Микропрограммное устройство управления

 

(ii) 976443

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсиии

Социалистичесиин

Реслублии (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 04.05.81 (21) 3281416/18-24 с присоединением заявки № (23)Приоритет

Опубликовано 23.11.82,. Бюллетень №43

Дата- опубликования описания 27.11.82 (51)M. Кл.

G 06 F 9/22

1Ъеударатвенный камитет

СССР пв лелем изобретений и атнрытнй (53) УДК 681. 325 (088. 8) В.С. Харченко, И.Е. Кондратьев, Г.Н. Тимо и С.Н. Ткаченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при проектировании устройств управления микропрограммных ЭВМ .

Известно микропрограммное устройство, содержащее счетчик, дешифратор, блок памяти, регистр, генератор, элементы И, ИЛИ Г1).

Недостатком указанного устройства является низкая экономичность блока памяти, обусловленная тем,. что если в формат линейки не помещается целое число микрокоманд, то часть блока па. мяти остается не заполненной информацией. В результате этого блок памяти. используетсл не эффективно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изоб- га ретению является устройство 1 2 ).

Недостатком этого устройства является низкая экономичность блока памяти, обусловленная невозможностью использования всех ячеек памяти, если при записи целого числа микрокоманд в линейку блока памяти остается ° ячеек больше, чем половина длины микрокоманды.

Целью изобретения является повышение экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первый счетчик, информационный вход которого подключен к входу начального адреса устройства, а выход соединен с входом первого дешифратора, выход которого соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, каждый- из

M (М-формат линейки блока памяти микрокоманд) выходов которого соединен с первыми входами m (m-формат микрокоманды) элементов И группы из соответствующих М групп, а вторые входы элементов И m-ой группы соединен с выходами второго дешифратора соответственно, вход которого соеди" нен с выходом второго счетчика, выхоЭ 976 ды элементов И М групп соединены с соответствующими входами элементов

ИЛИ (К+2) групп (К-количество микрокоманд в одной линейке), выходы которых соединены с информационными входами регистра, m выходов первой группы которого подключены к первым входам m элементов И группы из (К+1) групп соответственно, выходы которых

1 соединены с входами m элементов ИЛИ (К+3) группы, выходы которых подключены к выходу микрокоманд устройства, вторые входы каждого элемента И (К+1) групп подключены к выходу элемента

И, а третьи входы — к (К+1) выходам третьего дешифратора соответственно, вход которого соединен с выходом третьего счетчика, счетный вход которо" го соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен c генератором тактовых импульсов, а вто„ рой — с единичным выходом триггера, едичный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к управляющему входу устройства, а второй вход— к выходу элемента задержки, дополнительно содержит первую и вторую группы (in-1) элементов И, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, гричем первые входы (m-j) элементов И первой группы подключены к выходу второго элемента ИЛ 1, вторые входы к выходам второй гоуппы регистра соответственно, трет и входы (nl-1) элеме IToв И первой группы соединены с (K+2)-ым выходом третьего дешифратора, а выходы — с третьими входами (m-!) элементов ИЛИ первой группе из (К+2) групп, четвертые входы которых подключены к выходам (m-1) элементов

И второй группы, первые входы которых соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам второго дешифратора второй группы, вторые входы (m-1) элементов

И второй группы подключены к (K+2)-му выходу третьего дешифратора и к входам сброса триггера и третьего счетчика, входу элемента задержки, счетHblH Hходам пераогo и второго счетчиков, третьи входы (m-!) элементов

И второй группы соединены с информаци<-:иными выходами вторсй группы ре;-ll,,тра, информационный вход второго с-;етчика соединен с входом начального ад.,эе."и регистра, выходы третьей, уппь, з iuor-o дешифратор» подключены входам четвертого элемента ИПИ, 443 4 выход которого соединен с четвертыми входами элементов И (К+1)-ой группы.

Ка чертеже изображена функциональная схема микропрограммного устройства управления.

Предлагаемое устройство содержит счетчик 1, дешифратор 2, блок 3 памяти микрокоманд, М групп элементов

И 4, (K+2) группы элементов ИЛИ 5, 0 регистр 6, (K+1) группы элементов

И 7, счетчик 8, дешифратор 9, элемент ИЛИ 10, элементы ИЛИ 11, 12, (К+2) группу элементов И 13, (К+3) группу элементов И 14, (K+3) группу элементов ИЛИ 15, генератор 16 тактовых импульсов, элемент И 17, элемент 18 "àäåðæêè, элемент ИЛИ 19, триггер 20, счетчик 21, дешифратор

22 °

Устройство работает следующим образом, Начальный адрес поступает на первый вход счетчика 1 и второй вход счетчика 8. По информации на выходе

2 счетчика 1 дешифратор 2 выбирает нужную линейку микрокоманд в блоке памяти. По информации на выходе счетчика 8 дешифратор 9 открывает один из элементов И в каждой из групп 4.

Линейка микрокоманд через выбранные элементы И 4 и элементы ИЛИ записывается в регистр. Микрокоманды из регистра 6 счи-.ываются поочередно через группы элементов 7 и группу элементов ИЛИ 15 на выход уст35 ройства при наличии сигнала с дешифратора 22 и генератора 16, причем с (K+!)-ой группы выходов регистра 6 микрокоманда считывается также при наличии сигнала с выхода элемента

ИЛИ 10.

С (К+1)-ой группы выходов регистра 6 через (К+2) группу элементов

И .13 и с (К+2)-ой группы выходов

45 через (K+3) группу элементов И 14 часть микрокоманды переписывается в первые разряды при сигнале с (К+2)-го выхода дешифратора 22 и при наличии сигналов на выходе элемента ИЛИ 11 и элемента ИЛИ 12 соответственно. По сигналу с второго входа устройства, поступающему на первый. вход элемента ИЛИ 19, триггер 20 устанавливается в-" 1". Сигнал с прямого выхода триггера раз решает прохождение тактовых импульсов с генератора 16 через элемент И

j7 на счетный вход счетчика 21 и вторые входы элементов И 7. По сос97644

5 тоянию счетчика 21 дешифратор 22 считывает микрокоманды. После считывания целых микрокоманд, по сигналу с (К+2)-го выхода дешифратора 22 часть микрокоманды переписывается З в первые разряды регистра 6, устанавливаются в "0" триггер 20 и счетчик

21, увеличивается содержимое счетчиков 1 и 8 на единицу. Сигналом с выхода элемента 18 задержки триггер 20 устанавливается в 1 и начинается процесс считывания следующей линейки микрокоманд.

На первый вход устройства, которым являются первый вход счетчика 1 и второй вход счетчика 8, поступает начальный адрес. llo начальному адресу, записанному в счетчике 1, дешифратор 2 выбирает в блоке 3 памяти линейку микрокоманд. По начальному 20 адресу, записанному в счетчике 8, дешифратор 9 выбирает один элемент из каждой группы 4, и микрокоманды с блока 3 памяти считываются через элементы И И групп 4 и элементы ИЛИ (К+2) групп 5 и записывается в регистр 6.

По сигналу, поступающему на второй вход устройства, который проходит че- З рез элемент ИЛИ 19, триггер 20 устанавливается в единичное состояние, с прямого выхода триггера 20 разрешается прохождение тактовых импульсов с генератора 16 через элемент

И 17. Тактовые импульсы поступают на, счетный вход счетчика 21. По состоянию счетчика 21 дешифратор 22 выбирает по очереди одну из групп элементов И 7. При наличии сигнала с дешифратора 22 и тактового импульса с генератора 16 микрокоманда считывается с регистра 6 и через группу элементов И 7 и группу элементов ИЛИ 15 поступает на выходы устройства.

Информация и микрокомандах в (К+1)-ой и (К+2)-ой частях регистра

6 соответствует позиционному коду на выходе дешифратора 9. Если в (К+1)-ой ячейке записана целая микро50 команда, то при наличии сигналов на выходе элемента ИЛИ 10, на (К+1)-ом . выходе дешифратора 22 и тактового импульса с генератора микрокоманда считывается с (К+1)-ой ячейки регистра через (К+1) группу элементов И 7 и группу элементов ИЛИ 15. Если в (К+2)-ой ячейке нет информации, то по сигналу на (К+2)-ом выходе де3 d шифратора 22 счетчик 21 и триггер

20 устанавливаются в "0", содержимое счетчиков 1 и 8 увеличивается на единицу. Ilo новому адресу дешифратор 2 выбирает в блоке 3 памяти очередную линейку микрокоманд. Дешифратор 9 выбирает соответствующие элементы И 4. Считанные с блока 3 памяти микрокоманды через элементы

И 4 и элементы ИЛИ 5 записываются в регистр 6, начиная с первого раз ряда. Сигнал с (К+2)-го выхода дешифратора 22, пройдя через элемент 18, элемент ИЛИ 19, .вновь устанавливает триггер 20 в единичное состояние.

Начинается считывание микрокоманд с регистра 6. Если после считывания целых микрокоманд в (К+1)-ой ячейке находится часть микрокоманды, то устройство работает следующим образом.

При появлении сигнала íà (K+1)-ом выходе дешифратора 22 и при наличии сигнала на выходе элемента ИЛИ часть микрокоманды с (К+1)-ой ячейки через (К+2) группу элементов И 13 и первую группу элементов ИЛИ 5 переписывается в первые разряды регистра 6.

По сигналу с (К+2)-ro выхода дешифратора 22 устанавливается в "0" триггер

20 и счетчик 21, а также увеличивает. ся на единицу содержимое счетчиков

1 и 8. После этого начинается считыванИе очередной линейки микрокоманд.

Однако в регистр в микрокоманды записываются и оставшиеся незаполненными разряды.

Если в (К+1)-ой ячейке записана целая микрокоманда, à в (К+2)-ой часть другой микрокоманды, то в (К+1)-ом такте считывается целая микрокоманда, как было описано выше.

По сигналу с (К+2)-го выхода дешифратора 22 и сигналу на выходе элемента ИЛИ 12 часть микрокоманды и„ (К+2)-ой ячейки через (К+3) группу элементов И 14 и первую группу элементов ИЛИ 5 записывается в первые разряды регистра 6. Далее работа устройства аналогична случаю, когда часть микрокоманды записана в (К+1)-ой ячейке регистра 6. Выигрыш в экономичности сохраняется за счет йсклочения из схемы счетчика и дешифратора.

Предлагаемое микропрограммное уст ройство полностью использует весь объем .блока памяти. Благодаря этому повышается экономичность всего устройства,.достигается более высокая производительность и надежность.

976443

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее первый счетчик, информационный вход. которого подключен s к входу начального адреса устройства, а выход соединен с входом первого дешифратора, выход которого соединен с адресным входом блока памяти микро- .

° команд, каждый из М (М-формат линейки блока памяти микрокоманд) выходов которого соединен с первыми входами

m (m-ôîðìàò микрокоманды) элементов

И группы из соответствующих И групп, а вторые входы элементов И m-ой груп- 1з пы соединены с выходами второго де шифратора соответственно, вход которого соединен с выходом второго счетчика, выходы элементов И М групп соединены с соответствующими входами 20 элементов ИЛИ (К+2) групп (К-количество микрокоманд в одной линейке), выходы которых соединены с информационными входами регистра, m выходов первой группы которого подключены к первым входам и элементов И группы из (К+1) групп соответственно, выходы которых соединены с входами m

;элементов ИЛИ (К+3) группы, выходы которых подключены к выходу микроко- 30 манд устройства, вторые входы каждого элемента И (К+1) групп подключены к выходу элемента И, а третьи входык (К+1) выходам .третьего дешифрато,ра соответственно, вход которого сое-З динен с выходом третьего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, а второй .- с единичным вы-4,» ходом триггера, единичный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к управляющему входу устройства, а второй вход — к выходу элемен- 4 та задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности устройства, оно дополнительно содержит первую и вторую группы (m-1) элементов И, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первые входы (m-1) элементов И первой группы подключены к выходу второго элемента ИЛИ, вторые входы — к выходам второй группы регистра соответственно, третьи входы (m-1) элементов И первой группы соединены с (К+2)-ым выходом третьего дешифратора, а выходы - с третьими входами (m-1) элементов ИЛИ первой группы из (К+2) групп, четвертые входы которых подключены к выходам (m-1) элементов И второй группы, первые входы которых соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам второго дешифратора второй группы, вторые входы (m-1) элементов И второй группы подключены к (К+2)-му выходу третьего дешифратора и к входам сброса триггера и третьего счет,чика, входу элемента задержки, счетным входам первого и второго счетчиков, третьи входы (m-1) элементов

И второй группы соединены с информационными выходамм второй группы регистра, информационный вход второго счетчика соединен с входом начального адреса регистра, выходы третьей

t группы второго дешифратора подключены к входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертыми входами элементов И (К+1)-ой группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Наири-3. Программирование и микропрограммирование. И., "Статистика", 1979, с. 13.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке »1 2961311/18-24, кл. G 06. F 9/22, 1981 (прототип) .