Микропрограммное управляющее устройство Советский патент 1984 года по МПК G06F9/22 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, в част ности к микропрограммным устройствам управления, и может быть исполь зовано в цифровых вычислительных системах, а также терминальной аппаратуре. По основному авт. св. № 949657 известно микропрограммное управляющее устройство, содержащее блок па мяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса, блок провер ки условий, генератор импульсов, группу элементов И, регистр блокиро ки и элемент И, причем выходы блока проверки условий соединены с входами регистра адреса, выходы кот рого соединены с входами блока памяти микрокоманд, выходы которого соединены с информационными входами регистра микрокоманд, адресные выхо ды которого соединены с информационными входами блока проверки условий, управляющие входы которого являются входом устройства, управляющие выходы регистра микрокоманд соединены с первыми входами элемента группы элементов И, выходы которых являются первым выходом устройства, а информационные выходы регистра микрокоманд являются вторым выходом устройства, выход каждого элемента И группы элементов И соединен с инверсными входами всех последующих элеме21тов И группы элементов И,с ин версным входом элемента И и с установочным входом регистра блокировки, выходы регистра блокировки соединены с вторыми входами элементов И группы элементов И, выход элемента И соединен с управляющими вхо дом регистра микрокоманд и с входом установки в исходное состояние регистра блокировки, тактирующий вход которого соединен с выходом ге нератора импульсов Щ. Недостатком известного устройств является отсутствие контроля хода вьшолнения микропрограммы. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет контроля хода выполнения микропрограммы. Поставленная цель достигается те что в микропрограммное управляющее устройство введен реверсивный счетчик, управляющий вход которого соед нен с выходом управления счетом регистра микрокоманд, счетный вход выходом генератора тактовых импуль-. сов, а выход переполнения счетчика соединен с выходом неисправности устройства. При таком решении в каждой выполняемой микрокоманде производится счет реверсивного счетчика в соответствии с числом вьщаваемых в микрокоманде микроприказов и задаваемым направлением счета. Если микропрограмма выполняется верно - реверсивный счетчик не переполняется и не обнуляется. В случае нарушения правильного хода микропрограммы нарушается режим счета реверсивного счетчика, в результате чего он либо переполняется, либо обнуляется. При этом сигналы переноса или заема на его управляемом выходе свидетельствуют об ошибке. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема блока проверки услсший; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства. Микропрограммное управляющее устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса, блок 4 проверки условий, генератор 5 тактовых импульсов, регистр 6 блокировки, группу элементов И 7, элемент И 8, реверсивный счетчик 9, первые выходы О, первые входы 11, вход 12 начальной установки, вторые выходы 13, выход 14 неисправности. Блок 4 проверки условий (фиг.2) содержит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15. Первые и вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 являются, соответственно, информационными входами блока 4 проверки условий и входами 11 устройства. Выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 явл:яются выходами блока 4 проверки услов1ий. На временной диаграмме работы устройства (фиг. 3) изображены сигнал 16 начальной установки на входе ; 12 устройства; импульсы 17 на выходе генератора 5 импульсов; сигнал 18 на выходе элемента И 8; сигналы 1921 на выходах первого, пятого и двенадцатого элементов И 7. Микропрограммное управляющее устойство работает следующим образом. Для приведения устройства в исодное состояние на его вход 12 поается сигнал 16, в результате чего егистр 2 микрокоманд и регистр 3 адреса устанавливаются в нуль, а реверсивный счетчик 9 устанавливает ся в любое заданное состояние, отличное от нулевого и единичного. По нулевому адресу из блока 1 памяти микрокоманд выбирается начал ная микрокоманда и поступает на информационные входы регистра 2 микрокоманд. Так как содержимое регист ра 2 микрокоманд равно нулю, то нулевые сигналы присутствуют также на выходах всех элементов И 7, в резул тате чрго вырабатьшается сигнал 18. По сигналу 18 регистр 6 блокировки устанавливается в единичное состояние, а начальная микрокоманда заносится в регистр 2 микрокоманд. Каждая микрокоманда состоит из трех частей - адресной, операционно и управляющей. Кроме того, в поле микрокоманды содержится один разряд управления счетом реверсивного счет чнка 9. В адресной части микрокоманды содержится код, по которому определяется адрес следующей микрокоманды Адресная часть микрокоманды поступа ет на информационные входы блока 4 проверки условий. В операционной части указывается код операции, которую выполняют операционные схемы, управляемые данным микропрограммным управляющим устройством. Операционная часть микрокоманды поступает на выход 10 устройства. В управляющей части микрокоманды задается набор микроприказов, при. вьщаче которых осуществляется вьшолнение операции, :указанной в операционной части. В бите управления счетом задаетс направление счета (с прибавлением или вычитанием единицы) реверсивного счетчика 9. Например, для вьтолнения за:несенной в регистр 2 микрокоманды необходимы три микротакта. .Причем, в тенение первого, рторого iH третьего микротактов единичный сигнал должен присутствовать, напри мер, на выходах первого, пятого и двенадцатого элементов И 7 соответственно. Поэтому на первом, пятом и двенадцатом управляющих выходах регистра 2 микрокоманд присутствуют единичные сигналы, а на остальных нулевые. Тогда в течение первого ми ротакта единичный сигнал 19 присутствует на выходе первого элемента 92 вследствие чего все последующие элементы И 7 оказываются закрытыми. Во втором микротакте по импульсу 17 и при наличии единичного сигнала на первом установочном входе первый разряд регистра 6 блокировки устанавливается в нуль. Кроме того, по им-i пульсу 17 и в соответствии, со значением бита управления счетом в поле микрокоманды к содержимому реверсивного счетчика 9 прибавляется или вычитается из него первая единица. Направление счета в бите управления счетом задается таким, чтобы после выполнения всей микрокоманды, т.е. после прибавления к содержимому реверсивного счетчика 9 или вычитания из него числа единиц в соответствии с количеством вьщаваемых микроприказов, реверсивный счетчик 9 не обнулялся и не переполнялся. Первый элемент И 7 закрывается, открывая тем самьв4 все последующие элементы И 7. Так как второй, третий и четвертый элементы И 7 закрыты нулевыми сигналами с управляющих выходов регистра 2 микрокоманд, единичный сигнал 20 вырабатывается на выходе пятого элемента И 7. В третьем мйкротакте по импульсу 17 к содержимому реверсивного счетчика 9 прибавляется (вычитается из него) вторая единица, а пятый разряд регистра 6 блокировки устанавливается в нуль. В результате этого на выходе двенадцатого элемента И 7 вьфабатывается сигнал 21. В очередном микротакте к содержимому реверсивного счетчика 9 прибавляется (вычитается из него) последняя третья единица в соответствии с числом микроприказов, вьщаваемых в рассматриваемой микрокоманде. Устанавливается в нуль двенадцатый . разряд регистра 6 блокировки, закрывается двенадцатый элемент И 7 и на выходах всех элементов И 7 присутствуют нулевые сигналы. Вырабатывается сигнал 18, в результате чего регистр 6 блокировки устанавливается в исходное единичное состояние, а в регистр 2 микрокоманд заносится следующая микрокоманда. До этого момента времени по адресной части текущей микрокоманды в блоке 4 проверки условий формировался адрес следующей микрокоманды в

зависимости от значений сигналов условий, поступающих из операционных схем на вход 11 устройства. По импульсу 17 произошло занесение сформированного блоком 4 проверки условий адреса в регистр 3 адреса, в результате чего из блока 1 памяти микрокоманд выбралась соответствующая микрокоманда. Таким образом, заносимая по сигналу 18 в регистр 2 микрокоманда оказывается заранее подготовленной.

По мере выполнения каящой микрокоманды производится счет реверсивного счетчика 9. Причем содержимое реверсивного счетчика 9 линейно возрастает (при прибавлении) не доходя до переполнения, а затем линейно

убывает (при вычитании) не доходя до нулевого значения. Если правильньй ход выполнения микропрограммы нарушается, нарушается и контролируемый режим счета реверсивного счетчика 9, в результате чего он либо переполняется, либо обнуляется. При этом сигнал переполнения (заема) поступает с выхода переполнения реверсивного счетчика 9 на выход 14 устройства, с.йгналиэируя об ошибке.

.Таким образом, предлагаемое устройство имеет большую надежность по сравнению с известным устройством, так как в отличие от него осуществляет контроль хода вьшолнения микропрограммы.

МИКРОПРОГРАММНОЕ УШАВЛЯЮ ЩЕЕ УСТРОЙСТВО по авт.ев .СССР № 949657,. отличающееся тем,что,с целью повышения его надежности за счет осуществления контроля хода выполнения микропрограммы, оно дополнительно содержит реверсивный счетчик, управляюпщй вход которого соединен с выходом управления счетом регистра микрокоманд, счетный вход реверсивного счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход переполнения счетчика соединен с выходом неисправности устройства.Q

фиг. 2

Фиг. У