Микропрограммное устройство управления

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в ЭВМ и других цифровых системах с микропрограммным управлением . Целью изобретения является иовьшение быстродействия устройства. Устройство содержит блок памяти, микрокоманд , регистр адреса, регистр остатков, регистр микрокоманд, регистр выхода, коммутаторы, дешифраторы , сумматоры, мультиплексор, триггеры , генератор импульсов, блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, элементы ИЛИ. Новыми в устройстве являются регистр.выхода, коммутатор, дешифратор , сумматор, триггер, блоки И элементов, элемент ЮШ. В устройстве в одной строке блока памяти размещается несколько микрокоманд, причем для считьшания одной микрокоманды необходимо считать одну, максимум две линейки блока памяти, размещение в блоке памяти всех блоков микрокоманд осущестьляется независимо от типа микрокоманды сверху вниз, а размещение в каждом блоке микрокоманд - слева направо и сверху вниз. 4 ил. i СЛ 00 О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (5ц 4 G 06 F 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ остатков, регистр микрокоманд, регистр выхода, коммутаторы, дешифраторы, сумматоры, мультиплексор, триггеры, генератор импульсов, блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, элементы ИЛИ. Новыми в устройстве являются регистр.выхода, коммутатор, дешифратор, сумматор, триггер, блоки

И элементов, элемент ИЛИ. В устройстве в одной строке блока памяти размещается несколько микрокоманд, причем для считывания одной микрокоманды необходимо считать одну, максимум две линейки блока памяти, размещение в блоке памяти всех блоков микрокоманд осущестьляется независи мо от типа микрокоманды сверху вниз, а размещение в каждом блоке микрокоманд — слева направо и сверху вниз.

4 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3950109/24-24 (22) 02.09.85 (46) 15.05. 87. Бюл. Р 18 (72) В.С. Харченко, В. Г.Литвиненко, Г.Н. Тимо нькин и С, Н, Тк аче нко (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . У 1100624, кл. G 06 F 9/02, 1984.

Авторское св идет ель ств о СССР

У 1177813, кл. С 06 F 9/22 1984. .(54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в ЭВМ и других цифровых системах с микропрограммным управлением. Целью изобретения является повьппение быстродействия устройства.

Устройство содержит блок памяти.микрокоманд, регистр адреса, регистр

„,SU 1 10816 А1

13108 l6

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении микропрограммных устройств управления для ЭВИ и цифровых систем, Цель изобретения — увеличение быстродействия устройства, На фиг.l и 2 приведена функциональная схема устройства; на фиг,З— пример размещения макрокоманд в бпоке памяти; на фиг.4 — примеры размещения полных и неполных микрокоманд в блоках и порядок их нумерации, Устройство (фиг,l и 2) содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 адреса, регистр 3 остатков микрокоманд, регистр 4 микрокоманд, регистр

5 выхода, коммутатор 6 адреса, коммутатор 7 управления, коммутатор 8 команд, коммутатор 9 остатков, дешифратор 10 команд, дешифратор 11 остатков, первый сумматор 12 адреса, второй сумматор !3 адреса, мультиплексор !4, первый триггер 15, второй триггер 16, генератор 17 тактовых импульсов, первый блок 18 элементов И, второй блок !9 элементов

И, седьмой блок 20 элементов И, шестой блок 21 элементов И, пятый блок

22 элементов И, третий блок 23 эле— ментов И, четвертый блок 24 элемен-тов И, блок 25 элементов ИЛИ, второй элемент ИЛИ 26, первый элемент ИЛИ

27, вход 28 кода операции устройства, вход 29 пуска устройства, вход 30 останова устройства, вход 31 логических условий устройства, группу выходов 32 микроопераций устройства, при. чем выход 32.1 является выходом признака "Конец работы", выход 32.2 выходом признака "Конец команды", выход 33 поля адреса регистра адреса, выход 34 поля приращения адреса ре— гистра адреса, выход 35 поля номера микрокоманды регистра адреса., выход

36 метки ветвления, выход 37 регистра остатков1 выход 38 регистра микрокоманд, выход 39 поля адреса микрокоманды регистра выхода, выход 40 поля кода логических условий регистра выхода, выход 41 дешифратора остатков, выход 42 дешифратора команд, группа выходов 43.1-43.4 генератора импульсов, выход 44 шестого блока элементов И, выход 45 пятого блока элементов И, выход 46 третьего блока элементов И, выход 47 четвертого блока элементов И, первая группа выходов 48 коммутатора остатков, вторая группа выходов 49 коммутатора остатков, выход 50 коммутатора команд.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии все триггеры находятся в нулевом состояний (входы установки в исходное состояние не !

0 показаны). На вход ?9 подается сигнал "Пуск", триггер 15 разблокирует генератор 17 и первый синхроимпульс с выхода 43,1 генератора 17 разрешает запись начального адреса с входа. !

5 28 через коммутатор 6 в регистр 2, По первому тактовому импульсу с выхода 43.2 генератора 17 в регистр

3 записывается первая линейка блока микрокоманд, в котором находится

20 считываемая,микрокоманда. Этим же импульсом, прошедшим через элемент

ИЛИ 26, триггер !6 переводится в единичное состояние, тем самым открывается блок 20 элементов И, демаскируя

25 вторую часть адреса, В сумматоре 13 происходит сложение первой и второй части адреса, в результате получается адрес необходимой строки блока микрокоманд, в которой находится счи-!

30 тываемая микрокоманда или ее часть.

По первому тактовому импульсу с выхода 43 ° 3 эта строка записывается в регистр 4, В это же время на од-. ном из выходов 42 дешифратора 10 устанавливается единичный потенциал, Номер выхода соответствует номеру микрокоманды в строке, записанному в двоичном коде в регистре 2 ° На дешифратор 10 этот код подается с выpg хода 35 регистра 2 через блоки элементов И 19 и ИЛИ 25, т.е, подается третья часть адреса ° Если микрокоманда (ветвления или линейная) оказалась последней в строке, то единич 5 ный потенциал с соответствующего выхода 42, пройдя через коммутатор

7, поступает на стробирующий вход дешифратора !1, разблокируя его, На одном из выходов 41 дешифратора 11

50 появляется единичный потенциал. Номер этого выхода соответствует номеру строки считываемого блока микрокоманд (отсчет строк блока микроко манд начинается с rGл), таким обра55 зом однозначно определяется необходимый остаток (номер строки блока микрокоманд соответствует номеру остатка в первой строке, но отсчет остатков ведется:, начиная с первого).

1310816 4 ь- Такое состояние коммутатора 7 бу-. дет до тех пор, пока в регистр 5 не будет записана такая микрокоманда, при которой на выходе 32.2 не появится нуль. Если при работе устройства на выходе 32.1 появится единица, то я она, пройдя через элемент ИЛИ 27, обнуляет триггер 15, тем самым блокируяя ген ерат ор 1 7. Устр ойс тв о в ыключается, Запуск возможен только при подаче на вход 29 устройства единицы, Остановка устройства может производиться извне, для этого достаточно подать на вход 30 единицу.

В промежутке между первыми импул сами с выходов 43,3-43,4 в коммутаторах 8 и 9 заканчиваются все переходные процессы, связанные с формированием считываемой иикрокоманды.

В результате на выходе 50 коммутато ра 9 команд формируется необходима микрокоманда. По первому импульсу с выхода 43,4 генератора 17 она запись вается в регистр 5. По этому же импульсу, прошедшему через элемент ИЛИ

26, обнуляется триггер 16, маскируя вторую часть адреса, так как блок элементов И 20 закрывается.

По второму тактовому импульсу с 15 выхода 43.1 генератора 17 адрес очередной микрокоманды записывается в регистр 2. Вход 28 при этом заблокирован, так как если это не последняя команда микропрограммы, на выходе 20

32,2 будет "0", Далее устройство работает аналогично.

Если с выхода устройства была считана микропрограмма ветвления, то на выходе мультиплексора 14 могла появится единица (если считана линейная команда, то на выходе мультиплексора всегда будет нуль). Если на выходе мультиплексора 14 присутствует нуль, 30 то блок 18 элементов И закрывается, а блок 19 элементов И открывается, третья часть адреса проходит через блок 25 элементов ИЛИ на вход дешифратора 10 без изменений. Если на выходе мультиплексора 14 присутствует единица, то блок 18 элементов И.открывается, а блок 19 элементов И закрывается, третья часть адреса, пройдя через сумматор 12, изменяется на 40 единицу. Модифицированный адрес, пройдя через блок 25 элементов ИЛИ, поступает на вход дешифратора 10.

Четвертая часть адреса записанная в регистр 2 ВыпОлняет роль уп . 4 равляющего сигнала в зависимости от того, какой тип микрокоманды считывается: нуль соответствует микрокоманде ветвления, единица — линейной.

Эта метка открывает или закрывает не-50 обходимые блоки элементов И 21, 22, 23 и 24, а также управляет входами коммутатора 7, Если при считывании очередной микрокоманды на выходе 32.2 устройства появилась единица, то по первому импульсу с выхода 43.1 генератора

17 в регистр 2 будет записан новый код операций с входа 28 устройства.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр остатков, регистр микрокоманд, коммутатор адре са, к оммутатор управления, коммутатор команд, регистр адреса, дешифратор команг, первый элемент ИЛИ, первый триггер, генератор импульсов, с первого по четвертый блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, первый сумматор адреса, мультиплексор, причем вход кода операции устройства соединен с первым информационным входом коммутатора адреса, выход которого соединен с информационным входом регистра адреса, вход логических условий устройства соединен с информационным входом мультиплексора,.выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И и с инверсным входои второго блока элементов И, выход поля номера микрокоманды регистра адреса соединен с остальными входами первого и второго блоков элементов И, с первого по третий выходы генератора импульсов соединены с входами синхронизации соответственно регистра адреса, регистра остатков и Регистра микрокоианд, выход метки ветвления регистра адреса соединен с управляющим входом коммутатора управления, с инверсным входом третьего блока элементов И, с первым входом четвертого блока элементов И и с первым управляющим входои коммутатора команд, выходы третьего и четвер" того блоков элементов И соединены соответственно с вторыи и третьии управляющим входами коммутатора команд, выход первого блока элементов

И соединен с входом первого операнда

1310816 первого сумматора адреса, выход которого соединен с первым входом блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с входом дешифратора команд, выходы которого объединены и подключены к остальным входам третьего и четвертого блоков элементов И и к информационным входам коммутатора управления, вход второго операнда сумматора адреса подключен к шине логической единицы устройства, выход второго блока элементов И соединен с вторым входом бдока элементов ИЛИ, выхоД бл ока памя ти мик роком анд с оединен с информационными входами регистра остатков и регистра микрокоманд, выход регистра микрокоманд соединен с первым информационным входом коммутатора команд, вход запуска устройства соединен с входом установки в

"1 первого триггера, вход останова устройства соединен с-первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого н н соединен с входом установки в 0 первого триггера, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в устройство введены дешифратор остатков, второй сумматор адреса, второй триггер, второй элемент

ИЛИ, с пятого по седьмой блоки элементов И, регистр выхода, причем второй выход генератора импульсов. соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго тригге-. ра, выход которого соединен с первым входом седьмого блока элементов И, выход поля адреса первой строки регистра адреса соединен с входом первого операнда второго сумматора адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход поля приращения адреса регистра адреса. соединен с входом дешифратора остатков и с вторым входом седьмого блока элементов И, вы5 ход которого соединен с входом второго операнда второго сумматора адреса„ выход метки ветвления регистра адреса соединен с первым входом пятого блока элементов И и с инверсным входом шестого блока элементов И, вы-, ход коммутатора соединен со стробирующим входом дешифратора остатков, выходы которого объединены и соединены с остальными входами пятого и

15 шестого блоков элементов И, выход пятого блока элементов И соединен с первым управляющим входом коммутатора остатков выход шестого блока элементов И соединен с вторым управляю20 щим входом коммутатора остатков, первый выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора команд„ выход регистра остатков соединен с информационным входом коммутатора остатков, второй выход которого соединен с третьим информационным входом коммутатора команд, выход которого соединен с информационным входом регистра выхода, выход поля адреса которого соединен с вторым информационнь|м входом коммутатора адреса, четвертый выход генератора импульсов соединен с вторым входом вто" рого элемента И и с входом синхрони35 зации регистра выхода, выход поля условий которого соединен с управляющим входом мультиплексора, выход поля микроопераций регистра выхода является выходом устройства, выход при40 знака "Конец работы" регистра выхода соединен с вторым входом первого элемента. ИЛИ, выход признака 1 Конец команды"регистра вьхода соединен с управляющим входом коммутатора адреса.

1310816

1310816

131 081 6

1310816

Суббвак „лалных"миирокананб

О бблок„непоанБ х "иикрогаманб

Составитель А .Сошкин.

Редактор М.Дылын Текред Д.Олийнык Корректор Л. Патай

Заказ 1892/45 Тираж б73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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