Микропрограммное управляющее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалмстическик

Республик («)949657 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 29. 04. 80 (21) 2918689/18-24 (g1) М. Кн.з

G F 9/22 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР. но делам изобретений и открытий (33) УДК 681. 3 (088.8) Опубликовано 07.08.82. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 07 ° 08. 82 (72) Авторы изобретения

Ю.Я. Пушкарев и Д.В.Полонский

Г Ф; с

5 g - - МА3„(1 «т у. е ч., 3 т

Особое конструкторское бюро Киевского управления проектно-монтажных работ (71) Заявитель (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВОИзобретение относится к автоматике

Ia вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, а также терминальной аппаратуре.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, дешифратор, двоичный, счетчик, генератор импульсов, блок проверки условий, группу элементов И, причем выходы двоичного счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы блока проверки условийподключены к входам регистра адреса,вы- 15 ходы которого подключены к входам блока памяти микрокоманд,выходы которого соединены с информационными входами регистра микрокоманд, адресные выходы которого подключены к информационным входам блока проверки условий, управляющие входы которого соединены с первой группой входов устройства, управляющие выходы регистра микрокоманд соединены с первыми входами эле- 25 ментов И группы элементов И 02. "

Недостатком указанного устройства является сложный и большой объем оборудования, а также то, что оно не позволяет формировать длительность микро-З0 программного такта в соответствии с действительным временем выполнения микрокоманды в операционных схемах и не имеет возможности реализовать микропрограммы, состоящие нз линейных групп микрокоманд с переменной длительностью такта.

Наиболее близким к предлагаемому является микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, регистр микрокоманд, дешифратор, двоичный счетчик, генератор импульсов, блок проверки условий; группу элементов

И, делитель частоты, элемент ИЛИ, шифратор, причем выходы двоичного счет- чика соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы блока проверки условий подключены к входам регистра адреса, выходы которого подключены к входам блока памяти микрокоманд, выходы последнего соединены с информационными входами регистра микрокоманд, адресные выходы которого подключены к информационным входам блока проверки условий, управляющие входы которого соединены с первой группой входов устройства, управляющие выходы регистра микрокоманд соединены с первыми входами элемен-

949657 тов И группы элементов И и с входами шифратора, выходы .которого соединены соответственно с установочными входами двоичного счетчика, выход переполнения которого подключен к управляющему входу регистра микрокоманд, счетный вход двоичного счетчика соединен с выходом делителя частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход делителя частоты соеди- 10 нен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И группы элементов И и с второй группой выходов устройства, вторые входы элементов И группы элементов И соединены с соответствующими выходами дешифратора, информационные выходы регистра микрокоманд. подключены к первой группе выходов устройства Г2 3.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие из-за непроизводительной потери времени при переходе в одной микрокоманде из одного используемого микротакта к следующему через несколько неисполь- зуемых. Кроме того, реализация устройства требует больших аппаратурных затрат..

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное управляющее устройство, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микроко.манд, регистр адреса, блок проверки условий, генератор импульсов и группу элементов И, причем выходы блока проверки условий соединены с входами регистра адреса, выходы которого соединены с входами блока памяти микро- 40 команд, выходы которого соединены с информационными входами регистра микрокоманд, адресные выходы которого соединены с информационными входами блока проверки условий, управляю-45 щие входы которого являются входом устройства, управляющие выходы реги.стра микрокоманд соединены с первыми входами каждого элемента И группы элементов И. выходы которых являются первым. выходом устройства, а информационные выходы регистра микрокоманд являются вторым выходом устройства, введены элемент И и регистр блокировки, причем выход каждого элеМента И группы элементов И соединен с инверсными входами всех последующих элементов И группы элементов И, с инверсным входом элемента И и с установочным входом регистра блокировки, выходы регистра блокировкисоединены с вторыми входами элементов И, выход элемента И соединен с управляющим входом регистра микрокоманд и с входом установки в исходное состояние регистра блокировки, так- 65 тирующий вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема микропрограммного управляющего устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма выполнения одной мик-. рокоманды.

Выходы блока 1 памяти микрокоманд подключены к входам регистра 2 микрокоманд, а входы — к выходам регистра 3 адреса. Входы регистра 3 соединены с выходами блока 4 проверки условий. Информационные входы блока

4 подключены к адресным выходам регистра 2 микрокоманд. Управляющие выходы регистра 2 микрокоманд подключены к входам элементов И группы элементов И 7. Выход каждого элемента И группы элементов И 7 подключен к инверсным входам всех последующих элементов И 7, Кроме того, выходы всех элементов И 7 подключены одновременно к инверсным входам элемента И 8 и к установочным входам регистра 6 блокировки так, что порядковый номер входа регистра 6 соответствует порядковому номеру элемента И 7. Выходы регистра 6 подключены к другим входам элементов И 7 так, что их порядковые номера соответствуют порядковым номерам элементов И 7. Выход элемента И 8 подключен к управляющему входу регистра 2 микрокоманд и входу установки в исходное состояние регистра 6 блокировки. Генератор 5 импульсов подключен к тактирующему входу регистров. Управляющие входы блока 4 проверки условий являются входами 10 устройства, а информационные выходы регистра 2 микрокоманд и выходы элементов И 7 являются выходами 9 и 11 устройства.

Управляющие выходы регистра 2 микрокоманд несут информацию о номерах микротактов, которые необходимы для.обработки микрокоманды в операционных схемах. Эти выходы подключены к прямым входам элементов И 7.

Каждый из элементов И 7 имеет два прямых входа, один из.которых подключен к управляющему выходу регистра 2 микрокоманд, при этом порядко-, вый номер управляющего выхода регистра 2 микрокоманд равен порядковому номеру элемента И 7. Другой прямой вход каждого элемента И 7 подключен к выходу регистра 6 блокировки, при этом порядковый номер выхода регистра 6 блокировки равен порядковому номеру .элемента И 7.

Количество инверсных входов каждого элемента И 7 равно числу предшествующих ему элементов И 7, так как

К"инверсным входам каждого элемента

И 7 подключены выходы всех предшествующих ему элементов И 7.

949657

Регистр 6 блокировки предназначен для запирания тех элементов И 7, на выходе которых вырабатывается единичный сигнал.

Периодом тактовых импульсов с выхода генератора 5 задается длитель- 5 ность микротактов обработки микрокоманды. Дополнительный элемент И 8 предназначен для выработки сигнала, по которому регистр 6 устанавливается в исходное состояние, а в регистр 2 !О микрокоманд заносится следующая микрокоманда.

На временной диаграмме (фиг. 2) введены следующие обозначения: 12импульсы на выходе генератора 5; f5

13 - импульс . на выходе элемента И 8;

14, 15, 16 — импульсы на выходе, например, первого, пятого и двенадцатого элементов И.группы элементов И 7 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Из блока 1 памяти очередная микрокоманда заносится в регистр 2 микрокоманд, при этом регистр 6 блокировки устанавливается в исходное состояние и на" всех его выходах присутствует единичный сигнал.

Для .выполнения этой микрокоманды, . например, необходимы три микротакта, причем в течение первого, второго и ЗО третьего микротактов единичный сигнал должен присутствовать, например, на выходе первого, пятого и двенадцатого элементов Й 7 соответственно.

В силу этого на первом, пятом и две- 35 надцатом управляющих выходах регистра

2 микрокоманд присутствует единичный сигнал, а на остальных - нулевой.

Тогда на выходе первого элемента И 7 в течение первого микротакта присут- 4О ствует единичный сигнал, вследствие чего все последующие элементы И 7 будут закрыты.

Во втором микротакте по сигналу генератора 5 и при налички единично- 4 го сигнала на первом установочном входе первый разряд регистра 6 уста навливается в ноль. При этом первый элемент И 7 закрывается, открывая тем самым see последующие элементы

И 7, но, так как второй, третий и четвертый элементы И 7 закрыты нулевыми сигналами с управляющих выходов регистра 2 микрокоманд, единичный сигнал вырабатывается на выходе пятого элемента И 7.

В третьем микротакте аналогично будет установлен в ноль пятый разряд регистра 6, при этом состояние остальных разрядов регистра 6 не изменяется. В результате этого пятый ® элемент И 7 закрывается, первый элемент И 7 остается в закрытом состоянии, а на выходе двенадцатого элемента И 7, аналогично предыдущим, выработается единичный сигнал. .65

После того, как в очередном микро-, такте двенадцатый разряд регистра 6 устанавливается в ноль и вследствие этого закрывается двенадцатый элемент И 7, на выходах всех элементов

И 7 единичный сигнал отсутствует,так как нулевой сигнал присутствует на всех последующих после двенадцатого управляющих выходах регистра 2 микрокоманд. В результате этого на выходе, элемента И 8 вырабатывается сигнал, по которому все разряды регистра 6 блокировки устанавливаются в единичное состояние. Одновременно следующая микрокоманда из блока 1 памяти заносится в регистр 2 микрокоманд, и единичный сигнал вырабатывается на выходе того элемента и 7,на вход которого поступает едиЙичный сигнал с управляющего выхода регистра 2 микрокоманд, имеющего наименьший порядковый номер.

До этого момента на входы 10 блока 4 проверки условий из операционных схем поступают логические условия, по которым формируется адрес следующей микрокоманды и записывается в регистр 3 адреса. Поэтому чтение микрокоманды по сигналу с выхода элемента И 8 происходит по заранее подготовленному адресу. Дальнейшая работа устройства происходит аналогично вышеописанной.

Таким образом, в предлагаемом устройстве в отличие от прототипа отсутствуют временные интервалы между микротактами, что сокращает время исполнения каждой микрокоманды.

Кроме того, за счет введения регистра блокировки и указанных связей для функционирования устройства нет необходимости в использовании шифратора, дешифратора, двоичного счетчика и делителя частоты, что значи тельно. упрощает устройство.

Формула изобретения

Микропрограммное управляющее устройство, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса, блок проверки условий, генеpamор импульсов и группу элементов

И, причем выходы блока проверки условий соединены с входами регистра адреса, выходы которого соединены с входами блока памяти микрокоманд, выходы которого соединены с информационными входами регистра микрокоманд, адресные выходы которого соединены с информационными входами блока проверки условий, управляющие входы которого являются входом устройства,,управляющие выходы регистра микрокоманд соединены с первыми входами каждого элемента И группы элементов И, выходы которых являют-

949657

Составитель,В. Латышев

Техред Ж. Кастелевич Корректор 3 Билак

Редактор В. Петраш

Заказ 5755/39 Тираж-731 Подписное

ВНИИПИ 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

Оя первым выходом устройства, а информационные выходы регистра микрокоманд являются вторым выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрсщения устройства, в него введены элемент И и регистр блокировки, причем выход каждого элемента И группы элементов И соединен с инверсными входами всех последующих элементов И группы элементов И, с инверсным входом элемента

И и с установочным входом регистра блокировки, соответственно выходы регистра блокировки соединены с вторыми входами элементов И, выход элемента И соединен с управляющим входом регистра микрокоманд и с входом установки в исходное состоя5 ние регистра блокировки, тактирующий вход которого соединен с выходом генератора импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Авторское свидетельство СССР

Р 431515, кл. G 06 F 9/12, 26.05.72.

2. Авторское свидетельство СССР

9 640294, кл. G 06 F 9/16, 30.12.78.