Устройство для сопряжения центрального процессора с группой арифметических процессоров

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении высокопроизводительных вычислительных систем в качестве средства для сопряжения центрального процессора с группой арифметических процессоров. Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности вычислительной системы. Устройство содержит блок микропрограммного управления, блок управления композициями, регистр возврата в программу, блок памяти, регистр кода операции , регистр диагностического перехода, узел сравнения, регистр адреса, регистр номера , дешифратор, два триггера, три группы элементов ИЛИ, семь элементов ИЛИ, два элемента И. 2 з.п, ф-лы, 15 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (юй)з G 06 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4711472/24 (22) 27.06.89 (46) 30;12.91. Бюл. М 48 (71) Ленинградский электротехнический институт им. B.И.Ульянова (Ленина) (72) Г.А.Петров, Д.В.Пузанков, В.В.Шишкин и О.Ю.Шишкина (53) 681.3(088.8) (56) Электроника, 1980, М 10, с.49, фиг.5.

Авторское свидетельство СССР

М 1254495, кл. 6 06 F 13/00, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ

ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРОЦЕССОРА С ГРУППОЙ АРИФМЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОРОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении высокопроизводительных вычислительных систем (ВС) в качестве средства для сопряжения центрального процессора (ЦП) с группой арифметических процессоров (АП).

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности вычислительной системы путем замены отказавшей функции

АП операционно-эквивалентной композицией не отказавших функций АП, что позволило бы минимизировать потерю быстродействия ВС при отказах функций АП и повысить отказоустойчивость ВС.

Операционно-эквивалентная композиция (ОЭК) — это последовательность функций, выполнение которой приводит к тому,... Ж„, 1702377 Al построении высокопроизводительных вычислительных систем в качестве средства для сопряжения центрального процессора с группой арифметических процессоров.

Целью изобретения является повышение быстроцействия и надежности вычислитель ной системы. Устройство содержит блок микропрограммного управления, блок управления композициями, регистр возврата в программу, блок памяти, регистр кода операции, регистр диагностического перехода, узел сравнения, регистр адреса, регистр номера, дешифратор, два триггера, три группы элементов ИЛИ, семь элементов ИЛИ, два элемента И. 2 з.п. ф-лы, 15 ил. же результату, что и выполнение функции, которой данная последовательность эквивалентна. ОЭК функций, реализуемых АП, могут быть получены из основных известных математических зависимостей, связывающих эти функции. Например, для функции синуса ОЭК могут быть построены на основе формул sin(x) = cos (x- zt/2), sin (х) = 1 /сов (х) и ряда других.

Повышение быстродействия ВС при отказах функций АП обусловливается значительным различием времени выполнения функции в АП и в форме подпрограммы в ЦП (в среднем 50 — 100 раз). Следовательно, время выполнения ОЭК функций существенно меньше времени выполнения соответствующей программы. Повышение отказоустойчивости ВС объясняется тем, что rlpN Отказе функции АП выГголняется работоспособная ОЭК для данной функции и лишь rlpN Отказе Вс8х ОЗК функции произВОДитсЯ обращение к 88 программной р88.лизации (подпрОГрамме).

На фиГ,1 ПОВДставл8на блОк-схема устройства; HB фиг.2 — блок-с 8МВ ЦП; HB фиг.3 блоксхема АП на фи(4 — блок-cмема бло ка памяти (БП); на фиг.5 — блок-схема региСтра BGBBpBTB В прОГОамму (РВП); HB фиГ,G— рлок-схема регистра кода Операции (РКОП), Н3 фиГ.7 — 6JliGK-схема регистра номера (РН), Нэ фиГ,8 - блок-сх8МВ р8гистра адо8са (PA);

Н3 фиГ.9 — блОк-схема реГистра диагностического перехода (РДП); на фи;.",0 — блок-.

Схема узла сравнения (УС); на фиг. I1 блок-схема блока у. Рав е-в.я композициМи (БУК); на фиг,12 — 6JloK-схема микропporраммного управления; HB фиг,13 блок-схема узла состояний БУК;:-га @vr.14—

Временная диаграмма перехода В ос;:10вную ПрОгрэмму; на фиГ,15 — (popMBT поля памяти, управляющей выполнением ОЭК.

Устройство содержит ЦП 1, АП 2, РВП 3, БП 4, РКОП 5, РДП 6, УС 7, БУК8, РА9, PH

10, дешифратор 11, элемент И 12, триггеры

13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, элемент И

17, элементы ИЛИ 18 и ";9. группы элем8H— тов ИЛИ 20 и 21, элемент NYi 22, группу

Элементов ИЛИ 23, злемечть, ИЛИ 24 и 25, БМУ 26, об;цую магистраль 27, общую магистраль 28 данных, выход 29 "Чтение ЦП"

ЧТ ЦП), выход 30 Подтверждение захвата

П * (ПЗх ЦП), выход 31 "Запись ЦП" (ЗП

П), вход 32 "Сброс ЦП (СБ ЦП), Вход 33 . Запрос захвата ЦП" (3х ЦП), вход 34 Готовс. ость ЦП" (Г Г ЦП), выход 35 "Неис прав ность П" (НС АП), вход 36 "Сброс АП" (С! АП), Выход 37 "Конец выг олнения операции АП" (КВО АП), Вход 38 "Выборка кристалла АП" (К АП), Вход 39 "Чтение АП" (ЧТ АП), Вход

4Î "команДЭ/Данные АП" (K/Ä АП), Вход 41

"Запись АП" (ЗП АП), вход 42 "Запуск АП" (ЗП АП), зход 43 "Разрешение выборки

ВПП" (РВ ВПП), вход 44 "Чтение ВПП" (ЧТ

ВПП) вход 45 "Запись ВПГ1" (ЗП ВПП).

ЦП 1 содержит буфер 46 адреса, буфер

47 данных, блок регистоов 48, внутреннюю мэГистрэлb 49, арифм8тическо8 устрсйство

50,блок 51 управления,блок52 управления

Обм8ном и Олок 53 синхронизации.

В устройс ве применен ЦП К58ОИК80 (бКО.348.393 ТУ).

АП 2 Обоазуют оп8рационныи блок 54„ сумматор 55, блох 56 управления, первая кОмбинационная схема 57, триГГер 58 неисrlp88HocTN, счетчик 59 ошибок и ВтОр3я КОм бинационнэя схема 60, БП 4 содержит коммутатор 61, коммутатОр 62, ОператиВный запоминающий узел

1 Q

Г 0

50 (ОЗУ) 63, шинный формирователь 64, элемент HF. 65, элемент ИЛИ 66, регистр 67, элементы ИЛИ 68 и 69 и ассоциативный запоминающий узел (АЗУ) 70, состоящий из дешифратора 71, регистров 72, элементов

73 сравнения и шифратора 74.

РВП 3 выполнен на элементе И 75, элементе ИЛИ 76, элементе И 77, элементе

ИЛИ 78, элементе HE 79, триггере 80, многофункциональном буферном регистре (МБР) 81, например, типа К589ИР12 и эле. Лент8 И 82.

РКОП 5 состоит из элемента 83 задержки, элемента Н Е 84, элемента И 85 и МБР 86.

РН 1v образован элементом 87 задержки, элементом И 88 и регистром 89, РА 9 содержит элементы 90 — 92 задерж.;и., элемент M 93, счетчики 94-97, буферный узел 98, буферный узел 99, элементы 100 и

101 и элемент И-ИЛИ 102, РДП 6 состоит из элемента 103 задержки, .элемента HE 104, элемента И 105, элементов НЕ 106 и 107, а также MEP 108 — 110.

УС 7 образуют группа элементов И 111, элемент ИЛИ 112, триггер 113 и элемент 114

Заде рж к и .

БУК 8 содержит элементы 115 и 116 задержки, генератор 117 импульсов, элементы И 118 — 121, =лемент задержки 122, aJi8M8HTbl И 123 N 124, счетчик 125 состояний, счетчик 126 управляющих сигналов, узлы 127 и 128 памяти. элементы НЕ 129 и 130, p8rNcтр 131, триГГ8р 132, МБР 133, p8rNcTp

134, узел 135 состояний, элемент ИЛИ 136, элемент И 137, элемент 138 задержки, элемент И 139, элемент 140 задержки., элементы И 141 и 142, элемент 143 задержки, злемснт И 144, элемент 145 задержки, элемент И 146, триггер 147, элемент ИЛИ 148, элемент И 149 и элемент ИЛИ 150.

Номера связей, идущих с выхода регистра 1l34 на Входы других блоков соответствуют порядковым HGM8pBM полеЙ формата

Qaë3 l 28 памяти (фиГ, 1 5).

БМУ 26 содержит память 151 микрокоманд, триггер 152, Генератор 153 импульсов, регистр микрокоманд 154, элементы И

155, триггер 156, элементы И 157 — 159, элемент И-ИЛИ 160, элемент ИЛИ-НЕ 161, счетчик 162, элементы ИЛИ 163 и 164, элемент 165 задержки, дешифратор 166, элемент И 167, r.четчик микрокоманд 168, элемен И 169 N элемент ИЛИ 170, Узел состояний 135 состоит из группы .".-.Лементов И 171, группы элементов 172 задержки, элемента ИЛИ ";73, элемента 174 .";Эдержки, шифратора ",75, регистра 176, дешифра гора 177, группы триггеров 178, групr-.. элементов И - НЕ 179 и элемента И 180, 1702377

Ф ормат поля узла 128 памяти содержит к средствам вычисления, т,е. может быть информацию для АП (команда или констан- выполнено как аппаратным, так и програмта), признак "Команда/данные", сигналы мным модулем, и отличается лишь времевыборкиАП группы,сигнал записи внешней 5 нем вычисления. Принцип памяти программы (ВПП), сигнал чтения взаимозаменяемости основывается на экВПП, сигнал записи АП группы, сигналы чте- вивалентности функций соответствующих ния АП группы, сигналы запуска АП группы, модулей и способов передачи параметров признак окончания ОЭК. Порядковые номе- (исходных данных и результатов) между осра полей формата на фиг.15 соответствуют 10 нонной программной и соответствующими номерам связей, идущих с выхода регистра модулями.

13 на входы других блоков БУК, 34 Все способы передачи данных, разраВ основе построения предлагаемого ус- ботанные для микропроцессорной системы тройства лежат три принципа: принцип мо- (МПС), между основной программой и поддульного представления программного и 15 программой можно разделить на две группы

artnaðàTHoão обеспечения ВС, принцип вэа- в зависимости от их расположения по отноимозаменяемости программных и аппарат- шению к ЦП; внутри ЦП и вне его. К первой ных модулей и принцип функционального группе относятся способы передачи данных резервирования на основе 03К функций. с использованием внутренних регистров ЦП

Принципмадульногопредставленияза- 20 или специального стека, встроенного ключается в формировании структуры ВС из внутрь ЦП. Вторую группу составляют спообьектов, называемых модулями и облада- собы обмена данными через внешнюю пающих функциональной завершенностью, мять программы. Загрузка данных во реализующих конечное число функций (an- внутренние регистры или специальный стек паратно или программно). 25 ЦП предшествует их хранению в ВПП. ВтоВ устройстве в качестве аппаратного рая группа способов передачи данных чаще модуля используется АП, который в случае используется для организации подпрогреализации нескольких вычислительных рамм. Поэтомуможносчитать,что наиболее операций выступает как многофункцио- общими способами передачи данных являнальный аппаратный модуль. При этом для 30 ются способы передачи через ВПП. В данобработки информации РП должен пол- ном устройстве используются только учить входные данные той или иной опера- способы передачи данных, при которых ции и код операции (команду) в возможен доступ к данным всех обрабатысоответствии с требованиями алгоритма ваемых модулей системы (данное устройстрешаемой задачи. По окончании процесса 35 во используется в МПС, в которых имеет вычисления АП выдает обработанные дан- место только вторая группа способов передачи данных в подпрограммы).

Модульное программирование, помимо Принцип функционального резервиросокращения времени на разработку про- вания на основе ОЭК функций основывается граммного обеспечения, делает его более 40 натом,чтофункцииАПсвязанынекоторыми наглядным и понятным, позволяет незави- зависимостями и Мо óò б ть м -ут ыть выражены друг симо от других программных модулей коди- через друга. Таким образом, при отказе каровать и тестировать их. При этом все кой-либо функции АП может быть выполнепрограммные модули оформляются в виде на одна из ее 03К, состоящая из подпрограмм, представляющих единый ме- 45 работоспособных функций как этого, так и ханизм, которому передается управление других АП. Для реализации принципа функпрограммы и от которого возвращается уп- ционального резервирования на основе равление программе. Кроме того, использо- ОЭК требуется для множества функций АП вание подпрограмм значительно сокращает построить множество их ОЭК и ввести в обьем программной памяти за счет обеспе- устройство сопряжения СП с группой АП чения возможности многократного обраще- 50 блок, осуществляющий при отказе какой-линия к однажды написанной и отлаженной бо функции АП поиск ее работоспособной подпрограмме, нет необходимости произ- ОЭКи управление выполнением найденной водить ее многократные дублирования в ос- ОЭК. новной программе. Как и АП, подпрограмма должна получить некоторые входные дан- 55 Данное устройство в составе МПС осуные и выдать результаты, ществляет перехват и передачу в АП 2 тех ринцип взаимозаменяемости про- арифметических операций, на эффективное граммных и аппаратных модулей заключа- выполнение которых ориентирован АП 2 и ется в том, что вычисление любой функции которые в однопроцессорной систе ме реас точки зрения результата инвариантно лизуются программными средствами. с последующей передачей входных данных в АП

2 и выдачей результатов в нужную область и рограммной памяти.

В случае неверного выполнения функЦии в АП устройство производит ПОиск работоспособной ОЭК неверно выполненной функции и управляет выполнением найденной ОЭк. В случае отсутствия работоспо собной ОЭК устройство передает выполнение функции соответствующей под1чрограмме.

Устройство работает в двух режимах; режиме настройки и рабочем режиме.

В режиме настройки блок 4 формирует так называемую коммутационную матрицу из дескриптора аппаратно реализуемых функций и информационно-управляющих ,слов АП 2. При этом в регистры 72 АЗУ 70 . записывают метки подпрограмм, имеющих эквивалентную реализацию в аппаратном

,исполнении на АП 2, а в ячейки ОЗУ 63— информацию, необходимую АП 2 для Обработки операций и обмена с ВПП: начальные адреса входных данных, начальные адреса выходных данных, код операции, номер АП, длину обрабатываемого слова (например, а байтах), длину результата, Запись производится под управлением АП 1, причем таким образом, что имеет место взаимооднозначное соответствие между дескриптором (меткой) К-й подпрограммы, по,,мещаемой в К-й регистр 72 АЗУ 70, и ,содержимым K-й ячейки ОЗУ 63. Изменяя определенным образом разрядность полей

ОЗУ 63, а также объем АЗУ 70, можно получить как требуемое количество аппаратно реализуемых функций и АП 2, включаемых в

МПС, так и необходимую длину обрабатываемого слова.

Запись в К-й регистр 72 и К-ю ячейку

ОЗУ 63 производится следующим образом, На общую магистраль адреса 27 ЦП 1 устанавливаются адреса, соответствующие

К-му регистру 72 и К-й ячейке ОЗУ. На общую магистраль данных 28 передаются метки K-й подпрограммы и соответстеующие начальный адрес входных данных, начальный-адрес выходных данных, код К-й операции, номер АП, длина входного слова и длина выходногО cBGBB. СигHBBGM с выхода

31 ЗП ЦП коммутатор 61, коммутатор 62, шинный формирователь 64 переключаются в режим настройки. При этом общая магистраль адреса 27 коммутируется С дешифратором 71 и адресными входами ОЗУ 63, общая магистраль 28 данных КОммутируется с регистрами 72 и информационными входами-выходами ОЗУ 63. Этим же сигналом с выхода 31 ЗП LIfl производится запись К-й метки подпрограммы в К-й регистр 72 (дешифратор 71 открывает входы К-го регистра

72) и соответствующей информации в К-ю ячейку ОЗУ 63 (сигнал с выхода 31 ЗП ЦП поступает на входы "Запись" и "Разреше5 we выборки" ОЗУ63). Осуществляя перезапись коммутационной матрицы, можно переориентировать устройство на обработку требуемого количества прикладных программ, 10 Процесс настройки значительно упрошается в связи с требованиями к оформлению спецификаций для каждой подпрограммы. В этих спецификациях указывается, где находятся данные (адреса

15 входных данных), обрабатываемые подпрограммой и где размещены результаты (адреса выходных данных), полученные при выполнении подпрограмм, В рабочем режиме коммутатор 62 БП 4 подключает общую

20 магистраль 27 адреса к информационным входам регистров 72 и первым входам (входам А) элементов 73 сравнения, Выходы шинного формирователя 64 в рабочем режиме открыты. Поскольку вторые входы (входы

25 В) элементов 73 сравнения соединены с выходами регистров 72, то при поступлении на пеовые входы элементов 73 сравнения с общей магистралью 27 адреса кода, равного содержимому К-го регистра 72, на выходе

30 К-го элемента 73 сравнения появляется сигнал, который переключает элемент ИЛИ 66 в единичное состояние, вырабатывая сигнал

"Пуск". Сигнал с К-го злемен — à 73 сравнения поступает также на один из входов шифра35 тора 74, на выходе которого появляется код, соответствующий адресу К-й ячейки ОЗУ 63.

Код, соответствующий адресу К-й ячейки

ОЗУ 63 запоминается по сигналу "Пуск" в регистре 67. Кроме того, сигналом "Пуск"

40 переключаются коммутатор 61 и через элемент ИЛИ 68 шинный формирователь 64 так, чтобы они подключали соответственно выходы шифратора 74 к адресным входам

ОЗУ 63 и информационные входы-выходы

45 ОЗУ 63 к входам регистров 5, 9 и 10. Этот же сигнал "Пуск" подается через элемент

ИЛИ 69 на входы "Чтение" и "Разрешение выборки" 03У 63, осуществляя выборку К-й ячейки 63, в регистр 5 — кода К-й операции, 50 в регистр 9 — адресов входных и выходных данных и длин слов, в регистр 10 — номера

АП. При выполнении ОЗК (в случае неверного выполнения функции АП) требуется восстановление в РА 9 адресов входных и

55 выходных данных и длин слов, В этом случае сигналом от БУК 8 переключаются коммутатор 61 и через элемент ИЛИ 68 шинный формирователь 64 так, чтобы они подключали соответственно выходы регистра 67 (в котором сохранился код, соответствующий

1702377

10 адресу К-й ячейки ОЗУ 63) к адресным вхо- ляющим разрешением выборки ВПП (обычдам ОЗУ и информационные входы-выходы но это 15-й разряд общей магистрали 27

ОЗУ к входам регистров 5, 9 и 10. Этот же адреса). В результате происходит блокировсигнал от БУК 8 подается через элемент ка ВПП. При появлении сигнала с выхода

ИЛИ 69 на входы "Чтение" и "Разрешение 5 ЧТ ЦП 29 на общую магистраль 28 данных выборки" ОЗУ 63, осуществляя выборку в PA поступает код команды выхода из подпрог9 адресов входных и выходных данных и раммы RET из МБР 81. Сброс команды BET длинслов. Выборка врегистры5и10вэтом происходит при исчезновении сигнала случае не производится, так как сигнал от "Пуск", а сброс блокировки ВПП вЂ” при ноявБУК 8 не поступает на их входы записи, 10 лении сигнала с выхода 30 ПЗх ЦП. ВременР асчеты показывают, что времени, вте- ная диаграмма на фиг,14 поясняет чениекоторогонашинеадреса27присутст- организацию аппаратного перехода в освуетадресячейки ВПП(для К580 — втечение новную программу, ЦП 1 выставляет еди1 — 3 тактов, равных 1,5 мкс при тактовой ничный сигнал на выходе 30 ПЗх ЦП в частоте 2 МГц), достаточно для выявления 15 начале третьего такта машинного цикла обращения к аппаратно реализуемой функ- "Чтение*, если сигнал на вход 33 33х ЦП ции, подачи. сигнала на вход 33х ЦП 33 и поступил в первом такте за 180 нсдо на ан pè" выборки содержимого К-й ячейки ОЗУ 63 в стающега фронта второго синхраимпульса, в противном случае сигнал ПЗх выставляетТаким образом, после настройки блок 4 20 ся в третьем такте следующего машиннсго содержит дескриптор аппаратно реализуе- цикла, мых функций и информационно-управляю- АЗУ 70, выполненное на современной щие слова АП 2. Остальные узлы устройства элементной базе, имеет очень малое время несут следующую функциональную нагруз- срабатывания(порядка 70нс), что позволяет ку. Сигнал "Пуск" с выхода элемента ИЛИ 66 25 в 1 — 3 тактах первого машинного цикла ЦП1 (фиг.4) открывает входы регистра 5 (фиг.6) и произвести необходимые действия по подрегистра 10 (фиг.7) таким образам, что вна- готовке перехода в основную программу.

М чале производится обнуление содержимого Блокировка ВПП происходит также пр

БР 86 и регистра 89. Элементы 83 и 87 появлении сигнала на первом выходе БУК. задержки имеют задержку на время сброса 30 Сброс блокировки ВПП при этом произво(обнуления) МБР 86 и регистра 89 соответ- дится специальным сигналом с выхода БМУ ственно. Затем сигнал "Пуск" поступает на 26.

С-входы М БР 86 и регистра 89 соответствен- Сигнал "Пуск", поступающий на вход рено, разрешая запись в МБР 86 и регистр 89 гистра 9, вначале обнуляет счетчики 94 — 97, данных по информационным входам. Сиг- 35 а затем разрешает запись данных в них с нал БМУ 26, поступая на вход элемента НЕ выхода шинного формирователя 64 по ин84, открывает выходы регистра 5, в резуль- формационным входам счетчиков 94 — 97. тате чего содержимое последнего подается Элемент 90 задержки имеет задержку на на общую магистраль 28 данных. Содержи- время сброса (обнуления) счетчиков 94-97, мое регистра 89 (намер АП) падается на вход 40 При этом в счетчик 94 записывается начальдешифратора 11. ный адрес входных данных, в счетчик 95—

Сигнал "Пуск" переключает s единич- начальный адрес выходных данных, в счетные состояния первый 13 и второй 14 триг- чик 96 — длина входныхданных, в счетчик 97 геры. При этом с выхода триггера 13 сигнал — длина выходных данных. При появлении поступает на вход 33х ЦП 33 и в БМУ26, а с 45 сигналов ЧТ ВПП 44 или ЗП ВПП 45открывыхода триггера 14 — на вход ГТ ЦП 34. вается буферный узел 98 или 99 с тремя

В процессе обработки информации в состояниями. При этом содержимое счетчиМП С данное устройство выявляет абраще- ка 94 или счетчика 95 поступает на общую ние к аппаратно реализуемой функции и магистраль 27 адреса. При отсутствии сигпрежде, чем принять на себя управление 50 налов ЧТ ВПП44 или ЗП ВПП 45 буферные системой, подготавливает обратный пере- узлы98и99нахадятсявсостояниивысокого сопротивления, Элементы 91 и 92 задержки

Организация аппаратного перехода в (с задержкой на время выборки содержимоосновную программу происходит следую- го счетчиков 94 — 97) передают сигналы на щим образом. 55 счетные входы счетчиков 94 — 97 после выСигнал "Пуск" переключает в единичное борки их содержимого. Таким образом, при состояниетриггер80 регистра3(фиг.5). Сиг- каждом обращении к счетчикам содержинал с выхода триггера 80 поступает на ин- мое увеличивается на единицу (для счетчиверсный вход элемента и 82. Прямой выход ков 94 и 95) или уменьшается на единицу последнего соединен с выходом ВС, управ- (для счетчиков 96 и 97). При равенстве нулю

20 счетчиков 96 и 97 на их выходах появляется сигнал, поступающий через элемент ИИЛИ 102 на вход элемента И-ИЛИ 160 БМУ

26, прекращая обращение к ВПП. Элементы

100 и 101 задержки имеют задержку на время выборки очередной микрокоманды из памяти 151 микрокоманд.

При появлении сигнала "Пуск" на входе регистра 6 вначале обнуляется содержимое

МБР 108 и 109. Элемент задержки 103 имеет задержку на время сбрасывания (обнуления) МБР 108 и МБР 109. После этого сигчал

"Пуск" разрешает зались в МБР 108 и МБР

109 содержимого общей магистрали 27 ад. реса по информационным входам, При этом в МБР 109 записывается содержимое млад. ших разрядов (7-0) общей магистрали 27 адреса, э в MBP 108 — содержимое сгарши", разрядов (15-8) общей магистрали 27 адреса. Сигналы из БМУ 26 (с выхода дешифрэтора 116), разнесенные во времени, ; открывают выходы МБР 168-110. При этом на общую магистраль 28 Данных поступает код команды безусловного перехода и адрес перехода (содержимое MBP 110, затем

МБР 109, МБР 108). Код команды безусловного перехода в MBP 110 появляется при включении питания на устройство, Входы узла 7 (входы элементов И 111) соединены с выходами дешифрэтора 11 и выходами 35 НС АП всех АП 2 структуры

МПС. При наличии сигналов с этих блоков на одном из элементов И 111 на его выходе появляется сигнал, который через элемент

ИЛИ 112 переключает триггер 113 в единичное состояние. С выхода последнего сигнал подается на БМУ 26.

Элемент 114 задержки имеет задержку на время записи информации в счетчик микрокомвнд 168 по его информационным входам, БУК 8 при отказе выполняемой функции

АП обеспечивает поиск ОЭК данной функции, которая может быть выполнена в текущем состоянии ВС, и управляет ее выполнением, Сигналом "Пуск" Осуществляется начальная установка БУК 8, заключающаяся в обнулении ЫБР 133 и регистра

134, Структурно в БУК 8 можно выделить подсистему поиска ОЭК и подсистему управления выполнением ОЭК. Основными элементами подсистемы поиска ОЭК являются узел памяти 127 состояний, счетчик состояний 125, узел 135, В памяти состояHHA хранится информэ Об ОЗК для Bc8, функций АП группы в следующем формате; состояние АП группы, необходимое для вы полнения данной ОЭК, записывается в регистр 131; признак последней ОЭК данной

Функции записывается в триггер 132; нэчальный адрес управляющих сигналов данной ОЭК в узел 128 записывается в счетчик

126. Данная информация в узле памяти состояний располагается последовательно в порядке возрастания номеров АП, для конкретного АП в порядке возрастания кодов функций, для конкретной функции информация может быть ранжирована по времени выполнения ОЭК. Такое расположение позволяет непосредственноо связать номер

АП и код функций с адресом информации с ее первой ОЭК в узле памяти состояний, Узел 135 обеспечивает сброс триггеров неисправности АП при отказе выполняемых функций АП, фиксацию текущего состояния

АП группы и сравнение текущего состояния

АП группы с состоянием, требуемым для выполнения рассматриваемой ОЗК. Сброс триггеров неисправности осуществляется элементами И 171 и элементами 172 задержки. При появлении импульсного сигнала на выходе КВО АП 37 Одного из АП и при наличии сигнала с выхода 35 Н С АП этого АП (что соответствует отказу выполняемой функции

АП) импульсный сигнал с выхода соответствующего элемента И 171 группы поступает через элемент 172 задержки на вход 36 СБ

АП соответствующего АП, сбрасывая его, Элементы задержки группы имеют задержку на время фиксации отказа функции АП в регистре состояния АП группы, собранном на группе триггеров 178, Функции в регистре состояния АП идентифицируются по номеру АП, в котором произошел отказ (поступает на дешифратор 177 с шифратором 175) и по коду функции (поступает на дешифратор 177 с регистра 176). Код выполняемой функции АП записывается в регистр

176 с общей магистралью данных 28 по сигналу "Команда/данные", поступающему с элемента ИЛИ 22 на синхровход регистра

176, т.е. при выдаче АП кода функции для выполнения, данный код одновременно с записью в АП записывается в регистр 176.

При отказе функции сигнал с выхода элемента И 171 поступает на один из информационных входов шифратора 175 и через элемент ИЛИ 173 на его разрешающий вход, Нэ выходе шифратора 175 появляется код, соответствующий номеру АП, в котором произошел отказ, Код номера АП вместе с кодом функции из регистра 176дешифрируется дешифратором 177, обеспечивая установку в единичное состояние соответствующего отказавшей функции АП триггера 178; элемент 174 задержки имеет задержку нэ время срабатывания шифратора 175. Начальный сброс триггера 178 осу.цествляется сигналом сброса и вырабэтывающимся при включении пита1702377 t0

20 могла быть выполнена в текущем состоянии

АП группы, осуществляется переход к соответствующей подпрограмме, Для этого с первого выхода БУК 8 сигнал поступает на . вход 32 СБ ЦП (длительностью не менее трех тактов машинного цикла ЦП 1), на вход регистра 8 (блокировка ВПП), на выходы

БМУ 26 и элемента ИЛИ "t6 (снятие захвата шин ЦП 1 и установка сигнала на вход 34 ГТ

ЦП), При появлении сигнала с выхода 29 ЧТ

ЦП на общую магистраль 2Ь данных выдается код команды безусловного перехода и адрес перехода к подпрограмме. Затем сбрасывается сигнал на входе 34 ГТ ЦП, ВПП блокируется сигналом из БУУ 26, БМУ

26 ОстанаВлиВзется.

Формуле изабретениЯ

1. Устройство для сопряжения центрального процессора с группой арифметических процессоров, содержащее блок микропрограммного управления, блок памяти, регистр возврата в программу, регистр кода операции, регистр диагностического перехода, узел сравнения, регистр адреса, регистр номера, дешифратор, два триггера, два элемента ИЛИ, два элемента И, причем первый информационный выход регистра возврата в программу, информационный вход блока памя-. ти, информационные выходы регистра кода операций, регистра диагностического перехода соединены с общей магистралью данных устройства для подключения к информационному входу-выходу центрального процессора, информационным входамвыходам арифметических процессоров группы и информационному входу-выходу внешней памяти программ, информационные входы регистра возврата в программу, регистра диагностического перехода, первый информационный выход регистра адреса, адресный вход блока памяти соединены с общей адресной магистралью устройства для подключения к адресному выходу центрального процессора и адресному входу внешней памяти программ, вход чтения регистра возврата в программу соединен с первым входом логического условия блока микропрограммного управления и является входом устройства для подключения к выходу чтения центрального процессора, вход записи регистра возврата в программу соединен с вторым входом логического условия блока микропрограммного управления и первым входом первого элемента ИЛИ и является входом устройства для подключения к выходу подтверждения захвата центрального процессора, вход записи блока памяти является входом устройства для под-, ключения к выходу записи центрального

55 процессора, выход первого триггера соединен с третьим Входом логического условия блока микропрограммного управления и является выходом устройства для подключения к входу запроса захвата центрального процессора, Выход Bl ОраГО триГГерз яВляется выходам устройства для подключения к входу готовности центрального процессора, первый вход узла сравнения является входом устройства для подключения к выходам неисправности арифметических процессоров группы, четвертый вход логического услаВиЯ алака MMKPoflPof PBMìHÎÃÎ управления является входом устройства для подключения к выходам конца Выполнения операции арифметических процессоров

Гp ïïû, ВтОрОй информационный ВыхОд регистра возврата в программу является выходам устройства для подключения к разрешающему Входу внешней памяти программ, при этом первый информационный выход блока памяти соединен с информационными входами регистра кода операции, регистра номера и регистра адреса, второй информационный выход регистра адреса соединен с пятым входом логического условия блока микропрограммного управления, первый Вь:хад которого соединен с первым установочным входом регистра возврата в программу и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым информационным выходом блока памяти, разрешающим входом регистра возврата в программу, установочным входом регистра кода операции, входами записи регистра диагностического перехода и регистра номера, шестым входом логическага условия блока микропрограммного управления и нулевым входом первого триггера, единичный вход которога соединен с вторым выходом блока микропрограммного управления, третий выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которо-о соединен с выходом дешифрзтара, первым входам второго элемента И и вторым Входам узла сравнения, выход которого соединен с седьмым входом

ЛОГическаГО услаВия блока микрапраГрзммного управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с входам записи регистра кода операции, Входом чтения регистра диагностического перехода и разрешающим входам дешифратара, информационный вход которого соединен с выхсдом регистра номера, отличающееся тем.что,с, целью повышения быстродействия и надеж1792377

1О !

ЗО

4О

50 5 ности вычислительной системы, в него ВВе дены блок управления композициями, пять

Элементов ИЛИ, три группы элементов

ИЛИ„причем первый выход блока управлеНИЯ КОМПОЗИЦИЯМИ СОЕДИНЕН С ВОСЬМЫМ ВХОдом логического условия блока микропрограммного управления, вторым входом второго элемента ИЛИ и вторым установочнцм:Входом регистра возврата g программу и является Выходом устройства для подключения к входу сброса центрального процес-,,-. .2ç, Выход третьего элемента

ИЛИ чвляетс., выходом устройства для подключения к входам Запуска арифметических процессоров группы, выход че.-вертого элемента ИЛИ соединен с ггервым входом логического условия блока управления композициями и является выходом устройСтва для подключения к входам команды/данных арифметических процессоров группы, Второй выход блока управления композициями является выходом устройста для подключения к входам сброса ариф, атических процессоров группы, выходы

Элементов ИЛи первой группы образуют

"руппу выходов устройства для подключенвдя K разр эшаю цим входам арифметиче©ких процессоров группы, выходы элементов ИЛИ второй или третьей групп

Образуют группы в-. ходов устройства для

Подключения соответственно к входам чтения и записи арифметических процессоров

i,pYnnû, выход йятого элемента ИЛИ соединен с вторым. входом второго элемента И, Первым Входом чтения регистра адреса и фвляется Выходом устройства для подключения к входу записи внешней памяти программ, Выход шестого элемента ИЛИ

Соединен с вторым входом чтения регистра адреса и является выходом устройства для подключения к входу чтения внешней памяТи программ, три первые входы третьего, пятого и шестого элементов ИЛИ соединены соответственно с седьмым, восьмым и деВятым Выходами блока микрощ)ограмм ного управления,. десятый и одиннадцатый выходь1 и девятый вход логического условия которого соединены соответственно с Вторым, третьим входами логического условия и третьим выходом блока управления композициями, группа выходов которого соединена с первыми входами элементов ИЛИ первой, Второй и третьей групп, первым входом четвертого элемента ИЛИ и вторыми

Входами третьего, пятого и шестого злеменroe ИЛИ, вход записи регистра адреса соединен с выходом седьмого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен е вторым информационным выходом блока памяти и четвертым.входом логического условия блока управления композициями, четвертый . выход которого соединен с входом чтения: блока памяти и вторым входом седьмого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с вторыми входами элементов

ИЛИ третьей группы, четвертый выход блока микропрограммного управления соединен с вторым входом четвертого элемента

ИЛИ, выход второго элемента И соединен с вторыми входами элементов ИЛИ второй группы, выход дешифратора соединен с вторыми входами элементов ИЛИ первой группы, информационный вход-выход, пятый, шестой и седьмой входы логического условия блока управления композициями соединены соответственно с общей магистралью данных, первым входом узла сравнения, четвертым входом логического условия блока микропрограмного управления и выходом регистра номера.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления композициями содержит два узла памяти, узел состояний, счетчик состояний, счетчик управляющих сигналов, генератор импульсов, три регист-, ра, два триггера, двенадцать элементов И, три элемента ИЛИ, семь элементов задержки, два элемента НЕ, причем стообируюший вход узла состояний является первым входом логического условия блока, первый вход

nepeoro элемента И соединен с входом перcoro элемента задержки и является вторым входом логического условия блока, первый вход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, входом второго элемента задержки и является третьим входом логического условия блока, вход первого элемента НЕ соединен с установочным входом первого регистра и является четвертым входом логического условия блока, первый и второй входы логического условия узла состояния являются соответственно пятым и шестым входами логического условия блока, первый информационный вход счетчика состояний является седьмым входом логического условия блока, выход четвертого элемента И, перВый выход узла состОяний, выходы пятого и шестого элементов И являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока, выход второго регистра соединен с информационным входом счетчика состояний и является информационным входом-выходом блока, группа выходов первого регистра соединена с первым входом седьмого элемента И, соединенного с входом третьего элемента задержки, первым входом восьмого элемента И, соединенного с первыми входами деВятого и десятого элементов И, первым, 1702377

14 ния по положительному перепаду напряжения, который поступает на нулевые входы триггеров 178. После начальной установки на нулевых входах триггеров 178 в течение всего времени работы МПС сохраняется на- 5 пряжение "0", что обеспечивает возможность установки триггеров 178 по единичным входам и сохранение их состояний в случае отсутствия сигналов на единичных входах. Сравнение текущего 10 состояния АП группы с состоянием, требуемым для выполнения рассматриваемой

ОЭК, производится элементами И-НЕ 179 и элементом И 180. Единичный сигнал на выходе К-ro триггера 178 группы свидетельст- 15 вует об отказе соответствующей функции.

Единичный сигнал на К-м разряде выхода регистра 131 свидетельствует о требовании работоспособности соответствующей функции для выполнения рассматриваемой ОЭК. 20

Несовпадение текущего и требуемого состояния АП группы (нулевой сигнал с выхода элемента И 180) получается при наличии хотя бы одного нулевого сигнала с выходов элемента И-НЕ 179 (при единичном разре- 25 шающем сигнале от БМУ 26). Нулевой сигнал с выхода К-го элемента И-НЕ группы 179 получается лишь при наличии единичных сигналов с выхода триггера 179 и K-го разряда выхода регистра 131, что соответствует 30 требованию функции и АП, которая зафиксирована как отказавшая, Основным элементом подсистемы управлением выполнения ОЭК является узел 35

128 памяти управляющих сигналов, в котором хранятся сигналы управления выполнением всех ОЭК всех функций АП группы в формате, приведенном на фиг.15. Слово управляющих сигналов в данном формате on- 40 ределяет элементарные операции МПС, такие как: загрузка константы в К-й АП, загрузка данных в К-й АП из ВПП, загрузка кода функции в К-й АП, запуск К-ro АП, чтение промежуточного результата из К-ro АП 45 в P-ый АП, чтение результата из К-го АП в

ВПП. Последовательность таких управляющих слов обеспечивает выполнение любой

ОЭК функции АП. Последовательность управляющих слов для всех ОЭК функций АП 50 группы могут распологаться в узле 128 в произвольном порядке. Адреса начальных управляющих слов ОЭК хранятся в узле 127 памяти состояний, откуда при активизации конкретной ОЭК ее адрес начального управ- 55 ляющего слова заносится в счетчик 126.

Формирование содержимого узла 127 памяти состояний 127 и узла 128 производится при разработке устройства полученным

ОЭК функций, Сигнал с десятого выхода БМУ 26, поступа.ощий на второй вход БУК 8 (при отказе выполняемой функции АП), вначале обнуляет счетчик 125 состояний„регистр 131, триггер 132 и устанавливает триггер 147 в единичное состояние, а затем разрешает запись в счетчик 125 состояний с выходов

РКОП 5 и PH 10 информации, однозначно идентифицирующей отказавшую функцию

АП и являющейся адресом информации об ее первой ОЭК в памяти состояний. В качестве синхронизирующего элемента в БУК используется двухфазный генератор 117 импульсов. Синхроимпульсы первой фазы поступают через элементы И 120 и 123 на счетные входы счетчика 125 состояний и счетчика 126 соответственно. Синхроимпульсы второй фазы поступают через элемент И 121 на синхровходы регистра 131, триггера 132, счетчика 126, а через элемент

И 124 на синхровходы МБР 133 и регистра

134, а также на элемент И 149, Синхроимпульсы второй фазы обеспечивают чтение информации из узлов 127 и 128. Синхроимпульсы первой фазы обеспечивают увеличение содержимого счетчика 125 состояний и счетчика 126. Элементы И обеспечивают прохождение синхроимпульсов лишь при выполнении определенных условий.

После записи счетчик состояний адреса информации о первой ОЭК отказавшей функции на третий вход БУК 8 с одиннадцатого выхода БМУ 26 поступает сигнал, разрешающий БУК поиск необходимой ОЭ К и управление ее выполнением. Прохождение синхроимпульсов через элементы И 120 и

121 разрешается нулевыми сигналами с триггера 132 и узла 135, Нулевой сигнал с триггера 132 означает, что рассматриваемая ОЗК не является последней в множестве ОЭК для отказавшей функции. Нулевой сигнал с узла 135 означает, что рассматриваемая ОЭК не может быть выполнена в текущем состоянии ВС. 3а счет элемента задержки 116 элемент И 121 срабатывает раньше элемента И 120, что обеспечивает сначала чтение информации об ОЭК отказавшей -функции из памяти состояний и лишь потом увеличение адреса в счетчике состояний 125. Таким образом, информация о первой ОЭК отказавшей функции записывается в регистр 131 (состояние АП группы, требуемое для выполнения данной ОЭК), триггер 132 (признак того, является ли данная ОЭК последней для отказавшей функции) и счетчик 126 (адрес первого управляющего слово данной ОЭК). Требуемое состояние АП группы сравнивается в

ВС с текущим состоянием. В случае несовпадения состояний значение счетчика 125

1702377

16 состояния увеличивается на единицу и происходит выборка информации последующей ОЭК отказавшей функции и так далее до тех пор, пока не будет рассмотрена информация а последней

ОЭК функции или не будет найдена подходящая ОЭК, В первом случае единичный сигнал с выхода триггера 132 поступает через элемент И 137 на вхо ы элемента 138 задержки и элемента

И, 139, обеспечивая выработку имг ульсного сигнала (длительностью не менее трех тактов машинного цикла ЦП

1, что определяется элементом 138 заержки), поступающего на вход РВП 3 (, локировка ВПП), вход 32 СБ ЦП, элемент ИЛИ 16(установка сигнала íà входе 34 ГТ ЦП) и БМУ 26 (переход на микропрограмму передачи управления подпрограмме).

Во втором случае единичный сигнал с выхода узла 135, поступая на элементы И

120 и 121, прекращает подачу синхроимйульсов на элементы подсистемы поиска

ОЭК, При этом в счетчике 125 состояний

Остается адрес информации о рассматриваЕмой ОЭК, а в счетчике 126 — адрес ее перВого управляющего слова. Этот же сигнал, поступая на входы элемента 140 задержки и

Элемента И 141, обеспечивает выработку импульсного сигнала, поступающего на вход БП 4 и через злеМент ИЛИ 25 на РА 9, по которому в РА восстанавливаются начальные адреса ходных и выходных данных в ВПП и их лина. Кроме этого, единичный сигнал с вымода узла 135, поступая на элемент И 124 и через элемент 122 задержки на элемент И

123, разрешает работу подсистемы управления выполнением ОЭК, 3а счет элемента

122 задержки обеспечивается сначала чтение управляющих сигналов ОЭК из узла 128, В затем увеличение адреса в счетчике 126, Формат управляющих сигналов ОЭК приведен на фиг. 15. Первое поле (информация для АП} записывается из узла 128 в М БР 133, а сигналы, разрешаемые в полях 2 — 9. записываются в регистр 134. МБР 133 подключен к шине 28 данных, а регистр 134 через элементы ИЛИ 18-24- к управляющим входам АП группы, РА 9 и ВПП. Кроме того, сигналы с выхода регистра 134 поступают на внутренние элементы подсистемы управления выполнением ОЭК.

ОЭК выполняется следующим образом.

Первое управляющее слово по адресу, ° находящемуся в счетчике 126, читается из узла 126 в МБР 133 и регистр 134, Управляющие сигналы из регистра 134, поступая на входы АП группы, РА 9 и ВПП, активизируют одну из перечисленных выше элементарных операций МПС. При этом если выполняются операции загрузки в К-й АП константы или кода функции, т.е. информации из МБР 133, . то единичный сигнал с элемента И 149 переводит МБР 133 в режим вывода информации, Все остальное время выход МБР 133 находится в третьем, высокоимпедансном, состоянии. Если был запущен некоторый

АП, то для дальнейшего продолжения выполнения ОЭК требуется дождаться окончания выполнения функции АП. Для этого сигнал "запуск АП" (восьмое поле узла 128), поступая на элемент задержки 145 и weмент 146, вырабатывает импульсный сигнал, сбрасывающий в ноль триггер 147, запрещая прохождение синхроимпульсов на счетчик 126, МБР 133 и регистр 134. Триггер

147 устанавливается в единичное состояние, - лишь по приходу одного из импульсных сиг-, налов КВО АП группы. После выполнения, очередной элементарной операции адрес счетчика 126 увеличивается на единицу и производится выборка следующего управляющего слова и так далее до тех пор, пока не будет выполнена последняя операция

ОЗК или не произойдет отказ при выполнении некоторой функции АП группы. В первом случае единичный сигнал признака конца ОЭК (девятое информационное поле узла 128) запрещает прохождение синхроимпульсов на счетчик 126, МБР 133 и регистр 134, а также, поступая на элемент И

35 142, обеспечивает выработку импульсного сигнала, поступающего на БМУ 26 и информирующего последний об успешном выполнении ОЭК, Во втором случае нулевой сигнал с узла 135 запрещает работу подси40 стемы управления выполнением ОЭК и активизирует работу подсистемы поиска ОЭК, которая продолжает дальнейший поиск

ОЭК начиная со следующей ОЭК после последней рассмотренной, так как в счетчике

45 состояний сохранился адрес информации о последней рассмотренной ОЭК, Управляет работой всех блоков устройства в активном режиме 26 блок микропрограммного управления. В качестве . синхронизирующего элемента используется двухтактный генератор 153 импульсов, синхросигналы с которого поступают на узел БМУ после появления сигнала "Пуск" на единичном входе триггера 152, Этим же си налом производится начальная установка (обнуление) счетчика 168. С выходов элементов И 155 первый тактовый импульс поступает на вход записи регистра 154 и (,:

1 элементы И 159, второй — на элемент И167.

17

1702377

18 рокоманда. После этого БМУ переходит в режим ожидания — выполняется четвертая микрокоманда (A0 2 обрабатывает входные данные).

При появлении сигнала на выходе 37

"КВО АП" (сигнал импульсного характера

20 длительностью, равной времени выборки очередной команды из памяти 151 микрокоманд) производится выборка пятой микрокоманды, с помощью которой проверяется исправность АП 2. Если на выходе триггера

58 неисправности устанавливается единичный сигнал, то с выхода узла 7 сигнал поступает через элемент ИЛИ

163 на С-вход счетчика 168, по которому разрешается запись в счетчик 168 содержимого его информационных входов. В дан30 ном случае на информационных .входах счетчика 163 присутствует код "9", то есть осуществляется принудительная адресация к девятой микрокоманде.

Если АП 2 исправен, то с выхода узла 7, 35 через элемент ИЛИ 163 на вход счетчика

168 сигнал не поступает, происходит выборка шестой микрокоманды, которая управляет чтением результата из АП 2 в ВПП.

Окончание передачи результата в ВПП про40 исходит при появлении сигнала из регистра

9, по которому выбирается седьмая микрокоманда. Эта микрокоманда сбрасывает в нуль триггер 13, чем снимается захват шин

ЦП 1. Восьмая микрокоманда останавливает БМУ 26.

При помощи девятой микрокоманды осуществляется передача кодов из РКОП 5 и PH 10- в счетчик 125 состояний EYK 8 для поиска и выполнения ОЭК неверно выполненной функции АП. При помощи десятой микрокоманды осуществляется передача управления БУК 8, т.е. запускается БУК 8 для поиска и управления выполнением ОЭК.

При этом БМУ находится в режиме ожидания до прихода сигнала на элемент И-ИЛИ

5 60 от БУК 8, означающего успешное выполнение ОЭК функции. При появлении сигнала от БУК 8 на элемент И-ИЛИ 160 производится выборка одиннадцатой микрокоманды, с

БМУ 26 работает следующим образом, При запуске БМУ {появление сигнала

"Пуск" на единичном входе триггера 152) на выходе регистра 154 появляется нулевая МК, которая переключает триггер 156 в 4 единичное состояние. Устройство посылает в это время сигнал на вход 33 33хСП. Сигнал ПЗхЦП 30 поступает на вход элемента

И 157 и производит выборку первой микрокоманды в регистр 154, которая сбрасывает триггер 156.

С помощью этой МК БМУ 26 управляет передачей входных данных из ВПП в АП 2.

Так как сигнал "данные" на входе ОК/Д АП является альтернативным по отношению к сигналу "команда", то в пятом разряде МК при записи/чтении АП 2 находится нуль, Поскольку в структуре МПС может содержаться несколько АП2, то на вход каждого из

По первому синхроимпульсу производится запись и выдача управляющих сигналов из регистра 154 на внутренние узлы БМУ и в узлы устройства. По второму синхроимпульсу происходит прибавление единицы к содержимому счетчика 168.

На вход БМУ, помимо сигнала "Пуск", поступают сигналы с выходов УС 7, БУК 8, PA 9, а также ПЗх ЦП 30, КВО АП 37, ЧТ ЦП

29, 33х ЦП 33.

В БМУ используется система с жесткой последовательностью микрокоманд в унитарных кодах (каждому разряду микрокоманды сопоставляется управляющий сигнал

БМУ 26). Работу БМУ поясняет таблица, представляющая собой последовательность и кодировку микрокоманд (расшивку) находящихся в памяти 151 микрокоманд.

Разряды микрокоманды (MK) поступают: X0 — на элементы И вЂ” ИЛИ 160, ИЛИ-НЕ

161„ Х1 — на единичный вход триггера 156;

Х2 — на нулевой вход триггера 156; Х3 — на вход дешифратора 11; Х4 — на вход элемента

И 17; Х5 — на входы регистра 5 и элемента

ИЛИ 22; Х6 — на вход элемента ИЛИ 159; Х7 — на вход элемента ИЛИ 23; Х8 — на вход элемента И 159; Х9 — на вход триггера 13;

Х10 — на входы регистра 3 и нулевой вход триггера 152; Х11 и Х12 — на второй и третий входы БУК 8 соответственно, При наличии единицы в нулевом или двенадцатом разрядах микрокоманды БМУ находится в режиме ожидания до прихода одного из внешних сигналов на элемент И-ИЛИ 160. При нулевом состоянии этих разрядов в очередном такте производится прибавление единицы в счетчик 168 и выборка очередной микрокоманды из памяти 151 микрокоманд в регистр 154. них должна идти соответствующая линия с выхода дешифратора 11. Инициализация того или иного АП 2 определяется содержимым регистра 10 (все линии, идущие на входы и выходы АП 2, выведены косыми линиями на общую шину). Окончание передачи данных в АП 2 происходит при появлении сигнала из регистра 9, по которому выбирается вторая микрокоманда. Вторая микрокоманда управляется записью кода операции в АП 2, затем на вход 42 ЗП АП поступает сигнал — выполняется третья мик- помощью которой сбрасывается в нуль триггер 13 (снимается захват шин ЦП 1), Двенадцатая микрокоманда останавливает БЫУ 26.

При поиске и выполнении 03К функции (десятая микрокоманда} БУК 8 может не найти

ОЭК. которая может быть выполнена в текущем состоянии АП группы МПС. В этом случае БУК8 вырабатывает импульсный сигнал, поступающий через элемент ИЛИ 163 на -вход счетчика 168, по которому разрешается запись в счетчик 168 содержимого его информационных входов. В данном случае на входах счетчика 168 присутствует код

"13", так как этот же сигнал поступает на один из информационных входов счетчика

1 68. Таким образом, осуществляется принутельная адресация к тринадцатой микрооманде.

При помощи тринадцатой микрокоманди устройство осуществляет переход к соответствующей подпрограмме. При этом БМУ аходится в режиме ожидания до прихода сигнала с выхода элемента 165 задержки. сигналы, поступающие с выхода 29 ЧТ ЦП, разрешают выборку кода команды безусловного перехода и адреса перехода на обвЦую магистраль 28 данных. Сигналы эти разнесены во времени по машинным циклам ЦП 1. Первый сигнал через элемент И

158 и счетчик 162 поступает на вход дешифpampa 166, на соответствующем выходе каурого появляется сигнал, поступающий на

ыборку МБР 11Î, Аналогично следующие ва сигнала с выхода 29 ЧТ ЦП производят

ыборку содержимого МБР 109 и МБР 108 рес перехода); При этом выход дешифраора 166, соединенный с элементом HE 104, оединен также с элементом 165 задержки, игнал с которого поступает по окончании сигнала с выхода 29 ЧТ ЦП, осуществляя переход к четырнадцатой микрокоманде, которая снимает блокировку ВПП и останавливает БМУ 26.

В процессе обработки информации в

МПС данное устройство выявляет обааще- 45 ние к аппаратно реализуемой функции, выставляет запрос на захват шин ЦП 1 в случае появления такого обращения, выдает информацию на соответствующие узлы устройства из блока памяти 4 и прежде, чем принять на себя управление системой, подготавливает обратный переход в основную программу (засылает в регистр команд ЦП 1 команду возврата из подпрограммы PET), а также подготавливает возможный переход к соответствующей подпрограмме, Получив управление, устройство определяет АП 2, который будет производить обработку функции, и засылает в него данные по общей магистрали 28 данных из ВПП в режиме прямого доступа к памяти. Сигналы с выхода БМУ 26 поступают на входи дешифратора 11(инициирование соответствующего АП 2), элемента И 17 (режим записи в АП 2), регистра 3 (формирование адресов данных), элемента ИЛИ 19 (режим чтения ВПП). По окончании записи данных в АП 2 производится запись в него кода операции также по общей магистрали 28 данных. При этом сигналы с выхода БМУ 26 поступают на входы регистра 5 (выборка кода операции), дешифратора 11, элемента

И 17 (режим записи в АП 2). После этого с выхода БМУ 26 поступает сигнал на входы дешифратора 11 и через элемент ИЛИ 24 на вход 42 ЗП АП, при которых начинается обработка данных (вычисление функции}. Затем устройство ожидает окончания вычисления функции в АП 2. При появлении сигнала с выхода 37 КВО АП устройство проверяет исправность АП 2, производящего вычисление функции. Для этого с выхода

26 подается сигнал на вход дешифратора 11, выходы которого поступают на узел 7. АП 2 выставляет сигнал HC АП 35 (в случае неисправности АП 2), который также поступает на узел 7. Затем производится либо выдача результата из АП 2 в ВПП (если АП 2 исправен), либо поиск и заполнение ОЗК функции, которая может быть выполнена в текущем состоянии АП группы МПС (если функции АП 2 выполнены неверно).

В первом случае производятся аналогичные действия со стороны устройства, С выхода БМУ 26 сигналы поступают на вход дешифратора 11, в регистр 9(формирование адресов результата), на вход элемента ИЛИ

18 (режим чтения АП 2 и записи в ВПП), После этого снимается захват шин ЦП 1 сигналом из БМУ 26 на вход триггера 13 и останавливается БМУ 26, В результате ЦП переходит K 06pa6QTKIa да lbHBAll38A flpo= граммы, Во втором случае БМУ осуществляет передачу в БУК 8 номера АП и кода функции и передает управление МПС БУК 8. БУК осуществляет поиск ОЗК, которая может быть выполнена в текущем состоянии АП группы, и при нахождении такой О Э К управляет ее выполнением. Если в процессе выполнения

О3К произошел отказ (сигнал НС АП совместно с сигналом КВО АП) БУК продолжает поиск G3K. При успешном выполнении 03К

БУК 8 возвращает управление МПС БМУ 26, котооый снимает захват шин ЦП 1 и останавливает работу SMY 26. В результате ЦП

1 переходит к обработке дальнейшей программы, Если БУК 8 не нашел 03К, которая

1702377 вторым входами одиннадцатого элемента И и входом первого элемента ИЛИ и образует группу выходов блока, при этом в блоке управления композициями первый тактовый выход генератора импульсов соединен с первым входом двенадцатого элемента И и вторым входом девятого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика управляющих сигналов, выход которого соединен с адресным входом первого узла памяти, информационный выход которого соединен информационными входами первого и второго регистров, синхровходы которых соединены с выходом десятого элемента И и третьим входом одиннадцатого элемента И, четвертый вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ и первым разрешающим входом второго регистра, соединенного с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторым разрешающим входом второго регистра, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, второй вход логического условия узла состояний соединен с входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, выход которого соединен с вторым входом десятого элемента И и третьим входом девятого элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом четвертого элемента задержки, вход которого соединен с вторыми входами второго, восьмого и двенадцатого элементов И, первыми входами шестого и тринадцатого элементов И, вторым выходом узла состояний, входом пятого элемента задержки и третьим входом десятого элемента И, четвертый вход которого соединен с вторым тактовым выходом генератора импульсов и третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с синхровходами счетчика управляющих сигналов, второго триггера и третьего регистра, информационные входы которых соединены с информационным выходом второго узла памяти, адресный вход которого соединен с выходом счетчика состояний, синхровход которого соединен с выходом первого элемента задержки и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с установочным входом счетчика состояний, вторым входом третьего элемента ИЛИ, нулевым входом второго триггера и установочным входом третьего регистра, группа выходов которого соединена с группой информационных входов узла состояний, третий вход логического условия которого соединен с выходом второго эле; мента задержки и третьим входом двенадцатого элемента И, выход и четвертый вход 1 которого соединены соответственно со счетным входом счетчика состояний и выходом второго триггера, соединенного с вторым входом тринадцатого. элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И и входом шестого

f0

45, при этом в узле состояний выход регистра соединен с первым информационным входом дешифратора, второй информационный вход которого соединен с выходом шифратора, группа информационных входов которого соединена с выходами элементов И группы, входами элементов задержки группы и группой входов элементов ИЛИ, выход которого соединен с разрешающим входом шифратора и входом элемента задержки, выход которого соединен с разрешающим входом дешифратора, группа выходов которого соединена с единичными входами триггеров группы, выходы которых соединены с вторыми входами элементов

55 элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход пятого элемента задержки соединен с вторым входом шестого элемента И, выход восьмого элемента И соединен с входом седьмого элемента задержки и первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с вйходом седьмого элемента задержки, выход третьего элемента задержки соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, третий информационный вход счетчика состояний и вход режима работы второго регистра подключены к шине нулевого потенциала уст-, ройства.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е есятем,,что узел состояний содержит группу элементов И, группу элементов задержки, 30 элемент ИЛИ, элемент задержки, шифратор, регистр, дешифратор, группу триггеров, группу элементов И-НЕ и элемент И, причем первые и вторые входы элементов И групп образуют первый и второй входы логического условия узла, вход элемента И является третьим входом логического условия узла, первые входы элементов И-HE группы образуют группу информационных, входов узла, стробирующий и информационный входы регистра являются соответственно стробирующим и информационным входами узла, выходы элементов задержки группы образуют первый выход узла, выход элемента И является вторым выходом узла, 27

1702377

И НЕ группы, выходы которых соединены с триггеров группы образуют установочный группой входов элемента И, нулевые входы вход узла.

1702377 и ож ззх nsx nn мо с с сз мчтсв

ФЮ2

Фнг 3

1702377

1702377

1702377

1702377

1702377

1702377

Составитель С.Пестмэл

Редактор Л.Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 4544 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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