Микропрограммное устройство управле-ния

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («>802963 (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 250579 (21) 2770418/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070281. Бюллетень № 5

<511 М. Кд.

06 F 9/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325 (088.8) Дата опубликования описания 10.02.81

f (71) Заявитель (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления цифровых вычислительных машин.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее память микрокоманд,генератор тактовых импульсов, дешифраторы, регистр микрокоманд, логические схемы И и ИЛИ j1j .

Недостаток устройства — необходимость значительных затрат оборудования на его реализацию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является микропрограмм- 15 ное устройство управления, содержащее память микрокоманд, память констант, генератор тактовых импульсов, счетчик адреса, счетчик микрокоманд и Al дешифраторов (21. 20

Однако данное устройство имеет существенные недостатки. Это — большие затраты памяти и оборудования на реализацию схем управления блоками памяти (имеется две памяти, память микрокоманд и память констант, каждая из которых имеет собственную схему управления — счетчик микрокоманд и счетчик адреса); для выполнения . режима "трата" в данном устройстве, когда по ходу выполнения программы не требуется выдавать на выходы устройства никаких микроопераций в течение определенного отрезка времени (тактов), необходимо оставлять в памяти микрокоманд зоны нулевых ячеек, число которых равно количеству режимов "трата" в программе. Число нулевых ячеек в каждой зоне зависит от количества тактов, в течение которых необходимо произвести режим

"трата". Все это приводит к значительному увеличению затрат памяти микрокоманд при реализации такого устройства управления.

Цель изобретения — сокращение оборудования.

Достигается зто тем, что в микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, генератор тактовых импульсов, счетчик и m дешифраторов, причем первый и второй выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющим входом блока памяти и счетным входом счетчика, первый выход которого соединен с адресным входом блока памяти, группа выходов которого соединена с информационными входами дешифраторов, группы выходов которых

802963 являются группами выходов устройства, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым входом генератора тактовых импульсов и с первым информационным входо счетчика первый и второй управляюf

5 шие входы которого соединены соответственно с первыми выходами m u (m-1)-го дешифраторов, введен регистр, первый, второй и третий управляющие входы которого соединены соответствен- о но с первым выходом первого дешифратора и выходами второго и третьего дешнфраторов, выход регистра соединен с вторым информационным входом счетчика, третий управляющий вход которого соединен с вторьы выходом пер- 1 вого дешифратора, третий выход которого соединен с управляющими входами остальных дешифраторов, выход (m-2)-го дешифратора соединен с вторым входом генератора тактовых им- 2О пульсов, третий вход которого соединен с вторым выходом счетчика, первый выход которого соединен с первым информационным входом регистра, второй информационный вход которого сое- yg динен с третьим входом устройства, а группа выходов блока памяти соединена с выходом устройства и с третьими информационными входами счетчика и регистра.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

К

Микропрограммное устройство управления содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок памяти 2, счетчик 3, дешифраторы 4„, 4, 4> 4 ... 4 „ регистр 5. На черте>ке обозначены вхо,цы счетчика 6-11, выходы счетчика 1213, входы регистра 14-19.

Устройство работает следуюцим образом. 4О

Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает сигналы считывания информации из блока памяти 2 и сигналы, по которым состояние счетчика 3 изменяется на "единицу" после каждого опроса блока памяти 2. Микрокоманда, считанная из блока памяти 2 по адресу, указанному в счетчике 3, поступает на дешифраторы 4„, 4, 4, 4; .... 4, и в соответствии с кодом, записаннйм в каждой группе, на выходах этих дешифраторов вырабатываются микрооперации, которые подаются к устройствам цифровой вычислительной машины (на чертеже не показана) для выполнения соответствующих действий.

Значение счетчика 3 увеличивается на

"единицу", проводится считывание микрокоманды иэ следуюшей ячейки блока памяти 2 и ее расшифровка, цикл работы устройства управления повторя- Я ется.

Чтение констант из блока памяти 2 и передача их в абоненты устройства управления происходит следующим образом. 65

Каждому выходу дешифратора 4 поставлен в соответствие абонент устройства управления,. которому будет произведена запись константы из блока памяти 2. При возбуждении хотя бы одного из выходов дешифратора 4 на его третьем выходе, свя" àííûì с управляющими входами остальных дешифраторов, появляется сигнал, запрещающий выработку микроопераций на выходах дешифраторов 4, 4,, 4„ .... 4 . Поэтому при считываний константы из блока памяти 2 и передачи ее абоненту устройства управления в соответствии с возбужденным выходом дешифратора 4 дешифраторы 4 . 4з 4 4 не работают и ложные микрооперацйи не вырабатываются.

Для осуществления безусловных переходов в микропрограмме проводятся обращение к блоку памяти 2 за константой и запись считанной константы по третьим информационным входам 9 на счетчик 3 по микрооперации, вырабатываемой вторым выходом дешифратора 4„ и появляющейся на третьем управляюшем входе 6 счетчика 3.

Режим "трата" в микропрограмме производится следующим образом.

На регистр 5 производится запись константы из блока памяти 2 по третьим информационным входам 17 по микрооперации, вырабатываемой первым выходом дешифратора 4„ и появляющейся на первом управляющем входе 14 регистра 5. Значение этой константы должно соответствовать адресу той ячейки блока памяти 2, которой будет передано управление после выполнения режима "трата". Затем на счетчик 3 производится запись константы (2 -К), где n — число разрядов счетчика 3, К вЂ” число тактов, в течение которых осуцествляется режим "трата".

При обращении к блоку памяти 2 по адресу (2 -К) на первом выходе дешифратора 4 вырабатывается микрооперация, воздействующая на второй вход генератора 1 тактовых импульсов, и по которой генератор 1 тактовых импульсов прекращает со следующего такта вырабатывать сигналы считывания информации из блока памяти 2. При этом с выхода генератора 1 тактовых импульсов на счетный вход счетчика 3 продолжают поступать сигналы, по которым состояние счетчика 3 изменяется на "единицу" после прйхода каждого импульса на счетный вход. Когда состояние счетчика 3 будет характеризоваться числом (2 -1), т.е. все и разрядов счетчика 3 находятся в единичном состоянии, то по приходу оче" редного импульса на счетный вход счетчика 3 на его втором выходе 13 вырабатывается сигнал переполнения счетчика 3, по которому производится перезапись содержимого регистра 5 по т >етьим информационным входам 11 на

802963 счетчик 3. При этом сигнал переполнения счетчика 3 воздействует также на третий вход генератора 1 тактовых импульсов, генератор 1 тактовых импульсов начинает вырабатывать со следующего такта сигналы считывания ии= формации из блока памяти 2, и микропрограмма продолжает выполняться с той ячейки блока памяти, адрес который был записан на регистр 5 перед выполнением режима "трата". !

О

Таким образом, для организации режима "трата" любой длительности тратится всего три ячейки блока памяти, чем достигается ее значительная экономия, условные переходы в микропрограм- 35 ме осуществляются следующим образом.

Если по ходу программы необходимо проанализировать состояние входов устройства, связанных с первыми информационными входами 10 счетчика 3, или выходов регистра 5, связанных с вторым информационным входом 11 счетчика 3, то на первый 7 и второй 8 управляющие входы счетчика 3, связанные с первыми выходами соответственно

m и (m-1)-ro дешифраторов, поступают микрооперации, по которым информация с входов устройства или с выходов регистров 5 записывается на счетчик 3, и управление передается той ячейке блока памяти 2, адрес которой соот- 30 ветствует данному состоянию входов устройства, связанных с информационными входами 10 счетчика 3, или данному состоянию выходов регистра 5.

С целью расширения функциональных возможностей при организации условных переходов информация на регистр 5 может записываться также с входов устройства, связанных со вторыми информационными входами 18 регистра 5, и 4() с первого выхода 12 счетчика 3, связанного с первым информационным входом 19 регистра 5, по микрооперациям, вырабатываемым первыми выходами дешифраторов 4 и 4 и поступающих со 4>

2 ответственно на второй 15 и третий

16 управляющие входы регистра 5.

Наличие в составе устройства регистра, соединенного с дешифраторами, счетчиком, с выходами блока памяти и входами устройства, а также наличие связей блока памяти с выходами устройства и входами счетчика и регистра, связей входов генератора тактовых импульсов с выходами дешифратора и счетчика, третьего вы - 55 хода первого дешифратора с управляю щими входами остальных дешифраторов позволяет исключить память констант и счетчик адреса, что обеспечивает значительное сокращение затрат памяти.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, генератор тактовых импульсов, счетчик и m дешифраторов, причем первый и второй выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющим входом блока памяти и счетным входом счетчика, первый выход которого соединен с адресным входом блока памяти, группа выходов которого соединена с информационными входами дешифраторов группы выходов которых являются группами выходов устройства, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым входом генератора тактовых импульсов и с первым информационным входом счетчика, первый н второй управляющие входы которого соединены соответственно с первыми выходами я и (m-l)-го дешифраторов, о т л и ч а ю rq е е с я тем, что, с целью сокращения оборудования, оно содержит регистр, первый, второй и третий управляющие входы, которого соединены соответственно с первым выходом первого дешифратора и выходами второго и третьего дешифраторов, выход регистра соединен с вторым информационным входом счетчика, третий управляющий вход которого соединен с вторым выходом первого дешифратора, третий выход которого соединен с управляющими входами остальных дешифраторов, выход (а-2)-ro дешифратора соединен с вторым входом генератора тактовых импульсов, третий вход которого соединен с вторым выходом счетчика, первый выход которого соединен с первым информационным входом регистра, второй информационный вход которого соединен с третьим входом устройства, группа выходов блока памяти соединена с выходом устройства и с третьими информационными входами счетчика и регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 291201, кл. G 06 F 9/16, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР м 519710, кл. G 06 F 9/16, 1974 (про тотип).

802963

Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10625/62

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

Составитель Г. Пономарева

Редактор Е. Гончар Техред Т.Маточка Корректор М. Коста