистр

31 приращения адреса, элемент HK 32 и третий блок 33 элементов ИЛИ.

Третьи выходы регистров 3 и 4 микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам блока 33.

Выходы последнего подключены к информационным входам регистра 31, выход старшего разряда ксторого подключен к первому входу элемента 23, а выходы остальных разрядов — к первому входу блока 28. Второй вход блока 28 и второй вход элемента 23 подключены к прямому выходу триггера 27. Входустановки в единицу триггера 27 подключен к выходу элемента 7, а его вход установки в нуль — к входу занесения информации счетчика 30 и выходу элемента 17. Вход элемен га 17 подключен к синхровходу регистра 31, счетному входу счетчика 30 и выходу элемента

18. Вход элемента 18 соединен с входом элемента 19, счетным входом триггера 26 и выходом формирователя 25.

Вход формирователя 25 соединен с выходом элемента 24, первый вход которого подключен к прямому выходу триггера 10, а его второй вход — к выходу элемента 15. Группавходов элемента

15 подключена к группе входов 34 призиака выполнения микрокоманд устройства, его первый вход подключен к

1309 вкоду 14 пуска устройства, а второй вкод — к выходу элемента 20. Вход элемента 20 подключен к выходу элемента 16 первый и второй входы которого подключены соответственно к выко-5 дам признака выполнения перехода регистров 3 и 4 микрокоманд. Входы начальной установки счетчика 30, регистра 31 и триггера 26 подключены к входу 35 начальной установки устрой- !О ства. Выход элемента 19 подключен к первым входам элементов 8 и 9. Второй вход элемента 8 подсоединен к выходу элемента 32, вход которого подключен к второму входу элемента 9 и выходу 15 младшего разряда сумматора 29. Вход элемента 21 подключен к выходу элемента 8, а его выход — к синхровходу регистра 3, вход сброса которого подключен к прямому выходу триггера 26. 20

Вход элемента 22 подсоединен к выходу элемента 9, а его выход — к синхро- . входу регистра 4, вход сброса которого подключен к инверсному выходу триггера 26. Первый информационный вход сумматора 29 подключен к выходу счетчика 30, его второй информационный вход — к выходу блока 28, вход признака выполняемой операции — к выходу элемента 23, выходы старших разрядов-30 к адресным входам блоков 1 и 2 памяти микрокоманд и старшим информационным входам счетчика 30, а выход младшего ° разряда — к младшему информационному входу счетчика 30. 35

Устройство работает следующим образом.

Сигнал начальной установки, поступающий на вход 35 устройства, обнуляет счетчик 30 и регистр 31 и устанав-40 ливает триггер 26 в состояние, при котором регистр 3 микрокоманд принудительно обнулен выходным сигналом триггера 26. На адресных входах блоков 1 и 2 памяти микрокоманд присут- 45 ствует нулевой адрес. Сигнал пуска, поступающий на вход 14 устройства, устанавливает триггер 10 в единичное состояние. Одновременно этот сигнал проходит через элемент 15 и элемент 50

24 и поступает на вход формирователя

25. Последний вырабатывает импульс, изменяющий состояние триггера 26. В результате разблокируется регистр 3 микрокоманд и принудительно обнуляет"55 ся регистр 4 микрокоманд.

Импульс, вырабатываемый формирователем 25, поступает также на входы

023 4 элементов 18 и 19 задержки. Пройдя через элемент 19, импульс поступает на первые входы элементов 8 и 9. Поскольку на выходе младшего разряда сумматора присутствует нулевой уро— вень, импульс прокодит через элемент

8 на вход разрешения обращения блока

1 памяти микрокоманд. Считываемая из блока 1 памяти информация поступает на информационный вход регистра 3 микрокоманд и заносится в него импульсом, поступающим с вьгкода элемента 21.

Информация с первого выхода регистра 3 микрокоманд поступает через блок 5 на выход 12 микроопераций устройства. Информация с второго выхода регистра 3 микрокоманд через блок 6 поступает на первый вход блока 11, где сравнивается с поступающими на второй вход блока 11 признаками условия, поступающими на входы 13 устройства. В случае совпадения на выходе элемента 7 появляется единичный сигф нал, устанавливающий триггер 27 условий в единичное состояние. Информация с третьего выхода регистра 3 микрокоманд поступает через блок 33 на информационный вход регистра 31, Импульс, появляющийся на вьгходе элемента 18, заносит информацию в регистр 31 и увеличивает содержимое счетчика 30 на единицу.

В случае, когда триггер 27 условий установлен в единицу (выполняется переход по условию), в сумматоре 29 осуществляется алгебраическое сложение содержимого счетчика 30 и содер- . жимого младших разрядов регистра 31, поступающего через блок 28. Тип выполняемой операции (сложение или вычитание содержимого младщих разрядов регистра 31) определяется содержимым старшего разряда регистра 31, поступающим через элемент 23 на вход признака выполняемой операции. Полученный результат заносится в счетчик 30 импульсов, появляющимся на выходе элемента 17. Этот же импульс обнуляет триггер 27 условий. На выходах сумматора 29 находится код сформированного адреса.

В случае, когда выполняется переход по условию, потенциал, присутствующий на выходе признака выполнения перехода регистра 3 микрокоманд, проходит через элемент 16, элемент 20, элемент 15 и элемент 24 и появляется на входе формирователя 25. Последний

1309023 вырабатывает импульс, изменяющий состояние триггера 26 гашения. При этом принудительно обнуляется регистр 3 микрокоманд и разблокируется регистр

4 микрокоманд. На выходе элемента 19 появляется импульс, по которому осуществляется выборка информации из блока 2 памяти микрокоманд, и по импульсу, появляющемуся на выходе элемента 22, занесение считанной информации в регистр 4 микрокоманд.

Процесс формирования адреса осуществляется аналогично при чтении информации из блока 1 памяти микрокоманд. В случае, когда не происходит перехода по условию, следующая выборка информации осуществляется с приходом на один из входов 34 устройства импульса признака выполнения микрокоманды, По окончании выполняемой прог- 20 раммы на выходе микрооперации конца работы устройства появляется сигнал, устанавливающий триггер 10 пуска в нулевое состояние.

В предлагаемом устройстве код адреса выбираемой из блока памяти микрокоманд информации формируется путем алгебраического суммирования содержимого счетчика 30 с кодом, находящимся в регистре 31. В итоге в блоках памя- 30 ти необходимо хранить не весь адрес, как в известном устройстве, а только часть его, указывающую на величину изменения адреса, находящегося в счетчике 30. 35

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее два блока памяти микрокоманд, два регистра микрокоманд, первый элемент ИЛИ, два элемента И и триггер пуска, причем информационные выходы первого и второго блоков памяти микрокоманд соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров микрокоманд, выходы первого и второго элементов И подключены к входам разрешения обращения соответственно первого и второго блоков памяти микрокоманд, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения управления асинхронными объектами и сокращения объема оборудования, оно содержит три блока элементов ИЛИ, два блока элементов И, шесть элементов задержки, второй и третий элементы ИЛИ, третий и четвертый элементы И, формирователь импульсов, триггер гашения, триггер условий, сумматор, счетчик адреса, регистр приращения адреса и элемент

НЕ, при этом первые выходы первого и второго регистров микрокоманд соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока элементов ИЛИ, выход которого является выходом микроопераций устройства, вторые выходы первого и второго регистров микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам второго блока элементов ИЛИ, выхоц которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй вход которого подключен к входу признака условия устройства, выход первого блока элементов И соединен с входами первого элемента ИЛИ, вход установки в единицу триггера пуска подключен к входу

1 пуска устройства, вход установки в

"Он триггера пуска соединен с выходом микрооперации конца работы устройства, третьи выходы первого и второго регистров микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам третьего блока элементов ИЛИ, выходы которого соединены с информационным входом регистра приращения адреса, старший разряд выхода которого подключен к первому входу третьего элемента И, остальные разряды выхода регистра приращения адреса соединены с первым вхоцом второго блока элементов И, второй вход которого и второй вход третьего элемента И подключены к прямому выходу триггера условий, вход установки в единицу которого соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, а вход установки в "0" триггера условий подключен к входу занесения информации счетчика адреса и выходу первого элемента задержки, вход которого соединен с синхровходом регистра приращения адреса, счетным входом счетчика адреса и выходом второго элемента задержки, вход второго элемента задержки подключен к входу третьего элемента задержки, счетному входу триггера гашения и выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход четвертого элемента И подключен к прямому выходу триггера пуска, а второй вход четвертого элемента И соединен с выходом второго элемента ИЛИ, группа входов которого

1309023 подключена к группе входов признака выполнения микрокоманд устройства, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с входом пуска устройства, второй вход второго элемента ИЛИ подклю- 5 чен к выходу четвертого элемента задержки, вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами признака выполнения перехода первого и второго регистров микрокоманд, входы начальной установки счетчика адреса, регистра приращения адреса и триггера гашения подключены к входу начальной установки устройства, выход третьего элемента задержки соединен с первыми входами первого и второго элементов

И, второй вход первого элемента И подключен к выходу элемента НЕ, вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и выходом младшего разряда сумматора, вход пятого элемента задержки подключен к выходупервого элемента И, а выход пятого элеЯгед ее латлвлаи уста«едви услсрассстда явиедтриггера 7б гасаеФал . Яеад/Ф аусаа устрейетЯа

Эвмедтриггера 1даусла

Явсгедусернире5ателл ЯЯ амиулвсед

Явггедглеиента 1Ягадерлпг

Яагер глгиеита 1У гаЯер.ае»

Янгед еленеита 71 гадерюаи

Явсгед гленелта ЖгаЯерм

ЯвслеВ глемента 17,ìвертани

Ягллед меиемта или 7

Явсюед треггера у7услеЯай

Явсвед еленента гг:щЯервсла ееаед севере еаера @ а аеаца рабетм устрейатуа мента задержки соединен с синхровходом первого регистра микрокоманд, вход сброса которого подключен к прямому выходу триггера гашения, вход шестого элемента задержки соединен с выходом второго элемента И, а выход шестого элемента задержки подключен к синхровходу второго регистра микрокоманд, вход сброса которого соединен с инверсным выходом триггера гашения, первый информационный вход сумматора подключен к выходу счетчика адреса, второй информационный вход сумматора соединен с выходом второго блока элементов И, вход признака выполняемой операции сумматора подключен к выходу третьего элемента И, старшие разряды выхода сумматора соединены с адресными входами первого и второго блоков памяти микрокоманд и старшими разрядами информационного входа счетчика адреса, а младший разряд выхода сумматора подключен к младшему разряду информационного входа счетчика ад-. реса.

1309023

Составитель Г.Виталиев

Техред В.Кадар, Корректор А.Тяско

Редактор Н.Тупица

Заказ 1799/41 Тираж б73 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, б ь

344 ч

Ф

w,5 ъ о с ф O

М, 4 4 ь

Ь е

Ф

И ъ

Ъ Ъ )

1 ъ

Ъ И:р

+a4a 4 ц ц»

3 в ь

Ъ с с

4э ()

Ъ „

Ь

Ч ю з