Микропрограммное устройство управления Советский патент 1986 года по МПК G06F9/22 

I

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления с самоконтролем, и может быть использовано в устройствах управления цифровых вычислительных машин и их периферийной техники.

Цель изобретения - повьшгение на- дежности и быстродействия работы устройства, .

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства микропрограммного управления 5 на фиг« 2 - формат регистра микрокоманд; на фиг. 3 алгоритм работы микропрограммного устройства управления.

Устройство (фиг, I) содержит блок 1 памяти микрокоманд 5 регистр 2 адреса, мультиплексор 3, счетчик 4, вход 5 тактовых импульсов устройства, регистр 6 микрокоманд, элемент 7 запретаэ вход 8 логических условий устройстваJ элемент И 9, триггер 10, вход 1 запуска устройства, адресный вход 12 устройства выход 3 признака ожидания регистра микрокоманд, адреснь Й выход 14 регис ра микрокоманд, блок 15 контроля и

элемент 16 задержки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 10 сброшен и на его инверсном выходе формируется единичный уровень сигнала, поступающего на вход элемента И 9. На выходе 3 формируется нулевой уровень сигнала, который в исходном состоянии через элемент 7 запрета блокирует элемент И 9,, на выходе последнего формируется сигнал нулевого уровня 5 сбрасывающий счетчик 4 и удерживающий его в нулевом состоянии так, что тактовые импульсы, поступающие с входа 5 устройства, счетчик 4 не переключают, Нулевой потенциал выхода 13 разряда ожидания регистра микрокоманд поступает на первый управляющий вход мультиплексора 3 и настраивает его на прием информации со стороны информационных входов, на которые с адресных выходов 14 регистра 6 микрокоманд поступает адрес следующей микрокоманды.

По сигналу единичного уровня на входе 1 устройства происходит сброс регистра 2 адреса, в результате чего на его выходе формируется адрес 0.,.0 первой микрокоманды выполняемой MnKponporpaMf-ibi, который далее

64752

поступает на входы адреса блока 1 памяти микрокоманд и по этоГ Гу адресу из блока 1 выбирается первая микрокоманда , которая заносится в регистр 6 микрокоманд. После этого сигнал запуска с входа 1 устройства снимается и адрес следующей микрокоманды с выхода 14 регистра 6 микрокоманд через мультиплексор 3 заноситfj ся в регистр 2 адреса. По новому

содержимому регистра 2 адреса из блока 1 памяти микрокоманд выбирается вторая микрокоманда и заносится в регистр 6 микрокоманд и т.д., образуя

(J тем самым цикл выполнения последовательности микрокоманд, составляющих заданную микропрограмму.

Если в текущем цикле микропрограммного устройства управления из блока

1 памяти микрокоманд считывается микрокоманда,, в которой задан режим ожидания, то в разряде ожидания регистра 6 микрокоманд устанавливается единичное состояние, вызывая тем самым

:j5 появление на выходе 3 разряда ожидания единичного уровня сигнала, который поступает на первый управляющий вход мультиплексора 3 и на вход элемента 7 запрета, на выходе которого формируется при этом единичный сигнал, поступающий на первый вход элемента И 9 и на второй управляющий вход мультиплексора 3. При этом мультиплексор 3 настраивается на прием информации со стороны выхода триггера 10 и первых разрядов счетчика 4. Кроме того, единичное состояние на первом входе элемента И 9 разблокирует его и на выходе элемента И 9 формируется единичньш уровень сигнала,

0 который поступает на вход управления регистра 6 микрокоманд, устанавливая в нуль разрядь микроопераций и блокируя в нем прием информации в разрядожидания и разряды адреса следующей микрокоманды. Единичный сигнал с выхода элемента И 9 поступает также на вход сброса счетчика 4 и разрешает его работу. Под. воздействием тактовых 1-1мпульсов на входе 5 уст - ройства счетчик 4 переключается и

на зь ходах первых его разрядов формируется последовательность состояний скгкалов., которая поступает на входы мультиплексора 3 в виде адресов. КоS эффициент К пересчета счетчика 4 определяется следующим соотношением

/Т,Р, ,

30

5

236475, 4

хода к следующей микрокоманде на входе 8 устройства, разряды микроопераций регистра 6 микрокоманд находятся в нулевом состоянии, а остальные разряды регистра 6 микрокоманд остаются без изменения. При этом блок 15 контроля осуществляет контроль содержимого микрокоманд, выбираемых из блока 1 памяти микрокоманд, адреса

счетчика 4 формируется последователь-to которых формируются счетчиком 4.

ность адресов. Информация с выходов Длительность пребывания устройства

где Т, Т Р, максимально допустимое время озетщания логического условия;

период повторения тактовых импульсов на вход 5 устройства;объем блока I памяти микрокоманд.

В состоянии ожидания на выходах

счетчика 4 поступает на вход регистра 2 адресов, заносится в него и по этому адресу из блока 1 памяти микрокоманд выбирается текущая микроко- манда, которая поступает на входы блока 15 контроля. Блок 15 контроля производит непрерывный контроль (например, по модулю 2), поступающей на его вход информации.

Если за время Тд логическое условие выхода из режима ожидания не наступает, то на выходе последнего разряда счетчика 4 формируется единичный сигнал переполнения счетчика 4, который устанавливает триггер 10 в единичное состояние. На инверсном выходе триггера 10 формируется сигнал нулевого уровня, который поступает на вход элемента И 9 и блокирует его. На выходе элемента И 9 формируется нулевой потенциал, который сбрасывает счетчик 4 в нулевое состояние. Кроме того, нулевой уровень сигнала с выхода элемента И 9 поступает на управляющий вход регистра микрокоманд 6 и разрешает прием следующей микрокоманды из блока 1 памяти микрокоманд в регистр 6 микрокоманд. При этом на выходе мультиплексора 3 адре определяется нулевымсостоянием счетчика 4и единичным состоянием первого выхода триггера 10. Этот код адреса является адресом первой микрокоманды микропрограммы принудительного выхода из режима ожидания. Первая микро- команда данной микропрограммы устанавливает в нуль разряд ожидания регистра 6 микрокоманд и нулевой сигнал с выхода 13 регистра 6 микрокоманд поступает на первый управляющий вход мультиплексора 3, настраивая его на прием информации с выхода 14 регистра 6 микрокоманд. После этого микропрограммное устройство управления переходит к циклу выполнения микрокоманд очередной микропрограммы.

Таким образом, все время, пока отсутствует логическое условие пере

.20

30

f5смикропрограммного управления в режиме ожидания определяется коэффициентом Пересчета счетчика 4. При превышении времени, допустимого для ожидания поступления логического условия, устройство микропрограммного управления переходит к вьтолнению микропрограммного принудительного выхода из режима ожидания.

Если в состоянии ожидания за время Тд ожидаемое логическое условие наступает, то на входе 8 логических условий устройства появляется сигнал 25 единичного уровня (сигнал логического перехода к следукяцей микрокоманде текущей микропрограммы), который поступает на инверсный вход элемента 7 запрета. На выходе элемента 7 запрета формируется сигнал нулевого.

35

40

55

уровня, а мультиплексор 3 настраиваг- ется этим сигналом на прием информации со стороны входов 12 устройства, так как при этом на первый управляющий вход мультиплексора 3 поступает единичный уровень сигнала, а на второй управляющий вход - сигнал нулевого уровня. Нулевой уровень сигнала выхода элемента 7 запрета воздействует на вход элемента И 9 и блокирует его; на выходе последнего формируется сигнал нулевого уровня, которьш поступает на вход сброса счетчика 4 и сбрасывает его, а также на управляюший вход регистра микрокоманд 6, разрешая прием микрокоманды, которая определяется состоянием сигналов на входах 12 устройства, поступающих через регистр 2 адреса на входы адреса блока 1 памяти микрокоманд. Считанная с блока 1 памяти микрокоманд микрокоманда является микрокомандой условного перехода по возникающему ожидаемому логическому условию. Она сбрасьгаает разряд ожидания и заносит адрес перехода к следующей микрокоманде.

Нулевой уровень сигнала на выходе 13 регистра 6 микрокоманд поступает на первый управляющий вход мультиплексора 3 и на его выход подключается адрес перехода к следующей микрокоманде с регистра 6 микрокоманд Адрес следующей микрокоманды с первой группы информационных входов мультиплексора 3 поступает на входы регистра 2 адреса и фиксируется з нем. По этому адресу из блока 1 па- мяти микрокоманд выбирается следующая микрокоманда начала одной из ветвей микропрограммы и далее цикл работы устройства выполняется аналогично основному циклу. Обнуленне раз- ряда ожидания регистра 6 микрокоманд приводит к сбросу триггера 10 как при принудительном выходе из режима ожидания, так и в результате поступления ожидаемого логического ус ловия.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления,- содержащее блок памяти мик рокоманд, регистр адреса, регистр микрокоманд, пультиплексор, счетчик, элемент задержки, элемент и и элемент запрета, выход которого подключен к первому управляющему входу мультиплексора и к первому входу элемента И, а первый и второй входы подключены соответственно к входу логических условий устройства и к выходу признака ожидания регистра микрокоманд,, адресный выход которого соединен с первым информационньп входом мультиплексора, второй информационный вход и выход которого сое- соответственно с адресньм входом устройства и информационным входом регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход которого соединен с выходом контрольной информации устройства и с информационным входом регистра микрокоманд, управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки, о т- личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит триггер, прямой выход которого и информационный выход счетчика объединены и подключены к третьему информационному входу мультиплексора , а инверсный выход подключен к второму входу элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки и с входом управления счетом счетчика, счетный вход и выход переполнения которого подключены соответственно к входу тактовых импульсов устройства и к единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с выходом признака ожидания регистра микрокоманд и с вторым уп- равл)1ющим входом мультиплексора, вхо запуска устройства соединен с входом сброса регистра адреса.

tl

фи..

Разряд ve/77f ffc/77i/ (/ /дюрмоциа Разрж

Составитель Логачева Редактор Г.Волкова Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

- - --- - - - -- - -- - -

Заказ 3091/51 Тираж 671Подписное

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

Фиг.2

Фиг.З

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления с самоконтролем, и может быть использовано в устройствах управления цифровых вычислительных машин. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия работы устройства. Цель достигается за счет введения в устройство триггера с соответствующими функциональными связями между ним и известными блоками устройства. Микропрограммное устройство управления работает по определенному алгоритму, представленному в описании изобретения. 3 ил. I k IsD 00 О) 4 СП