Устройство управления микропрограм-МНыМи пЕРЕХОдАМи Советский патент 1981 года по МПК G06F9/42 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МИКРОПРОГРАММНЫМИ

ПЕРЕХОДАМИ тов и адреса соединены через шину адресов микрокоманд с информациин;;ым входом регистра адреса микрокоманд, первый выход дешифратора микроопераций соединен с первым управляющим входом первого блока элементов И адреса и через элемент НЕ с управляющим входом второго блока элементов И адреса, содержит регистр возврата, счетчик, триггер ветвления, блоки элементов И условий и связи, при .ем информационный вход блока элементов И условий является входом условий устройства, первый и второй управляющие входы блока элементов И условий соединены соответственно со вторым выходом дещифратора микроопераций и с нулевым выходом триггера ветвления, нулевой вход которого соединен с первым выходом дешифратора микроопераций и с управляющим входом третьего блока элементов И адреса, единичный вход триггера ветвления соединен с третьим выходом дешифратора микроопераций, со вторым управляющим входом первого блока элементов И адреса и с управляющим входом блока элементов И связи, информационный вход которого соединен с выходом регистра адреса микрокоманд и со входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом второго блока элементов И адреса, выход блока элементов И связи соединен с первым информационным входом регистра возврата, второй информационный вход которого соединен с выходом блока элементов И условий, выход регистра возврата соединен с входом третьего блока элементов И адреса. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство содержит регистр 1 команд, блок 2 памяти адресов мик1 опрограмм, регистр 3 возврата, блок 4 элементов И связи, блок 5 элементов И условий, регистр 6 адреса микрокоманд, третий блок 7 элементов И адреса, второй блок 8 элементов И адреса, элемент НЕ 9, первый блок 10 элементов И адреса, счетчик 11, триггер 12 ветвления, дешифратор 13 микроопераций, шину 14 адреса микрокоманд и вход 15 условий. Содержимое блока 2 памяти адресов микропрограмм представляет собой совокупность адресных характеристик начальных микрокоманд. Устройство управления микропрограммными переходами работает следующим образом. Операционным кодом вновь принятой ко манды с выходов регистра 1 команд выподняется адресация блока 2 памяти адресов микропрограмм. Адрес микрокоманды с выходов регистра 6 микрокоманд одновременно с инициированием в каждом машинном цикле входов счетчика 11 поступает на информационные входы блока 4 элементов И связи, а содержимое входа 15 условий - соответственно на информационные входы блока 5 элеменов И условий с целью формирования характеристики перехода в регистре 3 возвраа. Передача кодов условий, задаваемых или вычисляемых в процессе реализации микропрограммы, через блок 5 элементов И условий к вторым входам регистра 3 возврата определяет установление содержимого последнего как многоразрядную маску адреса начальной микрокоманды. Кодирование хранимой маски может быть различным и использует нулевое и отличные от нуля состояния. При формировании характеристики перехода как адреса микропрограммного возврата, с другой стороны, содержимое регистра 3 возврата посредством блока 4 элементов И связи и первых входов регистра повторяет значение выходов регистра 6адреса микрокоманд а состояние второго выхода дешифратора микроопераций устанавливает триггер 12 ветвления в единичное положение. В завершении машинного цикла, когда информация с адресуемой позиции считывается на выходы блока 2 памяти адресов микропрограмм и формируется значение выходов счетчика 11, для характеристики перехода, приращенного адреса микрокоманды и адресной характеристики начальной микрокоманды, одновременно имеющихся в наличии на информационных входах первого, второго и третьего блоков 7, 8 и 10 элементов И адреса соответственно, состояние выхода триггера 12 ветвления определено:Завершающая микрокоманда включает операционное поле, анализируемое состоянием первого выхода дещифратора 13 микроопераций и указывает, что регистрированный адрес микрокоманды представляет собой конец микропрограммы. Микрокоманда с регистрированным адресом конца микропрггограммы инициирует управляющий вход блока 7 элементов И адреса, первый управляющий вход бл-ока 10элементов И адреса и управляет через элемент НЕ 9 вторым блоком 8 элементов И адреса к формированию адреса новой микрокомандной последовательности, а также устанавливает по окончанию цикла триггер 12 ветвления в нулевое положение либо подтверждает его. Указанное выходом элемента НЕ 9 состояние управляющего входа второго блока 8 элементов И адреса запрещает передачу значения выходов счетчика 11на шину 14 адреса микрокоманд. На безусловно последнем цикле микропрограммы нулевое положение триггера 12 ветвления определяет состояние второго управляющего входа блока 10 элементов И адреса для одновременной передачи содержимого регистра 3 возврата через блок 7 элементов И адреса и информации выходов блока 2 памяти адресов микропрограмм через инициируемый блок 10 элементов И адреса на шину. 14 адреса микрокоманд. Адрес начальной микрокоманды, как состояние шины 14 адреса микрокоманд, формируется путем югического сложения кодов адресной характеристики начальной микрокоманды и маски адреса начальной микрокоманды и передается далее к входам регистра 6 адреса микрокоманд, устанавливая содержимое последнего для следующего цикла. Определяющее кодирование адресной характеристики начальной микрокоманды для нулевого и некоторых состояний маски, отличных от нуля, в том числе маски условий прерываний к отдельным операционным кодам команд, непосредственно указывает адрес начальной микрокоманды. В другом случае маски адреса, начальной микрокоманды, как условия прерывания, способны определить в полном объеме хранимых последовательностей микрокоманд адреса каждой из процедур обработки прерываний либо,для команд группы расщирения - положения начальных микрокоманд в выделеной области адресов. Каждая совокупность микрокомандных адресов микропрограммы основного набора команд либо расширения может использовать составной частью участок последовательности или целиком совокупность адресов микропрограммы другого операционного кода команды. При этом, например, для микропрограмм операций с плавающей запятой, микрокоманда, определяющая адрес вхождения в последовательность микрокоманд арифметических действий, также через состояние второго выхода дешифратора 13 микроопераций устанавливает разрешение на втором выходе дешифратора 13 микроопераций. Для одного из регистрированных адресов линейной последовательности микрокоманд арифметических действий устанавливается содержимое входа 15 условий и значение операционного поля микрокоманды указывает состояние третьего выхода дешифратора 13 микроопераций формирования маски адреса начальной микрокоманды. Действия микроопераций, сигнализирующих конец микропрограммы, установление адреса возврата и маски адреса начальной микрокоманды являются несовместными и могут кодироваться состояниями одного операционного поля, анализируемого дешифратором 13 микроопераций. Передача содержимого входа 15 условий через блок 5 элементов И условий в соответствии с разрешением на первом управляющем входе последнего к вторым входам регистра 3 возврата для единичного положения триггера 12 ветвления блокируется состоянием второго управляющего входа блока 5 элементов И условий. В ситуации, когда содержимое регистра 6 адреса микрокоманд представляет собой адрес микрокоманды последнего цикла арифметических действий и отнесено к заверщающей микрокоманде, которая в зависимости от предистории вхождения может быть «либо, «нет заключительной в микропрограмме, разрешение на первом выходе дешифратора 13 микроопераций и единичное положение триггера 12 ветвления обеспечивают передачей содержимого регистра 3 возврата через блок 7 элементов И адреса на щину 14 адреса микрокоманд формирование состояния указанной шины собственно значением адреса микропрограммного возврата. Блок 10 элементов И адреса по состоянию второго управляющего кода при этом выбран быть не может. Использование данного устройства управления микропрограммными переходами позволяет уменьшить оборудование блока памяти микрокоманд. Расщирение функциональных возможностей устройства можно выразить через коэффициент использования повторяющихся участков микропрограмм, который тем больще, чем больще число повторений отдельных последовательностей микроко.манд по сравнению со средним. Формула изобретения Устройство управления микропрограммными переходами, содержащее регистр команд, выход которого соединен со входом блока памяти адресов микропрограмм, выход которого соединен с информационным входом первого блока элементов И адреса, выходы первого, второго и третьего блока элементов И адреса соединены через шину адресов микрокоманд с информационным входом регистра адреса микрокоманд, первый выход дещифратора микроопераций соединен с первым управляющим входом первого блока элементов И адреса и через элемент НЕ с управляющим входом второго блока элементов И адреса, отличающееся тем, что, с целью сокращения оборудования и расширения функциональных возможностей за счет расширения набора условий микропрограммного перехода, оно содержит регистр возврата, счетчик, триггер ветвления, блоки элементов И условий и связи, причем информационный вход блока элементов И условий является входом условий устройства, первый и второй управляющие входы блока элементов И условий соединены соответственно со вторым выходом дешифратора микроопераций, и с нулевым выходом триггера ветвления, нулевой вход которого соединен с первым выходом дешифратора микроопераций и с управляющим входом третьего блока элементов И адреса, единичный вход триггера ветвления соединен с третьим выходом дешифратора микроопераций (со вторым управляющим входом первого блока элементов И адреса ) и с управляющим входом блока элементов И связи, информационный вход которого соединен с выходом регистра адреса микрокоманд -и со входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом второго блока элементов И адреса, выход блока элементов И связи соединен с первым информа ционным входом регистра возврата, второй инфор88 мационный вход которого соединен с выходом блока элементов И условий, выход регистра возврата соединен с входом третьего блока элементов И адреса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Хассон С. Микропрограммное управление. Вып. 1, «Мир, М., 1973, с. 44-47, р. 2.5. 2.Патент США № 3800293, кл. В 40-172.5, 1976 (прототип).