Микропрограммное устройство управления

 

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и сокращения оборудования блока памяти устройства. Устройство содержит блок памяти микрокоманд, счетчик адреса, регистр логических условий, дешифратор логических условий, коммутатор логических условий, элемент И, группу элементов импликации. Дополнительно введены регистр микроопераций, коммутатор адреса, триггер пуска, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, группу элементов ИЛИ, две группы сумматоров по модулю два, две группы элементов И.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН оея аи (51) 5 С 06 F 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3904245/24-24 I (22) 03.06.85 (46) 15.02.90. Бюл, 1" 6 (72) В.С.Харченко, Г.Н.Тимонькин, В.А.Малахов и С.Н,Ткаченко (53) 681 .3 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1119012, кл. G 06 F 9/12, 1982. (54) (57) МИКРОПРОГPAMMHOE УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок памяти микрокоманд, счетчик адреса, регистр логических условий, де"ифратор логических условий, коммутатор логических условий, элемент И, группу элементов ьипликации, причем выход поля логических условий блока памяти микрокоманд соединен с входом дешифратора логических условий, с первого по 1-й выходы кода условного перехода по единичному логическому условию которого соединены соответственно с первого по 1-й управляющими входами коммутатора логических условий, (1+1) -й, (1+2)-й и (1+3)-й выходы дещиЬратора логических условий соединены соответственно с (1+1)-м, (1+1)-м, (1+2)-м управляющими входами коммутатора логических условий .и с входом записи/проверки регистра логических условий, выходы поля комплекса логических условий которого соединены с первьми инверсными входами элементов импликации группы, входы одиночнЫх логических условий устройства соединены соответственно с первого по 1-й информационными входами коммутатора логических условий, выход поля адреса блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом регистра логических условий, выход элемента И

2 соединен с (1+1) -м информационным входом коммутатора логических условий, о т л и ч а ю щ е е с я тем,, что, с целью повышения быстродействия устройства и сокращения оборудования блока памяти устройства, содержит регистр микроопераций, коммутатор адреса, триггер пуска, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, группу элементов KIH, две группы сумматоров по модулю два, две группы элементов

И, причем вход пуска устройства соединен с входом установки в единицу триггера пуска, выход которого соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации регистра микроопера. ций и регистра логических условий,выходы поля комплекса логических условий которого соединены с первьми входами сумматоров по модулю два первой группы, инверсные выходы которых соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы, выход поля микроопераций блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом регистра микроопераций, выход которого соединен с выходом микроопераций устройства, выходы признака конца команды и признака конца работы регистра микроопераций соединены соответственно с первым входом элемента ИПИ и с входом установки в нуль триггера пуска, вход кода команды устройства и выход поля адреса блока памяти микрокоманд соединены соответственно с первым и вторым

1543402 информационными входами коммутатора адреса, выход которого соединен с ин- формационным входом счетчика адреса, выход первого разряда признака режи-. ма сравнения регистра логических ус5 ,повий соединен с первыми входами сумматоров по модулю два второй группы, инверсные выходы которых соединены с

Вторыми Входами элементов импликации

Группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов И второй

Группы, вход комплекса логических усЛовий устройства соед3п ен с вторыми

Эходами сумм торов по модулю два пер- )5

Вой и второй групп, выход второго разряда признака режима сравнения реИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-. зовано в качестве устройства управле- 25 ния в специализированных вычислительных машинах или комплексах программного логического управления, особенно для реализации алгоритмов, требующих одновременного анали:за большого

КОЛИЧЕСтна ЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИйв

Цель изобретения - сокращение

Объема оборудования блОка IIGNHTH мыл( рокоманд и повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена функциональ;. ная схема предлагаемого микропрог1 аммного устройства управления, на фиг . 2 — форматы реализуемых микрокоманд, 40

Микропрограммное устройство управления (фиг. 1) содержит блок 1 памяти микрокоманд (с выходами 1.1 поля микроопераций, 1 .2 — поля кода логических условий, 1.3 -- поля адреса), счетчик 2 адреса, регистр 3 микроопераций, регистр 4 логических ус.Повий, дешифратор 5 логических усло,вий, коммутатор 6 логических условий, коммутатор 7 адреса, триггер 8 пуска, о генератор 9 тактовых импульсов (с выходами 9.1 — первого тактового импульса, 9,2 — второго. тактового импульса), элемент И 10, элемент ИЛИ 11 первую 12.1 - 12.йп и вторую 13.1

13.Кв группы сумматоров по модулю

55 два, первую 14.1 — 14.йп и вторую

15.1 — 15.1Ъ группы элементов И,груп-. пу элементов 16.1 — 16.%п импликации, гистра логических условий соединен с вторыми входами элементов g первой и второй групп,. выходы которых соединены с вторыми входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с входами элемента И, выход коммутатора логических условий соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счета/записи счетчика адреса, выход которого соединен с информационным входом блока памяти микрокоманд, выход признака конца команды регистра микроопераций соединен с управляющим входом коммутатора адреса. группу элементов ИЛИ 17.1 — 17.Кщ, вход 18 пуска устройства, вход 19 кода команды устройства, вход 20 оди-: ночных логических условий, вход 21 комплекса логических условий, выход

22 микроопераций устройства, выходы

22.1 и 22,2 признака конца команды и признака конца работы соответственно.

Микропрограммное устройстве управ-. ления работает в следующих режимах.

Первый режим. реализация линейных микрокоманд; реализация микрокоманд ветвления с одиночными логическими условиями.

Второй режим: реализация микрокоманд ветвления с комплексами логических условий — проверка части элементов (К, К,..., К ) всего множества (X) логических условий на равенство их единице; проверка части элементов ,(в „ке,...,1(м1 всего множестве $х1 логических условий на равенстве их нулю; проверка всего комплекса {множества) логических условий заданному значению.

В исходном состоянии все элементы схемы приведены в нуль. Только в разряде микрооперации, соответствующем выходу 22.1 регистра 3, записана единица (цепи приведения схемы в исходное ус лов но не пок as аны) „

Работа устройства начинается после. поступления на вход 18 сигнала "Нуск", по которому устанавливается в единичное состояние триггер 8. Генератор 9 начинает работу. По первому тактовому импульсу с выхода 9.1 генератора

5434 02 6 иирокоманды, При этом каждому логическому условию, сигналы когорых поступают на вход 21 логических условий устройства, в регистре 4 должен соответствовать свой разряд. В зависимости от значения разрядов признака режима сравнения устройство реализует ту. или иную конфигурации элемен1О тов множества на проверку их равенства единице, нулю или требуемому значению.

Режимы работы устройства в зависимости от значения первого и второго !

5 разрядов,признака режима сравнения приведены в таблице.

5 1

9 в счетчик 2 адреса заносится код реализуемой команды с входа 19 устройства через первый информационный вход коммутатора 7, при единичном сигнале признака конца команды с выхода 22.! регистра 3. По коду адреса, считанному из счетчика 2 из блока памяти 1, выбирается микрокоманда. Далее рассмотрим работу устройства в приведенных режимах, Первый режим. С блока 1 паияти выбирается линейная иикрокоманда, код операционной части которой поступает на информационный вход регистра 3.

Поле адреса и логических условий в формате линейных микрокоманд не занято полезной информацией. По заднему фронту второго тактового импульса с выхода 9.2 генератора 9 с выхода регистра 3 сигналы микроопераций поступают на выход 22 микроопераций устройства.

Очередной первый тактовый импульс с выхода 9.! генератора 9 поступает на счетный вход счетчика 2 адреса. В счетчик 2 заносится единица, т.е. адрес очередной микрокоманды увеличивается на единицу, Все линейные микро-команды реализуются аналогично описанному алгоритму.

С блока 1 памяти выбирается микрокоманда условного перехода. По выполнению логического условия, код номера которого записан в коде микрокоманды, дешифратор 5 расшифровывает этот код и значение выполненного логического условия поступает на один из 1 информационных входов коммутатора 6, С выхода коммутатора 6 это значение поступает через элемент ИЛИ ll на управляющий вход счетчика 2, на . информационный вход которого поступает код адреса с выхода коммутатора 7 адреса. В случае невыполнения логического условия в счетчик адреса заносится единица.

Второй режим. В предлагаемом устройстве реализуется возможность одновременной проверки целого комплекса условий из числа логических условий, сигналы о выполнении которых поступают на вход 21 логических условий устройства.

С поля 1.3 блока памяти микрокоманд в регистр 4 логических условий заносится позиционный код, соответствующий проверяемому комплексу логических условий и содержится в коде

Пусть необходимо проверить логическое условие из проверяемого комплекса на равенство их единице. Значение первого разряда признака режима сравнения равно единице, второго— нулю °

Сигналы с выходов K! H Km регист25 ра 4 поступают на соответствующие входы первой группы сумматоров по модулю два 12.1 - 12.Km и на первые инверсные входы соответствующих элементов импликации 16.1 — 16.Km, значения

3р проверяемых Kl и KIll с входа 21 (если они равны единице) поступают на соот.— ветствующие вторые входы второй группы сумматоров по модулю два 13.1

13.Km на соответствующие первые вхо35, ды которой поступает единичное значение первого разряда признака режима сравнения. Единичные значения с соответствующих выходов второй группы сумиаторов по модулю два 13.! — 1З.Km

40 через вторые входы соответствующих элементов группы элементов импликации

16,1 — 16.Кш поступают на первые входы соответствующих элементов И второй группы элементов И 15.1 - 15.Km. Ha

45 вторые входы соответствующих элементов И 15.1 — 15.Km поступает нулевое разрешающее значение второго разряда признака режима сравнения. Единичные значения с выходов соответствующих

50 элементов И второй группы элементов И

15.1 — 15.Km через соответствующие элементы ИЛИ группы элементов ИЛИ

17.1 — 17.Km поступают на соответствующие входы элемента И 10. На остальных входах элемента И также присутствуют одиночные сигналы. Элемент

И 10 открьгг. Сигнал с его выхода поступает на (1+1)-й информационный вход коммутатора 6. С выхода последII 543402 (l

Вид режима х хх условий на "О" условий на "1" логических условий

0 0

1 0

0 1

Проверка заданных логических

Проверка заданных логических

Проверка заданного комплекса требуемому значению

l, Не используется него единичный сигнал через элемент:

ИЛИ 11 поступает на вход счета записи счетчика 2. С входа коммутатора 7 адреса на информационный вход счетчикь поступает код адреса условного перехода, по которому выбирается очередНая микрокоманда. Если значения первого и m-ro проверяемых логических условий (при проверке их на единицу) равны нулю, то элемент И 10 закрыт.

8 счетчик 2 адреса добавляется единица.

Проверка логических условий (на- пример K) и Kg ) H3 проверяемого плекса на нуль происходит аналогично описанному алгоритму. При равенстве нулю проверяемых значений К < и К на выходе И, 10 присутствует единичный сигнал, а при равенстве единице элемент И 10 закрыт. Значение разрядов признака режима сравнения в данном случае равно нулю.

При проверке комплекса логических условий заданному значению с выходов регистра 4, соответствующих разрядам тех логических условий, проверка которых разрешена, считываются коды этих логических условий. При равенстве кодов логических условий заданному значению и единичном значении второго разряда признака режима сравнения элемент И 10 открыт, в противном случае элемент И 10 закрыт. В первом случае в счетчик 2 заносится код адреса условного перехода с коммутатора 7 адреса, во втором случае в счетчик 2 добавляется единица. Микрокоманда, предшествующая записи кода комплекса логических условий в регистр 4, является не специальной, а может нести полезную информацию в операционном поле микрокоманды.

20 При реализации последней микрокоманды микропрограммы с выхода 22.2 регистра 3 считывается сигнал конца работы и поступает на вход установки в нуль триггера пуска. Триггер обнуляется и устройство прекращает работу.

15434 02

Ямютып

+1 раыилидии еинеаиоа нл аьчемсм р аЧ

f ï ИО ко яу ЯМажеюл

+f ма реализации Ю я

З! и

Ron aonucu >МУ РР4р

IfW +1

Off f

Код лродернц ЮК

Составитель А. .ихайлов

Редактор Е.Конча Техред Л.Сердюкова Корректор П.Король

Заказ 401 Тираж 56S Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям нрн ГКНТ СССР

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

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