Микропрограммное устройство управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>987623

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1106.81 (21) 3325969/18-24 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.83, Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 070183

Р М К з

С 06 р 9/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Автор изобретения

И.И. Соколов (71) Заявитель (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычисли-тельной технике и может быть использо вано в цифровых вычислительных машинах, устройствах обработки и отображения информации.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, дешифратор адреса операций, блок формирования адреса, дешифратор адреса фаз, коммутатор адресов фаз, регистры адреса фаз, блок управления коммутацией адреса фаз, дешифратор адреса микрокоманд, узел пуска-останова, коммутатор адресов микрокоманд, регистры адресов микрокоманд, блок управления коммутатором адресов микрокоманд, группы элементов И, регистр микрокоманд L1 3. недостатки этого устройства — боль- 20 шой объем оборудования и низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является микропрограммное устройство управления,. содержащее запоминающее устройство, 5

25 адресные шины которого подключены через дешифратор адреса операций и формирователь адреса операций к первым входам микропрограммного устройства управления, К групп элементов

И (К вЂ” максимальное количество фаз и условных переходов для одной операции ), подключенных к первым выходам микропрограммного устройства управления и связанных по цепям управления с выходами дешифратора адреса михрокоманд, коммутатор, счетчик фаз, генератор, узел пуска-останова, связанный со счетным входом счетчика и подключенный к генератору и к вторым входам микропрограммного устройства управления. При этом вторые выходы групп элементов И связаны через дешифратор переходов с управляющими шинами коммутатора, информационные входы которого подключены через К регистров адреса переходов к вторым выходам запоминающего устройства C2 )..

К недостаткам известного устройства относятся низкое быстродействие из-за того, что при формировании каждой микрокоманды для выполняемой операции необходимо осуществлять обращение к медленно действующему (по сравнению с другими элементами, входящими в состав устройства) запоминающему устройству, большое количество оборудования для формирования адреса микрокоманд и большой объем памяти.

987623

Цель изобретения — повьп ение быстродействия устррйству при одновременном упрощении устройства за счет сокращения оборудования формирователя адреса микрокоманд и запоминающего устройства. 5

Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, дешифратор адреса операций, формирователь адреса операций, К

10 групп элементов И (К вЂ” количество фаз и условных переходов в операции ), дешифратор адреса микрокоманд, коммутатор, счетчик фаз, генератор тактовых импульсов и узел пуска-останова, причем адресш>й вход блока памяти микрокоманд соединен через дешифратор адреса операций с выходом Формирователя адреса операций, информационный вход которого подключен к адресному входу устройства, выходы элементов 20

И К групп подключены к информационному выходу устро лства, первые входы элементов И IC групп подключены соответственно к выходам дешифратора адреса микрокоманд, выход генератора 25 тактовых импульсов соединен с первым входом узла пуска-останова, второ > вход которого соединен с первым управляющим входом устройства, а выход— со счет пыл входом счетчика фаз, до- $0 полнительно содержит регистр микрокоманд операций, информационный вход которого соединен с вых.одом блока памяти микрокоманд, управляюций вход с управляющим входом Формирователя 35 адреса операций, с входом сброса счетчика Фаз и с первым управляющим входом устройства, а выходы регистра микрокоманд операций — с вторыми входа ли элементов И К групп соответственно, управляющий вход коммутатора соединен с третьим входом узла пуска-останова и с входом условий, второй управляющий вход устройства соединен с четвертым входом узла пуска-останова, вход кода переадреса- 5 ции устройства соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом счетчика фаз, а выход коммутатора соединен с входом дешифратора адреса микрокоманд.

На черте <е представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство включает блок 1 памяти 55 микрокоманд, дешифратор 2 адреса операций, формирователь 3 адреса операций, адресные входы 4 устройства, К групп элементов И 5, информационные входы 6 устройства, дешифратор 7 ад- >0 реса микрокоманд, коммутатор 8, счетчик 9 фаз, генератор 10 тактовых импульсов, вход 11 условий устройства, первый управляюций вход 12 устройства, второй управляющий вход 13 устройства, узел 14 пуска-останова, содержащий элемент ИЛИ-HE 15, элемент И 16, триггер 17, регистр 18 микрокоманд операций, в<од 19 кода переадресации.

Микропрограммное устройство управления работает следующим образом. .По сигналу "Начало операции", подаваемому из внешнего устройства управления (или из арифметического устройства ) на один из входов 12, счетчик 9 Фаз устанавливается в нулевое исходное состояние, в формирователе. 3 формируется адрес операции путем прибавления единицы к содержимому счетчика или за счет записи адреса со входов 4, связанных с внешним устройством управления. По адресу операции иэ блока 1 выбирается слово со всеми микроко>ландами, необходимыми для выполнения данной установленной операции, которое переписывается в регистр 18 микрокоманд операций, причем длина слова со всеми микрокомандами, выбираемого иэ запоминающего устройства, равна длине слова каждой из микрокоманд, необходимой для выполнения данной операции. Это обеспечивается. тем, что для выполнения каждой из фаз операции (формирование команды, формирование адреса операнда, выполнение операции, размещение результатов 1 необходимы вполне определенные управляющие сигналы, а управляющие сигналы других фаз при этом не используются, и поэтому в предлагаемом устройстве управления сигналы сгруппированы по фазам, подключение которых осуществляется соответствующими группамИ элементов

И5. При этом управляющие сигналы, необходимые для выполнения только первой фазы операции, поступают через группу элементов И 5" на выходы 6 микропрограммного устройства управления, а через остальные группы элементов И5 управляющие сигналы не проходят, так как они при этом отключаются дешифратором 7 адреса микрокоманд.

При снятии сигнала "Начало операции" со входа 12 срабатывает триггер

17, который подключает элемент И 16.

При этом импульсы с выхода генератора 10 поступают на счетный вход счетчика 9 фаз, формируя в нем код 1,2..., который через коммутатор 8 подается на входы дешифратора 7. Последний обеспечивает прохождение управляющих сигналов с выхода регистра 18 микрокоманд операций (т.е. обращения к блоку 1), необходимых для выполнения второй (третьей ) фазы операции, через соответствующие группы элементов И 5 (5 ) на выходы 6 микропрограммного устройства управления. При наличии многократного повторения управляющих сигналов для той или иной Фазы из внешнего устройства (например арифметического устройства) поступает

987623 сигнал "Многократный" на вход 13, при этом на время его существования отключается элемент и 16.При необходимости изменения порядка выбора фаз из внешнего устройства управления поступает сигнал "Условие" на вход 11, который отключает на время его существования элемент И 16 и подключает входы коммутатора 8 к входам 19 микропрограм-„ много устройства управления, на которые поступает код переадресации, например, иэ внешнего устройства управления. После снятйя сигналов

"Многократный" или "Условие" цикл работы повторяется и счетчик 9 фаз обеспечивает переключение групп элемен- 15 тов И 5. После выполнения последней фазы операции на вход 12 приходит сигнал "Конец операции", воздействующий на триггер 17, который отключает элемент и 16. С приходом следующе- 2О

ro сигнала "Начало операции" цикл работы повторяется.

Технический. эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повышении быстродействия рабо- р5 ты микропрограммного устройства управления за счет исключения необходимости обращения к медленно действующему запоминающему устройству при формировании микрокоманд для всех (кроме первой ) фаэ операций, что достигнуто за счет введения регистра микрокоманд операций, в котором хранятся все микрокоманды (точнее сигналы для всех Фаэ) выполняемой опера- З5 ции, время считывания из которого значительно меньше времени считывания из запоминающего устройства, а также в упрощении устройства за счет исключения иэ запоминающего устройства зоны адресов переходов, а из формирователя адреса микрокоманд К регистров адреса перехода с дешифратором переходов, что достигнуто благодаря введению регистра микрокоманд операций и наличию связей коммутато- 45 ра со входами счетчика фаз и с внешним устройством формирования переходов, позволяющее изменять порядок ,выбора фаз.

Формула изобретения 50

Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, дешифратор адреса операций, формирователь адреса операций, К групп элементов И (К вЂ” количество фаз и условных переходов в операции ), дешифратор адреса микрокоманд, коммутатор, счетчик фаз, генератор тактовых импульсов и узел пуска-останова, причем адресный вход блока памяти микрокоманд соединен через дешифратор адреса операций с выходом Формирователя адреса операций, информационный . вход которого подключен к адресн9му входу устройства, выходы элементов

И К групп подключены к информационному выходу устройства, первые входы элементов И К групп подключены соответственно к выходам дешифратора адреса микрокоманд, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом узла пуска-останова, второй вход которого соединен с первым управляющим входом устройства, а выходсо счетным входом счетчика фаз; отличающее с ятем,что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит регистр микрокоманд операций, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти микрокоманд, управляющий вход — с управляющим входом формирователя адреса операций, с входом сброса счетчика фаз и с первым управляющим входом устройства, а выходы регистра микрокоманд операций с вторыми входами элементов И К групп соответственно, управляющий вход коммутатора соединен с третьим входом узла пуска-останова и с входом условий устройства, второй управляющий вход устройства соединен с четвертым входом узла пуска-останова, вход кода переадресации устройства соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом счетчика

Фаз, а выход коммутатора соединен с входом дешифратора адреса микрокоманд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 742937, кл. G 06 F 9/22, 1978

2. Авторское свидетельство СССР

У 760100, кл. С 06 Г .9/22, 1978 (прототип).

987623

Составитель Л. Логачева

Редактор А. Лежнина Техред Ж. Кастелевич Корректор В. Прохненко

Заказ 10304/37 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП *Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4