Микропрограммное устройство управления Советский патент 1982 года по МПК G06F9/22 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, авг оматике к. может быть использовано в микропрограммных устройствах управления вычислительных машин.

Известно микропрограммное устройство управления, для которого характерно использование ассоциативного запоминаиощего устройства в качестве управляющей памяти. Принцип работы устройства основан на получении раз ности адресов между текущей я последующей микрокомандой и в прибавлении-этой разности к текущему адресу микрокоманды С1 .

Недостатком данного устройства является невысокое быстродействие вследствие невозможности совмещения выборки микрокоманды с вычислением адреса следующей микрокоманды.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является микропрограммное устройство управления, в состав которого входят блок запоминания микрокоманд, регистр микрокоманд, блок запоминания признаков, регистр маски, регистр признаков, регистр индикации. Принцип работы устройства основан на выделении линейных последовательностей микрокоманд (комплексов) и выработке комплекса микрокоманд в зависимости от признака (набора логических условий и имено выполненного комплекса микрокоманд) . Признаки Записываются п блоке запоминания признаков, являкяцегося ассоциативной частью ассоциативного запоминающего устройства -(АЗУ), а комплексы микрокоманд - в соответ10ствующих ячейках блока запоминания микрокоманд, являющегося информационной частью АЗУ Г 23Недостатком известного устройства является большой объем памяти уст15ройства.

Цель изобретения - сокращение оборудования .

Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное устройст20во управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, блок памяти признаков, регистр маски, регистр признаков и регистр индикации, вход которого подключен к ад25ресному входу блока памяти микрокоманд, выход которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд, первый выход которого подключен к управлякчг.ему входу регистра маски,

30

информационный вход KOTOPOIO ПОДКЛЮчен к входу логических условий устро ства, выход регистра маски через регистр признаков подключен к адресному входу блока памяти признаков, второй выход регистра микрокоманд яв ляется информационным выходом устройства, содержит блок элементов И и блок элементов ИЛИ, вход которого соединен с выходом регистра индикации, а выход - с первым входом блока элементов И, второй вход которого подключен к выходу блока памяти признаков, выход блока элементов И соединен с информационным входом регистра индикации. На черте хё представлена схема устройства. . Микропрограммное устройство управ ления содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, блок 3 памяти признаков, регистр 4 маски, регистр 5 признаков, регистр б индикации, блок 7 элементов И и блок 8 элементов ИЛИ. Регистр 2 микрокоманд состоит из двух полей: управляющего поля и поля, хранящего код маски. Выход управляющего поля регистра 2 микрокоманд является выходом всего микропрограгфлного устройства управле ния. Выход поля регистра 2 микрокома хранящего код маски, соединение вторым входом регистра 4 маски, на первый вход которого, являквдийся входом микропрограммного устройства управления, поступают значения:логических условий. Код маски содержит единицы только в тек разницах, которые опрашивают значения логических условий, влияющих, на выбор пути микропрограммы.. Регистр 5 признаков состоит, в отличие от прототипа, только из одного поля, содержащего код логических условий. Вход решстра 5 признаков соединен с выходом регистра 4 маски. Работу микропрограммного устройства рассмотрим на примере восполнения микропрограммы, где -у- (,17) - управлякядая часть мйк.рокоманды, а S:(,8) - имя комплек са микрокоманд, коды которых выбираются за одно обращение к блоку памят микрокоманд и обрабатываются последовательно в порядке, диктуемом микропрограммой . В ячейке блока памяти микрокоман хранятся коды микрокоманд у и коды мяски, имеющие разрядность, равную количеству различных логических усл вий в микрокоманде ( Р / Код маски содержит единицы в тех ра рядах, которые опрашивают значения логических условий, влияющих на выб пути выполнения микропрограммы. Каж дая ячейка блока памяти признаков кранит значения логических условий Р , РЙ Р,,. Разряды ячейки блока памяти признаков, которые не участвуют в сравнении, находятся в нулевом состоянии. В начальный момент времени на регистр 5 признаков поступает нулевой код. Производится сравнение содержимого регистра 5 признаков и содержимого блока 3 и вырабатывается сигнал совпадения с содержимым первой ячейки блока 3, который устанавливает в единичное состояние триггер регистра б индикации, соответствующий первой ячейке блока 1. При опросе регистра 6 индикации из блока 1 выбрана информация, содержащая последовательность микрокоманд у , У-f 1 Уа,- На.регистр , маски поступает код 110. Пусть логические условия, которые влияют на траекторию выполнения i KponptorpaMM в данный момент времени имеют следующие значения; , Р2.0. В этом случае на вход регистра 5 признаков поступает, код. 100. При совпадении содержимого регистра 5 признаков с содержимым второй ячейки блока 3 вырабатывается сигнал совпадения, который устанавливает в единичное состояние третий триггер и в нулевое состояние первый триггер регистра б индикации, при опросе которого из блока 1 выбрана информация, содержащая следующую посл едователъность микрокоманд уу , Удг Ууг которая должна выполняться после последовательности микрокоманд у. , у , у при значениях логических условий 5j 1, P-j.0, значение логического условия PJ безразлично. Экономия памяти устройства достигается за счет хранения состояния микропрограммного автомата на регистре индикации. Это позволяет убрать из блока 1 и блока 3 поля :хранящие коды имен комплексов линейных последовательностей микрокоманд. Объем памяти блока памяти призна ков прототипа равен f ИДЫ-.И5 где п. - количество разветвлений fe узле микропрограммы 1-го комплексаf m - общее количество различ . ных логических, условий входящих в микропрограмму; п - разрядность имени комплекса; г - общее количество комплексов. Объем памяти блока памяти микрокоманд предлагаемого устройства равен .у. в том случае, если во всех разветвлениях встречаются различные комбинации логических условий. Если в разветвлениях микропрограммы встречают ся одинаковые комбинации логических условий, то достаточно хранить их только .один раз. Максимгшьный объем памяти блока памяти признаков предла.гаемого устройства 2 ячеек (все ком бинации различныхзначений логических условий), т.е. ограничен сверху, а н растет линейно с ростом узлов разветвлений, как в прототипе. Следует также учесть экономию памяти в блоке памяти микрокоманд, равную гп. Таким образом, общая экономия памяти больше или равна г г .2. - Zli,)i 1-- in Дополнительное оборудование, кот рое при этом вводится, равно:: И4 схем И и С схем ИЛИ, где 1 - количество узлов разветвлений в микропрограмме. Количество злов разветвлений в микропрогракме всегда меньше количе ства комплексов линейных последовательностей микрокоманд, т.е. Кг.Сле довательно объем ввoди югo оборудов ния равен в Пдраз меньше сэкономленного объема памяти t («4 (И Ч) 1гЧ НЧ Формула изобретения Микропрограм1.шое устройство управления, содержащее блок памяти г-шкрокоманд, регистр микрокоманд, блок памяти признаков, регистр маски, регистр признаков и регистр индикации, выход которого подключен к адресному входу блока памяти микрокоманд, выход которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд, первый выход которого подключен к управляемому входу регистра маски, информационный вход которого подключен к входу логических условий устройства, выход регистра маски через регистр признаков подключен к адресному входу блока памяти при.знаков, второй выход регистра микрокоманд является информационным выходом устройства, о тличающееся тем, что, с целью сокращения оборудования, оно содерхшт блок элементов И и блок элементов ИЛИ, вход которого соединен с выходом регистра индикации, а выход - с первым входом блока элементов И, второй вход которого подключен к выходу блока памяти признаков, выход блока элементов И соединен с информационным входом регистра индикации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 537346, кл. G 06 F 9/22, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 723572, кл. G 05 F 9/22, 1980.