Микропрограммное устройство управления

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - сокращение емкости блока памяти микрокоманд за счет уменьшения количества микрокоманд. Микропрограммное устройство управления содержит регистр адреса 1, буферный регистр 2, блок памяти микропрограмм 3, регистр микроопераций 4, первый 5 и второй 9 коммутаторы, блок 6 анализа условий, блок элементов И 10, генератор 7 тактовых сигналов, блок регистров 8. Наиболее эффективно применение устройства, когда требуется по состоянию операционной части автомата или объекта управления оставить группу шин в неизменном состоянии. Данная ситуация возникает в следующих случаях: в устройствах конструктивно и функционально объединенных с памятью динамического типа, когда по сигналу от таймера прерывается выполнение вычислительного процесса. При этом шины микроопераций маскируются содержимым одного из регистров блока 8, что обеспечивает неизменное состояние групп шин микроопераций, управляющих вычислительным процессом, при переходе на сегмент микропрограммы регенерации. Положительный экономический эффект возникает за счет сокращения аппаратных средств, необходимых для памяти и синхронизации данного процесса с вычислительным процессом

в случае управления технологическими объектами, когда один контроллер может быть использован для управления большим количеством управляемых точек объекта, причем при реализации управляющего процесса возникает необходимость по состоянию управляющей среды прерывать выполнение текущей микропрограммы с сохранением управляющих сигналов на объектах управления. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 06 F 9 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ Ъ

Ъ<

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4340473/24-24 (22) 02,11.87 (46) 30.12,89„ Бюл. 11- 48 (71) Научно-производственное объединение "Импульс" им, XXV съезда КПСС. (72) А.А.Борисенко, В,Г,Рябцев и В.А.Чернышев (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1125625, кл. G 06 F 9/22, )983, Авторское свидетельство, СССР

В 1267414, кл, G 06 Р 9/22, 1985, (54) MHKPOIIPOI PAMNHOE УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель иэобретения—

4 сокращение емкости блока памяти микрокоманд за счет уменьшения количест2 ва микрокоманд. Микропрограммное устройство управления содержит регистр адреса 1, буферный регистр 2, блок 3 памяти микропрограмм, регистр микроопераций.4, первый 5 и второй 9 коммутаторы, блок 6 анализа условий, блок элементов И 1О, генератор 7 тактовых сигналов, блок регистров 8, Наиболее эффективно применение устройства, когда требуется по состоянию операционной 4 части автомата илн объекта управления оставить группу шин в неизменном состоянии. Данная ситуация возникает в следующих случаях: в устройствах конструктивно и функционально объединенных с памятью динамического типа, когда по сигналу от таймера прерывается выполнение вычислительного процесса. При этом ши1532925 ны микроопераций маскируются содержимым одного иэ регистров блока 8, что обеспечивает неизменное состояние групп шин микроопераций, управляющих вычислительным процессом, при переходе на сегмент микропрограммы регенерации. Положительный экономический эффект возникает за счет сокращения аппаратных средств, необходимых для памяти и синхронизации данного процесса с вычислительным процессом; в случае управления технологическими объектами, когда один контроллер может быть использован для управления большим количеством управляемых точек объекта, причем при реализации управляющего процесса возникает необходимость по состоянию управляющей среды прерывать выполнение текущей микропрограммы с сохранением управляющих сигналов на объектах управления.

4 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении управляющих систем, а также микропрограммных ав-, .томатов, в частности, в тех случаях, когда возникает необходимость по состоянию операционной части автомата, управляющего и вычислительного 25 . устройства, сохранять неизменным соСтояние группы выходных шин микроОперации.

Цель изобретения — сокращение ем-

КосТН блока памяти мнкрокоманд за

Счет уменьшения количества микрокоманд.

На фиг,1 приведена функциональная схема устройства: на фиг.2 - ал—

Горитм выполнения микропрограмм управления с циклической регенерацией содержимого динамической памяти управляемого объекта: на фиг. 3 и 4 — алгоритм работы устройства при записи входных условий в блок регистров. 40

Устройство содержит регистр 1 адреса, буферный регистр 2, блок 3 памяти микропрограмм, регистр 4 микроопераций, первый коммутатор 5, блок

6 анализа условий, генератор 7 такто- 45 вых импульсов, блок 8 регистров, второй коммутатор 9, блок элементов И 10, вход 11 логических условий и выход

12 микроопераций устройства. устройство работает следу цим об- 50 разом.

В исходном состоянии по сигналу

"Сброс" регистр 1 адреса устанавливается н нулевое состояние выходы блока регистров 8 устанавливаются в единичное состояние, Производится выбор микрокоманды из блока 3 памяти микрокоманд, После микроопераций F подается на информационный вход регистра микроопераций 4, поле К определяет выбор направления коммутатора 9, в результате осуществляется подключение выход одного регистра из блока регист- > ров 8 по входам блока элементов И 10> поле К определяет регистры блока 8 (один нли несколько), в которые зано-. сится информационное поле маски М и (или) соответствующие состояния вкода

11.

Содержимое регистра 1 адреса переписывается в буферный регистр 2 и увеличивается на единицу.

Если выбранная микрокоманда является микрокомандой с безусловным переходом, управляющее поле 7 выхода блока 3 памяти микропрограмм формирует на управляющих входах блока 6 анализа условий код, который через выход блока 6 анализа условий открывает плечо коммутатора 5, транслирующее на вход регистра. I адреса адресную часть А выхода блока памяти микропрограмм 3. .Если выбранная микрокоманда является микрокомандой с условным переходом, управляющее поле 7 выхода блока 3 памяти микропрограмм формирует на управляющих. входах блока 6 анализа условий код, который, если выбранное условие с шины 11 входных условий выполняется через выход блока 6 анализа условий, открывает плечо ком" мутатора 5, транслирующее на вход регистра 1 адресную часть А выхода блока 3 памяти микропрограмм. В противном случае открывается плечо коммутатора 5, транслирующее на вход регистра 1 адрес буферного регистра 2 (РА+1), Если выбранная мнкрокоманда не изменяет последовательную выборку микрокоманд, управляющее поле У выхода

Число моментов времени, которые могут быть использованы для хране3-0 ния различных значений состояний некоторых входных условий, определяется числом регистров блока 8.

Благодаря наличию в устройстве элементов памяти состояний входных условий, а именно блока регистров 8 . и элементов, производящих модификацию разрядов полей микроопераций (коммутатор 9, блок элементов И 10) становится возможной реализация алгоритмов микропрограммного управления, обеспечивающая модификацию разрядов микроопераций регистра 4 микроопераций по состоянию -входных условий в предыдущие моменты времени. В предлагаемом устройстве новые микроопера" ции по анализу входных, условий формируются путем модификаций разрядов микроопераций рагистра 4.

На фиг,З и 4 приведен один„из таких алгоритмов, причем Ml, M2, N3, M4 — сегменты микропрограмм управле ния объектов (операционной средой); — моменты времени начала

И0э И +1 выполнения модифицированных микропро55 грамм; С „, t „„ t <, t > — моменты

1 4 ° аю 39 4 записи входных условий в регистры блока 8, причем t„> t„) t ) t ) t„>

0 1 о l 2 И ) t„„; Al и A2 — условия анализа входных шнн, 5 1532 блока 3 памяти микропрограмм формиру ет на управляющих входах блока 6 анализа условий код, который через выход блока б анализа условий открывает . плечо коммутатора 5, транслирующее на вход регистра адреса 1 адрес буферного регистра 2 (РА+1).

Поле F блока памяти микропрограмм

3 определяет длительность выполнения микрокоманды. Если микрокоманда определяет условный переход, то генератор 7 тактовых импульсов выдает синхроимпульсы на управляющие входы регистра 1 адреса, буферного регистра

2 блока элементов И 10 и группы регистров 8.с задержкой, необходимой, для формирования достоверных сигналов на выходе блока б анализа условий, В регистр 4 микроопераций заносятся только те разряды, для которьгх выходы выбранного коммутатора 9 регистра группы 8 установлены в единичное состояние, остальные остаются неизменными, В регистр 1 адреса заносится адрес следующей выполняемой микрокоманды, выбранной коммутатором 5. Цикл работы устройства повторяется.

Рассмотрим работу данного устройства на примере с использованием в операционной части автомата оперативной памяти динамического типа, На фиг,2 приведен возможный алго-. ритм функционирования микропрограммы управления таким устройством. Пос.-: ле выполнения сегментов микропрограммы 2 и 3 выходы регистра 4 .микроопе"раций могут быть различными. При запросе от таймера выполняется микро программа регенерации содержимого памяти. Входы регистра 4 микроопераций маскируются одним из регистров блока 8 для предотвращения выдачи; ложных сигналов на объект управления ° или операционную часть автомата„ что обеспечивает неизменное состояние некоторых выходов регистра микроопераций 4 при выполнении микропрограммы регенерации даже в том случае, когда передача управления на сегмент микропрограммы регенерации выполняется с произвольных адресов микропрограммы (в общем случае таких адресов может быть несколько, а состояния выходов регистра микроопераций различны для каждого перехода).

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства особен925 6 но проявляются при решении задач микропрограммного. управления сложными объектами, в тех случаях, когда требуется по состоянию операционной части автомата илн объекта управления оставить группу выводов микрооперации неизменным до формирования объектом определенных входных условий.

Например, в тех случаях, когда в состав устройства входит память динамического типа (необходимо выполнять ре-. генерации содержимого памяти .по saпросам от таймера с прерыванием вычислительного процесса),,в контроллерах управления технологическими объектами, когда следующая управляющая команда выдается на объект после выполнения предыдущей с последующим подтверждением выполнения команды путем анализа входных условий.

Предлагаемое устройство позволяет так-. же выполнять параллельное управление несколькими такими объектами (за счет маскирования входов регистров микроопераций),,1532925

Разряды микроопераций микропрограммы М5 определяются полем и инфОрмацией, записанной в первом регистре блока 8 в предшествующие мо-, 5 манты времени tp или „, что опредЕляется соответствующими входными услфвиями, Формула изобретения. Микропрограммное устройство управления, содержащее.,регистр адрес;, буферный регистр, блок памяти.микропрограмм, регистр микроопераций, и("рвый коммутатор, генератор тактовых 15 иммпульсов, блок анализа условий, прич м управляющие входы блока анализа у овий соединены с выходом поля усл вий блока памяти микропрограмм, адр сный вход которого соединен с выходом регистра адреса, информацион.ный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, первый информационный вход которого соединен с выходом поля адреса блока памяти микропрограмм, второй информационный в од первого коммутатора соединен с в ходом буферного регистра, управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом блока анализа условий, информационный вход буферного регистра соединен с выходом рег стра адреса, вход логических условий устройства соединен с информапионным входом блока анализа усло" 35 вий, входы синхронизации регистра адреса и буферного регис н ны с первым выходом генератора так товых импульсов, вход поля микроопераций блока памяти .микропрограмм. ,соединен с информационным входом perистра микроопераций, выход которого подключен к выходу микроопераций устройства, о т л и ч а ю щ е е с я теы, что, с целью сокращения емкости блока памяти микрокоманд эа счет уменьшения количества микрокоманд, оно содержит блок регистров,.второй коммутатор, блок элементов И, причем выход поля управления синхронизацией блока памяти микропрограмм соединен с входом управления режи-,, мом генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с входом синхронизации блока регистров и с первым входом блока элементов И> выход которого соединен с входом сий" хронизации регистра микроопераций, выход поля выборки блока памяти микропрограмм соединен с входом выборки блока регистров, с первого по К-й информационные выходы блока регистров (где К вЂ” количество регистров в блоке) соединены соответственно с первого по К-й информационными входами второго коммутатора, выход которого соединен с вторым входом блока элементов И, выход поля маски блока памяти микропрограмм соединен с первым информационным входом блока регистров, второй информационный вход которого подключен к входу логических условий

I 532925

ha++

Составитель А.Сошкин

Редактор Л,Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор Т,Палий

Заказ 8100/53 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101