Устройство для микропрограммногоупРАВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G06F9/48 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении ЦВМ среднего быстродействия.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее регистр адреса микрокоманд, схему определения очередного адреса кгакрокоманд, регистр команд, триггер и блок прерываний Щ .

Недостаток устройства - ограниченные функциональные возможности.

Известно также микропрограммное устройство управления,содержащее адресный регистр, дешифраторы, запоминающий блок , регистр, элемент И блоки элементов И 2 .

Недостаток этого устройства такж в ограниченных функциональных возможностях/ так как оно не позволяет обрабатывать преры ания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее рабочий регистр, дешифратор, блоки элементов И и запоминающий блок, информационный выход которого соединен со входом дешифратора и первым

входом первого блока элементов И, выход второго блока элементов И соединен с информационным входом рабочегр регистра, информационный выход которого соединен с первым входом третьего блока элементов И, введены счетчик адреса микрокоманд, блок прерываний и коммутатор, первый вход которого является входом

0 признаков ветвления устройства, второй вход.коммутатора соединен с информационным выходом запоминающего блока, а выход коммутатора с первым входом блока прерываний,

5 второй вход которого является входом внешнего запроса устройства,а третий вход блока прерываний соединен с управляющим выходом запоминающего блока, адресный вход кото0рого соединен с информационным выходом счетчика адреса, установочный вход которого соединен с первым выходом блока пЕ ерываний и первым входом второго блока элементов

5 И, а информационный вход счетчика адреса - с выходом четвертого блока элементов И, первый вход которого соединен со вторым выходом блока прерываний, первый и второй выходы

0 микроопераций дешифратора соединены

соответственно со счетным ходбК счетчика адреса микрокоманд и со вторым входсм тр етьего блока элементов И, третий выход микроопераций дешифрат ора соединен с третьим входом коммутатора и вторым входом первого блока элементов И, группа выходов микроопераций дешифратора соединена с управляющими выходами устройства, а выходы первого и третьего блока элементов И и информационный вход устройства соединены через кодовую магистраль со входом четвертого блока элементов И, выход перво блока элементов И соединен через кодовую магистраль со вторым входом второго блока элементов И,

На чертеже представлена функциональная схема устройства микропрограммного управления.

Устройство содержит кодовую магистраль 1, счетчик 2 адреса микрокоманд, запоминающий блок 3, дешифратор 4, коммутатор 5, блок б прерываний, регистр 7, блоки 8-11 элементов И, вход 12 признаков ветвления, вход 13 внешнего сигнала запроса.

Устройство работает следующим образом.

Работа проходит, в четырех режимах .

Первый режим - выполнение линейного участка микропрограммы. В этом случае адрес очередной микрокоманды микропрограммы формируется путем увеличения на единицу содержимого счетчика 2 сигналом с выхода дешифратора 4, подаваемым на счетный вхо счетчика 2.

Второй режим - организация ветвлния микропрограммы. Микрокоманда в этом случае содержит поле адреса ветвления; поле номера признака ветвления; поле микроопераций.

При этом адрес ветвления подаетс на вход блока 11, номер признака ветвле11ия подается на ад эесный вход коммутатора 5.

При исполнении микрокоманды ветвления дешифратор в соответствии с содержимым поля микроопераций вырабатывает микрооперацию ветвления, сигнал которой подается на управляющие входы коммутатора 5 и блока 11. В результате этого адрес ветвления передается в кодовую магистраль 1, а на выходе коммутатора 5 появляется сигнал ветвления (в том случае когда на информационном входе 12 коммутатора 5 присутствует признак, соответствующий номеру признака, заданному на гщресном входе коммутатора) , который поступает на вход блока 6. Сигналы с соответствующего выхода 6 открывает блок 10, в результате чего адрес ветвления записывается с выхода блока 11 через кодовую магистраль 1 в счетчик 2.

При этом в микрокоманде ветвления микрооперация увеличения содержимого счетчика 2 не задается (сигнал на соответствующем выходе дешифратора не вырабатывается) в отличие от первого.режима работы устройства.

На рассмотренном выходе блока 6 реализуется функция вида, где СВ - сигнал ветвления;

КМ - микрооперация Конец микропрограммы ; ЗП - внешний запрос прерывания

Микрооперацией КМ производится переход к Последующей микропрограмме при окончании предьщущей, микрооперация КМ формируется при исполнении последней микрокоманды микропрограммы и подается на вход блока б непосредственно с запоминающего блока. При этом в последней микрокоманде микропрограммы микрооперация увеличения содержимого счетчика 2 не задается и сигнал с соответствующего выхода дешифратора не вырабатывается (как и в случае выполнения команды ветвления) .

Третий режим - переход к исполнению последующей микропрограммы по окончании предыдущей. Исполняемая микропрограмма завершается микрокомандой, содержащей микрооперацию КМ. Предполагается, что в процессе выполнения последней микрокоманды на кодовую магистраль 1 подается адрес начала последующей микропрограммы, например с регистра .команд ЦВМ, использующей данное устройство. Блок б, работая описанным обраэом, обеспечивает передачу этого адреса на счетчик 2.

Четвертый режим - обработка внешнего запроса прерывания.

Запрос прерывания обслуживается либо при исполнении микрокоманды ветвления (по сигналу СВ), либо при исполнении последней микрокоманды микропрограммы (по сигналу КМ). При этом возбуждается выход блока б, соединенный со входом счетчика 2.

Сигналом с этого выхода блока 6 в счетчик 2 заносится кйнстанта, которая задает адрес начала микропрограммы обработки прерываний.

В рассматриваемом режиме занесение в счетчик 2 адреса начала микропрограммы обработки прерыва- . ния совпадает во времени с процессом формирования на кЗДовоймагистрали 1 очередного адреса -исполняемой в этот момент микропрограммы. Наличие рабочего регистра 7 позволяет запомнить этот адрес на время обслуживания прерывания. Для этого одновременно с установкой в счетчике 2 адреса микропрограммы обработки прерываний сигналом с соответствуюи(его выхода блока 6, из которой магистрали 1 через блок 8 производится запись гщреса микрокоманды в рабочий регистр 7. Таким образом, устройство позволяет как производить ветвление микропрограммы, анализируя нали1чие или отсутствие тех или иных, внешних для устройства, признаков ветвления, так и производить обра ботку внешних сигналов прерывания (запросов), организуя переход к выполнению микропрограммы обработ ки прерываний. При этом адрес очередной микроко манды исполняемой микропрограммы, формируемый на кодовой магистрали, запоминается в специальном регистре на время выполнения микропрограммы обработки прерываний. изобретения Формула Устройство микропрограммного управления, содержащее рабочий регист дешифратор, блоки элементов И и запоминающий блок, информационный выход которого соединен со входом дешифратора и первым входом первого блока.элементов И, выход второго блока элементов И соединен с информ ционным входом рабочего регистра,ин формационный выход которого соедине с первым входом третьего блока элементов И, отличающееся тем, что, с целью расширения функци нальных возможностей за возмож ности обработки прерываний, в него введены счетчик адреса микрокоманд, блок прерываний и коммутатор, первы вход которого является входом призн ков ветвления устройства, второй вх коммутатора соединен с информационн выходом запоминающего блока, а выход коммутатора - с первым выходом блока прерываний, второй вход которого является входом внешнего .запроса устройства, а третий вход блока прерываний соединен с управляющим выходом запоминающего блока, адресный вход которого соединен с информационным выходом счетчика адреса, установочный вход которого соединен с первым выходом блока прерываний и первым входом второго блока элементов И, а информационный вход счетчика адреса с выходом четвертого блока элементов И, первый вход которого соединен со вторым выходом блока прерываний, первый и второй выходы микроопераций дешифратора соединены соответственно со счетным входом счетчика адреса микрокоманд и со вторым входом третьего блока элементов И, третий выход микроопераций дешифратора соединен с третьим входом коммутатора и вторым входом первого блока элементов И, группа выходов микроопераций дешифратора соединена с группой управлякицих выходов устройства, а выходы первого и третьего блоков элементов И и информационный вход устройства соединены через кодовую магистраль со входом четвертого блока элементов И, выход первого блока Элементов-И соединен через кодовую магистраль со вторым входом второго блока элементов И. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.. Блок микропрограммного управления . Микропроцессорный комплект БИС ТТЛ, серия К 589. 2. Хассон С. Микропрограммное управление. В.1, Ы., Мир, 1973, с. 45-46, рис. 2.5 (прототип).