Микропрограммное устройство управле-Ния Советский патент 1981 года по МПК G06F9/22 

(54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления цифровых вычислительных машин. Известно микропрограммное устройство управления, содержащее память микрокоманд,генератор тактовых импульсов, дешифраторы, регистр микрокоманд, логические схемы И и ИЛИ 1 Недостаток устройства - необходимость значительных затрат оборудования на его реализацию. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является микропрограмм ное устройство управления, содержаще память микрокоманд, память констант, генератор тактовых импульсов, счетчик адреса, счетчик микрокоманд и m дешифраторов 2. Однако данное устройство имеет существенные недостатки. Это - большие затраты памяти и оборудования на реализацию схем управления блоками памяти (имеется две памяти, память микрокоманд и память констант, каждая из которых имеет собственную схе му управления - счетчик микрокоманд и счетчик адреса); для выполнения . режима трата в данном устройстве, когда по ходу выполнения программы не требуется выдавать на выходы устройства никаких микроопераций в течение определенного отрезка времени (тактов), необходимо оставлять в па- мяти микрокоманд зоны нулевых ячеек, число которых равно количеству режимов трата в nporpaNwe. Число нулевых ячеек в каждой зоне зависит от количества тактов, в течение которых необходимо произвести режим трата. Все это приводит к значительному увеличению затрат памяти микрокоманд при реализации такого устройства управления. Цель изобретения - сокраццение оборудования. Достигается это тем, что в микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, генератор тактовых импульсов, счетчик и m дешифраторов, причем первый и второй выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющим входом блока памяти и счетным входом счетчика, первый выход которого соединен с адресным входом блока памяти, группа выходов которого соединена с информационными входами дешифраторов, группы выходов которых являются группами выходов устройства, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым входом генератора тактовых импульсов и с первым информационным вxoдo счетчика, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первыми выходами гп и ()-го дешифраторов, введен регист первый, второй и третий управляющие входы которого соединены соответстве но с первым выходом первого дешифратора и выходами второго и третьего дешифраторов, выход регистра соединен с вторым информационным входом счетчика, третий управляющий вход ко торого соединен с вторым выходом пер вого дешифратора, третий выход которого соединен с управляющими входами остальных дешифраторов, выход (т-2)-го дешифратора соединен с вторым входом генератора тактовых импульсов г третий вход которого соединен с вторым выходом счетчика, первый выход которого соединен с первым информационным входом регистра, второй информационный вход которого сое динен с третьим входом устройства, а группа выходов блока памяти соединена с выходом устройства и с третьими информационными входами счетчика и регистра. Блок-схема устройства представлена на чертеже. Микропрограммное устройство управ ления содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок памяти 2, счетчик 3, дешифраторы 4, f 4 регистр 5, На чертежеобозначены вхо ды счетчика 6-11, выходы счетчика 12 13, входы регистра 14-19. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 тактовых импульсов вы рабатывает сигналы считывания информации из блока памяти 2 и сигналы, по которым состояние счетчика 3 изменяется на единицу после каждого опроса блока памяти 2, Микрокоманда, считанная из блока памяти 2 по адресу, указанному в счетчике 3, поступает на дешифраторы 4 , 4,j, 4 а/ .... 4, и в соответствии с кодом, записанным в каждой группе, на выходах этих дешифраторов вырабатываются микрооперации, которые подаются к устройствам цифровой вычислительной машины (на чертеже не показана) для выполнения соответствующих действий Значение счетчика 3 увеличивается на единицу, проводится считывание мик рокоманды из следующей ячейки блока памяти 2 и ее расшифровка, цикл работы устройства управления повторяется. Чтение констант из блока памяти 2 и передача их в абоненты устройства управления происходит следующим образом. Каждому выходу дешифратора 4 потавлен в соответствие абонент устройтва управления,- которому будет произедена запись константы из блока паяти 2. При возбуждении хотя бы одого из выходов дешифратора 4 на его третьем выходе, связанны с управляющими входами остальных дешифраторов, появляется сигнал, запрещающий выработку микроопераций на выходах дешифраторов 4, 4 4. Поэтому при считывании константы из блока памяти 2 и передачи ее абоненту устройства управления в соответствии с возбужденнш выходом дешифратора 4 дешифраторы 4, 4, . , . 4 не работают и ложные микрооперации не вырабатываются. Для осуществления- безусловных переходов в микропрограмме проводятся обращение к блоку памяти 2 за константой и запись считанной константы по третьим информационным входам 9 на счетчик 3 по микрооперации, вырабатываемой вторым выходом дешифратора 4 и появляющейся на третьем управляющем входе б счетчика 3. Режим трата в микропрограмме производится следующим образом. На регистр 5 производится запись константы из блока памяти 2 по третьим информационным входам 17 по микрооперации, вырабатываемой первым выходом дешифратора 4 и появляющейся на первом управляющем входе 14 регистра 5. Значение этой константы должно соответствовать адресу той ячейки блока памяти 2, которой будет передано управление после выполнения режима трата. Затем на счетчик 3 производится запись константы (), где п - число разрядов счетчика 3, К - число тактов, в течение которых осуществляется режим трата. При обращении к блоку памяти 2 по адресу () на первом выходе дешифратора . вырабатывается микрооперация, воздействующая на второй вход генератора 1 тактовых импульсов, и по которой генератор 1 тактовых импульсов прекращает со следующего такта вырабатывать сигналы считывания информации из блока памяти 2. При этом с выхода генератора 1 тактовых импульсов на счетный вход счетчика 3 продолжают поступать сигналы, по которым состояние счетчика 3 изменяется на единицу после прихода каждого импульса на счетный вход. Когда состояние счетчика 3 будет характеризоваться числом (), т.е. все п разрядов счетчика 3 находятся в единичном состоянии, то по приходу очередного импульса на счетный вход счетчика 3 на его втором выходе 13 вьдрабатывается сигнал переполнения счетчика 3, по которогиу производится перезапись содержимого регистра 5 по .третьим информационным входам 11 на

счетчик 3. При этом сигнал переполнения счетчика 3 воздействует также на третий вход генератора 1 тактовых импульсов, генератор 1 тактовых импульсов начинает вырабатывать со следующего такта сигналы считывания и 1формации из блока памяти 2, и микропрограмма продолжает выполняться с той ячейки блока памяти, адрес который был записан на регистр 5 перед выполнением режима трата.

Таким образом, для организации режима трата любой длительности тратится всего три ячейки блока памяти, чем достигается ее значительная экономия.

Условные переходы в микропрограмме осуществляются следующим образом.

Если по ходу программы необходимо проанализировать состояние входов устройства, связанных с первыми информационными входами 10 счетчика 3, или выходов регистра 5, связанных с вторым информационным входом 11 счетчика 3, то на первый 7 и второй 8 управляющие входы счетчика 3, связанные с первыми выходами соответственн m и (m-l)-ro дешифраторов, поступают микрооперации, по которым информация с входов устройства или с выходов регистров 5 записывается на счетчик 3, и управление передается той ячейке блока памяти 2, адрес которой соот-ветствует данному состоянию входов устройства, связанных с информационными входами 10 счетчика 3, или данному состоянию выходов регистра 5.

С целью расширения функциональных возможностей при организации условных переходов информация на регистр может записываться также с входов усройства, связанных со вторыми информационными входами 18 регистра 5, и с первого выхода 12 счетчика 3, связанного с первым информационным входом 19 регистра 5, по микрооперациям вырабатываемым первыми выходами дешифраторов 4 и 4о и поступающих соответственно на второй 15 и третий 16 управляющие входы регистра 5.

Наличие в составе устройства регистра, соединенного с дешифраторами, счетчиком, с выходами блока памяти и входами устройства, а также наличие связей блока памяти с выходами устройства и входами счетчика и регистра, связей входов генератора тактовых импульсов с выходами дешифратора и счетчика, третьего выхода первого дешифратора с управляющими входами остальных дешифраторов

позволяет исключить память констант и счетчик адреса, что обеспечивает значительное сокращение затрат памяти.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, гене-, ратор тактовых импульсов, счетчик

o и m дешифраторов, причем первый и второй выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющим входом блока памяти и счетным входом счетчика, первый вы5ход которого соединен с адресным входом блока памяти, группа выходов которого соединена с информационными входами дешифраторов группы выходов которых являются группами выходов устройства, первый и второй входы

0 которого соединены соответственно с первым входом генератора тактовых импульсов и с первым информационным входом счетчика, первый и второй управлянэдие входы которого соединены

5 соответственно с первыми выходами m и (m-l)-ro дешифраторов, отличающееся тем, что, с целью сокращения оборудования, оно содержит регистр, первый, второй и тре0тий управляющие входы,которого соединены соответственно с первым выходом первого дешифратора и выходами второго и третьего дешифраторов, выход регистра соединен с вторым ин5формационным входом счетчика, третий управляющий вход которого соединен с вторым выходом первого дешифратора, третий выход которого соединен с управляющими входами остальных дешифраторов, выход (т-2)-го дешифратора

0 соединен с вторым входом генератора тактовых импульсов, третий вход которого соединен с вторым выходом счетчика, первый выход которого соединен с первым информационным входом ре5гистра, второй информационный вход которого соединен с третьим входом устройства, группа выходов блока соединена с выходом устройства и с третьими информационными входа0ми счетчика и регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

№ 519710, кл. G 06 F 9/16, 1974 (про тотип).

18