Микропрограммное устройство управления Советский патент 1987 года по МПК G06F9/22 

1

Изобретение относится к вычислительной технике .и может быть использовано в микропрограммных автоматах и контроллерах, в частности в устройствах сопряжения вычислительных комплексов.

Целью изобретения является сокращение объема оборудования путем уменьшения объема используемой памяти микрокоманд.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Микропрограммное устройство управления содержит блок 1 памяти микрокоманд, счетчик 2, элементИ 3 и имеет вход 4 синхронизации, первьй элемент 5 задержки, вход 6 сброса, дешифраторы (, вход 8 кода команды, второй элемент 9 задержки, группу 10 опера- ционных выходов, группу 11J-11 элементов И, триггер 12 управления режимом, сумматор 13 по модулю два, триггер 14 ошибки, выход 15 сигнала

.ошибки.

Устройство работает следующим образом.

Исходное состояние счетчика 2 (нулевое), триггера 12 управления режимом (единичное) и триггера 14 ошибки (единичное) устанавливается при подаче на вход 6 устройства импульса сброса. Информация с входа 8, характеризующая режим 1заботы устройства, через группу 11-11 элементов И поступает на третий адресный вход блока 1 памяти, при этом на второй вхок блока 1 поступает информация с входа 8, характеризующая условия переходов, и на третий адресньш вход поступает информация о состоянии счетчика 2. Информация о состоянии счетчика 2 поступает на информационные входы дешифраторов 7, -7. В за1304023

fO

0

выхода блока 1 памяти сигнала разрешения прохождения синхроимпульса и единичного состояния триггера 14 синхроимпульс с входа 4 устройства поступает на.выход элемента И 3. Этот синхроимпульс стробирует выбранный дешифратор И-, поступая через элемент 9 на счетный вход счетчика 2, переводит последний в следующее состояние. Двоичное число, (боответствующее этому состоянию,, поступает на первый адресный вход блока 1, при этом состояние последнего.в зависимости от алгоритма работы устройства может оставаться прежним, а может и изменяться.

В первом случае счетный импульс, задерживаясь элементом 5 и поступая н вход записи счетчика 2, записывает в него прежнее значение двоичного числа, после чего формируется следующая микрокоманда. Во втором случае аналогичным образом происходит запись новог двоичного числа в счетчик 2. Таким образом, осуществля- 25 ется безусловньш переход в новый микротакт и формируется соответствующая ему микрокоманда.

При наличии сигнала запрета прохождения синхроимпульса, поступающего с выхода блока 1, синхроимпульсы не проходят на счетный вход счетчика 2 и данный такт сохраняется по необходимости долго. При поступлении на вход 8 кода условий переходов изменяется значение числа на выходе блока 1. Это новое значение числа записывается в счетчик 2 и формируется, новая микрокоманда на выходе выбранного дешифратора 7. Таким образом, осуществляется условный переход в требуемый микротакт, в котором в зависимости от алгоритма работы воз р можно ожидание нового условия, и тогда в блоке 1 должен быть зашит ло30

35

40

висимости от режима работы устройст- гический О, который запрещает прова происходит выборка того или иного дешифратора 7, при этом на одном из выходов дешифратора, например на первом выходеi формируется К-раз- рядная микрокоманда однословного формата, соответствующая первому микротакту.

В первом микротакте (как и. в последующих) в зависимости от алгоритма функционирования устройства на первый ВХОД элемента И 3 поступает информация о запрете или разрешении прохождения синхроимпульса, записанная в блоке 1 памяти. При наличии с

хождение синхроимпульсов на счетный вход счетчика 2, если же в блоке 1 зашита логическая 1, то разрешено прохождение синхроимпульсов. При

CQ наличии у микропрограмм работы устройства в разньЬс режимах общих частей (подпрограмм) последние записываются в вьщеленную область памяти один раз, а не дублируются при записи каждой

ее мик1зопрограммы.

В первом микротактс. (как и в последующих) в зависимости от алгоритма функционирования устройства на информационный вход триггера 12 поступает

1304023

0

выхода блока 1 памяти сигнала разрешения прохождения синхроимпульса и единичного состояния триггера 14 синхроимпульс с входа 4 устройства поступает на.выход элемента И 3. Этот синхроимпульс стробирует выбранный дешифратор И-, поступая через элемент 9 на счетный вход счетчика 2, переводит последний в следующее состояние. Двоичное число, (боответствующее этому состоянию,, поступает на первый адресный вход блока 1, при этом состояние последнего.в зависимости от алгоритма работы устройства может оставаться прежним, а может и изменяться.

В первом случае счетный импульс, задерживаясь элементом 5 и поступая н вход записи счетчика 2, записывает в него прежнее значение двоичного числа, после чего формируется следующая микрокоманда. Во втором случае аналогичным образом происходит запись новог двоичного числа в счетчик 2. Таким образом, осуществля- 5 ется безусловньш переход в новый микротакт и формируется соответствующая ему микрокоманда.

При наличии сигнала запрета прохождения синхроимпульса, поступающего с выхода блока 1, синхроимпульсы не проходят на счетный вход счетчика 2 и данный такт сохраняется по необходимости долго. При поступлении на вход 8 кода условий переходов изменяется значение числа на выходе блока 1. Это новое значение числа записывается в счетчик 2 и формируется, новая микрокоманда на выходе выбранного дешифратора 7. Таким образом, осуществляется условный переход в требуемый микротакт, в котором в зависимости от алгоритма работы воз р можно ожидание нового условия, и тогда в блоке 1 должен быть зашит ло0

5

0

гический О, который запрещает прохождение синхроимпульсов на счетный вход счетчика 2, если же в блоке 1 зашита логическая 1, то разрешено прохождение синхроимпульсов. При

наличии у микропрограмм работы устройства в разньЬс режимах общих частей (подпрограмм) последние записываются в вьщеленную область памяти один раз, а не дублируются при записи каждой

мик1зопрограммы.

В первом микротактс. (как и в последующих) в зависимости от алгоритма функционирования устройства на информационный вход триггера 12 поступает

информация, записанная в блоке 1, о том, что данный микротакт относится к общей части микропрограмм работы устройства и является индивидуальным для данного режима работы. Для индивидуальных микротактов в блоке 1 должна быть зашита логическая 1, а для общих микротактов должен быть зашит логический О. Переход от индивидуальных участков микропрограмм к общим (подпрограммам) и обратный переход осуществляется с помощью описанных операций условного и

При записи микропрограмм в блок 1 могут оставаться свободные области, обращение к которым является сбоем в

безусловного переходов.

При переходе к общему участку мик-)5 работе устройства. Считываемая ин- ропрограммы (подпрограмм) на информа- формация из блока 1 поступает на вход ционный вход триггера 12 поступает сумматора 13, где группа из (п-1)

О

значение логического и , которое

в последнем микротакте инди зашито

выходных кодов блока 1 складывается по модулю два с кодом на его п-м

видуального участка микропрограмм. По20 выходе.

синхроимпульсу, поступающему с элемента 5, триггер 12 переходит в нулевое состояние и в счетчик 2 записывается новое значение, соответствующее первой микрокоманде подпрограммы.25 тупающему с выхода элемента 5, запи- Нулевое значение сигнала с выхода сывается в триггер 14. Единичное

Таким образом, при правильной работе устройства на выходе сумматора 13 формируется уровень логической 1, который по синхроимпульсу, пос-

триггера 12 поступает на первые входы группы ,( элементов И, с выходов которых нулевое значение адреса поступает на третий адресный вход бло- 30 ка 1, т.е. осуществляется переход в вьщеленную (нулевую) область блока 1, где

зашиты подпрограммы.

При возврате из подпрограммы на .информационный вход триггера 12 поступает значение логической 1, которое зашито в последнем микротакте подпрограммы. По .синхроимпульсу, поступающему с элемента 5, триггер 12 переходит в единичное состояние и в счетчик 2 записывается значение, соответствующее первой микрокоманде индивидуального участка микропрограммы, следующей за общим участком. Единичное значение сигнала с выхода

триггера 12 открывает группу 11 -IL

1 элементов И, через которые информация

с входа 8 поступает на третий адресный вход блока 1. Таким-образом, при возврате из подпрограммы осуществляется переход к ячейкам блока 1 с одинаковым значением кода на первом ад- ре сном -входе, т.е. все индивидуальные участки микропрограмм, следующие за общим участком, должны начинаться с данной ячейки. Далее в помощью операций условного или безусловного переходов можно перейти на выполнение

индивидиуальных или общих участков микропрограмм работы устройства.

Для возможности определения отказов в работе устройства в нем имеется схема контроля, состоящая из элемента ИЗ, сумматора 13 и триггера 14. Каждая микрокоманда, зашитая в блок 1, снабжается контрольным битом, являющимся дополнением для нечетности суммы по модулю два (п-1) разрядов микрокоманды.

При записи микропрограмм в блок 1 могут оставаться свободные области, обращение к которым является сбоем в

выходных кодов блока 1 складывается по модулю два с кодом на его п-м

тупающему с выхода элемента 5, запи- сывается в триггер 14. Единичное

Таким образом, при правильной работе устройства на выходе сумматора 13 формируется уровень логической 1, который по синхроимпульсу, пос-

0

5

0

.

д .

со тояние триггера 14 разрешает прохождение синхроимпульсов с входа 4 устройства. При появлении сбоя в ра- . боте устройства на выходе сумматора 13 формируется уровень логического О, который при подаче очередного синхроимпульса запишется в триггер 14. Нулевое состояние триггера 14 запретит прохождение синхроимпульсов с входа 4 устройства и на выходе 15 появится сигнал ошибки. Сбойное состояние устройства будет сохраняться до появления сигнала сброса с входа 6. Таким образом, анализируя состояние счетчика 2 и значение режима работы, снимаемое с выходов группы 11,11 элементов И, можно локализовать неисправную микросхему блока 1 памяти.

Данная схема контроля позволяет проверять не только микрокоманды, считываемые из блока 1 памяти, но и случаи обращения к неиспользуемой области блока 1 памяти микрокоманд, так как в неиспользуемой области блока 1 памяти остаются зашитыми О по всем выходным разрядам.

Работа микропрограммного устройства управления осуществляется до тех пор, пока не произойдет переход счетчика 2 в исходное (нулевое) состояние или пока с входа 6 не придет сигнал сброса и не снимется сигнал выбора режима с входа 8, или не будет выявлен сбой в работе устройства. При поступлении.на вход 8 нового значени режима происходит выборка другого дешифратора 7 и работа устройства продолжается согласно установленному для данного режима алгоритму по описанному принципу.

По сравнению с известными предлагаемое устройство требует для своей реализации меньших затрат оборудования.

fO дами дешифраторов группы, о т л и- чающееся тем, что, с целью сокращения объема оборудования, оно содержит триггер управления режимом, сумматор по модулю два, триггер ошибКроме того, в рассматриваемом устройстве повышена достоверность функционирования за счет введения элемен- 5 и и группу элементов И, первые и

вторые входы и выходы которых подключены соответственно к выходу триг- управления режимом, входу кода команды устройства и третьему адрес- Микропрограммное устройство управ-20 ному входу блока памяти микрокоманд, ления, содержащее блок памяти микро- информационный вход, вход синхронита И 3, сумматора 13 и триггера 14. Формула изобретения

команд, счетчик, два элемента задержки, элемент И и группу дешифраторов, выходы которых образуют группу операционных выходов устройства, информа- ционный вход, вход записи, счетный вход, вход сброса, выход счетчика соединен соответственное операционным выходом блока памяти микрокоманд, выходом первого элемента задержки, выходом второго элемента задержки, выходом сброса устройства и информационными входами дешифраторов группы, кроме того, выход счетчика подключен к первому адресному входу блока памяти микрокоманд, второй адресньй вход которого соединен с входом кода ко

Редактор М, Бандура Заказ 1312/49

Составитель Г. Виталиев

Техред М.Ходанич Корректор Н. Король

Тираж 673

Подписное

ВНИИПИ Государс.твенного комитета СССР

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

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

4023-и

манды устройства и первыми стробирую- цими входами дешифраторов группы, первый и второй входы элемента И подключены соответственно к выходу приз5 нака.синхронизации блока памяти микрокоманд и входу синхронизации устройства, а выход элемента И соединен с входами первого и второго элементов задержки и вторыми стробирующимй вхоfO дами дешифраторов группы, о т л и- чающееся тем, что, с целью сокращения объема оборудования, оно содержит триггер управления режимом, сумматор по модулю два, триггер ошиб 5 и и группу элементов И, первые и

зации и вход сброса триггера управления режимом соединены соответственно с выходом признака режима блока памяти микрокоманд, выходом первого элемента задержки и входом сброса устройства, вход и выход сумматора по модулю дйа подключены соответственно ко все№ выходам блока памяти микро

команд и информационному входу триг- гера ошибок, вход синхронизации и вход сброса которого соединены соответственно с выходом первого элемента задержки и входом сброса устройства,

а выход триггера ошибки подключен к третьему выходу элемента И и выходу сигнала ошибки устройства.

Подписное

Нзобретение относится к вычис- ительной технике и может быть использовано в микропрограммных автоматах и контроллерах, в частности в устройствах сопряжения вычислительных комплексов. Целью изобретения является сокращение объема оборудования устройства путем уменьшения объема используемой памяти микрокоманд. С этой целью в устройство, содержащее блок 1 памяти микрокоманд, счетчик 2, два элемента 5, 9 задержки, элемент И 3 и группу 7,,,-7 дешифраторов, введены триггер 12 управления режимом, сумматор 13 по модулю два, триггер ошибки 14 и группа элементов И. 1 ил. а S СО 4 О to О5