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

11

Изобретение относится к автомата- ке и вычислительной технике и может быть использовано в ЭВМ и вычислительных системах с микропрограммным управлением в качестве центральных, и периферийных управляющих устройств со страничной организацией памяти. Цель изобретения - сокращение . объема оборудования устройства засчет многофункционального использования поля кода логических условий микрокоманд

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Микропрограммное устройство управ- 15 гистр 6 номера страницы, ления содержит блок 1 памяти, гене- Управление коммутаторами 7 адреса

ратор 2 тактовых импульсов, триггер 3 управления, регистр 4 микрокоманд, регистр 5 адреса, регистр 6 номера страницы, коммутатор 7 адреса, коммутатор 8 номера страницы, мультиплексор 9 логических условий, блок 10 элементов И, элемент И 11 и элемент НЕ 12, Входами и выходами устройства являются: вход 13 пуска, вход 14 кода операции, вход, 15 логических условий, выход 16 устройства.

Выход блока 1 памяти состоит из следующих частей: выхода 17 адресной части микрокоманды, выхода 18 кода логических условий (или номера страницы дпя очередной микрокоманды }, выхода 19 операционной части микрокоманды, выхода 20 метки идентификацик кода логических условий.

Выход регистра 4 микрокоманд состоит из следующих частей: выхода 21 микроопераций (подключается к выхо- ду 16 устройства), выхода 22 конца команды, выхода 23 конца работы.

Блок 1 памяти предназначен для хранения микрокоманд.

Генератор 2 тактовых импульсов предназначен для синхронизации работь устройства и формирует две серии тактовых импульсов, сдвинутых друг относительно друга. Импульсы первой серии управляют записью информации в регистры 5 адреса и 6 номера страни- 1Ц)1, импульсы второй серии - в регистр 4 микрокоманд.

Триггер 3 управления предназначен для управления генератором 2 тактовых импульсов.

Регистр 4 микрокоманд предназначен для хранения микрокоманды, поступившей из блока 1 памяти,регистр 5 адреса - для хранения адреса очередной микрокоманды в пределах страницы,

т.е. младших адресных разрядов, а регистр 6 номера страницы - для хране НИН адреса страницы, с которой считывается информация.

Коммутатор 7 адреса служит для управления передачей адреса следующей микрокоманды в пределах страницы в регистр 5 адреса, а коммутатор 8 номера страницы - для управления передачей номера страницдз, поступающего со старших разрядов входа 14 кода операции или выхода 18 кода -логических условий блока 1 памяти, в ре

и 8 номера страницы производится сигналом Конец команды, поступаюидам , с выхода 22 конца команды регистра 4 микрокоманд.

Мультиплексор 9 логических условий служит для коммутации логических условий, поступаюших на вход 15 логических условий устройства, вьщеления значения того логического условия, номер которого определяется кодом логических условий, поступающим с выхода 18 кода логических условий блока 1 памяти, и модификации значением этого логического условия младшего разряда адреса микрокоманд.

Мультиплексором 9 логических условий реализуется следующая логическая

функция: m Y V X,.Y. + а,У, ,

где X. - значение i-ro логическо го

0

- Iусловия.

УГ

11

11

V..

J1

5

YO

, если j-и разряд 1-го кода лоптческих условий равен 1 ;

, если j-й разряд i-ro кода логических условий равен 0; - значение младшего разряда ад„ реса;

)С

0

Л i-1

5

конъюнкция разрядов кода логических условий, обращающаяся в единицу только при нулевых значениях разрядов.

Блок 10 элементов И и элемент НЕ 12 предназначены для управления передачей кода логических условий с выхода 18 кода логических условий блока I памяти на вход мультиплексора 9 логических условий в соответствии со значением управляющего сигнала, поступающего с выхода 20 метки идентификации кода логических условий блока 1 памяти через элемент НЕ 12,

Элемент И 11 позволяет управлять записью информации в регистр 6 номера страницы. Он пропускает тактовый импульс с первого выхода генератора 2 тактовых импульсов на синхровход регистра 6 номера страницы только при наличии сигнала метки на вьпсоде 20 метки идентификации кода логических условий блока 1 памяти и тем самым разрешает запись в регистр 6 номера страницы нового -номера страницы.

Устройство работает следующим обг разом.

В исходном состоянии регистры 5 адреса и 6 номера страницы обнулены, а в разрядах регистра 4 микрокоманд, соответствующих выходу 22 конца команды, и на выходе 20 метки идентификации кода логических условий блока 1 памяти присутствуют единицы (адресуется нулевая строка нулевой страницы блока 1 паыяти).

Весь объем блока 1 памяти разбивается на 2 зон (страниц). Каждой странице присваивается свой п.орядко- вый номер. По коду операции задается номер страницы, и номер (адрес) микрокоманды в пределах этой страницы, с которой начинается микропрограмма. Далее выполнение микропрограммы протекает в пределах заданной страницы. Если на текущей странице, номер которой записан в регистре 6 номера страницы, не содержится нужной микрокоманды, то в поле логических условий записывается номер страницы, на кото- необходимо перейти, чтобы сосчи- тать нужную микрокоманду, а в поле адреса - Номер строки, на которой содержится требуемая микрокоманда на казанной странице блока 1 памяти.

Код операции, поступивший на вход 14 кода операции, содержит номер страницы и номер строки, с которой необходимо начинать .микропрограмму при аличии единичного сигнала на выхое 20 метки идентификации кода логиеских условий, что соответствует исодному .состоянию регистров 5 адреса . и 6 номера страницы. Код операции ч рез коммутаторы 7 -адреса и 8 номера страницы поступает на D-входы регист- 5 адреса и 6 номера страницы.

5

0

После поступления сигнала Пуск на вход 13.пуска триггер 3 управления устанавливается в единицу и генератор 2 тактовых импульсов начинает фор- мирование синхроимпульсов. По первому тактовому импульсу значения разрядов кода операции записываются в регистры 5 адреса и 6 номера страницы.

Б соответствии с адресами, поступившими в эти регистры, из блока 1 памяти выбирается нужная страница и строка, в результате чего считывается первая микрокоманда. По тактовому импульсу на втором выходе генератора 2 тактовых импульсов эта микрокоманда записывается в регистр 4 микрокоманд. Микрооперационная часть микрокоманды считывается с выхода 21 микроопераций регистра 4 микрокоманд и поступает на выход 16 устройства.

Когда на выходе 20 метки идентификации кода логических условий очередной микрокоманды задан нуль, код на 5 выходе 18 кода логических условий воспринимается как код логических условий и через блок 10 элементов И поступает на управляющий вход мультиплексора 9 логических условий, къ- торый осуществляет модификацию значения младшего разряда адреса, как это было описано выше,

С выхода 17 адресной части микрокоманды считывается адрес- строки в пределах страницы, его младший разряд поступает на второй информационный вход tyльтиплeкcopa 9 логических условий , а старшие - на вход коммутато ра 7 адреса.

Значение проверяемых логических условий поступают на вход 15 логичес ких условий и далее на первый информационных вход мультиплексора 9 логических условий, и в зависимости от кода логических условий выделяется значение проверяемого логического условия, по которому осзпцествляется модификация значения младщего разряда адреса, .

Поступивший на вход регистра 5 адрес оче редной микрокоманды записывается в него при постзшлении,очередного тактового импульса с первого выхода генератора 2 тактовых импульсов, и далее устройство функционирует аналогично описанному.

Когда при считьшании очередной микрокоманды на выходе 20 метки HAeH-- тификации кода логических- условий

0

5

0

5

0

5

присутствует единица, -значение кода на выходе 18 кода логических условий воспринимается как адрес страницы, на которую необходимо перейти в процессе выполнения микропрограммы, Зна чения этого кода через коммутатор 8 номера страницы переписываются в ре- . гистр 6 номера страницы. Запись в регистр 6 номера страниць; разрешается, поскольку.на второй, вход элемен-. та И 1 1 поступа.ет единичный сигнал с выхода 20 метки идентификации кода логических условий блока 1 памяти.

При появлении микрооперации конца команды .на выходе 22 регистра 4 мнк- рокоманды в регистры 5 адреса и 6 номера страницы с входа 14 код.операции записывается код очередной операции. Запись информации в регистр 6 номера страницы разрешается благода- ря тому, что в поле метки в послед™ ней микрокоманде всегда присутствует единица, появляющаяся на выходе 20 метки идентификации кода логических условий.

В случае, когда .приходит микрооперация конца работы/ на выходе 23 конца работы регистра 4. микрокоманд появляется высокий потенциал, триггер 3 управления переходит в нулевое .сое- тояние и генератор 2 тактовых импуль сов перестает вырабатывать тактовые импульсы.

Формула и 3 о б р е т е и и я Микропрограммное устройство управления, содержащее.блок памяти, регистр микрокоманд,, регистр адреса, триггер управления, генератор такто- вых импульсов, мультиплексор логических условий и коммт/татор адреса, первый информационьай вход, которого подключен к выходу немодифицируемых разрядов адресной части микрокоманды блока памяти, выход модифицируемого разряда адресной части микрокоманды которого соединен с первым информационным входом .мультиплексора логических условий,, второй информацион вход которого является входом логических условий устройства, а выход подсоединен к первому информационному входу коммутатора адреса, выход которого связан с инфорхмационным

входом регистра адреса, синхровход которого подключен к.первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с синх- ровходом регистра микрокоманд, информационный вход которого подсоединен к.выходу операционной части микрокоманд блока памяти, выход регистра адреса связан с. младшими разрядами входа блока памяти, выход триггера управления - подключен, к входу генератора тактовых импульсов, S-вход - к входу пуска устройства , а R-вход - к выходу.конца работы регистра микрокоманд, выход микроопераций.которого является выходом устройства, а выход конца команды регистра микрокоманд соединен с первым и вторым управляющими входами коммутатора адреса, второй информационный вход которого свя зан с младшими разрядами входа кода операций устройства, о т л .и ч а ю щ е е с я TeMj что, с целью сокра- щения объема оборудования за счет многофункционального использования поля кода логических условий микрокод манд, оно дополнительно содержит регистр номера страницы, коммутатор номера странницы, блок элементов И, элемент И и элемент НЕ, подключенный своим входом к выходу метки идентификации кода логических условий .блока памяти и к одному из входов, элемента И, другой вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов,, выход элемента И соединен с синхровходом регистра номера страницы, информационный вход которого подсоединен к выходу коммутатора номера страницы, а выход - к. старшим ра.зряда.м входа блока памяти, выход элемента НЕ связан с управляю- щкм входом блока элементов И, информационный вход которого подключен к выходу кода логических условий блока памяти и к одному из информационных входов ко.а 5утатора номера страницы а выход - к упразляюш.ему входу мультиплексора логических условий, второй информационный вход коммутатора номера страницы подсоединен к.старшим разрядам входа кода оп ераций устройства, а первый и второй управляюш е входы - к выходу .конца команды регистра микрокоманд.

Составитель А.Дорошенко Редактор Л.Веселовская Техред Л.Сердюкова- Корректор В.Бутяга

Заказ 3390/45

Тираж 672Подписное

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

Изобретение относится;к области автоматики и вычислительной техники. Целью изобретения является сокращение объема оборудования за счет многофункционального использования поля кода логических условий микрокоманд. Микропрограммное устройство управления содержит взаимосвязанные блок памяти, генератор тактовьпс импульсов, триггер 5шравления, регистр микрокоманд, регистр адреса, регистр номера страницы, коммутаторы адреса и номера страницы, мультиплексор, блок элементов И, элемент И и элемент НЕ. Новыми в устройстве являются регистр номера страницы, коммутатор номера страницы, блок элементов И, элемент И и элемент НЕ. 1 ил. а е (Л 00 ю ч