Микропрограммное устройство управления с самоконтролем Советский патент 1986 года по МПК G06F11/36 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления„

Цель изобретения -. повышение достоверности контроля.

На фиг.1 представлена блок-схема микропрограммного устройства управления с самоконтролем; на фиг.2 - блок- схема мультиплексора блока формирования адреса.

Микропрограммное устройство управления с самоконтролем содержит блок формирования адреса 1, состоящего из сумматора 2 и мультиплексора 3, счетчик адреса 4, блок памяти микрокоманд 5, регистр микрокоманд 6, блок дешифрации 7, узел свертки по модулю два 8, триггер 9, элементы И-НЕ 10, элементы.И 11 н 12, элемент ИЛИ 13, элементы И 14 и 15, информационные входы , информационные выходы 17, вход пуска 18, вход задания режима работы 19, вход синхронизации 20.

Мультиплексор (фиг.2) содержит

элемент НЕ, служащий для осуществления выдачи информации.

Счетчик адреса 4 представляет, собой двоичный счетчик с параллельным

5 переносом, с цепями параллельного приема информации для задания начального значения счетчика и сброса.Счетчик адреса вьфабатывает на выходе переполнения сигнал переноса при пе10 реходе из состояния все единицы в нуль. Запись и счет в счетчике адреса осуществляется перепадом из единицы в нуль соответствующими сигналами записи и счета.

f5 Блок памяти микрокоманд 5 предназначен для хранения микрокоманд и представляет собой постоянное запоминающее устройство, в котором при вызове- ОДНОГО адреса всегда считыва20 ется одна определенная информация, соответствующая этому адресу.

Регистр микрокоманд 6 является параллельным двоичным регистром, служащим для приема, хранения и передадещифратор 21, элементы И 22,,.,.,22 5 чи информации. Выполнение на D-триг(где п - величина поля адреса регистра микроопераций) элемент ИЛИ 23, элемент НЕ 24.

Блок формирования адреса 1 предназначен для формирования адреса мик- 30 рокоманд с естественным порядком следования, адреса микрокоманд условных переходов, а также для формирования управляющих сигналов по записи и счету адреса, ,

Сумматор 2 блока формирования адреса 1 представляет собой параллельный двоичный сумматор, выполняющий операцию суммирования двоичных чисел,- Сумматор выполнен на основе одноразрядных комбинационных сумматоров, построенных на элементах И, ИЛИ и ИСКгаОЧАЩЕЕ ИЛИ. Сумматор также может быть выполнен на основе одноразрядных комбинационных сумматоров и схемы ускоренного межгруппового переноса.

Мультиплексор 3 блока формирования адреса 1 предназначен для приема информации по одному из информацион- 50 ных входов в зависимости от управляющих сигналов с выхода поля задания кода логических условий регистра микрокоманд и передачи ее на прямой и

герах с объединенным синхронизирующим входом. Прием информации в регистр осуществляется перепадом из единицы в нуль по синхронизирующему входу. Регистр микрокоманд также содержит схему установки нуля.

Блок дешифрации 7 предназначен для формирования микроопераций посредством деш фрации и представляет собой. 32 блок дешифраторов с объединенными

синхронизирующими входами.

Узел свертки по модулю два 8 является функциональньм узлом, выполняющим функцию сложения по модулю два многоразрядного двоичного кода. В этом узле 8 осуществляется проверка на четность, многоразрядного двоичного кода со значением контрольного разряда.

Проверка на -четность, осуществляется согласно выражению

40

45

f,P х; @ Xj@. . .х,.@ - 1© х. ® х„® X, ,

где X (ie1,m) - значение i-ro разряда двоичного кода; X - значение контрольного

разряда. Узел свертки по модулю два 8 выинверсный выходы устройства. В соста- 55 полнен на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

ве мультиплексора предусмотрены встроенная схема дешифратора, которая дешифрует управляющие сигналы, и

элемент НЕ, служащий для осуществления выдачи информации.

Счетчик адреса 4 представляет, собой двоичный счетчик с параллельным

переносом, с цепями параллельного приема информации для задания начального значения счетчика и сброса.Счетчик адреса вьфабатывает на выходе переполнения сигнал переноса при переходе из состояния все единицы в нуль. Запись и счет в счетчике адреса осуществляется перепадом из единицы в нуль соответствующими сигналами записи и счета.

Блок памяти микрокоманд 5 предназначен для хранения микрокоманд и представляет собой постоянное запоминающее устройство, в котором при вызове- ОДНОГО адреса всегда считывается одна определенная информация, соответствующая этому адресу.

Регистр микрокоманд 6 является параллельным двоичным регистром, служащим для приема, хранения и передачи информации. Выполнение на D-триг

герах с объединенным синхронизирующим входом. Прием информации в регистр осуществляется перепадом из единицы в нуль по синхронизирующему входу. Регистр микрокоманд также содержит схему установки нуля.

Блок дешифрации 7 предназначен для формирования микроопераций посредством деш фрации и представляет собой. блок дешифраторов с объединенными

синхронизирующими входами.

Узел свертки по модулю два 8 является функциональньм узлом, выполняющим функцию сложения по модулю два многоразрядного двоичного кода. В этом узле 8 осуществляется проверка на четность, многоразрядного двоичного кода со значением контрольного разряда.

Проверка на -четность, осуществляется согласно выражению

f,P х; @ Xj@. . .х,.@ - 1© х. ® х„® X, ,

где X (ie1,m) - значение i-ro разряда двоичного кода; X - значение контрольного

разряда. Узел свертки по модулю два 8 выпо пирамидальной схеме свертки. Триггер 9 является асинхронным

RS-триггером.

л12

Мно1 опрограммное устройство управления с самоконтролем работает в следуюишх режимах: в рабочем режиме., когда устройство занято выполнением рабочей программы, считываемой из блока памяти микрокоманд, с выработкой микроопераций на информационных выходах устройства; в контрольном режиме, когда устройство занято про веркой микрокоманд блока памяти мик- рокоманд и адресов перехода по условию.

. В исходном состоянии устройства триггер 9 находится в нулевом состоянии, в счетчике адреса 4 хранится код нуля и в регистре микрокоманд - код предшествующей микрокоманды.

Рабочий режим микропрограммного устройства управления с самоконтролем характеризуется тем,что триггер 9 находится в нулевом состоянии. В этом режиме высокий потенциал нулевого выхода триггера 9 разрешает прохождение через элемент И 12 синхроимпульса входа синхронизации 20 на вход синхронизации блока дешифрации. Таким образом, на информационных выходах устройства 17 соответственно с последовательностью синхроимпульсов входа синхронизации вырабатывается последовательность микроопераций. Низкий уровень единичного выхода триггера 9 независимЪ от состояния с выхода узла свертки по модулю два 8 и входа задания режима работы 19 формирует на выходе элемента И-НЕ 10 высокий потенциал, разрешающий прохождению через элемент И 11 синхроимпульсам с входа синхронизации 20, Синхроимпульс входа синхронизации 20, проходящий через элемент И 11, поступает на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и осуществляет запись в регистр микрокоманд 6 микрокоманды с выходов блока памяти мик- рокоманд 5, пост упает на входы элементов И 14 и 15 и в зависимости от значений выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 осуществляет запись или счет адреса в счетчи- ке адреса 4. На выходы мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 в зависимости от информации с поля задания кода логических условий регистра микрокоманд 6 осуществляется пе- редача одного из информационных сигналов 16, приходящих от объекта уп - равления. Если на выходы мультиплек714

сора 3 блока формирования адреса 1 передан сигнал объекта управления высокого уровня, то потенциал высокого уровня прямого выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 и потенциал низкого уровня единичного выхода триггера 9 через элемент Rrni 13 разрешают прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 14 на счетный вход счечика адреса 4, увеличивая его содержимое на единицу, а потенциал низког уровня инверсного выхода мультиплексора 3 блока формирова ния адреса 1 и потенциал высокого уровня -нулевого выхода триггера 9 запрещает прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 15 на вход записи счет,чика адреса 4.

Если на выходы мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 передан сигнал объекта управления низкога уровня, то потенциал низкого уровня прямого выхода мультиплексо)а 3 блока формирования адреса 1 и потенциал низкого уровня единичного выхода тригера 9 через элемент ИЛИ 13 запрещают прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса 4, а потенциал высокого уровня инверсного выхода мультиплексора 3 и потенциал высокого уровня нулевого выхода триггера 9 разрешают прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 15 на вход записи счетчика адреса 4, осуществляя запись кода адреса перехода в счетчик адреса 4, сформированного на выходах сумматора 2 блока формирования адреса 1, определяемое суммой кодов содержимого счетчика адреса 4 и кода поля адреса регистров микрокоманд 6,

По сформированному адресу, хранящемуся в счетчике адреса 4, осуществляется считывание микрокоманды из блока памяти микрокоманд. 5. Следующий синхрои тульс с выхода элемента И 11 осуществляет запись микрокоманды блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и изменение содержимого счетчика адреса 4 в зависимости от кода поля адреса регистра микрокоманд 6 и соответствующему этому коду значения сигнала объекта управления.

Подача сигнала по входу пуска 18 осуществляет установку в единицу

триггера 9, установку нуля счетчика адреса 4 и регистра микрокоманд 6 и переводит микропрограммное устройство управления с самоконтролем в контрольный режим работы.

Низкий уровень нулевого выхода триггера 9 запрещает прохождение синхроимпульса с входа синхронизации 20 через элемент И 12 на вход синхронизации блока дешифрации 7 и прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 15 на вход записи счетчика адреса 4. Высо- кий потенциал единичного выхода триггера 9 независимо от значения выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 через элемент ИЛИ 13 разрешает прохождение синхроимпульса выхо да элемента И 11 через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса 4. Высокий потенциал входа задания режима работы 19 и высокий потенциал единичного выхода триггера 9 форми- рует на выходе элемента И-НЕ 10 сос- тояние, зависимое от значения выхода узла 8 Низкий зфовень выхода узла свертки по модулю два 8, свидетельствующий об отсутствии ошибки скани- рования, через элемент И-НЕ 10 разрешает прохождение синхроимпульса входа синхронизации 20 через элемент И 11, поступающего на вход синхронизации регистра микрокоманд б и через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса 4 и осуществляет запись микрокоманды блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и увеличение на единицу содержимого счетчика адреса 4, Сформированные значения кодов микрокоманды регистра микрокоманд 6 и суммарного кода адреса, содержащегося в счетчике адреса 4, и кода поля адреса регистра микрокоманд 6 поступают на группу входов узла свертки по модулю два 8, в котором осуществляется проверка на четность микрокоманды и адреса перехода. Высокий уровень выхода узл свертки по модулю два 8, свидетельствующий о наличии ошибки по четности, через элемент И-НЕ 10 запрещает прохождение синхроиг-шульса с входа синхронизации 20 через элемент И 11 н приостанавливает работу микропрограммного устройства управления с самоконтролем.

В случае отсутствия ошибки по четности микрокоманды и адреса перехода на выходе узла свертки по модулю два 8 постоянно присутствует низкий потенциал, который разрешает через элементы И-НЕ 10 прохождение следующего синхроимпульса с входа синхронизации 20 через элемент И 11, поступающего на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и на счетный вход счетчика адреса 4, и осуществляет тем самым запись следующей микрокоманды с выходов блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд и увеличение на единицу содержимого счетчика адреса 4. Последующие синхроимпульсы с выхода элемента И 11 повторяют в этом случае действия по считыванию микрокоманд из блока памяти микрокоманд 5 в.регистр микрокоманд 6 и увеличения содержимого счетчика адреса 4 до появления сигнала переполнения счетчика адреса 4, который осуществляет установку в нуль триггера 9 и перевод микропрограммного устройства управления с самоконтролем в рабочий режим.

При желании выполнить сканирование без останова и при наличии ошибки в микрокоманде или ошибки в адресах переходах подачей низкого потенциала по входу задания режима работы 19 осуществляется формирование, независимо, от состояния единичного выхода триггера 9 с выхода узла свертки по модулю два 8, на выходе элемента И-НЕ 10 высокого потенциала, разрешающего прохождение через, элемент И 11 синхроимпульса входа синхронизации 20. Синхроимпульс выхода элемента И 11 поступает на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и, через элемент И 14, на счетный вход счетчнка адреса 4 и осуществляет запись микрокоманды, с выхода блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и увеличение на еди- ьицу содержимого счетчика адреса 4. Последующие синхроимпульсы выхода, элемента И 11 повторяют действия по считыванию .MiiKpoKOMa из -блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманды 6 и увеличение содержимого счетчика адреса 4 до появления сигнала переполнекия счетчика адреса 4, который осуществляет установку в нуль триггера 9 и перевод микропрограммного устройства управления с самоконтролем в рабочий режим. Таким образом, микропрограммное устройство управления с самоконтролем осуществляет выполнение рабочей программы, содержащейся в блоке памяти микрокоманд 5; контроль микрокоманд и адреса, перехода блока памяти микрокоманд 5 и сумматора 2 блока формирования адресов 19 счетчика адреса 4 и регистра данных 6.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления с самоконтролем, содержащее блок формирования адреса, блок дешифрации, триггер, элемент ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый элементы И, регистр микрокоманд, блок памяти микрокоманд и счетчик адреса, причем выходы блока памяти микрокоманд соединены с информационными входами регистра микрокоманд, вход синхронизации устройства соединен с первым входом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля, оно содержит элемент И-НЕ, узел свертки по модулю два, а блок формирования адреса содержит сумматор и мультиплексор, причем вход синхронизации устройства соединен с первым входом второго элемента И , выход первого элемента И соединен с входом записи регистра микрокоманд, первыми входами третьего и ; четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с прямым выходом мультиплексора, инверсный вьпсод которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход кото- .рого соединен .с входом записи счетчика адреса, группа информационных входов которого соединена с группой выходов сумматора и с первой группой информационных входов узла свертки

по модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с пря- мым выходом триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента И-НЕ . соединен с вторьм входом первого элемента И, инверсный выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И и третьим входом четвертого элемента И, выход второго элемента И соединен с входом синхронизации блока дешифрации, выходы которого являются информационными выходами

устройства, вход пуска которого соединен с единичным входом триггера, с входом сброса регистра микрокоманд и входом сброса счетчика адреса, сум- |Мирующий вход которого соединен с

выходом третьего элемента И, группа разрядных выходов счетчика адреса соединена с группой адресных входов блока памяти микрокоманд и с первой группой информационных входов сумматора, вторая группа инфopkaциoнныx входов которого соединена с группой выходов поля адреса регистра микрокоманд и с второй группой информационных входов узла свертки по модулю два, выход переполнения счетчи-г ка адреса соединен с нулевым входом триггера., -группа выходов, поля задания кода логических условий регистра микрокоманд соединена с группой

управляющих входов мультиплексора и с третьей группой информационных входов узла свертки по модулю два, четвертая группа информационных входов которого соединена с группой выходов поля микроопераций регистра

микрокоманд и с группой информацион- ных входов блока дешифрации, вход синхронизации узла свертки по модулю два соединен с выходом признака контроля регистра микрокоманд, третий вход элемента И-НЕ соединен с входом задания режима работы устройства, информационные входы мультиплексора соединены с информационными входами

устройства.

Pt/e.7

От IS

/J

прямой Выход -

HHSfpc-Hb/uSbf- xod

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Поставленная цель достигается за счет обеспечения периодического самоконтроля микропрограммного устройства управления в процессе выполнения рабочей програм- . мы. Устройство содержит блок формирования адреса, счетчик адресу, блок памяти микрокоманд, регистр данных, блок дешифрации, блок суммирования по модулю два, триггер, элементы И-НЕ И, ИЛИ. Устройство позволяет осуществить вьтолнение рабочей программы, содержащейся в блоке памяти микрокоманд, а также контроля микрокоманд и адреса перевода блока памяти микро-. команд. 2 ил. to оо

OmSfl-S

a

21

Составитель A.Сиротская Редактор И.Сегляник Техред Э.Читкмар Корректор О.Луговая

Заказ 4127/49 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Произ водственно-полиграфическое предприятие г.Ужгород, ул. Проектная, 4

0ei,2