Микропрограммное устройство управления Советский патент 1989 года по МПК G06F9/22 

Я

00

ю ел

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре автоматизированных систем управления, а также в универсальных и специализированных цифровых вычислительных машинах. Цель изобретения - сокращение емкости памяти микрокоманд. С этой целью в микропрограммное устройство управления, содержащее счетчик 2 адреса, блок 1 памяти микрокоманд, регистр 3 микрокоманд, дешифраторы 4-6, блок 8 местного управления, элемент ИЛИ 11 и группу элементов И 12, введены схема 7 сравнения и счетчик 9 тактов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре автоматизированных систем управления, а также в универсальных и специализированных цифровых вычислительных машинах.

Цель изобретения - сокращение емкости памяти микрокоманд.

На фиг.1 изображена функциональная схема микропрограммного устройства управления; на фиг.2 - граф микропрограммы работы блока местного управления микропрограммного устрой- ства; на фиг.З - структура микрокоманд; на фиг,4 - пример реализации блока местного управления; на фиг.57- временные диаграммы работы блока местного управления.

Устройство содержит (фиг.1) блок 1 памяти микрокоманд, счетчик 2 адреса, регистр 3 микрокоманд, первый 4 и второй 5 дешифраторы, третий дешифратор 6, схему 7 сравнения, блок

8местного управления, счетчик 9 тактов, входы 10 логических условий, элемент ИЛИ 11 и группу элементов

И 12.

Блок 8 местного управления (фиг.4) содержит узел 13 памяти, регистр 14, элемент НЕ 15, генератор 1 6 тактовых импульсов, дешифратор 17, шифратор 18 управляющих сигналов, входы 19-21 логических ус- ловнй и выходы 22-29.

При этом сигналы на выходах шифратора 18 формируются в соответствии с выражениями:

выход 22 (a va3 va4 v а5) ТИ;

выход 23 а7-ТИ;

выход 24 (аО v аб)-ТИ;

выход 25 а4;

выход 26 al-ТИ;

выход 27 а2 -ТИ;

выход 28 а2-ТИ;

выход 29 аЗ-ТИ,

где ai - сигналы с выходов дешифратора 17;

ТИ - сигнал с выхода генератора 16.

В качестве шифратора 18 можно использовать программируемую логическую матрицуо

Блок 8 работает в соответствии с графом микропрограммы (фиг.2). Операционные микрокоманды (фиг.2) задают набор микроопераций микропрограммного устройства и означают: РГЖ:

ПЗУ - регистру микрокоманд присваивается значение постоянного запоминающего устройства; СчА: СчА+1 - к значению счетчика адреса прибавить единицу; СчТ: СчТ+1 - к значению счетчика тактов прибавить единицу; СчА: РгМК - в счетчик адреса переписывается значение регистра микрокоманд.

На фиг.З представлена структура микрокоманд, которые можно реализовать в предложенном устройстве. Первый и второй разряды поля микрокоманды определяют ее тип.

В микропрограммном устройстве управления можно реализовать микрокоманды трех типов: однотактовые операционные микрокоманды, в информационном поле которых записан код микроопераций; многотактовые операционные микрокоманды, в информационном поле которых записан код количества тактов и код микрооперации; управляющие микрокоманды, которые выполняются за два такта работы микропрограммного устройства. В первом такте анализируется логическое условие операционного устройства объекта управления, код которого записан в информационном поле. По результату анализа условия к счетчику адреса прибавляется единица или в него переписывается адрес перехода, записанный в информационном поле микрокоманды.

Устройство работает следующим образом.

Информация из блока 1 памяти по адресу, установленному в счетчике 2 адреса, записывается в регистр 3 микрокоманд по переднему фронту сигнала с третьего выхода блока 8. Если считываемая микрокоманда первого типа (однотактовая операционная), то формируется сигнал с пятого выхода блока 8 на стробирующий вход второго дешифратора 5.

С выхода второго дешифратора 5 сигнал поступает на операционное устройство объекта управления. Одновременно с этим подается сигнал с первого выхода блока 8 на счетный вход счетчика 2 адреса и к его содержимому по переднему фронту этого импульса прибавляется единица. Подготавливается считывание из блока 1 памяти следующей микрокоманды.

При считывании микрокоманды второго типа (многотактовой операционной) сигнал с третьего выхода блока 8 передним фронтом переписывает содержимое блока 1 в регистр 3 микрокоманд. Сигнал с соответствующей группы выходов регистра 3 микрокоманд поступает на информационные входы третьего дешифратора 6 и несет информацию о выбранном операционном устройстве объекта управления.

Сигнал с соответствующей группы выходов регистра 3 микрокоманд задает на первом входе схемы 7 сравнения нужное количество тактов. Например, для трехтактной микрокоманды на первых входах схемы 7 сравнения код будет 010. Блок 8 на седьмом и шестом выходах формирует управляющие сигналы, которые поступают на счетный вход счетчика 9 тактов и стро- бирукиций вход третьего дешифратора 6. На выходе третьего дешифратора.6 формируется сигнал, выбирающий нужное операционное устройство объекта управления. Сигналы с выходов счетчика 9 тактов поступают на входы объекта управления и второй вход схемы 7 сравнения. На фиг.5 показаны временные диаграммы различных состояний счетчика 9 тактов для трехтактной микрокоманды. Первоначально счетчик сброшен, состояние ТО, что соответствуют коду 000 на его выходах. Состоянию Т1 соответствует код 001, а Т2 - код 010. Во время состояния Т2 с выхода схемы 7 сравнения поступает на третий вход блока 8. Блок 8 формирует сигналы На первом и восьмом выходах, которые прибавляют к счетчику 2 адреса единицу и сбрасывают в нулевое состояние счетчик 9 тактов.

Если считывается микрокоманда третьего типа - управляющая, то сигнал с четвертого выхода блока 8 разрешает работу первого дешифратора 4. Одновременно с этим сигнал с первого выхода блока 8 прибавляет единицу к содержимому счетчика 2 адреса. Сигнал с соответствующего выхода первого дешифратора 4 поступают на первый вход соответствующего элемента И 12, на второй вход которого поступает сигнал логического условия. Длительность этого сигнала должна быть не меньше длительности сигнала с четвертого выхода блока 8.

0

5

0

Если значение логического условия равно единице (сигнал с выхода элемента ИЛИ 11), то с блока 8 на счетный вход счетчика 2 адреса поступает сигнал, прибавляя единицу к его содержимому. Если значение логического условия равно нулю, то блок 8 после анализа условия и прибавления к счетчику 2 адреса единицы формирует сигналы, поступающие с третьего выхода на установочный вход регистра 3 микрокоманд и с второго выхода на установочный вход счетчика 2 адреса. При этом информация об адресе перехода сначала записывается в регистр 3 микрокоманд и затем в счетчик 2 адреса. Формула изобретения,

5

0

5

0

5

ройство содержит счетчик тактов, схему сравнения и третий дешифратор, причем первая и вторая группы разрядов выхода многофункционального поля регистра микрокоманд соединены соответственно с информационным входом третьего дешифратора и первым входом схемы сравнения, выход которой соединен с третьим входом логических условий блока местного управления, с шестого по восьмой выходы которого соединены соответственно со стробирующим входом третьего дешифратора, счетным входом и входом сброса счетчика тактов, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выходы третьего дешифратора являются второй группой выходов микроопераций устройства.

ного управления содержит генератор тактовых импульсов, элемент НЕ, узел памяти, регистр, дешифратор и шифратор управляющих сигналов, с первого по восьмой выходы которого являются соответственно с первого по восьмой выходами блока, с первого по третий входы логических условий которого под- подключены к старшим разрядам входа адреса узла памяти, младшие разряды входа адреса которого соединены с выходами регистра и входами дешифратора, выходы которого соединены с ин- 5 формационными входами шифратора управляющих сигналов, стробирующий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом элемента НЕ, выход которого соединен с синхровходом регистра, информационный вход которого соединен с выходом узла памяти.

0

Нет

(рснюноВксГ)

ОднотактоВая микрокоманда

Многотактобая микрокоманда.

Чправпяющая микрокоманде.

Фиг.З

Фиг.Ь