Микропрограммное устройство управления Советский патент 1980 года по МПК G06F9/12 

(54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

I , ,...

Предлагаемое устройство относится к области вычислительной техники. Устройство может быть .использовано для управления работой ЦВМ.

Микропрограммные устройства ytipafrления (МПУУ) известны. Суть известных МПУУ сводится к хранению микропрограм выполнения операций в ЗУ с выборкой их в зависимости от кода операций и условий возникающих при вьтолнении операций.

В настоящее время наибольшее распространение получилб кодирование микрокоманд независимыми раздельно закодированными полями Ш

Наиболее близким по технической сущности является микропрограммное устройство управления 2 , содержащее регистр адреса, дешифратор адреса, накопитель, регистр микрокоманд, первую ступень дешифратора микрокоманд, при-feM входы накопителя соединены, соответственно, с выходами дешифратора адреса, а выходы - со входами регистра микрокоманд, операционные выходы которого

подключены ко входам первой ступени дешифратора микрокоманд, а адресные BI ходы подключены к первому входу регис ра адреса, второй вход которого являет ся устройством, выход регистра адреса подключен ко входу дешифратора адреса.

Недостатком такого МПУУ является то, что каждое поле имеет строго ограниченный набор микроопераций, определяемый величиной , де п - разрядность ПОЛЯ, и фиксированную длину, что приводит к увеличению разрядности накопителя и регистра микрокоманд.

Целью изобретения является создание МПУУ с уменьшенными аппаратурными затратами и повышенной гибкостью кодирования информации.

В изобретении поставленная цель достигается введением групп элементов ИЛИ, групп элементов И и К-1-ой ступени дешифратора микрокоманд, при этом входы d -рй (d I, К) ступени дешифратора микрокоманд соединены с выходами С1.-1--ОЙ ступени соответственно, а выходы d -ой ступени дешифратора микрокоманд - со входами d, +1-ой ступени, дешифратора „микрокоманд и соответственно, первыми входами группы элементов И, вторЫёвХбдь Которой подключены соответственно с выходами группы элементов ИЛИ, входы которой соответственно связаны с вькодами дешифратора адреса, причем выходы элементов И группы sroляются выходами устройства. Сущность предлагаемого. изобретения 1заключаётся в том, что каждое операционное попе микрокоманды в одном такте, мржет участвовать в формировании на одного, а нескольких управляющих сигналов «1ТО определяется сигналами с выходов групп элементов ИЛИ, входы которых соединены с выходами дешифр§т6|)а адреса. Изл6жённаясуШ6сть;т ШШШтёя чертежом, где показана схема МПУУ. ПМУУ по предполагаембму изофетеии состоит из регистра I адреса мнкроК( манд, дешифратора 2 адреса микрокоманд накопит(еля 3, регистра микрокоманд 4, 5, 6, 7, 8, К -ступенчатого дешифратора мйкрокоманд is, гдепёрЪая ступень дешифратора - 9, 10, JLI, 12, вторая ступень с ешифратора - 13, 14, 15 третья ступень - 16, 17, К -1ая ступень дешифратора 18, группы элементов 9i - I8i И группы элементов Эз -182 ИЛИ. Работу МПУУ поясним на койкретном примере; .J, , ., „, ..... . Код адреса микрокоманд по кодовьхм шинам адреса (вход устройства) посту пает/на регистр 1 адреса Микрокоманд. Дешифратор 2 адреса микрокоманд выбирает микрокоманду из накопителя 3, ко торая пЪСтупаёт На регистр микрокоманд 4,5,6,7,8. МногосТупенчатьгй деши4фатЬр 19 декодирует код операционного поля 5 6,7,8 регистра микрокоманд 4,5,6,7,8 } Сигналы с выходов 26 - 35 многоступенчатого дешифратора 19 поступают на первые входы группы элементов 9 -18i И, Код ащэесного поля 4 рёгйст ра siMKpo команд 4,5,6,7,8 посту пае t на регистр адреса микрокоманд. Сигналы с выходов группы элементов Og -ISa ИЛИ, посту tfaJbTна вторые вхойы определенных груп элементов 9.J -181 И,тем самым опре д йня, :какйё упрйвлйкэшиё сигналы из всё го набора управляющих сигналов 36-45 необходимо выработать в ;йаннбК такте (36-45 - выходы устройства по которым йДуТ УйраВПяющиё сигнаттьт на Ирполни ЙьнЕ1ё с: ШмИ/ ТпрйЧёЙй едасЩ гакте сигнал может идти только по одной шине из группы)., Например, если возбуждена выходная щина 21 дешифратора 2 адреса микрокоманд, то сигнал по шине 21 поступает на входы группы элементов 92 , 10 ИЛИ и далее на вторые входы группы элементов 9j, 10 И, тем самым определяя, что в данном такте будут в)ыработаны уп- : равлякщие сигн1алы 36, 37. Бели возбужйёна вь1ходн1ая шина 23, то в данном такте будут выработаны управляющие сигналы 36, 37, 45, если возбуждена выходная шина 24, то в данном такте будет выработан управляющий сигн1ал 45. Как видно из анализа работы МПУУ, не изменяя кода операционного 5,6,7,8 регистра микрокоманд 4,5,6,7,8 можно формировать различные сочетания управляющих сигналов, определяемые сигналами с вькодов группы элементов 92-18 ИЛИ, что повьпиает гибкость кодирования информации. Оценим уменьшение разрядности реги--. стра микрокоманд накопителя на ..конкретном примере. Пусть операционная часть регистра микрокоманд и накопителя имеет 12 полей, по 2 разряда в каждом, то есть содержит 24 разряда. Выходы каждогЧ)поля соединены со входами одноступенчатого Дешифратора на 2 входа. В этом случае МПУУ в одном такте сможет выработать максимально 12 управляк)щих сигналов. Если теперь ввести вторую ступень дешифрации управляющие сигналы формировать первой и второй ступенями дешифратора полей, то в одном такте уже может быть выбрано 18 управляющих сигналов. Как видно из приведенного примера, введение только одной . дополнительной ступени дешифрации позволило увеличить число управляющих сигналов, формируемых в одном такте в 1,5 раза. Если ввести вторую дополнительную ступень дешифрации, то уже в одном Такте может бытьвыработан 21 уп равляющий сигнал. При вводе третьей дополнительной ступени дешифрации в одном такте может быть выработано 22 управлякнцих сигналов. Из приведёиного примера следует, что при введении 3-х дополнительных ступеней дешифрааии, число управляющих сигналов, вырабатываемых в одном такте увеличилось почти в 2 раза./ Следовательно, если требуется в од,ном такте выработать некоторое количество управляющих сигналов, то путем до571бавления новых ступеней дешифрирования можно сократить почти в два раза раз .рядность регистра микрокоманд и емкость накопителя по сравнению с тем,когда декодирование полей осуществляется одной .ступенью дешифраторов. Таким образом, использование каждой . ступени многоступенчатого дешифратора поля микрокоманды дпй декодиробания кода поля, а нб однозначное декодирование кода поля (см. С21 ) позволяет повысить f гибкость кодирования информации в поле микрокоманды и уменьшить разрядность. регистра микрокоманды и накопителя. Формула и зобре-тения :,- ....-.;/ ч- ... , ; Микропрограммное устройство управления, содержащее регистр адреса, деши4к ратор адреса, ракопитель, регистр микрокоманд, первую ступень дешифратора микрокоманд, причем входы накопителя Ьоёдйнены, cootBeTCTBeHHo, с выходами дешифратора адреса, а выходы - со входами регистра микрокоманд, операционные выходы которого подключены ко входам первой ступени дешифратора микрокоманд, а авресные выходы подключены к первому входу регистра адреса, второй вход 7 которого является входом устройства, выход регистра адреса подключен ко входу дешифратора афеса, отличающееся тем, что, с целью уменьшения аи- паратурных затрат и повышение гибкости кодирования информации, в него введены группы элементов И, ИЛИ и К-1 ступеней дешифратора микрокоманд, при этом входы с1-ой (cl«sl,K) ступени дешифратора микрокоманд соединены соответственно с выходами dL-1-ой сТупёни дешифратора микрокоманд, а выходы d-и ступени дешифратора мйкрюкоманд подключены, соответственно, ко входам сХ+1-ой ступени дешифратора микрокоманд и тюрвым входам элементов И группы, вторьш в:ходы которых по лючены, соответстбенно, к выходам группы элементов ИЛИ, входы которых, соответственно, связаны с выходами дешифратора адреса, причем выходы элементов И группы являются выходами устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Хассон С. Микропрограммное управление, М., Мир, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 331387, кл. G 06 Р 9/12, 1970 (прототип). .