Динамическое микропрограммное устройство для контроля и управления Советский патент 1986 года по МПК G06F11/36 

Изобретение относится к области автоматики, цифровой вычислительной техники и может быть использовано В качестве локальных устройств контроля и управления параллельными процессами в качестве микропрограммных управляющих подсистем в многоуровневых системах сбора и обработ- ки информации.

Целью изобретения является расширение области применения и сокра- щение объема оборудования оперативной памяти.

На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства J на фиг, 3 - алгоритм функционирования предлагаемого устройства.

Динамическое микропрограммное устройство для контроля и управления (фиг.1) содерждт оперативное-запоминающее устройство (ОЗУ) 1 микрокоманд, первый регистр адреса микрокоманд (РАМК) 2, второй регистр 3 адреса микрокоманд, регистр микрокоманд (РМК) 4 с полями: 4.1 адреса, 4.2 логических условий, 4.3 микроопераций-, счетчик (Сч) 5 адреса, триггер (Тр) 6 пуска, первый - четвертый (7-10) триггеры управления, генератор 11 импульсов,с вторым 11.1 и первым 11.2 выходами синхро- последовательностей t и 1 , мультиплексор 12, коммутатор 13, элементы И 14-21, элементы ИЛИ 22-24,элемент 25 задержки, информационный вход 26 устройства, вход 27 логических условий устройства, выход 28 микроопераций устройства, выход 28.1 конца операции RGMK, вход 29 начальной установки устройства,выход 29.1 .пуска входа 29, вход 29.2 останова входа 29, вход 30 признака режима устройства, вход 30.1 режима записи входа 30, вход 30.2 режима считывания входа 30, вход 31 метки конца записи входа 26, шину 32 входов управления входа 27, первый - четвертый входы соответственно 32.1 - 32.4 входа 27 логических условий устрс йства.

Предлагаемое устройство функционирует R следующих режимах.

Первый режим записи.В исходном Положении все элементы памяти находятся р HVJioRoM состояр{ии (цепи приведения cxfMi.r в исходное с:ог.тпягп{е

Ке П01 , Ч- : 11М ) . Г -Тбг ТЯ уст Г1ч1г ТРЯ НЭ264542

чинается с появления единичного сиг- нала на выходе 29.1 шины 29. Этим сигналом 6 пуска переводится в единичное состояние. Единичный потенциал с его выхода поступает на вход генератора I 1 и разрешает формирование сетки Jraктoвыx импульсов. Одновременно на вход 30 подается единичный сигнал, который с выхода 30.1 устанавливает триггер 9 в единичное срстояние, что соответствует переходу устройств а в режим записи. ..Сигналом с выхода этого триггера

10

с задержкой на Г (элеме нт 25- за- держки) разрешается прохождение импульсов синхронизации L с выхода 11.2 генератора 11 на вход записи оперативного, запоминающего устройства 1 . По первому ср1нхроимпульсу 1-2 происходит запись микрокоманды в оперативное .запо минающее устройство 1 по нулевому адресу, считываемому со счетчика 5, через открытый - по единичным выходам счетчика 5 коммутатор 13. Коммутатор 13 открывается благодаря появлению.единичного разрешающег о потенциала на выходе элемента 25 задержки. По заднему фронту синхроимпульса L „ с выхода элемента И 19 содержимое счетчика 5 увеличивается на единицу. Далее по мере записи микрокоманд в оперативное запоминающее устройство 1 содержимое счетчика 5 адреса будет увеличи:ваться на единицу. По окончании записи на входе 31 появится единичный сигнал метки конца записи. По переднему фронту синхроимпульса 1 последняя микрокоманда микропрограммы будет записана в оперативное запоминающее устройство 1. По заднему фронту синхроимпульса (. с выхода генератора 11 триггер 9 перейдет в нулевое состояние благодаря наличию на его R -входе единичного сигнала с входа 31. По переднему

-v

фронту очередного синхроимпульса . с выхода 11.2 последний адрес из счетчика 5 записывается в регистр 3, благодаря наличию единичного импульса на выходе элемента И 14. Затем по этому же импульсу обнуляется счетчик 5. По истечении ц на выходе элемента 25 задержки пропадает eд ничный потенциал - коммутатор

13 закрывается. На этом заканчивается первый режим записи. При необхо- .димости устройство управ.иения верхнего уровня можпт выдять сигнал

15

20

25

Стоп на вход 29, который с входа 29.2 через элемент ИЛИ 22 обнулит риггер 6 пуска. В результате выклюается генератор 11. В этом случае ля перехода к считыванию необходио подать сигнал Пусй на вход 29. Второй режим записи. В исходном состоянии все элементы памяти обнуяются. Начало, работы устройства происходит, как в первом режиме за- Q писи. Отличие состоит в том, что икропрограмма записывается в два этапа. Па первом этапе осуществляется запись первых частей двух микропрограмм, причем запись первой части микропрограммы производится,

как и в первом режиме записи по адресам, крторые считываются с единичных выходов счетчика 5, а запись первой части второй микропрограммы производится по адресам, считанным с инверсных выходов счетчика 5. Второй этап состоит в окончании записи той микропрограммы, команда на запись которой определяется логическим условием на входе 32.2 шины 32. Если значение логического условия на

входе 32.2 равно нулю (единице),завершается запись первой (второй) микропрограммы. Моментом начала записи первого участка второй микропрограммы является появление на входе 30 единичного сигнала записи,который с входа 30.1 поступает на -вход триггера 9, устанавливая его Б единичное состояние.Кроме того, сигналы логических условий на выходах 32.1 и 32.2 принимают единичное

значение. По сигналу на выходе 32.1 и выходе триггера 9 триггер 7 переводится в единичное состояние через открытый элемент И 15. Через элемент ИЛИ 23 по заднему фронту этого сигнала единица с выхода 32.2 запи-- сывается в триггер 8. Таким образом, единичные сигналы с выходов триггеров 7 и 8 открывают элемент И 18. Единичным потенциалом с выхода этого элемента к коммутатору подключаются инверсные выходы счетчика 5 регистра 2. По истечении времени задержки и элементом 25 через открытый элемент И 19 по переднему фронту синхроимпульса i- с выхода 11.2 происходит запись первой микрокоманды второй микропрограммы по ад- 55 ресу, считываемому с инверсных выходов счетчика-5, через открытый коммутатор 13. Далее по тактам про30

35

40

45

50

5

0

5

5

0

5

0

5

0

исходит увеличение содержимого счет чика 5 и запись микрокоманд первой части второй микропрограммы, пока не поступит сигнал Стоп на входе 29. По этому сигналу с выхода 29.2 через элемент ИЛИ 22 обнулится триггер 6 пуска. В результате выключится генератор 11. На этом заканчивается первый этап второго режима записи. Второй этап начинается с поступления единичного сигнала с шины 32 управляющих логических условий на вход 32.3, который через элементы И 16, ИЛИ 23 синхронизирует по заднему фронту триггер 8. На информационный вход этого триггера поступает значение логического условия с входа 32.2. В результате, если в триггер 8 записалась единица, сигнал на выходе элемента И 18 будет единичньй, что соответствует подключению к коммутатору 13 инверсных выходов счетчика 5 и регистра 2, если ноль, то наоборот. Затем логическое условие на входе 32.4 шины 32 принимает единичное значение. Значение этого логического условия определяет перезапись содержимого регистра 3 в счетчик 5, которая происходит, если на выходе элемента И 20 при этом формируется единичный сигнал.. После этого на вход 29 поступает сигнал Пуск, которым включается синхронизация устройства. По -очередному синхроимпульсу с выхода 11.2 через элемент И 19 производится запись очередной микрокоманды и увеличение содержимого счетчика 5 адреса на единицу. Запись производится по прямым или обратным адресам, что определяется логическим условием на выходе 32.2 шины 32. Таким образом, в результате завершения второго режима записи в оперативном запоминающем устройстве остается одна микропрограмма, записанная по прямым, либо инверсным адресам. Завершение записи происходит аналогично первому режиму.

Режим считывания микрокоманд.Этот режим начинается либо с подачи сигнала Пуск по шине 29, окончании записи устройство бьшо остановлено, и без этого сигнала в противоположном случае. После этого по шине 30 поступает, сигнал считывания, который с выхода 30.2 шины 30 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. Сигналом с выходя

5

триггера 10 разрешается синхрон - зация регистра 4 по синхроимпульсам

1с выхода 11.2 генератора 11 через открытый элемент И 21. Этим же сигналом открывается коммутатор 13 по информационньп выходам регистра 2. Если запись произошла в первом режиме или во втором режиме была выбрана первая микропрограмма,, то открывается коммутатор 13 по прямым выходам регистра 2, если во втором режиме выбрана была вторая микропрограмма, то коммутатор -13 открывается по инверсным выходам регистра 2. Первая микрокоманда считывается по нулевому (единичному) адресу, записанному в регистре 2 ,- После прихода очередного синхроимпульса с выхода 11.1 генератора 11 в регистр

2записывается адрес очередной микрокоманды. Модификация адреса производится мультиплексором 12 и элементом ИЛИ 24. Микрооперации вьзда- ются на выход 28 устройства. При появлении единичного сигнала на выходе 28.1 происходит обнуление,регистра 3 и триггеров 6-10. На этом заканчивается режим считывания.

Применение изобретения позволяет сократить объем оборудования и расширить область применения за сче

сокращения объема оперативной памяти устройства путем организации записи двух частей альтернативных микропрограмм в один запоминаю щий блок

записи первых частей первой микропрограммы по прямым адресам, а второй микропрограммы - по инверсны

блокировки записи соответствующей программы в зависимости от результата ветвления супервизорного алгоритма.

Формула изобретения

Динамическое микропрограммное устройство для контроля и управления, содержащее оперативное запоминающее устройство микрокоманд, первый регистр адреса, регистр микрокоманд, счетчик адреса, триггер пуска, генератор импульсов, мультиплексор, коммутатор, первый и второ элементы И, первый элемент ИЛИ,,элемент задержки, причем вход пуска группы рходоз начальной установки устройстна соединен с S-входом триг26454 6

гера пуска, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, первый выход генератора импульсов соединен с первыми входами 5 первого и второго элементов И, выход периого элемента И соединен с входом записи оперативного запоминающего уст)ройства микрокоманд, группа входов кода команды устройства соедине- 0 на с информационными входами оперативного запоминающего устройства микрокоманд, группа выходов которого соединена с группой информационных входов регистра микрокоманд, 15 группа выходов логических условий, группа выходов немодифицируемых разрядов группы выходов адреса, и группа выходов микроопераций регистра микрокоманд соединены соответ- 20 ственно с группой входов немодифицируемых разрядов группы информационных входов первого регистра адреса, группой управляющих входов мультиплексора и группой выходов- /15 устройства, группа входов логических условий устройства соединена с группой информационных входов мультиплексора, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, 30 выход модифицированного разряда группы выходов адреса регистра микрокоманд соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом модифицируемого 5 разряда группы информационных входов первого регистра адреса, группы .прямых выходов первого регистра адреса и счетчика адреса соединены соответственно с первой и второй /SO группами информационных входов коммутатора, группа выходов которого соединена с группой адресных входов

оперативного запоминающего устройства микрокоманд, отличающе5 е с я тем, что, с целью сокращения объема оборудования оперативной памяти и расширения области примене- ния за счет обеспечения параллельной записи альтернативных микропрограмм,

iO оно содержит второй регистр адреса, первьй - четвертый триггеры управления, второй и третий элементы ИЛИ, третий - восьмой элементы И, причем вход останова группы входов началь5 ной установки устройства соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с R -входом триггера пуска, первый выход генератора импульсов соединен с С-входо первого триггера управления и с первым входом третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с установочным входом счетчика адреса, группа инверсных входов счетчика адреса соединена с третьей группой информационных входов коммутатора, второй выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра адреса,- группа инверсных выходов первого регистра адреса соединена с четвертой группой информационных входов коммутатора, группа выходов коммутатора соединена с группой информационных входов второго регистра адреса, группа выходов второго регистра адреса соединена с группой информационных входов счетчика адреса, первый - четвертый входы группы входов логических условий устройства соединены соответственно с первым входом пятого элемента И, с 3) -входом второго триггера управления, с первым входом шестого элемента И и с прямым входом седьмого элемента И,выход седьмого элемента И соединен с входом синхронизации счетчика адреса, выход пятого элемента К соединен с S -входом третьего триггера управления, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И, выход восьмого элемента И соединен с инверсным входом седьмого элемента И и с первым управляющим входом коммутатора, выход третьего триггера управления соединен с

вторым входом шестого элемента И, выход шестого элемента И соединен с первым входом третьего элемента HJIli, выход третьего элемента ИЛИ соеди- нен с С-входом второго триггера управления, выход которого соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход пятого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ,

вход метки конца эациси группы информационных входов устройства соединен с вторым входом третьего элемента И и R -входом первого триггера управления, вход записи группы

входов признака режима устройства соединен с S -входом первого тригге- ра управления, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, инверсным входом третьего элемента И и через элемент задержки - с вторыми входами первого и четвертого элементов И и вторым управляющим входом коммутатора, выход третьего .элемента И соединен с входом

синхронизации второго регистра адреса, вход считывания грухшы входов признака режима устройства соединен с 5 -входом четвертого триггера управления, выход которого соединен с

входом синхронизации регистра микрокоманд, выход конца операции регистра микрокоманд соединен с установочным входом второго-регистра адреса, с R -входами второго - четвертого триггеров управления и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика адреса,выход четвертого триггера-управления соединен с третьим -управляющимвходом коммутатора,

Janucti первой части ftw-j

pot f uKponfloioaMMtii

±

fcmon cuf } poнuзai4uu I

±

//ycx c4i4mbi8aHup

J

Реализация t unponpozpanA мы -A-

Редактор Т. Кугрьшева

Составитель В. Минаков

Техред В.Кадар Корректор С. Шекмар

Заказ 2134/48Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная,4

( ХОНЩ

сриг.З

Изобретение касается автоматики и цифровой вычислительной техники. Цель изобретения - расширение области применения устройства и сокращение объема оборудования оперативной памяти. Устройство состоит из оперативного запоминающего устройства микрокоманд, регистров адреса микрокоманд, счетчика адреса,триггеров, генератора импульсов, коммутатора, элемента задержки и мультиплексора. Целью изобретения является сокращение объема оперативной памяти путем организации записи двух частей альтернативных микропрограмм в один запоминающий блок, запись первых частей первой микропрограммы по прямым адресам, а второй микропрограммы - по инверсным, блокировка записи соответствующей программы в зависимости от результата ветвления супервизорного алгоритма. Изобретение может быть использовано в качестве локальных устройств контроля и управления параллельными Процессами в качестве микропрограммных управляющих подсистем в многоуровневых системах сбора и обработки информации, 3 ил. g (Л to ГС о 4 сл .