Устройство микропрограммногоуправления

 

ОПИСЯ Й

Союз Сояетских

Социалистических республик

И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ оо798835

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.08,78 (21) 2653865/18-24 (51)М. Кл.

G F 9/22 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 301.81. бюллетень ¹ 3 (5З) ЮК 681.325

<088.8) Дата опубликования описания 260181 (72) Авторы изобретения

Ю.Ф.Чубаров и М.A.Ëåäíåâ (7.1) Заявитель

Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (54) УСТРОЙСТВО МИКРОПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной. технике, в частности к управляющим автоматам и автоматам обра-1 ботки информации.

Известен микропрограммный автомат, содержащий дешифратор команд, выходом подключенный к выходу автомата и к управляющему входу объекта управления, информационный выход которого соединен с информационным входом ..::, автомата, выход — с входом дешифратора состояний 11.

Однако синтез такого устройства довольно сложен и минимизация структуры его сопряжена с рядом труднос- тз тей, поскольку.она .зависит от особенностей объекта управления, алгоритма его.функционирования и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является 20 устройство микропрограммнОго управления системами контроля, .содержащее однородную кодирующую структуру, дешифратор состояний, дешифратор команд, однородная кодированная структура содержит ячейки по числу команд, каждая из которых включает пары последовательно соединенных элементов ИЛИ-И по числу разрядов и триггер (2g.

Однако устройство имеет сложную конструкцию, поскольку оно содержит большое число ячеек, равное число входных команд и сложную матрицу, коммутирующую выходы дешифратора состояний с входами ячеек однородной кодирующей структуры. При этом коммутирующая матрица имеет большое число соединений, соответствующих каждой микрокоманде, что усложняет проектирование автомата и не позволяет унифицировать программирование матрицы.

Цель изобретения вЂ,упрощение устройства при одновременной унификации

его структуры и повышение коэффициента использования оборудования.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее дешифратор команд, группа выходов которого является группой выходов устройства, группа входов дешифратора состояний является группой информационных входов устройства, группа выходов дешифратора состояний соединена; с группой входов однородной кодирующей структуры, группа выходов которой соединена с первой группой входов дешифратора команд, содержит элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющим вхо

798835 дом однородной кодирующей структуры, а группа входов элемента ИЛИ является группой управляющих входов устройства и соединена с второй группой входов дешифратора команд. А также тем, что однородная кодирующая структура состоит из одинаковых разрядов, при:чем каждый разряд содержит элементы

ИЛИ и И (И-HE), причем выход каждого элемента ИЛИ соединен с первым вхо. дом соответствующего элемента И (И-HE) прямые и инверсные выходы

;элементов И (И-НЕ) всех разрядов, кроме нулевого, подключены к соответствующим выходам однородной кодирующей структуры, инверсный выход элемента И нулевого разряда подключен к первому входу элемента ИЛИ первого разряда, остальные входы которого и входы элементов ИЛИ последующих разрядов соединены с группой входов однородной кодирующей структуры, группа входов элемента

ИЛИ,нулевого .разряда соединена с прямыми выходами элементов И второго и последующих разрядов,- вторые входы всех элементов И соединены с управляющим входом однородной кодирующей структуры.

На чертеже схематически представлено предлагаембе устройство.

Устройство, подключенное к объекту 1 управления, содержит дешифратор

2 состояния, дешифратор 3 команд, однородйую кодирующую структуру 4.

Однородная кодирующая структура состоит из одной ячейки, в которую входит равное число элементов ИЛИ

5р ... 5„„ и элементов И (И-HE) б .. б . Количество пар ИЛИ и И (И-HE) равно m — числу разрядов двоичного числа, соответствующему числу внутренних состояний объекта управления.

Причем, каждый выход дешифратора состояний соединяется с соответствующими входами элементов ИЛИ ячейки, так, чтобы на их выходах и выходах ячейки образовывался набор двоичного кода из всей совокупности возможных наборов 2 . Порядок наборов безразличен. К объединенному входу элементов И (И-HE) подключен управ- ляющий элемент ИЛИ 7. На чертеже показаны прямые выходы ячейки 8

8п1, управляющий вход 9 устройства и выход блока 10 управления, выход

11 дешифратора команд, выход 12 объекта управления.

Работает устройство микропрограммного управления следующим образом.

Совокупность m выходов ячейки однородной кодирующей структуры дает полный набор всех управляющих команд на выходе дешифратора команд, соот- . ветствующих заданному состоянию 7 выходов объекта управления и определяющйх состояния выходов дешифратора состояний 9 в каждый момент автоматного времени. Число разрядов ячейки определяется объемом памяти, числом внутренних состояний объекта

1 управлений и длиной максимально сложного алгоритма управления системы контроля. С блока 10 управления на вход устройства подается совокупность команд управления Х. Устройство приводится в начальное состояние кода X-=Î, У=О, ((=О. В единичном состоянии находятся инверсные выходы всех разрядов ячейки. При подаче с блока 10 управления команды управления сигнал поступает на дешифратор команд и через элемент ИЛИ 7 на объединенные входы И. При этом вКлючает ся первый разряд ячейки однородной кадирующей структуры, так как на его вход подается единичный сигнал с инверсного выхода нулевого разряда.

Все остальные разряды остаются в нулевом состоянии. На входе дешифра20 тора команд образуются начальная микрокоманда с выхода ячейки и команда блока управления, которые в совокупности образуют микрокоманду, создающую на выходе дешифратора зад данную комбинацию Y,Y . . .Y поступающую на объект уйравления и заставляющую работать его в заданном режиме. В процессе работы объекта

1 управления на его выходе появляется комбинация с,>,q,,...,q, соответствующая единичному сигйалу на одном из выходов дешифратора 2 состояний. Этот сигнал через коммутационные узлы подается на входы элемента ИЛИ ячейки в соответствии с двоичной кодировкой данной микрокоманды. В результате на выходе элемента ИЛИ и ячейки возникает двоичный код микрокоманды. При этом на выходах второго или последующих раз49 рядов, в зависимости от кода микрокоманды, появляются один или несколько единичных сигналов, поступающих на входы элемента HJIH нулевого разряда, переводящих этот разряд в нулевое состояние, и не допускающих включения начальной команды.

С выхода ячейки на вход дешифратора команд подается двоичный код микрокоманды, который совместно с ,)О кодом команды, поданной с блока .управления, образует общую микрокоманду, создающую на выходе дешифратора новую комбинацию у„,у,,,у, которая заставляет объект управления отрабатывать следующий этап алгорит ма управления. В результате объект управления приходит в состояние, которое вызывает появление новой микрокоманды и т.д.Так как при дальнейшей ра.боте устройства один из разрядов с

4О номером больше единицы обязательно находится в единичном состоянии, то нулевой разряд до конца прохождения микропрограмм находится во включенном состоянии и на дальнейшую работу д устройства не влияет. После окончания

798835 отработки алгоритма на выходе дешифратора появляется соответствующий сигнал, заканчивающий управление, а с выхода объекта управления вы- водится информация о его состоянии в аналоговой или дискретной форме, необходимая для дальнеишей обработки или выработки решения на дальнейшее управление устройством.

При смене ко.анды управления Х, поступающей с блока управления на де шифратор команд эта команда образует с прежними микрокомандами, поступающими с ячейки в соответствии с внутренними состояниями объекта управления, новые последовательности микрокоманд, реализующие на вцходе дешифратора команд новые микропрограммы, состоящие из последова- тельностей комбинаций у,,у,...,у„,.

При этом принцип функционирования ячейки однородной кодирующей структуры и ее связей с обоими дешиф-: раторами остаются неизменными.

Использование новых связей внутри ячейки между элементами ИЛИ и И (И-НЕ), входа устройства дешифратором команд и через управляющий элемент ИЛИ с входом ячейки однородной кодирующей структуры, позволяет уменьшить число ячеек однородной кодирующей структуры до одной, сделать неизменными связи структуры с дешифраторами и полностью использовать соседнее кодирование входов дешифратора команд, уменьшить ассор тимент и число применяемых логических элементов.

Это позволяет значительно унифи-. цировать структуру всего усТройства, уменьшить габариты системы в целом, вследствие; уменьшения числа требуеI мых элементов ИЛИ-И (И-НЕ). и упрощения схемы дешифратора команд.

Формула изобретения

1.устройство микропрограммного управления, содержащее дешифратор команд, группа выходов которого является группой выходов устроФства гРуппа выходов дешифратора состояний является группой информационных входов устройства, группа выходов дешифратора состояний сОединена с группой входов однороднои кодирующей структуры, группа выходов которой соединена с первой группой входов дешифратора команд, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с целью упрощения устройства, оно содержит элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом однородной кодирующей структуры, а группа выходов элемента ИЛИ является группой

15 управляющих входов устройства и сое.— динена с второй группой входов дешифратора команд.

2.устройство по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что однородная кодирующая структура состоит из одинако20 вых разрядов, причем каждый разряд содержит элементы ИЛИ и И (И-НЕ, причем выход каждого элемента ИЛИ соединен с первым входом соответсч:— вующего элемента И (И-HE)., прямые

25 и инверсные выходы элементов И (И-НЕ) всех разрядов, кроме нулево) го, подключены к соответствующим выходам однородной кодирующей структуры, инверсный выход элемента И нуЗО левого разряда подключен к первому входу элемента ИЛИ первого разряда,. остальные входы которого и входы элементов ИЛИ последующих разрядов соединены с группой входов однородной кодирующей структуры, группа входов элемента ИЛИ нулевого разряда соединена с прямыми выходами элементов И второго и последующих разрядов, вторые входы всех элементов

И соединены с управляющим входом

40 однородной кодирующей,структуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лазарев В.Г и Пииль Е.И. Синтез управляющих автоматов, "Энергия", М., 1970, с.309.

2.Авторское свидетельство СССР

9 544966, кл. G 06 F 9/14, 1974 (прототип).

798835

Составитель Г.Пономарева

Редактор Л.Кеви Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко Заказ 10056/67 Тираж 756 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4