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

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к ьшкро программным устройствам управления, и может быть использовано в процес- сорах цифровых вычислительных машин.

Цель изобретения - увеличение быстродействия.

На фиг.1 представлена структурная схема микропрограммного устройства управления ; на фит, 2 - серия синхроимпульсов на выходах генератора синхроимпульсов .

Устройство содержит первый 1 и второй 2 блоки постоянной памяти микрокоманд, счетчик адр,еса 3, регистр микрокоманд 4, мультиплексор ветвлений 5, .генератор синхроимпульсов 6, элемент И 7, элемент ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 8, регистр адреса 9, мультиплексор микрокоманд 10, вход 11 условий и выход 12 кода операции.

Устройство работает следующим образом.

По положительному фронту синхроимпульса, снимаемого с выхода 13 блока 6, в регистр микрокоманд 4 записывается.текущая микрокоманда.

По отрицательному фронту данный синхроимпульс стробирует запись в регистр адреса 9 и в счетчик адреса 3 старших разрядов кода адреса следующей микрокоманды, приходящего с выхода поля старших разрядов IZj регистра микрокоманд 4, на информационный вход.счетчика 3 и информационный вход регистра 9. После записи информации в регистры 4 и 9 и в счетчик 3 начинает выполняться обработка микрокоманды согласно коду операции, снимаемого с выхода 12„ и выборка следу1ощей микрокоманды.из блоков 1 и 2. Если текущая микрокоманда не является командой условного перехода и код поля адреса текущей микрокоманды не требуется модифицировать в зависимости от условий ветвления, поступающих на вход 11 мультиплексора 5, старший разряд кода поля ветвлений текущей микрокоманды на вькоде 12 регистра микрокоманд имеет низкий уровень независимо от получаемых условий на входе 11 устройства. На выходе мультиплексора 5 установлен низкий уровень. Одновременно низкий уровень на выходе 12 поля ветвлений регистра микрокоманд 4 поступает на второй вход элемента И 7 и запрещает прохождение синхроимпульса с выхода 14 генератора,6 на счетный вход счетчика 3.

После выборки из блоков 1 и 2 микрокоманд старшие разряды адреса рых равны старшим разрядам кода поля адреса текущей микрокоманды, происходит запись кода следующей микрокоманды в регистр 4 с выхода мультиO плексора 10, При этом мультиплексор выбирает микрокоманду из блока 1 или из блока 2 в соответствии со значением младшего разряда кода поля адреса текущей микрокоманды на вы5 ходе 12.J регистра микрокоманд. Если он равен О, т.е. адрес следующей микрокоманды четный, выборка производится из блока 1. Если младший разряд кода поля адреса текущей мик0 рокоманды равен 1, т.е. адрес следующей микрокоманды нечетньш, то выборка производится из блока 2.

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 обеспечивает неинвертирующую передачу

5 значения младшего разряда кода поля адреса текущей микрокоманды с выхода 12j регистра 4 на управляющий вход мультиплексора 10, так как выход мультиплексора ветвлений 5 имеет

0 низкий уровень.

Ейли текущая микрокоманда является командой условного ветвления, запись в регистр 4 следующей микрокоманды производится по адресу, равe ному коду ПОЛЯ адреса текущей микрокоманды, если условие не выполнено, или по адресу, равному коду этого поля, увеличенному на 1, если условие вьшолнено. Если код поля адреQ са текущей микрокоманды есть четное число, то младший разряд кода поля адреса текущей микрокоманды, поступающий с выхода 12 регистра 4 на .

первый вход элемента И 7, имеет низ- 5 кий уровень и запрещает прохождение через элементы И 7 синхроимпульса с выхода 14 генератора 6 на счетный вход счетчика адреса 3, Из блоков 1 и 2 выбираются микрокоманды с адре- 0 сами, старшие разряды адреса которых

равны старшим разрядам кода поля адреса текущей микрокоманды. После окончания обработки текущей микрокоманды на вход 11 мультиплексора

5

ветвлений поступают условия ветвления, на выходе мультиплексора 5 устанавливается высокий уровень, если условие, указанное в поле ветвлеНИИ микрокоманды выполнено. Если условие выполнено, на входах -элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 устанавливаются сигналы разного (высокого и низкого) уровня и на его выходе формируется сигнал высокого уровня. По этому сигналу мультиплексор 10 выбирает следующую команду из блока 2, т.е. микрокоманду с нечетным адресом, равным увеличенному на единицу коду поля адреса текущей микрокоманды.

Если условие не выполнено, на входах элемента 8 устанавливается низкий уровень. Поэтому мультиплексор 10 выбирает микрокоманду из бло- ка 1, т.е. адрес микрокоманды четный и равен коду поля адреса текущей микрокоманды.

Если код адреса текущей микрокоманды есть нечетное число, то младший разряд этого кода, поступающий на первый вход элемента И 7, имеет высокий уровень и разрешает прохождение синхроимпульса с выхода 14 генератора 6 через элемент И 7 на счетный вход счетчика 3, происходит увеличение на единицу содержимого счетчика 3. В результате из блока 1 выбирается микрокоманда, старшие разряды адреса которой равны старшим разрядам увеличенного на единицу кода поля адреса текущей микрокоманды. Из блока 2 выбирается микрокоманда, старшие разряды адре- : са которой равны старшим разрядам кода поля адреса текущей микрокоманды. Если указанное в поле ветвлений условие ветвления выполнено, на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЖ 8 сигналы имеют одинаковый высокий уровень, а. сигнал на выходе элемента 8 имеет низкий уровень. Поэтому мультиплексор 10 выбирает микрокоманду из блока 1, т.е. адрес выбранной микрокоманды равен увеличенному на единицу коду поля адреса текущей микрокоман ды. Если указанное в поле ветвлений условие не выполнено, сигналы на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 имеют разные (высокий и низкий) уровни и сигнал на выходе этого элемента имеет низкий уровень В результате мультиплексор 10 выбирает микрокоманду из блока 1, т.е. адрес выбранной микрокоманды равен увеличенному на единицу ходу поля адреса текущей микрокоманды. Если указанное в поле ветвлений условие

не вьтолнено, сигналы на .входе элемента ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ 8 имеют разные (высокий и низкий) уровни и сигнал на выходе этого элемента имеет высокий уровень. В результате мультиплексор 10 выбирает микроко- манду из блока 2, т.е. адрес микрокоманды равен коду поля адреса текущей микрокоманды.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее первый блок постоянной памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, счетчик адреса, элемент И, генератор синхроимпульсов мультиплексор ветвлений, управляющий вход которого соединен с выходом поля ветвлений регистра микрокоманд, выход поля операций которого являетс выходом кода операций устройства, выход поля адреса старших разрядов регистра микрокоманд соединен с информационным входом счетчика адреса, выход которого соединен с адресным входом первого блока постоянной памяти микрокоманд, вход записи счетчика адреса соединен с первым выходом генератора синхроимпульсов и входом записи регистра микрокоманд, информационный выход мультиплексора ветвлений является входом условий устройства, отличающееся тем, что, с целью повьпиения быстродействия, в него введены второй блок постоянной памяти микрокоманд, регистр адреса, мультиплексор микрокоманд и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с управляющи входом мультиплексора микрокоманд, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом мультиплексора ветвлений, второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом элемента И и с выходом младшего разряда поля адреса регистра микрокоманд, выход поля старших разрядов адреса которого соединен с информационным входом регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом второго блока постоянной памяти микрокоманд, выход первого блока постоянной памяти микрокоманд соединен с первым информационным входом мультиплексора микрокоманд, выход которого соединен с информационным. входом регистра микрокоманд, выход втор.ого блока постоянной памяти микрокоманд соединен с вторым ин- форйационным входом мультиплексора микрокоманд, выход поля ветвлений регистра микрокоманд соединен с вторым входом элемента И, первый

выход генератора синхроимпульсов соединен с входом записи регистра адреса, второй выход генератора син- хроимпульсов соединен с третьим входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано в процессорах цифровых вычислительных машин. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Устройство содержит первый и второй блоки постоянной памяти микрокоманд, счетчик адреса, регистр микрокоманд, мультиплексор- ветвлений, генератор синхроимпульсов, элемент И, .элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр адреса, мультиплексор микрокоманд. Цель изобретения достигается введением второго блока постоянной памяти микрокоманд, регистра адреса, мультиплексора микрокоманд и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, что позволяет производить выборку следующей микрокоманды при наличии условного перехода в текущей микрокоманде одновременно с вьшолнением текущей микрокоманды. 2 ил. (Л to 1 00

1

Фив. 2.

Редактор И.Сегляник

Составитель Л.Андрианов

Техред Э.Чижмар Корректор М.Самборская

Заказ 4127/49 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. Проектнаяj 4

- t