Микропрограммное устройство управления

 

Изобретение относится к вычисли- .тельной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано для построения программируемых устройств управления . Цель изобретения - сокращение объема оборудования за счет уменьшения объема памяти микрокоманд. Устройство содержит блоки памяти микрО команд, счетчики адреса, счетчики длины цепочки, схемы сравнения, мультиплексоры, регистры,управления, блок памяти команд, счетчик начального адреса, две схемы сравнения, элементы ИЛИ, регистр управления адресом. Указанная цель достигается с помощью указанной совокупности признаков. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (59 4 С 06 F 9/22 13„ ц

ЯЯЯДНс,: ". !

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4107457/24-24 (22) 12 ° 08.86 (46) 15.02.88. Бюл. У 6 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) Д.А.Ефремов, А.С.Календарев, В.П. Крюков„ С.А.Шведов и Л.А.Шумилов (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 942020, кл. G 06 F 9/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 732871, кл. G 06 F 9/22, 1977. (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано для построения программируемых устройств управ.ления. Цель изобретения — сокращение объема оборудования эа счет уменьшения объема памяти микрокоманд. Устройство содержит блоки памяти микро команд, счетчики адреса, счетчики длины цепочки, схемы сравнения, мультиплексоры, регистры, управления, блок памяти команд, счетчик начального адреса, две схемы сравнения, элементы ИЛИ, регистр управления адресом. Укаэанная цель достигается с помощью указанной совокупности признаков. 6 ил.

13742

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано для постро5 ения программируемых устройств управления.

Цель изобретения — сокращение объема оборудования.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-4 — соответственно временные диаграммы работы устройства в режиме начальной установки, в режиме внутренней синхронизации, в режиме внешней синхронизации; на фиг. 5 — пример реализуемой микропрограммы; на фиг. 6 — последовательности элементарных микрокоманд, соответствующих микропрограмме на фиг. 5.

Микропрограммное устройство управления содержит блоки 1,-1 памяти микрокоманд, выходы 2,-2д микроопераций устройства, счетчики 3„-Зц адреса, счетчики 4,-4 длины цепоч- 26 ки, схемы 5,-5 1 сравнения, мультиплексоры 6, -6, регистры 7, -7N управления, блок 8 памяти команд, счетчик 9 начального адреса, схему 10 сравнения (N+2)-ю, схему 1 1 сравне- З0 ния (И+1)-ю, схемы 12,-12„, ИЛИ регистр 13 управления адресом. Режим начальной установки изображен на фиг. 2. Позицией 14 обозначены синхронизирующие сигналы на втором входе устройства, позицией 15—

35 сигнал начальной установки первого входа синхронизации устройства. Позициями 16 и 17 обозначены соответственно адресная информация на первом 40 и втором входах кода команды устройства, а позициями 18-25 - сигналы синхронизации счета и записи (начальной установки) на входах счетчиков

3,-3, 4,-4 для полей А, Д, В, С микропрограммы (фиг.5). Позиции 26

45 и 27 обозначают соответственно сигналы синхронизации счета и записи счетчика 9.

В режиме начальной установки на Sp первый и второй входы кода команды подаются соответственно значения начального и конечного адреса последовательности управляющих слов (АНПУСО и АКПУСО) блока 8 памяти управления. Первое из значений записывается в счетчик 9 сигналом начальной установки с первого входа устройства, поступающим через схему 12„«

23 2 на вход синхронизации записи счетчика 9. Соответствующее адресу АНПУСО управляющее слово считывается из блока 8. Значения полей этого управляющего слова записываются в счетчики

3,-3ц, регистры 7, -7 сигналом с первого входа синхронизации устройст- . ва, поступающим через схемы 12,-12> на входы синхронизации записи счетчиков 3< -3 и регистров 7< -7 и 13, Этим же сигналом осуществляется начальная установка счетчиков 4,-4 .

Таким образом, счетчики 3, -Зц содержат начальные адреса последовательностей элементарных микрокоманд (ПНАП,, ..., ПНАП„). Соответствующие этим адресам элементарные микрокоманды считываются из блоков 1„-1 1.

Время удержания сигнала начальной установки должно быть больше или равно интервалу времени от записи значения АНПУСО до появления элементарных микрокоманд, соответствующих адресам ПНАП,,..., ПНАП,„ на выходе устройства. Эти значения постоянны до снятия сигнала начальной установки. Снятие сигнала начальной установки обеспечивает переход либо к режиму внутренней, либо внешней синхронизации, в зависимости от содержания считываемых управляющих слов блока 8 памяти управления.

На фиг. 3 приведена временная диаграмма, соответствующая режиму

1 внутренней синхронизации (обозначения соответствуют обозначениям на фиг. 2).

Начало режима соответствует снятию сигнала начальной установки с первого входа синхронизации устройства. При этом сигнал внешней синхронизации с второго входа синхронизации устройства поступает на счетный вход и вызывает увеличение значений в тех счетчиках 3 и 4ц (К =

1, N), для которых значения полей номера источника синхронизации (НИС к ) в регистрах 7„ указывают в качестве источника синхронизации второй вход синхронизации устройства. Это обеспечивается подачей значений поля НИС < на управляющие входы мультиплексора 6 „. Соответствующие этим адресам элементарные микрокоманды считываются из блоков 1к памяти. Каждое текущее значение счетчика

4 сравнивается в схеме 5„ со значением поля сомножителей периода повто-.

1374223

4 рения (ПСПП„) из регистра 7 . При несовпадении значений синхронизирующий сигнал счета производит увеличение значений счетчиков 3„ и 4„. При совпадении в схеме 5g возникает и при помощи схемы 12„ передается сигнал синхронизации записи значений полей ПНАП„ в счетчик 3, полей

ПСПП„ и НИС„ — в регистр 7„. Этот же сигнал вызывает начальную установку счетчика 4„ и, поступая на входы мультиплексоров 6„, (М = 1, N, М Ф К), может использоваться для формирования сигналов синхронизации счета счетчиков 3 и 4щ, для которых номер

К указан в поле НИС источника синхронизации счета. Сигналы, формируемые схемами 5„ (k = 1, N), поступая на входы схемы 11 сравнения, совместно со значением поля управления ад.ресоМ (ПУА) участвуют в формировании сигнала синхронизации счета счетчиica 9. Определенная комбинация управляющих значений, формируемых схемами

5, -5„, определяет момент предварительного увеличения значения адреса в счетчике 9 и последующего считывания нового управляющего слова из блока 8 с тем, чтобы обеспечить запись новых значений в конце выполнения текущей микропрограммы в счетчики 3,-3, регистры 7,-7„ и 13 при выработке схемами 5„-5я сигналов синхронизации записи. Считывание следующего управляющего слова иэ блока 8 производится параллельно со считыванием последовательностей элементарных микрокоманд из блоков 1, -1„.

Момент изменения адреса в счетчике

9 соответствует началу последнего считывания самой короткой последовательности элементарных микрокоманд микропрограммы. Время считывания управляющего слова иэ блока 8 должно быть равно мин сч м .„где Тсчпэ м .— .з время считывания I-последовательности элементарных микрокоманд блока 1, .

В качестве сигнала синхронизации записи в регистр 1 3 значения поля

ПУА управляющего слова используется сигнал, формируемый схемой 5 „, как сигнал, соответствующий концу считыв ания одной и з последовательностей элементарных микрокоманд .

В процессе изменения адреса содержимое счетчика 9 в схеме 10 сравнивается со значением поля ПУА из регистра 13. При несовпадении синхро5

55 низирующий сигнал счета вызывает увеличение адреса. При совпадении формируется сигнал синхронизации записи в счетчик 9 нового значения

АНПУСО, что соответствует считыванию новой последовательности управляющих слов из блока 8.

Для конкретной микропрограммы (фиг.5) сигнал синхронизации счета, соответствующий полю С и обозначенный позицией 24, сформирован сигналом с первого входа синхронизации устройства. Сигналы синхронизации счета, соответствующие полям В, Д, А и обозначенные позициями 22, 20 и 18,сформированы сигналами с выходов схем сравнения, соответствующих полям, С, В, Д и обозначенных позициями 25, 23 и 21.

Таким образом, считывание последовательностей элементарных микрокоманд производится параллельно, но с различной частотой считывания, причем в формировании сигналов синхронизации считывания последовательностей элементарных микрокоманд одного поля, кроме сигнала внешней синхронизации, могут участвовать все синхронизирующие сигналы, вырабатываемые элементами, соответствующими остальным полям микрокоманды.

На фиг. 4 изображена временная диаграмма, соответствующая режиму работы внешней синхронизации. Отличие от рассмотренного режима внутренней синхронизации заключается в использовании в качестве всех сигналов синхронизации счета сигналов только внешней синхронизации с первого входа синхронизации устройства. При таком режиме работы устройство эквивалентно устройству без связей между мультиплексорами 6< -6 . При этом для воспроизведения микропрограммы, изображенной на.фиг. 5, необходимо хранить в блоках памяти элементарных микрокоманд последовательности элементарных микрокоманд с повторением значений элементарных микрокоманд.

При этом считывание элементарных микрокоманд из блоков памяти производится параллельно с одной частотой внешнего сигнала синхранизации.

Иллюстрирующая работу предлагаемого устройства микропрограмма включает N=4 элементарных микрокоманд (фиг.5). Соответствующие такой мик1374223 ропрограмме последовательности элементарных микрокоманд представлены на фиг. 6.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти команд, первый регистр управления, пер- 1р вую схему сравнения, первый счетчик длины цепочки, первый счетчик адреса, первый блок памяти микрокоманд, выход которого соединен с первым выходом микроопераций устройства, выход первого поля управления микрокомандами блока памяти команд соединен с информационным входом регистра управления, первый выход которого соединен с первым входом первой схемы сравнения, выход первого счетчика адреса соединен с адресным входом первого блока памяти микрокоманп, выход первого счетчика длины, цепочки соединен с вторым входом первой схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью сокращения оборудования за счет уменьшения объема памяти микрокоманд, устройство содержит N мультиплексоров, Я+1 схем сравнения, N-1 счетчиков длины цепочки, N-1 счетчиков адреса, N-1 блоков памяти микрокоманд, N+1 элементов ИЛИ, N-1 регистров управления, регистр управления адресом, счетчик начального адреса; причем выходы с первого по N-й полей адреса блока памяти команд соединены соответственно с информационными входами с первого по N-й счетчиков адреса, выходы с второго по N-й полей управления микрокомандами блока памяти команд соединены соответственно с информа ционными входами с второго по N-й регистров управления, первые выходы которых соединены соответственно с первыми входамн с второй по N-ю схем сравнения, выходы с второго rro N-й счетчиков длины цепочки соединены соответственно .с вторыми входами с второй по N-ю схем сравнения, выходы 50 с первой по N-ю схем сравнения соединены соответственно с первыми входами с первого по N-й элементов ИЛИ, первый вход синхронизации устройства соединен с вторыми входами с пер- 55 вого по М-й элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входами начальной установки с первого по N-й счетчиков длины цепочки, с входами синхронизации с первого по

N-й регистров управления и с входами синхронизации записи с первого по

N-й счетчиков адреса, выходы с второго по N-й счетчиков адреса Соединены соответственно с адресными входами с второго по N-й блоков памяти микрокоманд, выходы которых соединены с второй по N-й выходами микроопераций устройства, второй вход синхронизации устройства соединен с первыми информационными входами с первого по N-й мультиплексоров, выходы которых соединены соответственно со счетными входами с первого по N-й счетчиков длины цепочки и со счетными входами с первого по N-й счетчиков адреса, выходы с первого по N-й элементов ИЛИ, за исключением j-ro элемента ИЛИ (где j = 1, N), соединены соответственно с второго по N-й информационными входами j-го мультиплексора, вторые выходы с первого по М-й регистров управления соединены соответственно с управляющими входами с первого по N-й мультиплексоров, выход поля управления адресом блока памяти команд соединен с информационным входом регистра управления адресом, выход N-го элемента ИЛИ соединен с входом синхронизации регистра управления адресом, выходы которого соединены с первой группой входов (N+1)-й схемы сравнения, выходы с первого по N-ый элементов ИЛИ -соедииены с второй группой входов (N+1)-й схемы сравнения, выход которой соединен со счетным входом счетчика . начального адреса, первый вход кода команды устройства соединен с информационным входом счетчика начального адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти команд и с первым входом (N+2)-й схемы сравнения, второй вход кода команды устройства-соединен с вторым входом (N+2)-й схемы сравнения, выход которой соединен с первым входом (N+1)-го элемента ИЛИ, первый вход синхронизации устройства соединен с вторым входом (N+1)-ro элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации записи счетчика начального адреса.

1374223

Фиг. r

НПУСО

17 е е ° ° в °

zz

° Е ° ° 4 4 4 ° °

ЕУ

° е е ° 4 °

ПЛ ... ЛЛ ... ЛЛ

Е Е Е ° ° В В ° 4

Я

9 иг„У е ЛЛ,П...Л ЛП

ЯКПУСО

Л.ГО 1 ...ЛЛ П

П П.Г1

Р ЛЛЛ

?Р

° Ф ° O ° ж ПГ\.П ... ЛПП

1374223 е ..П.П;.. ПГ1 ... Г1П ... ПП!

374223

8) - С11 ф1 2 С1

Ф 2

S„C1

ВК2 СК3

81 С1

41 е й1

А1

К1 в

82 С1

В2 Ск1

В 2 С 1

ВК2 СК7 К2

Вк2 Ск1

At у С

А1

42 z С2

Ф ° ° ° If) 41

Редактор Е.Копча

Заказ 603/45 Тиржк 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

A)

А1

Я1 ь, А1

41 1

А1 J

Дг

41 е

41

Д1

41

"2

Д2 2

Ф

Д2

Д2 2

АК ИЗ

Составитель А.Михайлов

Техред А.Кравчук Корректор В.Гирняк