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

(54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

. : Изобретение относится к вычислительной технике и, в частности к микропрограммньпц устройствам управления с контролем. Известно микропрограммное устройство с самоконтролем,, содержащее блок памяти, микропрограмм, регистры адреса и данных, блок формирования микроопераций и блок контроля Устройство предназначено для обслуживания ,, кш трольными процедурами вычислительной машины, содержащей ряд функциональных локов, каждый из которых управляет ным полем микрокоманды, считываемой из блока памяти микрокоманд. Отсутствие управляю ; щей информации в том или ином поле говорит о том, что блок, управляемый данным полем, является в данном машинном такте тработасощим. Неработающий блок проверяется шефильными контрольньпш наборами и при обнаруже НИИ неисправности в ходе проверок вводится так называемое состояние ожидания, во время которого указанный блок проверяется повторно. Если же в этом зафиксирована неишрав.ность, то начинает выполняться диагностическая процедура обработки оишбки (1. Недостатком известного устройства является то, что периодичность проверки блока обусловлена степеныо занятости его в вычислительном процессе - чем больше занятость блока, тем реже он проверяется. Таким образом, микропрограммный блок не может быть заранее проконтролирован, так как он работает в каждом машинном такте. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ус:фойство, содержащее блок памяти микрокоммд, регистр адреса, элемент задержки, регистр адреса микрокоманд, схему выбора и мультиплексор, первые входы которого соединены с афесными f входами устройства, а выхода - со входами регистра адреса, выходы которого соединены со входами блока памяти микрокоманд, выходы которого соединены с первыми входами регистра Микрокоманд, первые выходы которого соединены со вторыми входами мультиплексора, а вторые выходы соединены со входами схемы выбора, выход которой через элемент соединен со вторым и третьим входами регисТ395pa микрокоманд и со вторым входом регистра ащ)еса 2. Недостатком этого устройства является OTCJT ctBHe контроля, содержимого микрокоманд в режиме ожидания.. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное устройство зправления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр ад элемент задержки, регистр микрокоманд и реса мультиплексор, первый информационный вход которого соединен с выходом адреса регистра микрокоманд, второй информационный вход - с информационным входом устройства, первый управляющий вход мультиплексора подключен к входу запуска устройства, выход мультиплексора через регистр адреса соединен с ад. ресным входом блока памяти микрокоманд, выход которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, управляющий вход которого подключен к выходу элемента задержки, дополнительно введены счетчик, элемент И и элемент запрета, инвесрный вход которого соединен с входом логических условий устройства, прямой вход - с выходом разряда ожидания регистра микрокоманд, а выход элемента запрета подключен к входу элемента задержки, ко второму управляющему входу мультиплексора и к первому входу элемента И, второй вход которогосоединен с входом тактовых импульсов устройства, а выход - с счетным входом счетчика, выход которого подключен к третьему информационному входу мультиплексора, выход блока памяти мшсрскоманд подключен к выходу контрольной информации устройства. Новые элементы и их связи позволяют в режиме ожидания принудительноссканкровзть память микропрограммного устройства управления и контролировать исправность микропрограмм На чертеже изображена функциональная схема микропрограммного устройства управлени Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 адреса, мультиплексор 3, счетчик 4, вход 5 тактовых импульсов устройства, регистр 6 микрокоманд, блок 7 контроля, элемент 8 запрета, вход 9 логических, условий устройства, элемент И 10, элемент И,задержки, вход 12 запуска устройства. Микропрограммное устройство управления работает следующим образом. По сигналу на входе 12 устройства мультиплексор 3 настраивается на прием информации со стороны первой группы входов, на которую поступает адрес первой микрокоманды выполняемой микропрограммы , который далее заносится в регистр 2 адреса, и по содержимому последнего из блока 1 памяти микрокоманд выбирается первая микрокоманда, которая заносит50j $5 14 ся в регистр 6-микрокоманд. После этого сигнал с входа 12 устройства снимается и мультиплексор 3 перестраивается на прием информации со стороны второй группы входов, на которую теперь с адресных выходов регистра 6 микрокоманд поступает адрес следзтощей i микрокоманды и далее заносится в регистр 2 адреса. По содержимому регистра 2 адреса из блока 1 памяти микрокоманд выбирается вторая микрокоманда и заносится в регистр 6 микрокоманд и т. д., образуя тем самым последовательность микрокоманд, составляющих выполняемую микропрограмму. Если в текущем цикле микропрограммного устройства управления считывается микрокоманда, в которой задан режим ожидания, то разряд ожидания регистра 6 микрокоманд устанавливается в единицу, вызьгаая тем самьш появление единичного сигнала, который поступает на прямой вход элемента 8 запрета. На выходе последнего появляется единичный сигнал, который поступает на первый вход элемента И 10, разрешая тем самым прохождение импульсов с периодом, равным циклу работы микропрограммного устройства управления, со входа 5 устройства на счетный вход счетчика 4. Кроме того, этот сигнал поступает на второй управляющий вход мультиплексора 3, настраивая его на прием информаюш по третьей группе входов с выходов счетчика 4, и через элемент 11 задержки поступает на вторую группу входов регистра 6 микрокоманд, устанавливая в ноль разряды микроопераций и блшсируя прием информации в разряд ожидания и разряды; адреса следующей микрокоманды с задержкой, определяемой элементом И задержки. На выходах счетчика 4 формируется последовательность адресов. Инфо{мация с выходов счетчика 4 через третью группу входов мультиплексора 3, постзошя на вход регистра 2 адреса, фиксируется в нем и по, этому адресу из блока 1 памяти микрокоманд выбирается некоторая микрокоманда, которая поступает на входы блока 7 контроля. Блок 7 контроля производит непрерывный контроль (например по модулю п) поступающей на его вход информации, i Таким образом, все время, пока отсутствует логическое условие перехода к следующей микрокоманде на третьем управляющем входе 9 устройства, разряды микроопераций регистра б микрокоманд находятся в нуле, и никаких действий в управляемых микропрограммным устройством управления устройствах не производится, а остальные разряды регистра 6 микрокоманд (разряд ожидания и адрес следующей микрокоманды) остаются без измения. При этом блоком 7 контроля осзтцествляется контроль содержимого тех микрокоманд, выбираемых из блока 1 памяти микрокоманд, адреса которых формируются счетчиком 4. Таким образом, в режиме ожидания счетчик А производит сканирование адресов микрокоманд и осуществляется соответствующий контроль содержимого микрокоманд. При появлении на третьем управляющем вхо де 9 устройства единичного сигнала (логическог условия перехода к следующей микрокоманде), который поступает на инвесрный вход элемента 8 запрета, на выходе последнего возникает сигНал логического нуля, который, в свою очередь поступает на второй управляющий вход мультиплексора 3, перестраивая его на прием информации по второй грутше входов, на вход элемента И задержки и на первый вход элемента И 10, блокируя тем самым прохождение серии импульсов с входа 5 устройства на счетный вход счетчика 4. Далее адрес следующей микрокоманды через вторую группу входов мультиплексора 3 поступает на входы регистра 2 адреса, фиксируется в нем и по этому адресу из блока 1 памяти микрокоманд выбирается следующая микрокоманда. В момент появления микрокоманды на выходе блока 1 памяти микрокоманд на выходе элемента 11 задержки появляется сигнал Логический О, разрешая прием выё- ранной микрокоманды в регистр 6 микрокоманд. Выбранная микрокоманда заносится в регистр 6 микрокоманд и осуществляется переход на дальнейшее выполнение микропрограммы. Если в какой-нибудь из последующих микрокоманд задан режим ожидания, то мяк ропрограммнре устройство работает в указанной последовательности, при этом перебор адресов счетчиком 4 осуществляется с последнего адреса, достипо го в предыдущем режиме ожидания. Таким образом, осуществляется непрерывный контроль выходной информации блока памяти микрокомандного устройства зправления блоком 7 контроля как при выполнении микро 1фограмм, так и в режиме ожидания. При обнаружении ошибки блоком 7 контроля на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход неисправности устройства. В предлагаемом микропрограммном устройстве управления повышена оперативность обнаружени неисправности блока 1 памяти микрокоманд за счет проведения принудительного контроля в режиме, ожидания. Предложенное техническое решение позволяет 3 три раза увеличить оперативность контроля микропрограммного устройства управлення, уменьшив, по сравненню с базовым объектом, среднее время обнаружения неисправности с 30 до 10 млс. Формула изобретения Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, элемент задержки, регистр микрокоманд и мультиплексор, первый информационный вход которого соединен с выходом адреса регистра микрокоманд, второй информационный вход - с информационным входом устройства, первый управляющий вход мультиплексора подключен к входу зшуска устройства, выход мультиплексора через регистр адреса соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, управляющий вход которого подключен к выходу элемента задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены счетчик, элемент И и элемент запрета, инверсный вход KOtoporo соединен с входом логических условий устройства, прямой вход с выkoдoм разряда ожидания регистра микрокоманд, а выход элемента запрета подключен ic входу элемента задержки, ко второму управляющему входу мупышшексора и к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с Входом тактовых импульсов устройства, а выход - со счетным входом счетчика, выход которого пощслючен к третьему информационному входу мультиплексора, выход блока памяти микрокоманд подключен к выходу контрольной ииформащш устройства.. : И очникн ияформатши, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3555517, кл. 340-1725, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 467350, кя. G 06 F 9/22, 1973 (прототип).