Микропрограммное устройство управления Советский патент 1988 года по МПК G06F9/22 

999 ПП 11

(Л

со сх

ел

о

4

ттт

юю ш фигЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальной ап- паратуре.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - схемы счетчиков в виде пересчетных схем, повышающих устойчивость функционирования счетчиков; на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства при организации циклов по количе- ству; на фиг. 5 - то же, в режиме управления внешним запросом; на фиг. 6 - временная диаграмма работы пересчетной схемы по фиг.2; на фиг. 7 - временная диаграмма работы пересчетной схемы по фиг.З. .

Устройство содержит блок I памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса, группу 4 элементов И, вход 5 синхронизации

устройства, счетчики 6 и 7, шифратор 8, выходы 9 кода операции устройства, группу входов 10 логических условий устройства, вход 11 начальной уст 1новки, группу управляющих выхо- дов 12 устройства, счетчик 13,вход 14 внешнего прерывания устройства.

Пересчетная схема 15 содержит счетчик 16, элемент И-НК 17, вход 18 записи информшщи, выход 19 формиро- вания заема, триггер 20, генератор 21 одиночного импульса, группу ин- формационных входов 22, счетный вход 23, вход 24 установки в О, вход 25 формирования заема, счетный вход 26 счетчика 16.

Устройство работает следующим образом.

Для приведения устройства в исходное состояние на его вход 11 подает ся сигнал 28, по которому регистр 3 адреса, счетчики 7 и 13 устанавливаются в О. По нулевому адресу из , блока I памяти микрокоманд выбирается начальная микрокоманда и поступа- ет иа информационные входы регистра 2 микрокоманд, регистра 3 адреса и счетчиков 6, 7 и 13. Каждая микроко- мгшда состоит из трех частей: адресной, информационной и управляющей.

Адресная часть микрокоманды содержит код текущего адреса следующей микрокоманды, который поступает с блока 1 памяти микрокоманд на информационные входы регистра адреса. Операционная часть микрокоманды содержит код операции, которую выполняют операционные схемы, управляемые данным микропрограммным управляющим устройством. Операционная часть микрокоманды поступает с группы выходов кода операции регистра 2 микрокоманд на группу выходов 9 устройства. В управляющей части микрокоманды содержится информация о комбинации и количестве микроприказов, которые выдаются при выполнении данной микрокоманды, и о задержке ввода признаков. При этом комбинация выдаваемых микро- приказов определяется разрядами управляющей части микрокоманды, записанными в регистр 2 микрокоманд и счетчик 6, а количество микроприка- зов в микрокоманде - разрядами управляющей части, записанными в счетчик 7. Информация о задержке ввода признаков заносится в счетчик 13. По импульсу 27 на входе 5 синхронизации на выходах заема счетчиков 7 и 13 вырабатываются соответственно сигналы 29 и 30 заема, имеющие уровень О.

По переднему фронту сигнала 29 заема счетчика 7 осуществляется прием адресной части микрокоманды в регистр 3 адреса, а по сигналу 30 заема счетчика 13 разрешается ввод внешних признаков с входов 10 устройства через группу 4 элементов И на входы установки в 1 разрядов регистра 3 адреса. При этом устанавливаются в 1 те разряды регистра 3 адреса,ко торым соответствуют входы 10 устройства, имеющие значение признака,равное 1. В остальных разрядах регистра 3 адреса сохраняется код, записанный по переднему фронту сигнала 29 заема счетчика 7. Далее по адресу, сформированному в регистре 3 адреса, осуществляется ввод в одну из микропрограмм, т.е. из блока 1 памяти микрокоманд выбирается новая микрокоманда, операционная и управляющая части которой фиксируются в регистре 2 микрокоманд и счетчиках 6 и 7 по заднему фронту сигнала 29 заема на выходе счетчика 7, а в счетчике 13 - по заднему фронту сигнала 30 на выходе заема этого счетчика.

Код задержки ввода признаков, заносимый в счетчик 13, должен быть на единицу меньше общего количества микрокоманд, которые необходимо вы-

полнить до следующего ввода признаков.

Если следующий ввод признаков в адрес должен произойти после выполнения некоторого количества п циклов каждый из которых содержит, например две (1- и j-типа) микрокоманды (фиг.5), или после выполнения ряда микрокоманд с суммарным количеством N, то перед выполнением первой микрокоманды по сигналу 30 заема на выходе счетчика 13 в этот счетчик должен быть загружен код числа N - 1.

При выполнении микрокоманд шифра- тор 8 с помощью сигнала 27 на входе 5 синхронизации устройства формирует на выхода5{ 12 устройства программируемый ряд микроприказов.

Например, в первой (i-типа) микрокоманде каждого цикла вырабатываются микроприказы 31, 32 и 33, а во второй микрокоманде (j-типа) - микро приказы ЗА и 35.

В последнем микротакте каждой микрокоманды на выходе заема счетчика 7 микроприказов вырабатывается сигнал 29 заема, который осушествля- ет запись по переднему фронту текущего адреса следующей микрокоманды в регистр 3 адреса, прием разрядов следующей микрокоманды в регистр 2 микрокоманды и в счетчики 6 и 7 ,поступает на счетный вход счетчика 13, содержимое которого уменьшается па единицу.

После выполнения (N - 1)-й микрокоманды значение счетчика 13 равно и

нулю, и при выдаче последнего микро- приказа в К--й микрокоманде одновременно с сигналом 2У заема счетчика 7 вырабатывается сигнал 30 заема счетчика 13, осуществляющий ввод признаков в адрес следующей микрокоманды и загрузку в счетчик 13 нового значения кода задержки ввода признаков, как описано выше, и осуществляется переход на К(-ю микрокоманду, в которой выдаются микроприказы 38, 37 и 36.

Таким образом можно осуществлять ввод признаков в адрес нужной микрокоманды после выполнения необходимого числа микрокоманд (циклов микрокоманд), т.е. выполнять циклы по количеству.

При подаче на вход 14 прерывания устройства сигнала 39 или 40 на выходах заема счетчиков 7 и 13 по импуль

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

су 27 вырабатываются соответственно сигналы 29 и 30 заема. По сигналам 29 и 30 заема происходит прием текущего адреса следующей микрокоманды в регистр 3 адреса, ввод в регистр 3 адреса признаков через группу 4 элементов И и загрузка новой микрокоманды в регистр 2 микрокоманды и счетчики 6, 7 и .13, как описано выше. После выдачи микроприказа 31 происходит прерывание текущей микрокоманды и переход на новую подпрограмму (Kj-я микрокоманда).

Пунктиром на фиг.5 показаны микро- приказы 32-35, которые должны вырабатываться при отсутствии сигнала внешнего прерывания.

Пересчетная схема по фиг.2 работает следующим образом.

После подачи на вход 24 пересчетной схемы сигнала 28 установки в О (фиг. b ) по синхросигналу 27, поступающему на вход 23 пересчетной схемы и первый вход элемента И-НЕ, на выходе элемента И-НЕ вырабатывается сигнал 41 отрицательной полярности, поступаю1Щ1Й на счетньш вход счетчика 16, на выходе которого вырабатывается сигнал заема, поступаюш й на Н-вход триггера 20. На выходе 19 пересчетной cJteMbJ вырабатывается сиг- fian 42 заема, имеющей низю1Й уровень, который, поступая с выхода триггера 20 на второй вход элемента И-НЕ 17, блокирует (прерывает) синхросигнал 41 на выходе элемента И-НЕ (счетном входе 26 счетчика 1б) и при соединении выхода 19 ,с входом 18 (фиг.2, пунктир) обеспечивает прием с входов 22 пересчетной схемь кода числа, который фиксируется в счетчике 16 по окончании сигнала 42 заема на выходе 19, что обеспечивается установкой триггера 20 в 1 по S-входу при окончании синхроимпульса на входе 23 пересчетной схемы. При поступлении следующих синхросигналов на вход 23 пересчетной схемы происходит уменьшение содержимого счетчика 16 на единицу, после обнуления счетчика по сигналу 27 на входе 23 пересчетной схемы на выходе 19 вырабатывается сигнал 42 заема и может быть загружен новый код в счетчик 16. Если в процессе счета после подачи на выход 23 пересчетной схемы переднего фронта сигнала 27 синхронизации на вход 25 формирования заема подается

сигнал ЗУ прерывания, то на выходе 19 пересчетной схемы фopмиpyetcя сигнал 42 заема и ввод нового содержимого в счетчик 16 можно произвести до обнуления этого счетчика, т.е. в любом микротакте. При этом вне устройства должна быть обеспечена временная привязка сигнала 39 на входе 25 формирования заема к синхросигна- лу 27 на входе 23 пересчетной схемы. Пересчетная схема по фиг.З рабд- тает следующим образом.

После подачи на вхдд 24 пересчетной схемы сигнала 28 установки в О (фиг.7) на выходе заема счетчика 16 по синхросигналу 27 на входе 23,поступающему на счетный вход счетчика 16 через первый вход элемента И-НЕ 17, появляется сигнал заема, который устанавливает в О генератор 21 одиночного импульса, и на выходе 19 зае |ма пересчетной схемы вырабатывается сигнал 42 заема, имеющий уровень О, который, поступая с выхода ге- нератора 21 одиночного импульса на второй вход элемента И-НЕ 17, блокирует (прерывает) синхросигнал 41 на выходе элемента И-НЕ (счетном входе счетчика 16) и при соединении выхода 19 пересчетной схемы с входом 18 (фиг.З, пунктир) обеспечивает прием с входов 22 пересчетной схемы кода числа, который фиксируется в счетчике 16 по окончании сигнала заема на выходе 19, что обеспечивается сбро- сом сигнала на инверсном выходе генератора 21 одиночного импульса по . окончсшии синхроимпульса 27. поступающего на вход формирующей частоты генератора одиночного импульса с входа 23 пересчетной схемы.

При поступлении следующих синхросигналов на вход 23 пересчетной схемы происходит уменьшение содержимого счетчика 16, и после его обнуления по сигналу 27 на входе 23 пересчетной схемы на выходе 19 вырабатывается сигнал 42 заема и в счетчик 16 может быть загружен новый код. Если в процессе счета на вход 25 формиро вания заема пересчетной схемы подается асинхронный сигнал 40 прерывания то на выходе 19 пересчетной схемы по сигналу 27 на ее входе 23 формируется сигнал заема и ввод нового со- держимого в счетчик 16 можно произ вести до обнуления этого счетчика, т.е. в любом микротакте. При этом

5 п

5

0

временная привязка асинхронного си1- нала 40 прерывания обеспечивается структурой пересчетной схемы.

Таким образом, предлагаемое микро- программное управляющее устройство позволяет организовать циклы по количеству за счет введения дополнительного счетчика и осуществлять переход на новую микрокоманду в любом микротакте путем прерывания микрокоманды или микропрограммы за счет введения входа внешнего.прерывания. .

Реализация счетчиков 7 и 13 в виде пересчетных схем повышает устойчивость их работы.

Введение дополнительного (третье- го) счетчика 13 компенсируется сокращением числа разрядов регистра 2 микрокоманд за счет исключения из последнего разрядов текущего адреса еле- дукнцей микрокоманды.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микро- команд, регистр адреса, регистр микрокоманд, группу элементов И, два счетчика и щи фратор, причем выход регистра адреса подключен к адресному входу блока памяти микрокоманд, выход кода микрооперации которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, первый, второй и третий выходы которого подключены со ответственно к выходу кода операции устройства, первому информационному входу.шифратора и к входу управления направлением счета первого счетчика, выход которого подключен к второму информационному входу шифратора,выходы группы которого подключены к группе управляющих выходов устроист- IB а, выход кода комбинации управлякг- щих сигналов блока памяти микрокоманд подключен к информационному входу первого счетчика, выход каличест- ва повторений микрокоманды блока памяти микрокоманд подключен к информационному входу второго счетчика, выход сигнала заема которого подключен к синхровходу регистра микрокоманд, входам записи информации первого и второго счетчиков, вход синх- ронизаЦии устройства подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, вход начальной установки устройства подключен к входам началь

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в цифровых вычислительных системах. Целью изобретения является упрощенна устройства. Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса, вход 5 синхронизации,счетчики 6 и 7, шифратор 8, выход 9 кода операции, входы 10 логических условий, вход 11 начальной установки,управляющие выходы 12, счетчик 13.Поставленная цель достигается за счет возможности организации циклов выполнения одной микрокоманды. 7 ил.

/i

cpus.Z

(риеЗ

77

78 29

30

п-и

фир.

И.Рыбченко

О) « (Ч|

Составитель М.Силин Техред Л.Олийнык

Корректор И.Муска