Микропрограммное устройство управления Советский патент 1980 года по МПК G06F9/14 

1

Изобретение относится к вычисли ч тельной технике и может быть использовано в устройствах управления личного рода радиотехническими системами, в частности, для управления выполнением операции в ЦВМ,

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее регистр команд, дешифратор операций, счетчик адреса микрокоманд, дешифратор адрёса микрокоманд, блок памяти микрокоманд, генератор импульсов, узел пуска-останова, блок памяти команд, регистр управляющих сигналов, регистры адреса микрокоманд безусловного перехода, дешифратор безусловных переходов, регистр позиционных адресов безусловных переходов, коммутатор 1 .

Недостатком известного устройства является низкая надежность устройства в работе.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является микропрограммное устройство управления 2j, содержащее блок памяти, первые входы которого связаны через дешифратор адреса операций и блок формирования адреса операции 3 со входом

4 микропрограммного устройства управления. Вторые входы блока памяти 1 подключены через дешифратор гщреса фаз операции 5 и коммутатор адресов

5 фаз операции 6 к выходам - регистров адреса фазы , где К: - максимальное количество фаз (этапов) при выполнении операции, входы которых подключены к выходам блока памяfO ти 1. Управляющие входы коммутатора адреса фаз операции 6 связаны с выходами дешифратора бл-ока управления когимутатором адресов фаз операции 8, (блок 8 выполнен на счетчике, ключенном ко входам дешифратора), подключенного ко второму входу 9 микропрограммного устройства управления. Третьи входы блока памяти 1 связаны через дешифратор адреса микрокоманд 10 с выходами счетчика адреса микрокоманд 11, подключенного к узлу пуска-останова 12. Выхо.цы блока памяти 1 связаны через регистр микрокоманд 13с выходами 14 микропрограммного устройства управления.

Известное устройство имеет низкую надежность из-за того, что длина слова, выбираемого из накопителя, имеет большую разрядность, достигакниую 100-200 разрядов. Целью изобретения являете повьи нйе надежности работы микропрограммнрго устройства управления. Поставленная цель достигается те что в микропрограммное устройство у равления, содержащее блок памяти, первая группа входов которого соед нена через дешифратор адреса операц с группой выходов блока формировани алреса операции, вход признаков ко торого является первым входом устро ctBa, а управляющая группа входов блока управления коммутатором адреЪфв фазы операции, вход которого яв лйется вторым входом устройства, а группа выходов блока управления ком мутатором адресов фазы операции сое с группой входов управления коммутатора адресов фазы операции, вторая группа входов которого соеди нена с выходами регистров адреса фазы,а группа выходов - е группой входов дешифратора адресов фазы опе рации, группа выходов которого сфединена со второй группой входов блока памяти, третья группа входов которого соединена с группой выходов дешифратора адреса микрокоманды, первая группа выходов блока паMiiTH соединена с группами входов ре гистров адреса фазы.вторая группа вйходов - с первой группой входов уЭЛа nycKa ocTaEiOBa, и регистр микрокоманд, группа выходов которого является группой выходов устройства, введены коммутатор адресов микрокоманд, блок управления коммутато ром адресов микрокоманд, регистры адресов микрокоманд, группы элементов И, причем первая группа входов коммутатора адресов микрокоманд соединена с выходами регистров адресов микрокоманд, группа входов управления коммутатора адресов микрокоманд с группой выходов блока управления коммутатором адресов мик рокоманд, а группа выходов коммутатора адресов микрокоманд - с группо входов дешифратора адреса г-жкрокоманд, Группа входов всех регистров ёдресов микрокоманд соединены с ; третьей группой выходов блока памяти, группа выходов узла пуска-останова соединена с группой входов бло ка управления коммутатором адресов Микрокоманд и с первой группой входов блока управления коммутатором адресов микрокоманд и с первой груп пой входов блока управления коммутатором адресов фазы операции, а вт рой вход является третьим входом устройства, вторая группа выходов блока памяти подключена к соответствующим входам элементов И всех групп, входы управления которых соединены С соответствующими выходами дешифратора адресов фаз операции и G входами управления регистров микрокоманд, группа входов которых сое динена с группой выходов элементов И соответствующей группы. Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 - представлена блок-схема известного микропрограммного устройства управления; на фиг,2 - представлена блок-схема данного микропрограмного устройства управления. Микропрограммное устройство управления {фиг,2) содержит: блок памяти 1, первые входы которого связаны через дешифратор адреса операций 2 и блок формирования адреса операции 3 со входом 4 микропрограмного устройства управления. Вторые входы блока памяти 1 подключены через дешифратор адреса фаз операций 5 и коммутатор адресов фаз операции б к выходгм К - регистров адреса фазы 7, где К - максимальное количество фаз (этапов) при выполнении операции, входы которых подключены к первым выходам блока памяти 1, Цепи управления KOMiviyTaTOра б связаны с выходами дешифратора блока управления коммутатором адресов фаз операции 8, (блок 8 выполнен на счетчике, подключенном ко входам дешифратора), подключенного ко второму входу 9 микропрограммного устрбйства, Третьи входы блока памяти 1 подключены к выходам дешифратора адреса микрокоманд 10, Узел пускаостанова 12, подключенный к выходам блока памяти 1, связано с блоками управления ком1- утатором адресов фаз операции 8 и блоком формирования адреса операции 3, Выходы регистра микрокоманд 13 подключены к выходам 14 микропрограммного устройства управления. Входы дешифратора адреса микрокоманд 10 связаны через коммутатор адресов микрокоманд 15 с вы- . ходами п регистров адреса микрокоманд 16, где п - максимальное количество микрокоманд в фазе выполняемой операции, входы которых подключены ко вторым выходам блока памяти 1, Цепи управления коммутатора 15 связаны с выходами дешифратора блока управления коммутатором адресов микрокоманд 17 (блок 17 выполнен на счетчике, подключенном ко входам дешифратора), подключенного к узлу пуска-останова 12, связанного с третьим входом 18 микропрограммного устройства управления, Третьи выходы блока памяти 1 подключены параллельно ко входам К групп элементов И 19, связанных с соответствующими группами триггеров регистра микрокоманд-13, Цепи управления групп элементов И 19 и триггеров регистра микрокоманд 13 подключены к соответствующим выводам дешифратора адресов фаз 5, Микропрограммное устройство управ ления (фиг,2) работает следующим образом. В последней микрокоманде последней фазы выполняемой операции на вход 4 в блок 3 поступают необходимые признаки из блоков ЦВМ, и в нем формируется код следующей операции, который затем поступает через дешифратор адреса операций 2 на первые входы блока памяти 1 и обеспечивает выбор из него начальных адресов всех фаз, необходимых для использования в этой операции. Эти начальные адреса фаз переписываются из блока памяти 1 в регистры адреса фазы 7, при этом выход регистра адреса первой фазы 7 сразу же подключается ко вторым входам блока памяти 1 через деши ратор адреса фазы операции 5 и коммутатор адресов фаз операции 6 блоком управления коммутатора адресов .8, что обеспечивает выбор из блока памяти 1 всех адресов микрокоманд дггя первой фазы операции, которые переписываются в п регистров адреса микрокоманд 16,причем выход регистра адреса первой микрокоманды 16 первой фазы сразу же подключается к третьим входам блока памяти 1 через дешифратор адреса микрокоманд 10 и коммутатор адресов микрокоманд 15 блоком управления коммутатором адреса микрокоманд 17, что обеспечивает прохождение новой микрокоманды на йыход устройства. Далее, отключается вход 4 от блока 3 и подключается узел пуска-останова 12. При этом на вход счетчика в блоке 17 подаются импульсы, что обеспечивает последовательное подключение выходов регистров адресов Микрокоманд 16 - 16 ко входам дешифратора адреса микрокоманд 10, а значит и последовательную выборку из блока памяти 1 всех микрокоманд для 1-й фазы данной операции, которые Проходят только через первую группу элементов И 19 и первую группу триггеров 13 регистра микрокоманд 13 на выходы 14 микропро граммного устройства управления,подключаемые коммутатором 5. Следует за метить, что так как в каждой фазе операции используются только вполне определенные управляющие сигналы, например, сигналы, необходимые для формирования адреса команды, адреса операнда, сигналы, необходимые для осуществления выполнения действий над операндами, и т.д., поэтому дли на слова, выбираемого из блока памя ти, может быть .существенно уменьшена, а в идеальном случае она может раз. В после быть уменьшена в ней микрокоманде 1-й фазы счетчик блока 17 обнуляется, а счетчик блок 8 подключает выходы регистра адреса 2-й фазы 7 через коммутатор адресов фаз операции б и дешифратор адресов фаз операции 5 ко вторым входам блока Пс1мяти 1, что обеспечивает выбор из блока памяти 1 всех адресов микрокоманд для второй фазыопераций которые переписываются в п регистров адреса микрокоманд 16, причем выход регистра адреса первой микрокоманды 16 второй фазы сразу же подключается.к третьим входам блока памяти i через дешифратор адреса микрокоманд 10 и коммутатор адресов микрокоманд 15 блоков управления коммутатором адресов микрокоманд 17,что обеспечивает выборку и прохождение первой микрокоманды второй фазы операции на выход 14 микропроЕраммного устройства управления, но уже через вторую группу элементов И 19 , которая подключается дешифратором гщресов фаз 5 на время выборки всех микрокоманд для второй фазы операции. Далее, на вход счетчика блока 17 подаются импульсы, что обеспечивает последовательное подключение выходов регистров адресов микрокоманд 16 16 ко входам дешифратора адреса микрокоманд Ю и т.д. В последней микрокоманде последней фазы выполняемой операции на вход 4 в блок 3 поступают необходимые признаки для следующей операции из блоков ЦВМ, и в нем формируется код следующей операции, после чего цикл работы повторяется. В данное микропрограммное устройство управления дополнительно введены группы элементов И, коммутатор адресов микрокоманд, регистры адресов микрокоманд, блок управления коммутатором адресов микрокоманд и ряд новых связей, что позволило повысить надежность микропрограммного устройства управления за счет: -подключения только 1 к части выходов микрокоманд, используемых в выполняемой фазе операции, так как при этом исключаются ошибки от нерабочей, большей части микрокоманды; -отключения выходов большей части микрокоманд, не используег ых в выполняемой фазе операции, т.е. отключения (К-1) групп выходов, с исключением ошибок работы соответствующих групп элементов И и триггеров регистра микрокоманд; -сокращения длины слов, записываег«ьах в блок памяти, примерно в К раз, так как при этом сокращается количество элементов и связей в блоке памяти. Формула изобретения Микропрограммное устройство управления содержащее блок памяти, первая jpynna входов которого соединена через дешифратор адреса операдий с группой выходов блока формирования адреса операций, вход признаков которого является первым входом устройства, а управляющая группа входов соединена с первой группой входов блока управления коммутатором адресов фазы операции, вход которого является вторым входом устройства,а группа выходов блока управления коммутатором адресов фазы операции соединена с группой входов управления коммутатора адресов фазы операции, вторая група входов которого соединена с выхо.дами регистров адреса фазы, а группа выходов - с группой входов дешифратора адресов фазы операции, группа выходов которого соединена со второй груцпой входов блока памяти, третья группа входов которого соединена с группой выходов дешифратора адреса микрокоманды, первая группа выходов блока памяти соединена с группами входов регистров адреса фазы, вторая группа выходов - с первой группой входов узла пуска-останова, и.регист микрокоманд, группа выходов которого является группой выходов устройства, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены коммутатор адресов микрокоманд, блок управления коммутатором адресов микрокоманд, регистры адресов микрокоманд, группы элементов И, причем группа входов коммутатора адресов микрокоманд соединена с выходами регистров адресов микрокоманд, группа входов управления коммутатора адресов микрокоманд с группой выходов блока управления коммутатором адресов микрокоманд, а - группа выходов коммутатора адресов микрокоманд - с группой входов дешифратора адреса микрокоманд, группа входов всех регистров адресов микрокоманд соединена с третьей группой

выходов блока памяти, группа выходов

узла пуска-останова соединена с группой входов блока управления коммутатором адресов микрокоманд и с первой группой, входов блока управления коммутатором адресов фазы операции, а

5 второй вход является третьим входом устройства, вторая группа выходов блока подключена к соответствующим входам элементов И всех групп, входы управления которых соединены с

0 соответствую1дими выходами двлифратора адресов фаз операции и с входами управления регистров микрокоманд, группа входов которых соединена с группой выходов элементов И соответствующей группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР 492874,, кл , G Об F 9/14, 1974 г,

2.Заявка № 2317818/24,

кл, G Об F 9/14, 1976 г, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства (протоТ «П) . X {Л X