Микропрограммное устройство управления Советский патент 1985 года по МПК G06F9/22 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высокопроизводительных вычислительных системах.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства микропрограммного управленияо

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства микропрограммного управления; на фиг,2 - алгоритм работы устройства; на фиг, 3 - тактовые импульсы, поступающие на синхровходы блоков устройства.

Устройство срдержит блок 1 памяти, регистр 2 микрокоманд, счетчик 3 адреса, регистр 4 расширения микрокоманды, сумматор 5, дешифратор 6, элемент И 7, мультиплексор 8 условий, информационный вход 9, вход 10 условий, информационный выхо 11, входы 12-14 тактовых импульсов. На фиг,3 обозначены период Тц тактовых импульсов или цикл работы устройства, тактовые импульсы 15, поступающие на вход 12 устройства, тактовые импульсы 16, поступающие на вход 13 устройства, тактовые импульсы 17, поступающие на вход 14 устройства.

Устройство предназначено для работы с типовым набором микрокоманд. Пусть например, микрокоманда содержит 16 разрядов, которые нумеруютсяс 0-го по 5 5-й начиная с младшего, Старшие 2 разряда, 15 и 14-й, определяют формат микрокоманды, причем код 00, содержащийся в данных разрядах, определяет 1-й формат, код 01 2-й формат, код 10 - 3-й формат, код 11 - 4-й формат. Положим, что формат 1 соответствует .арифметическим, формат 2 - логическим операциям, формат 3 - операциям загрузки регистра расширения микрокоманды, формат 4 операциям пересыпок. Пусть в 3-м формате разряды микрокоманды распределены следующим образом: 15-14 - формат микрокоманды, .13- направление загрузки регистра расширения микрокоманды; 12- вид перехода (относительный, абсолютный ), 11-9- вид условия перехода . (по переполнению, концу работы блока ввода-вьшода и т,д,); 8-0 - А (либо абсолютный адрес перехода, либо приращение к текущему значению счетчика 3 адреса ).

Пусть в первом формате совмещены операция перехода и арифметическая, т.е. например 13-й разряд микрокоманды указьшает на наличие перехода, а остальные определяют ариф- метическ5по операцию. Логично дпя уве-

личения эффективности системы микрокоманд подобное совмещение реализовать и в микрокомандах тех форма- тов, в которых есть по крайней мере один свободный разряд, что повлечет изменение схемы дешифратора 6,

Первый выход регистра 2 микрокоманд, подключенный-к первому информационному входу регистра 4 расширения микрокоманды, соответствует 125 0)-м разрядам микрокоманды, второй вь.ход, подключенный к первому управляющему входу регистра 4 и к третьему входу элемента И 7, - 13-му разряду микрокоманды и в 3-м формате oti0 ределяет загрузку регистра 4 либо с регистра 2, либо с информационного входа 9 устройства, а в первом формате определяет наличие перехода, третий выход, подключенный к входу

5 дешифратора 6, - (15-14)-м разрядам микрокоманды и определяет ее формат,

В регистр 4 расширения микрокоманды загружается признак перехода: вид перехода, вид условия перехода

0 и адрес А, Тое. разряды (12-о) регистра 2 микрокоманд. Первый выход регистра 4 подключен к первому информационному входу сумматора 5 и 1 представляет код либо приращения относительного адреса перехода, либо абсолютного адреса перехода, второй выход подключен к управляющему входу селектора 8 и представляет код вида условия перехода, третий выход подг

Q ключей к управляющему входу сумматора 5 и представляет код вида перехода (абсолютный или относительный ),

На сумматоре 5 получается либо относительный адрес перехода суммированием базового адреса, поступающего с второго информационного входа,подключенного к выходу счетчика 3 адреса, и приращения адреса, поступающего по первому, информационному входу, либо абсолютный,..по ступающий по первому информационному входу.

Счетчик 3 адреса, в зависимости от значения сигнала на управляющем 5 входе Счет/запись, подключенном к выходу элемента И 7, работает либо в режиме счета, либо в режиме занесения адреса перехода с информационного входа, подключенного к выходу сумматора 5, Первый выход дешифратора 6, подключенный к второму входу элемента И 7, соответствует первому формату микрокоманды перехода, второй выход, подключенный к вт.орому управляю щему входу регистра 4, соответствует третьему формату микрокоманды и определяет разрешение загрузки регистра 4. Устройство работает следующим образом. С приходом, тактового сигнала на вход 12 устройства из блока I памяти микрокоманд в регистр 2 заносится микрокоманда загрузки регистра 4 и в соответствии со значением кода перво управляющего входа регистра 4 он загружается, с приходом тактового сигнала на вход 14 устройства, либо непосредственно с регистра 2, либо с информационного входа 9 устройства при этом на второй управляющий вход регистра 4 поступает сигнал разретения записи с второго выхода дешифратора 6. После загрузки регистра 4 начинается выполнение цикла: микрокоманды хщкла, начиная с первой, выбираются поеледовательно из блока I памяти до появления команды перехода, при этом на втором выходе дешифратора 6 отсут ствует сигнал разрешающий запись в регистр 4, а на входе Счет/запись счётчика 3 адреса действует -сигнал, поступающий с выхода элемента И 7 и обуславливающий режим счета, так как на второй вход элемента И 7 с первого выхода дешифратора 6 сигнал не поступает. Счетчик 3 увеличивает свое содержимое на единицу с приходбм каждого тактового импульса на вход 13 устройства. С появлением на .регистре 2 микрокоманды перехода.на втором выходе регистра 2 и первом выходе дешифратора 6 появляются сигналы, поступающие соответственно на третий и второй входы элементы И 7, Если к i Этому моменту пришел сигнал условия перехода на вход 10 устройства, то на выходе мультиплексора 8 появляется сигнал условия перехода, определяемый кодом сигнала вида условия перехода, поступающего с второго выхода регистра 4, На выходе элемента И 7 появляется сигнал, обеспечивающий занесение в счетчик 3 адреса с выхода сумматора 5 кода адреса первой микрокоманды цикла, и процесс повторяется до окончания цикла. С окончанием цикла условие перехода не вырабатывается, сигнал условия перехода отсутствует на входе 10 устройства, и с появлением микрокоманды перехода на регистре 2 на выходе мультиплексора 8 и следовательно, на выходе элемента И 7 сигнал отсутствует, Счетчик 3 адреса остается в режиме счета и из блока 1 памяти выбирается микрокоманда, следующая за командой перехода.

СЭ

ts

r«CM

««-

v,

}

W SKOKU т регион Z

Aeu/u(ppamop

Регистр

Разряд згистра Ч вид iepe)(oda рабен

получение относив: тельного адреса перекода см: cv.

Выборка с 1гнала „условия перехода

Суммапюр 5

Селектор 9

Злеменп 7И

J

±

Получение адреса следующей команд CV. J;sCv,

t CvemtuK 3 адреса

Фие.2

Фиг.3