Микропрограммный процессор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>-752341

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170778 (21)2646932/18-24 (53) М. Кл. с присоединением заявки Йо

06 F 15/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30078 О.Бюллетень HP 28

Дата опубликования описания 300780 (53) УДК 68>.325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A. П. Запольский, В. Б. Шкляр, A. С. Самарский . и П. В. Яцевич (71) Заявитель (54) МИКРОПРОГРАММНЫЙ ПРОЦЕССОР

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано.в процессорах и блоках управления, использующих микропрограммный принцип работы, Известно устройство микропрограммного управления, применяемое в

IBM-360 модели 40, в котором используется постоянное запоминающее устройство для хранения микропрограмм (1) .

Недостатком этого устройства является жесткий, неизменяемый набор микропрограмм.

Наиболее близким техническйм pe"" шением к изобретению является устройство, которое содержит микропрограммный блок обработки данных, осноВную оперативную память и управляющую 20 память (2) .

Вход микропрограммного блока об« работки данных связан со входами управляющей памяти и основной оперативной памяти, а выходы основной 25 и управляющей памятей связаны соответственно с первым и вторым входами блока обработки данных. Возможность перезагрузки управляющей памяти в процессоре используется для загруэ д0 ки разделов диагностических тестов с пультового накопителя.

Недостатком является неэффективное использование управляющей памяти в рабочем режиме.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет осуществления пересылки микропрограмм иэ оперативной памяти в управлякщую и увеличение быстродействия.

Эта цель достигается тем, что в микропрограммный процессор, содержащий блок обработки данных, первый вход которого соединен с выходом основной оперативной памяти, второй вход блока обработки данных соединен с выходом управляющей памяти, управляющий вход которой соединен с управляющим выходом блока обработки данных и с управляющим входом основной оперативной памяти, введены дополнительная управляющая память, регистр указателя эоны, дешифратор настройки адресов, сумматор, элементы НЕ, ИЛИ, первый и второй элементы И, причем выход блока обработки данных соединен со входом .регистра указателя зоны, разрядный

:выход которого соединен с первым

752341 входом сумматора и первым управляющим входом дополнительной управляющей памяти, второй управляющий вход .которого соединен с управляющим выходом блока абработки данных, выход д п н е ьной управляющей па» 5 мяти соединен со вторым входом блока обработки данных, а вход загрузки - с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго элементов И соответственно, первый вход первого элемента И соединен с выходом сумматора, второй вход которого соединен с выходом основной оперативной памяти, с входом дешифратора настройки адресов и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора настройки адресов и через элемент НŠ— со вторым входом первого элемента И. 26

На чертеже приведена схема устрой" ства.

Микропрограммный процессор вклю,чает. основную оперативную память 1, блок 2 обработки данных, управляющу» 25 память 3, дополнительную управляющую память 4, регистр 5 указателя зоны, дешифратор б настройки адресов, сумматор 7, элемент 8 И, элемент 9

НЕ, элемент 1 0 ИЛИ, элемент 11 И. управляющая память 3 хранит микропрограммы базовой системы команд и различные управляющие микропрограммы, например обработки пРограммных прерываний, обслуживание запросов от каналов и другие. Выходные данные иэ управляющей памяти 3 поступают в блок 2 обработки данных.

Блок 2 обработки данных производит выборку команд по счетчику иэ основной оперативной памяти 1 и передает 40 управление по коду операции через микропрограмму выборки команд соответствукщим микропрограммам обработки команд. Дополнительная управляющая память 4 представляет оперативное запоминающее устройство, имеющее общую с ис тему адрес ации с управляющей памятью 3. Эта память разделена на эоны фиксированной длины, в каждую из которых может быть загружена микропрограмма со своим идентификатором из основной оперативной памя» ти 1. Загрузка микропрограмм в дополнительную управляющую память 4 производится под управлением блока 2 обработки данных и регистра 5 указателя зоны.

В основной оперативной памяти 1 содержатся массивы программ и данных. Программы составлены иэ команд базовой системы команд и, кроме,то-. 40 го, включают подпрограммы, состав-. . ленные иэ микрокомаид, которые.реа/ лизуют некоторые процедуры и алгоритмы. В эту базовую систему команд

" введена специальная команда Вы- pg полнить микропрограмму (ВМ), кото рая обеспечивает обращение к подпрограмме, в заголовке которой содержится идентификатор микропрограммы. Этот идентификатор представляет собой шестнадцатеричный код, однозначно определяющий данную микропро- . грамму. В команде ВМ имеется поле кода операции, поле начального адреса подпрограммы s основной оперативной памяти 1 и поле длины подпрограммы.

Команда ВМ, как и все другие команды, выполняется микропрограммно под управлением блока 2.обработки данных.

Команда ВМ считывает из основной оперативной памяти 1 идентификатор загружаемой микропрограммы и сравнивает с идентификаторами микропрограмм, размещенных в зонах дополнительной управляющей памяти 4. В случае совпадения идентификатора загружаемой микропрограммы с одним из идентификаторов зон дополнительной управляющей памяти 4 загрузка этой,. микропрограммы не производится, а управление непосредственно передается микропрограмме в дополнительной управляющей памяти 4. При несовпадении идентификаторов команда ВМ производит сканирование 3QH дополнительной управляющей памяти 4 на выбор зоны, в которую будет загружаться массив микроходов из основной оперативной памяти 1.

Далее формируется указатель зоны, выбранной для загрузки, который засылается в регистр 5 указателя зоны. Идентификатор загружаемой микропрограммы передается дополнительной управляющей памяти 4 по адресу, который формируется иэ разрядов префикса, определяемых вьпсодом регистра

5 указателя зоны, и разрядов относительного адреса в зоне, поступающих иэ блока 2 обработки данных.

После каждой записи в дополнительную управляющую память 4 блок 2 обработки данных модифицирует на длину микрокоманды относительный адрес в зоне для последующей записи. 3атем из основной оперативной памяти 1 последовательно считываются микрокоды в сумматор 7 и дешифратор б настройки адресов. Сумматор 7, элементы 8 и Il И, элемент 9 НЕ и элемент 10 ИЛИ производят замещение части адресного поля микрокода префиксом иэ регистра 5 указателя зоны для микрокоманд передачи управления, определенных дешифратором 7 настройки адресов, т.е. загружаемая микропрограмма настраивается на нужную зону дополнительной управлякицей памяти 4. .-После загрузки микрокодов управление йередается блоком обработки данных

2 загруженной микропрограмме. После выполнения микропрограммы управление, 752341 передается микропрограмме выборки команд в управляющей памяти 3.

Использование подпрограмм, составленных в микрокомандах, в теле рабочих и управляющих программ, повышает системную производительность

ЭВМ. Это происходит потому, что язык микропрограммирования является языком самого низкого™ уровня и позволяет эффективно испольэовать воз.можности аппаратуры устройства: сокращается интенсивность обращений к медленной оперативной памяти (отсутствие выборки команд, для хранения данных и промежуточных результатов используются более быстродействующие запоминающие средства) имеется возможность работы со структурами данных малой размерности; имеется возможность организации групповых ветвлений; 20 имеется достаточно высокая операционная плотность микрокоманд (в одной микрокоманде реализуется несколько операций); микропрограммы выполняются из быстродействующей управляющей памяти.

Возможность пересылки микропрограмм из оперативной памяти в управляющую позволяет динамически изме- 30 нять содержимое управляющей памяти и помещать туда микропрограммы, реализующие различные функции, ранее не входящие в комплект микропрограмм

Это является расширением функции ЯЯ микропрограммного управления.

Формула изобретения

Микропрограммный процессор, содержащий блок обработки данных, первый вход которого соединен с вы-. ходом основной оперативной памяти, второй вход блока обработки данных соединен с выходом управляющей памяти, управляющий вход которой соединен с управляющим выходом блока обработки данных и управляющим входом основной оперативной памяти, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей за счет осуществления пересылки микропрограмм из основной оперативной памяти в управляющую в него введены дополнительная управ" ляющая память, регистр указателя зоны, дешифратор настройки адресов, сумматор, элементы НЕ, ИЛИ, первый и второй элементы И, причем выход блока обработки данных соединен со входом регистра указателя эоны, разрядный выход которого соединен с

,первым входом сумматора и первым управляющим входом дополнительной управляющей памяти, второй управляющий вход которого соединен с управляюшим выходом блока обработки данных, выход дополнительной управляющей памяти соединен со вторым входом блока обработки данных, а вход загрузки — с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго элементов И соответственно, первый вход первого элемента И соединен с выходом сумматора, второй вход крторого соединен с выходом основной оперативной памяти, с входом дешифратора настройки адресов и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора настройки адресов и через элемент НŠ— со вторым входом первого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хассон С. Микропрограммное управление. Вып. 2, Мир, М., 1974, гл. 7.

2. Патент CQlA. 9 3656123, кл. 340-172. 5, 11.04.72 (прото-тип) .

752341

Составитель Г. Пономарева

Редактор И. Нанкина Техред М, Петко

Корректор И. Муска

Закаэ 4 74 7/8 Тираж 751

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подпис нсе

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4