Пикопрограммное устройство управления Советский патент 1981 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовайо в устройствах управления ЭВМ Известны микропрограммные устрой ства управления, реализующие принци пикопрограммирования, который представляет собой уровень микропрограм много управления, допускающий задание временной последовательности управляющих сигналов. Такое устройство содержит блок памяти, регистр микрокоманд (информационный регистр дешифраторы, элементы И,ИЛИ D-l Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является микропрограммное устройство управгления, содержащее п элементов ИЛИ первой группы, генератор тактовьнс и пульсов, блок выделения тактовых сигналов,.адресный элемент И, регистр адреса, дешифратор ад;реса, информационный регистр 121. Недостатком известных устройств является низкая экономичность, кото рая обусловлена большим объемом бло ка памяти. Указанное устройство реализует двухтактное микропрограммирование, являющееся частным случаем пикопро.граммирования. При этом любая микро I команда представляет собой серию управляющих сигналов микроопераций, которые выполняются в течение двух . тактов. Цель изобретения - повышение коэффйци,ента использования оборудования. . Указанная цель достигается тем, что пикопрограммное устройство управления, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен через блок выделения тактовых сигналов с первым входом адресного элемента И, выход которого через регистр адреса соединен с информационным входом первого дешифратора адреса, рыход которого через первый блок памяти соединен с информационным входом первого информационного регистра, управлякнций выход каждого из п операционных полей которого соединен с первым входом соответствующего управляющего дешифратора, груйпа выходов каждого управляющего деишфратора соединена- с группой входов соответствующего элемента ИЛИ первой группы, , выход каждого, элемеита ИЛИ йервой группы соединенс управляющим входом соответствующего дешифратора кода операции, выход каждого дешифратора icofla опёрац-ии является выходом устройства, управляющий вход первого дешифратора адреса соединен с выходом блока вьщеления тактовых сигналов , содержит адресный элемент ИЛИ, вторую группу из h .элементов ИЛИ, п управляющих элементов И, триггер управления, второй дешифратор адреса, второй блок пс1мяти, второй информационный регистр, причем выход каждого из п операционных полей второго информационного регистра соединен с первым входом сротвео ству кяцего управляющего элемента И, второй вход каждого управляющего та И соединен с нулевым выходом триг ,гера управления, выход каждого упраMfOimiaro элемента И соединен с первым входом соответствукщего элемента ИЛИ второй группы, второй вход кгмдого элемента ИЛИ второй группы соединен с информационным выходом соответствующего операционного поля первого информационного регистра,выход каящого элемента ШШ второй группы соединен с информационным входом соответётвующего дешифратора кода операции, выходы адресных полей первого и второго информационных регистров соединены соответственно с первьм и вторьв4 входами адресного элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом адресного элементна И,- информационный и управляющий входа второго дешифратора адреса соединены соответственно с выходами регистра адреса и ,блока вьзделения тактовых сигналов, единичный и нулевой входы триггера управления соединены соответственно с выходсши первого и второго дешифраторов адреса, единичный выход триггера управления соединен с третьими входами каждого управляющего дешифратора, ну левой выход триггера управления соединен со входами всех элементов ИЛИ первой группы, выход блока выделения тактовых сигналов соединен с третьими входами всех управляющих элементов И, Сувшость изобретений состоит в по вышении экономичности устройства за счет задания однотактных и многотак тных (пико) микрокоманд в разных бло ках памяти. При этом удается достичь оптимальной.упаковки информации, На чертеяее приведена функциональ ная схема пикопрограммИого устройства управления. Пикопрограммное устройство управ ления содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок2 выделения тактовы сигналов, адресный элемент И 3, регистр 4 г1дреса,. первый дешифратор 5 адреса, первый блок 6 памяти, первы информационный регистр 7, содержащи п полбй 8, адресное поле 9; каждое из полей 8 имеет управляющий выход 10 и информационный выход 11, управ ляющие дешифраторы 12, первая группа элементов ИЛИ 13, вторая группа элементов ИЛИ 14, дешифраторы 15 кодов операции, выходы устройства 16, адресный элемент ИЛИ 17, второй дешифратор 18 адреса, управляющий триггер 19, второй блок 20 Пс1мяти, второй информационный регистр 21, содержащий п информационных полей 22 и адресное поле 23 и управляющие элементы И 24. . В первом блоке б памяти записаны пикокоманды, которые могут, считываться в течение S микротактов, вырабатываемых блоков 2 в каждом рабочем такте устройства. . Во втором блоке 20 памяти записаны однотактные микрокоманды, которые считываются в одном микротакте. Пикопрограммное устройство управления работает следующим образом. Каждый рабочий такт устройства состоит из S микротактов (при реализации S-тактного пикопрограммирования). ... В исходном состоянии все элементы памяти находятся в нулевом состоянии, в регистр 4 записан адрес очередной микрокоманды микропрограммы. По первому импульсу микротакта, который поступает с выхода блока 2 на управляющие входы деишфраторов 5 и 18, возбуждается один из выходов дешифратора 5 или 18. Если реализуемая микрокоманда является многотактной (пикокомандой), то возбуждается выход дешифратора 5. При этом триггер 19 устанавливается в единичное состояние, а в регистр 7 блока 6 памяти считывается код микрокоманды. Код такта, в котором должна считываться операционная информация с выхода 11, поступает с выхода 10 на дешифратор 12. Операционные сигналы поступают с выхода 11 через элемент ИЛИ 14 на вход соответствующего дешифратора 15. . . С приходом на второй вход дешиф- ратора 12 сигнала микроконтакта, код которого задан с.выхода 10, срабатывает дешифратор 12, который через элемент ИЛИ 13 открывает дешифратор 15, На выходе дешифратора 15 появляется сигнал соответствукадей микрооперации. Аналогично в соответствунЬщем микрокон;такте считывание информации с каждого из выходов 11 полей 8 регистра 7. Кроме того, адрес очерёдной микрокоманды с выхода поля 9 через элемент ИЛИ 17 и элемент И 3 в .первом микротакте записывается в регистр 4. Если очередная микрокоманда является однотактной, то возбуждается , один из выходов дешифратора 18. При этом триггер 19 устанавливается в нулевое состояние. Микрокоманда считывается нз блока 20 памяти в регистр

21.С ПОЛЛ 23 считывается через элементы ИЛИ 17 и элемент ИЗ в регистр 4 адрес очередной микрокоманды;

С поля 22 сигналы поступают через элементы И 24, открываемые сигналами соответствующего микротакта с вы- 5 ходаблока 2,через элементы ИЛИ 14 на де111ифратор 15,. который срабатываёт по разрешающим сигналам,, которые поступают с нулевого выхода триггера 19 через элементы ИЛИ 13. |Q После этого с приходом очередного сигнала первого микротакта устройство функционирует аналогично опи санному.

Предлагаемое устройство более . экономично по сравнению с известным эа счет уменьшения объема блоков пагмяти. Причем повышен-ие экономичности данного устройства существенно повышается при увеличении тактности.

.20

Формула изобретения

Пикопрограммное уст1ройство управления, содержащее генератор тактовых 25 импульсов, выход которого соединен через блок выделения тактовых сигна- . лов с первым входом адресного элег мента И, выход которого через регистр сщреса соединен с информационна вхо-JQ дом.первого дешифратора адреса,выход которого через первый блок памяти соединен с информационньал входом первого информационного регистра, управяющий выход каждого из п операци- jr онных полей которого соединен с первым входом соответств1тощего управлящего дешифратора, группа выходов каждого управляющего дешифратора соединена с группой входов соответствующего элемента ИЛИ первой группы, О выход каждого элемента ИЛИ первой группы соединен с управляющим входом соответствующего дешифратора кода операции, выход каждого дешифратора кода операции является выходом УСТ.- 45 ройства управляющий вход первого ешифратора адреса соединен с выходом блока выделения тактовых сигналов, отлич ающеес я т:ем, что, с целью повышения коэффициента Использования оборудования, оно содержит адресный элемент ИЛИ, вторую группу из п элементов ИЛИ, п управля.ющих элементов И, триггер управления второй дешифратор адреса, второй блок памяти, второй информационный регистр, причем выход каждого из п операционных полей второго информационного регистра соединен с первым входом соответствующего управляющего элемента -И, второй вход каждого управлянвдего элемента И соединен с нулевым выходом триггера управления, выход каждого управляющего элемента И соединен с первым входсм соответствующего элемента ИЛИ второй группы, второй вход каждого элемента ИЛИ второй группы соединен с информационным выходом соответствующего операционного поля первого информационного

.регистра, выход каждого элемента ИЛИ второй группы соединен с информационным входом соответствующего дешифра тора кода операции, выходы адресных полей первого и второго информационных регистров соединены соответственно с первым и вторым входами адресного элемента ИЛИ,выход которого соединен со вторым входом адресного элемента И, икфОЕМационный и управляющий входы второго дешифратора адреса соединены соответственно с выходами регистра адреса и блока вьщеления тактовых сигналов, единичный и нулевой входы триггера управления соединены соответственно с выходами первого и второго дешифраторов адреса, единичный выход триггера управления соединен с третьими входами каждого управляющего дешифратора, нулевой выход триггера управления соединен со входами всех элементов ИЛИ первой группы, выход блока вьщеления тактовых сигналов соединен с третьими входами всех управлякщих элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 331387, КЛ. G 06 F 9/16, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 602947, КЛ. G 06 F 9/16, 1978 (прототип).