Микропрограммное устройство управ-ления

 

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИИЗЬСТ6У (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270779 (21) 2806437/i 8-24 (51) ® с присоединением заявки H9Государствениый комитет

СССР по делам изобретений.и открытий

G 06 F 9/22 (23)Приоритет 12 12 ° 78

Опубликовано 3006,81. Бюллетень 89 24 (53) УДК 681.325.(088.8) Дата опубликования описания 300681 (12) Авторы изобретения

A.Ë.Ëàéöoâ и В.К.Овсяк

Специальное конструкторско-технологиче

Физико-механического института АН Укра

I (71) Заявитель (54) ИИКРОПРОГРАМИНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения процессоров.

Известно микропрограммное устройство управления для цифровой вычислительной машины, в котором выбор соответствующей микропрограммы осуществляется программным путем (1). . его недостаток — большие затраты времени на выбор микропрограммы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее запоминающее устройство, регистр адреса, блок хранения адресов микрокоманд, регистр 15 блОЧных адресов, регйстр команд,ре-" гистр микрокоманд, блоки логических схем И и ИЛИ и счетчик 12), Основные недостатки известного устройства -низкие функциональные 20 возможности, вызванные трудностью микропрограммного исполнения команд с произвольной структурой, например при реализации многоформатной систе- мы команд.

Цель изобретения - увеличение функциональных возможностей за счет .реализации микропрограммного исполнения команд с произвольной структу» рой. 30

Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, выход которого соединен с информационным .входом регистра микрокоманд, выход которого соединен с входом дешифратора микрокомаид, регистр команд, блоки элементов 2ИИЛИ и 3 И-ИЛИ, введены накапливающий сумматор, блок распаковки команд, блок элементов 2И-ИЛИ-HE,ýëåменты И, причем выходы блоков элементов 2И-ИЛИ и ЗИ-ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым вхо.дами накапливающего сумматора, выкод .которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с адресным входом блока памяти и с выходом второго элемента

И, первый вход которого соединен с выходом блока распаковки кОманд„ первый вход которого соединем с вйходом регистра команд, второй вход блока распаковки команд соединен с выходом блока памяти и с первымм входами блоков злеМентов 2И-ЯЛИ и

ЗИ"ИЛИ, второй и третий входы последнего соединены ссютветствеино с первым и вторым адресными выходами регистра микрокоманд, .первый и второй

842814 выходЫ знака адресного смещеiiIH Которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов. 2И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со вторым входом блока элементов 2И-ИЛИ, третий вход которого является. входом устройства, четвер,тый, пятый и шестой входы блока эле» ментов ЗИ-ИЛИ, четвертый и пятый входы блока элементов 2И-ИЛИ, третий и четвертый входы блока элементов

2И-ИЛИ-HE вторые входы первого и второго элементов И соединены с соответствующим выходом дешифратора микрокоманд. Кроме того, блок распаковки команд содержит регистры нулевой и единичной масок, элементы

И,ИЛИ, причем первый вход блока распаковки команд соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу регистра нулевой маски, а выход связан с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом блока распаковки команд, а второй вход — с выходом регистра единичной маски, информационный вход которого связан с информационным входом регистра: нулевой маски и является вторым входом блока распаковки команд.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Схема содержит блок 1 памяти, регистр 2 микрокоманд, накапливающий сумматор 3, регистр 4 команд, блоки элементов 2И-ИЛИ и ЗИ-ИЛИ 5 и 6 соответственно блок 7 распаковки команд первый и второй элементы И 8 и 9 соответственно, блок 10 элементов

2И-ИЛИ-НЕ, дешифратор 11 микрокоманд.

Блок 7 распаковки команд состоит из регистров 12 и 13 нулевой и единичной маски соответственно, элементов

И 14 и ИЛИ 15.

Устройство работает следующим образом.

В начальном состоянии перед выполнением следующей микропрограммная в регистр 4 вводится соответствующая ей команда, в регистр 12 нулевой маски йз блока 1 памяти загружается информация, с помощью которой в регистре 4 команд должен быть выделен операционный код, который может вклю чать в свой состав код формата, код операции, различные признаки модификации. Кроме того, из блока 1 памяти загружается регистр 13 единичной маски, с помощью которого в операциониый код, считываемый с регистра 4 команд, вводятся адресные константы.

Выполнение микропрограмм начина" ется q формирования адреса ячейки

s блоке 1 памяти, в которой содержит ся адрес первой микрокоманды в исполняемой микропрограмме. С этой целью разряды регистра 4 команд, замаскированные с помощью элемента операционного кода, взятого непосредственно из команды, и адресной константы. После перехода на начало мик-. ропрограммы в процессе ее выполнения в- ней могут осуществляться переходы трех видов: естественный, связанный> с увеличением содержимого накапливающего сумматора на +1, безусловный и

>5 условный.

Рассмотрим выполнение двух последних. г

При безусловном переходе адрес считывается непосредственно с выхода

20 блока 1 памяти, откуда он через бло, ки 5 и 6 элементов 2И-ИЛИ и ЗИ-ИЛИ по управляющему сигналу в вводится в накапливающий сумматор 3, с выхода которого через элемент И 8 по сигналу с поступает в блок 1 памяти. Содержимое выбранной ячейки записывается в регистр 2 микрокоманд. Так как элемент И 9 по сигналу d закрыт, то информация с выхода элемента И 8 не поступает на выход блока распаковки команд.

5О

И 14 содержимым регистра 12 нулевой маски, заменяются на элементе ИЛИ

15 на адресные константы, поступающие с регистра 13 единичной маски. В результате на выходе элемента И 9 оказывается сформированным адрес ячейки, в которой хранится начальный адрес микропрограммы, состоящий из г

При выполнении условного перехода либо осуществляется естественный переход, в котором содержимое накапливающего сумматора 3 увеличивается на единицу, либо производится переход по адресу А1 или A2„ В последнем случае адреса Al или А2 с регистра

2 микрокоманд через блок 6 элементов ЗИ-ИЛИ по управляющему сигналу е или f поступает в младшие разряды накапливающего сумматора 3, в старшие разряды которого с выхода блока

5 элементов 2И-ИЛИ заносится постоянный код 0000 или 1111, в зависимости от знака адресного смещения, который формируется на первом или третьем выходах регистра 2 микрокоманд Прибавление постоянного кода в старшие разряды адреса вызвано тем, что для выполнения перехода на

+16 адресов относительно текущего адреса в случае положительного сме- . щения достаточно к содержимому сумМатора 3 прибавить Ai (A2), а при отрицательном — необходимо дополнительно из содержимого на сумматоре 3 вычесть 16.

Сформированный адрес с выхода накапливающего сумматора 3, через.элемент И 8 по сигналу с поступает на вход блока 1 памяти. Управление блоками элементов 2И-ИЛИ-НЕ, 2И-ИЛИ и ЗИ-ИДИ осуществляется дешифратором

11 микрокоманд.

842814

Формирование начального адреса микропрограммы путем маскирований, выполняемых в блоке распаковки команд, позволяет размещать начальные адреса микрокоманд в произвольной области памяти. Кроме того, положение и длина операционных полей в командах могут произвольным путем меняться. При этом аппаратурной перенастройки производить не надо, а толь-. ко требуется записать в блок памя.ти микропрограмму поиска и выделения .этих полей. В то же время наличие динамически изменяющейся точки отсчетов прн формировании адресов переходов, обусловленное использовани-, ем в качестве адресного регистра иа- 35 капливающего сумматора, позволяет осуществлять связку ссседних зон s блоке памяти без использования дополнительных микрокоманд безусловного перехода ° 20

Указанное расширение функциональных воэможностей позволяет просто . программировать реализацию устройством различных систем команд, а также .уменьшить число микрокоманд в микропрограммах.

Формула изобретения

1. Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, выход которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд, информационный выход которого соеди:нен с входом дешифратора микрокоманд,З5 регистр команд, блоки элементоЪ

2И-ИЛИ и ЗИ-ИЛй, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения функциональных воэможностей за счет реализации микропрограммного испол- 4О нения команд с произвольной структурой, оно содержит накаплнваюШий сумматор,. блок распакОвки команд, блок элементов 2И-ИЛИ-НЕ, элементы И, причем выходы блоков элементОв 2И-ИЛИ и ЗИ-ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами накапливающего сумматора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с адресным входом блока памяти и с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом блока распаковки команд, первый вход которого .соединен с выходом регистра команд, второй вход блока распаковки команд соединен с выходом блока памяти и с первыми входами блоков элементов 2И-ИЛИ и ЗИ-ИЛИ, второй и третий входы последнего соединены comветственно с первым и вторым адресными выходами регистра микрокоманд, первый и второй выходы знака адресного смещения которого соединены соответственно с первым и вторым входами. блока элементов 2И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со вторым входом блока элементов 2И-ИЛИ,третий вход которбго является входом уст" ройотва, четвертый, пятый и шестой входы блока элементов ЗИ-ИЛИ, четвертый и пятый входы блока элементов

2И-ИЛИ, третий и четвертый входы бЛока элементов 2И-ИЛИ-НЕ, вторые входы первого и второго элементов И соединены с соответствующим выходом дешифратора микрокоманд.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок распаковки команд содержит регистры нулевой и единичной . масок, элементы .И, ИЛИ, прячем первый вход блока распаковки команд соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу регистра нулевой маски, а выход элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ; выход которого соединен с выходом блока распаковки команд, а второй вход - с выходом регистра единичной маски, информационный вход которого соединен с информационным входом регистра нулевой маски и является вторым входом блока распаковки команд. .Источникй информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторскре свидетельство СССР

9 387366, кл. G 06 F 15/16, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 342380, кл. G 06 Р 9/00, 1968 (прототип) .

842814

Составитель Г.Пономарева

Редантор И.Ковальчук Техред A. Вабинец Корректор М.Шароши .Заказ 5103/61 Тираж 745 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий

113035, Москва, X-,35, Рауыская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.уахород, ул.Проектная, 4