Мультимикропрограммная система управления

(19) (И) 6 Р 9/2 В 1 Гф)Г:- 1)4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21 (22 (46 (72 7 ченко,В.С. ХКальчеОстроум СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(57) Изобретение отнолительной технике и мпользовано в качествеподсистемы в системахсбором и обработкой иизобретения - повьппен ельство СССР 9/22, 1979. ьство СССР /22, 1983. АМЯНАЯ СИСТЕМА сится к вычисожет быть исуправляющей управления нформации, Цел ие быстродействия системы. Устройство содержит блок памяти микрокоманд, блок памяти микропрограмм, с первого по М-й блоки микропрограммного управления (И - число параллельно управляемых объектов), блок формирования адреса микрокоманд, блок синхронизации, два регистра адреса, регистр микро- команд, регистр управления записью, регистр управления запуском, регистр блокирования, счетчик признаков, мультиплексор, блок дешифраторов, блок элементов ИЛИ, два блока элементов И, восемь элементов И, элемент ИЛИ-НЕ, два элемента ИЛИ, одновибратор. Введение счетчика признаков, трех элементов ИЛИ, восьми элементов И, одновибратора приводит к достижениям цели. 10 ил.выбора адреса блока формирования адреса микрокоманд, выход которого соединен с информационным входом первого регистра адреса, вход пуска системы, выход признака конца работы системы и выход элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с входом запуска, входом блокировки и входом уп - равления режимом блока синхронизации, первый, второй, третий и четвер тый выходы которого соединены соответственно с входом синхронизации первого регистра адреса, с входом установки в О регистра микрокоманд, с входа и синхронизации с первого 15 по Х-й блоков микропрограммного управления и с входом синхронизации регистра микрокоманд, выход первого регистра адреса соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд,20 выход которого соединен с первым и вторым информационными входами ре вгистра микрокоманд, выход поля логических условий регистра микрокоманд и вход логических условий верхнего 25 уровня системы соединен с управляющим и информационным входами мульти-. плексора соответственно, выход поля микроопераций регистра микрокоманд соединен с первыми входами первого 30 и второго блоков элементов И, выходы всех, кроме первого разряда, первого блока элементов И соединены с входами блока дешифраторов, выходы которого являются выходами микроопераций ведущей микропрограммы системы, с первого по И-й выходы второго блока элементов И соединены с входами установки в " 1" одноименных разрядов регистра управления записью, 40 с (И+1)-го по (И+И)-й выходы второго блока элементов И соединены с входами установки в " 1" с первого поН-й разрядов регистра управления запуском соответственно, с (И+В)-го 45 по (ЭИ)-й выходы второго блока элементов И соединены с входами установки в " 1" с первого по Б-й разрядов регистра блокировки соответственно, остальные выходы второго блока элементов И соединены с первым входом блока элементов ИЛИ, выходы регистра блокировки соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, с первого по И-й выходы регистра управления записью соединены с входами признака записи микропрограмм с одноименных блоков микропрограммного управления соответственно, с первого по И-йвыходы регистра управления запуском соединены с входами запуска одноименных блоков микропрограммного управления, выход блока элементов ИЛИ соединен с информационным входом второго регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти микропрограмм, первый информационный выход которого соединен с вторым входом блока элементов ИЛИ, с первого по И-й входы логических условий нижнего уровня системы соединены с входами логических условий одноименных блоков микропрограммного управления, выходы микроопераций которых соединены с выходами микро- операций нижнего уровня системы, второй информационный выход блока памяти микропрограмм соединен с входами загрузки микропрограмм с первого по И-й блоков микропрограммного управления, выходы признака завершения микропрограмм нижнего уровня которых соединены с входами установки в "О" одноименных разрядов регистров управления записью и блокировки, третий информационный выход блока памяти микропрограмм соединен с входами начальной установки с первого по И-й блоков микропрограммного управления, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно содержит счетчик признаков, с первого по третий элементы ИЛИ, с первого по восьмой элементы И, одновибратор, причем пятый выход блока синхронизации соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации второго регистра адреса, выходыг регистра управления записью соединены с входами .первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, шестой выход блока синхронизации соединенс первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом установки в "О" регистра управления записью, выход признака конца микропрограммы блока памяти микропрограмм соединен с вторым входом второго элемента И, выход признака управляющей микрокоманды регистра микрокоманд соединен с прямым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго блоков элементов И соответственно, четвертый выход блока синхрони 19 1291981 2015 зации соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с счетным входом счетчика признаков, выход признака записи первой микропрограммы в блок микропрограммного управления регистра микрокоманд соединен с инверсным входом третьего и вторым входом четвертого элемента И, выход нулевого разряда счетчика признаков соединен с инверсным входом пятого элемента И и первым входом шестого элемента И, выход пятого элемента И соединен с . первым входом седьмого элемента И, входом одновибратора и входами признака записи второй микропрограммы с первого по И-й блоков микропрограммного управления, выход первого разряда счетчика признаков соединен с прямым входом пятого элемента И и 20 вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с входами признака завершения записи микропрограммы с первого по И-й блоков микропрограммного управления, выхо 25 ды поля логических условий регистра микрокоманд соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и входами разрешения вы бора режима работы с первого по И-й блоков микропрограммного управления, выход мультиплексора соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход одновибратора соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход ко торого соединен с входами признака выполнения второй микропрограммы с первого по И-й блоков микропрограммного управления, причем каждый -й (=1,И, где И - число параллель ных каналов) блок микропрограммного управления содержит блок памяти микрокоманд, счетчик адреса, первый и второй регистры адреса, мультиплексор, коммутатор, первый и второй 50 триггеры управления, первый и второй элементы задержки, с первого по восьмой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, причем вход логических условий нижнего уровня и вход загруэ. ки микропрограмм блока микропрограммного управления соединены с информационными входами соответственно мультиплексора и блока памяти микрокоманд, старшие разряды первого выхода которого соединены с старшими разрядами информационного входа первого регистра адреса, младший разряд первого выхода блока памяти микрокоманд соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с младшим разрядом информационного входа первого регистра адреса, прямой выход первого регистра адреса соединен с первым информационным входом коммутатора, выход которого соединен с информационным входам второго регистра адреса и садресным входом блока памяти микрокоманд, выход мультиплексора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход блока памяти микрокоманд соединен с управляющим входом мультиплексора, выход второго регистра адреса соединен с информационным входом счетчика адреса, инверсный выход первого регистра адреса соединен с вторым информационным входом коммутатора, прямой иинверсный выходы счетчика адреса соединены соответственно с третьим и четвертым информационными входами коммутатора, третий выход блока памяти микрокоманд является выходом микроопераций блока микропрограммного управления, вход синхронизации блока микропрограммного управления соединен с входом первого элемента задержки и с первыми входами первого,второго и третьего элементов И, вход признака записи микропрограмм блока микропрограммного управления соединен с первым входом четвертого элемента И, вторым инверсным входомпервого элемента И, входом второго элемента задержки и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом записи блока памяти микрокоманд, и счетным входомсчетчика адреса, вход запуска блока микропрограммного управления соединен с первым управляющим входом коммутатора и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединенс входом считывания блока памяти микрокоманд, вход начальной установки блока микропрограммного управления соединен с третьим входом первогоэлемента И, выход которого соединенс первым входом пятого элемента Ии входом синхронизации второго регист"ра адреса, вход признака записи второй микропрограммы блока микропро 21 граммного управления соединен с вторым входом четвертого элемента И,выход которого соединен с входом установки в " 1" первого триггера управления, первым входом второго элемента ИЛИ, вход признака завершениязаписи микропрограммы блока микропрограммного управления соединен спрямым входом шестого элемента И,выход которого соединен с входомсинхронизации счетчика адреса, входразрешения выбора режима работы блока микропрограммного управления соединен с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен свторым входом второго элемента ИЛИ,вход признака выполнения второй микропрограммы блока микропрограммногоуправления соединен с информационным входом второго триггера управления, выход первого триггера управ 1981 22ления соединен с первым входом восьмого элемента И и вторым входомседьмого элемента И, выход второгоэлемента ИЛИ соединен с входом син хронизации второго триггера управления, выход которого соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход восьмого элемента И соединен свторым управляющим входом коммутато ра, выход второго элемента задержкисоединен с третьим управляющим входом коммутатора и с вторым входом пятогоэлемента И, выход которого соединенс входом установки в "О" счетчика 15 адреса, четвертый выход блока памятимикрокоманд является выходом концаработы микропрограмм нижнего уровня блока микропрограммного управления и соединен с входами установки 20 в "О" второго регистра адреса, первого и второго триггеров управления.1291981 ма Асп ЛУ Анц, Мар.М Мр Мирян ЙМ О О1 1 1 Ф л( 4 1-р мРР А -ц Анци Мь,.М Мж фью О 11 1 1 У Ю ф МК фиаб Йсп ЛУ АО 1 Асл лУ мО Ик М М Ф-й /МЯУ и-й мпУ1 91981 дыйиа мсюпоодл 9,лбб Ям ЯРС 9) нализ елки конца лерации у 3.1, нали евии конца оспы сислюм од Ю,7, дл.З,ддеряаналичия Йегпок затси (мзда М бл.эл.и 22, ма 5 ч, Вьооды 55.3-айЯбЖ) пигь но ога кодаерации(бл. Ч, Рб б) Пуск записи о". МПЭ 931(Лб )Ч, Юыи.,Ы 7) аМил н Ф р нЯ-Щ или д, вдноВрЗ 53 Анализ 0сасанало 5записиИб 19 анись МЛ рому Нба, дл.или гб,бл, ипил 1) онуление адрв - (вил ХЦ ыдрча ми ии(ол. 9 Р л.эл. ИО,Р оолерагвл,яауя)91981 50 1 12Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве управляющей подсистемы в системах контроля и управления сбором и обработкой информации.Цель изобретения - повышение быстродействия системы.На фиг. 1 и 2 представлена функциональная схема предлагаемой системы; на фиг. 3 - функциональная схема 1-го блока микропрограммного управления, на фиг, 4 - функциональная схема блока формирования адреса; на фиг. 5 - функциональная схема блока синхронизации; на фиг. 6 - форматы микрокоманд, используемых микропрограммным управляющим устройством; на фиг, 7 и 8 ,алгоритм работы мультимикропрограммной системы для контроля и управления, на фиг. 9 и 10 - временная диаграмма работы системы. Система (фиг. 1 и 2) содержит блок 1 памяти микрокоманд (БПМК), блок 2 памяти микропрограммы (БПМП), блоки 3, -3микропрограммного управ - ления (МПУ), блок 4 формирования адреса микрокоманд, блок 5 синхронизации, первый регистр 6 адреса микрокоманды (РЛМК), регистр 7 микро- команд (РМК) с полями: 8 - адреса следующей микрокоманды, 9 - логических словий, 10 - микроопераций, 11 - признака микрокоманды, 12 признака режима записи (считывания), второй регистр 13 адреса, регистр 14 управления записью, регистр 15 управления запуском, регистр 16 блокировки, счетчик 17 признаков М, регистр попя 12, мультиплексор 18, блок 19 дешифраторов, блок элементов ИЛИ 20, первый блок элементов И 21, второй блок элементов И 22, первый элемент И 23, второй элемент И 24, третий элемент И 25, четвертый элемент И 26, пятый элемент И 27, шестой элемент И 28, седьмой элемент И 29, восьмой элемент И 30, элемент ИПИ-НЕ 31, первый элемент ИЛИ 32, второй элемент ИЛИ 33, третий элемент ИЛИ 34, одно- вибратор 35. Кроме того, система (фиг, 1 и 2) содержит вход 36 кода операции системы, вход 37 пуска системы, вход 38 логичегких условий верхнего урсв 10 15 20 25 30 35 40 45 55 ня, входы 39,-39 логических условий нижнего уровня, выходы 40 микроопераций ведущей микропрограммы,выходы 40 конца работы системы,выходы 41,-41 микроолераций нижнегоуровня, выходы 42 адреса, шина 43записи микропрограмм нижнего уровня, выход 44 признака М, обнулениясчетчика адреса блоков 3 -3 , вы 1ход 45 признака М конца микропро 2граммы БПМП, выходы 46 -46 концаработы микропрограмм нижнего уров;ня, пятый, первый, второй выходы47,-47 соответственно блока 5 синхронизации (выходы синхросигналов), третийчетвертый выходы 481и 48 соответственно блока 5 синхро 2низации (выходы синхросигналов с ),2шестой выход 49 блока 5 синхронизации (выход синхросигнала) вы 3ходы 50 -50 управления записьюимикропрограмм нижнего уровня, выходы 51 -51 управления запускомймикропрограмм нижнего уровня, блокировки 52,-52 работы ведущей микоогрограммы, шину 53 микроопераций,выход 53, конца команды блока И 21,шину 54 управления нижними уровнями,единичные входы 55-5 у регистра 14управления записью микропрограмм,единичные входы 56-56 регистра 15управления запуском, шину 57 начального адреса единичные входы 5858 регистра 16 блокировки, выходМ59 элемента ИЛИ-НЕ 31, выход 60 элемента И 27, выход 61 элемента И 28,выход 62 элемента ИЛИ 33, выход 63элемента ИЛИ 4.Блок 3.1 МПУ (фиг. 3) содержитблок 64 памяти микрокоманд (БПМК),первьпй регистр 65 адрес.а, второйрегистр 66 адреса, счетчик 67 адреса,первый триггер 68 управления, второй триггер 69 управления, мультиплексор 70; коммутатор 71 адреса,первый элемент И 72, четвертый элемент И 73, седьмой элемент И 74,пятый элемент И 75, восьмой элементИ 76, шестой элемент И 77, второйэлемент И 78, третий элемент И 79,второй элемент ИЛИ 80, первый элемент ИЛИ 81 первый элемент 82 задержки на 7 второй элемент 83задержки на Г,Блок 4 формирования адреса микрокоманды (Фиг. 4) содержит коммутатор 84, элемент ИЛИ 85.Блок 5 синхронизации (фиг, 5)содержит генератор 86, триггер 873 1291981 первый элемент И 88, второй элемент И 89, третий элемент И 90.На Фиг. 6 представлены Форматы микрокоманд мультимикропрограммной системы для контроля и управления. Форматами А, В и С задаются микро- команды ведущей микропрограммы. Идентификация форматов осуществляется по двум разрядам признаков М и М1 2 микрокоманды: в формате А значение 1 О признака М, равно единице, признака М- нулю, в формате В значенияс признаков М и М равны нулю; вс формате С значение признака М равс1 но нулю, а значение признака М - 15 с единице. зМикрокоманды с форматом А содерн жит адресное поле А поле логил ческих условий (ЛУ), поле микроопеч раций (МО) и признаки М М фор и мата. Микрокоманды с форматом В (С)и содержат адресное поле А полетСП 1ЛУ, поле начального адреса микрог программы нижнего уровня А , поле МО, признак формата В(С). Кроме тон го, поле МО в микрокомандах с Форматом В и С содержит подполе Макспризнака записи микропрограмм наиБПМП 2 в блок 31 МПУ (фиг. 1 и 2),т М- признака запуска микропрос грамм нижнего уровня, .М - признан ка блокировки ведущей микропрограммы по количеству управляемых одно- д типных объектов.мФормат П задает микрокомандыо БПЙ 2 и содержит адресное поле А н поле микрокоманд, переписываемых из Р БПМП в блоки 3-3 МПУ, а также поб ле признака М обнуления счетчикач 67 адреса (фиг. 3) и поле признака щеМконца микропрограммы.Формат Г представляет микрокоман- ми ды блоков 3,-3 МПУ (фиг. 1 и 2).по Он содержит адресное поле А , поле г ЛУ, поле МО, поле признака конца микропрограммы нижнего уровня. ур На фиг. 7 и 8 представлен алгоритм функционирования мультимикропрограммной системы для,контроля и управления, Введенные здесь обозначения аналогичны обозначениями, используемым на фиг. 1 и 2. На фиг. 9 и, 10 показана временная диаграмма работы системы для выходов элементов, обозначения которых соответствуют обозначениям, приведенным на фиг, 1 и 2. 4Сущность изобретения состоит вповышении быстродействия за счетсокращения непроизводительных затратвремени на реализацию микропрограммверхнего уровня управления путемустранения блокировки ведущей микропрограммы при выполнении ветвленийв случае невозможности своевременной записи и запуска микропрограммнижнего уровня, введения специальных форматов микрокоманд в устройтве управления верхнего уровняистемы и в.ПЗУМП для обеспеченияпецыальной дисциплины записи ичитывания, а также разбиения приаписи каждой микропрограммы, храимой в ПЗУМП, на две части; паралельной записи в блоки МПУ первыхастей двух микропрограмм ПЗУМП ирекращения записи одной иэ микророграммы в зависимости от резульата ветвления ведущей микропрораммы.Элементы системы можно разбитьа средства хранения и считыванияикрокоманд верхнего уровня, средтва хранения и считывания микророграмм, средства хранения и счиывания микрокоманд нижнего уровня,редства управления пуска и синхроизации.Верхний уровень предназначенля реализации ведущей микропрограмы. К средствам верхнего уровнятносится БПМК 1, блок 4 формироваия адреса микрокоманд, первый . АМК 6, РМК 7, мультиплексор 18, лок 19 дешифраторов.БПМК 1 предназнаено для хранения микрокоманд ведуй микропрограммы.Средства хранения и считываниякропрограмм предназначены для бесвторного хранения всех микропрорамм контроля и управления команами, которые реализуются на нижнемовне, а также для формирования адреса микрокоманды при считывании микропрограмм в блоки 3 -3 МПУ (Фиг. 3). К средствам хранения и считывания микропрограммы относятся блок 20 элементов ИЛИ, второй регистр 13 адреса и БПМП 2.Нижний уровень предназначен для реализации микропрограмм параллельного контроля и управления однотипными объектами (например, операционными блоками). К средствам нижнего уровня относятся. блоки 3,-3 МПУ (фиг. 2). Блоки МПУ могут работать 25 30 35 40 45 50 551981 6 5 105 129 в первом и во втором режиме записи микропрограммы иэ БПМП 2 и в первом и во втором режиме реализации параллельных микропрограмм.В первом режиме записи управляющими сигналами для блока МПУ являются: синхросигнална входе 48, сигнал записи на входе 501, которые поступают на управляющие входы коммутатора 71 и элементов И 72, 73 и 78. Счетчик 67 служит для задания адресов, по которым записываются микрокоманды. В исходном состоянии счетчик 44 находится в нулевом состоянии. С приходом синхросигнала Т7. и сигнала записи, единичный сигнал с выхода элемента И 78 поступает на вход счетчика 67 и на вход считывания БПМК 64. Запись первой микрокоманды в БПМК 64 осуществляется по нулевому адресу. С выхода счетчика 67 с приходом единичного управляю-. щего сигнала через коммутатор 71 на вход БПМК 64 поступают адреса, по которым записываются микрокоманды, поступающие в блок 31 на. вход 43. По мере поступления и записи микро- команд происходит увеличение содержимого счетчика 67. Регистр 66 адреса предназначен для хранения адреса последней микрокоманды первой части первой записываемой микропрограммы нижнего уровня во втором режиме записи. По окончании процедуры записи происходит пропадание единичного сигнала на входе 50 х, после чего по сигналу на входе 44 происходит синхронизация по с регистра 66 (это необходимо во втором режиме записи), с задержкой Т (элемент 83) закрывается коммутатор 71 по входам счетчика 67 и обнуляется счетчик 67.В первом режиме реализация микропрограмм блок МПУ работает аналогично средствам верхнего уровня при реализации ведущей микропрограммы, Сигналом перевода в данный режим является единичный сигнал запуска, который поступает на вход 511. После прихода этого сигнала из БПМК 64 считывается первая микрокоманда формата Р (фиг. 6) по нулевому адресу заданному в регистре 65. После прихода задержанного на время считывания информации БПМК 64 синхросигнала 7 в регистр 65 записывается адрес следующей микрокоманды и т.д. Сигналы микроопераций по мере считывания их из БПМК 64 поступают на вы 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ход 41. Модификация адреса с помощью мультиплексора 70 и элементаИЛИ 81 осуществляется также, как приформировании адреса микрокоманд ведущей микропрограммы. При появленииединичного сигнала на выходе 461происходит обнуление регистра 66триггеров 68 и 69 и выдается командао конце работы микропрограммь 1 нижнего уровня на регистры 15 и 16(фиг, 1 и 2). Второй режим записи состоит из двух этапов. На первом этапе осуществляется запись первых частей двух микропрограмм, причем запись первойчасти первой микропрограммы производится как и в первом режиме записи (по адресам, которые считываются с единичных выходов счетчика 67), а запись первой части второй микропрограммы производится по адресам, считанным с инверсных выходов счетчика 67. Второй этап заключается в окончании записи той микропрограммы, команда на запись которой поступила после ветвления ведущей микропрограммы. Соответственно, если в результате ветвления выяснилась необходимость выполнения первой (второй) микропрограммы, производится завершение ее записи по прямым (инверсным) адресам, считанным со счетчика 67, Моментом начала записи перво- но участка второй микропрограммы является поступление синхроимпульсов на вход 48единичного сигнала запись на вход 50 х и, кроме того, управляющих единичных сигналов на входы 60 и 63. По единичным сигналам на вхоцах 60 и 501 происходит установка триггера 69 в единичное состояние, после чего по заднему фронту сигнала на выходе элемента И 73 в единицу устанавливается триггер 69. На входе элемента И 76 появляется единичный потенциал, который закрывает вход коммутатора по прямым выходам регистра 65 и счетчика 67 и открывает по инверсным. Таким образом, обеспечивается запись первого участка второй микропрограммы по адресам, считываемым с инверсных выходов счетчика 67. По окончании записи на входе 501 появляется нулевой потенциал, закрывающий коммутатор 71, элементы И 73 и 78 (обнуление счетчика 67 не происходит).1291981 25 При ветвлении ведущей микропрограммы на управляющий вход 62 поступает единичный сигнал, который через элементы И 74, ИЛИ 80 по заднему формату синхронизирует триггер 69. Одновременно на информационный вход 63 триггера 69 поступает результат модификации адреса ведущей микропрограммы. Если в результате модификации получен нулевой сигнал, ком мутатор 71 открывается по единичным выходам регистра 65 и счетчика 67. Одновременно открывается элемент И 77, разрешая прохождение управляющего сигнала с входа 61 для синхро низации записи адреса с регистра 66 в счетчик 67. Если в результате модификации получен единичный сигнал, коммутатор остается открыт по инверсным выходам регистра 65 и счет чика 67, элемент И 77 закрывается и перезапись адреса из регистра 66 в счетчик 67 не производится. С поступлением очередного сигнала записи на вход 501 и синхроимпульсов на вход 48 одновременно поступает управляющий единичный сигнал на вход 61, которым (если триггер 69 в нулевом состоянии) через элемент И 77 синхронизируется перезапись послед, него адреса первого участка первой микропрограммы в счетчик 67, с последующим завершением записи этой микропрограммы. Если триггер 69 в единичном состоянии, синхронизация 35 непроисходит и записывается до конца вторая микропрограмма (адреса считываются с инверсных выходов счетчика 67). Окончание записи микропрограммы в целом происходит анало гично тому, как завершается запись первой части первой микропрограммы. Таким образом, по окончании второго режима задержки в блоке МПУ Зд записана одна микропрограмма, причем, 45 если результат ветвления ведущей микропрограммы равен единице (нулю), запись производится по инверсным (прямым) адресам, считываемым со счетчика 67. Отличие второго режима 50 реализации микропрограмм нижнего уровня состоит в том, что микропрограмма может считываться, как по адресам, формируемым на единичных выходах регистра 65, так и по адре сам, формируемым на инверсных выходах регистра 65. Это зависит от того, как записана микропрограмма. 8Предлагаемая мультимикропрограммная система для контропя и управления функционирует в следующихрежимах: режим ведущей микропрограммы; выполнение ведущей МП микропрограммы и одновременной записи ееБПМП в .блоки МПУ в первом режиме записи; выполнение ведущей микропрограммы и одновременной записиее БПМП в блоки МПУ во второмрежиме записи; выполнение ведущеймикропрограммы и микропрограмм нижнего уровня в первом режиме считывания; выполнение ведущей микропрограммы и микропрограмм нижнего уровня во втором режиме считывания; режим выполнения микропрограмм нижнего уровня и блокировки ведущей микропрограммы.Алгоритм функционирования мультимикропрограммной системы для контроля и управления представлен нафиг. 7 и 8.Режим ведущей микропрограммы.В исходном состоянии все триггеры находятся в нулевом состоянии,кроме двух триггеров регистра 7 микрокоманд в соответствующем разрядеполя 10 микроопераций, а также вполе 11 признака микрокоманды записана единица. Эти 1 единичные сигналыформируют управляющий сигнал на выходе 53 . В БПМК 1 записаны микрокоманды ведущей микропрограммы. ВБПМП 2 записаны микропрограммы нижнего уровня. В БПМК 64 блоков 31записана нулевая информация. Объемпамяти БПМК 64 рассчитан на двемикропрограммы максимальной длины,хранящиеся в БПМП 2,С подачей сигнала "Пуск 1 на вход37 блока 5 синхронизации триггер 87(фиг. 5) устанавливается в единичное состояние и включает генератор86, формирующий последовательноститактовых импульсов, 7 и Т2Код операции, задающий начальныйадрес ведущей микропрограммы, поступает на вход 36 блока 4 формированияадреса. С выхода 53, единичный сигнал разрешает прохождение на выходблока 4 начального адреса микропрограммы. По первому тактовому импульсупоступающему с выхода 47.2 на входпервого регистра 6 адреса, проходитзапись в регистр 6 начального адресамикропрограммы.25 55 микропрограмзаписи из Выполнение ведущеймы и одновременной ее БПМП 2 в блоки 3 МПУ в записи. первом режиме Ф 9 12919По первому тактовому импульсуГ происходитзапись в регистр 7первой микрокоманды ведущей микропрограммы из БПМК 1. Формат считанноймикрокоманды из БПМК 1 показан на 5фиг. 6. В рассматриваемом режимефункционирования устройства в регистр7 микрокоманд записываются микрокоманды формата А, отличительным признаком которого является наличие 1 Оединицы в поле 11. регистра 7. В поле 8 регистра 7 находится адрес следующей микрокоманды, который поступает на блок 4 формирования адреса.В результате записи первой микрокоманды в регистр 7 на выходе 53,формируется нулевой сигнал, которыйзапрещает поступление на выход блока 4 (фиг. 4) очередного кода операции и разрешает прохождение на выход блока 4 адреса следующей микрокоманды. После прихода второго тактового импульсаработа устройства1происходит аналогично. В регистр 6адреса записывается адрес следующей микрокоманды,. а с приходом второго тактового импульса Т на БПМК 1.в регистр 7 записывается вторая микрокоманда и т.д.Единичным сигналом с поля 11 регистра 7 разрешается считываниесигналов микроопераций с выходов53 блока элементов И 21, Сигналымикроопераций с выходов 53 поступают нл вход блока 19 дешифраторов, 35который формирует управляющие сигналы.В точках ветвления микропрограммы в блоке 4 происходит модификацияадреса в соответствии со значением 40логического условия на выходе мультиплексора 18.При появлении на выходе 53,1 единичного управляющего сигнала Конецкоманды устройство работает по 45очередному коду операции.Работа устройства прекращаетсяпо единичному сигналу "Конец работы",поступающему с выхода 40 на входблока 5 синхронизации. Данный сигнал 50поступает на К-вход триггера 87(фиг. 5), тем самым прекращая выда -чу синхросигналов , и(фиг. 9и 10). 81 10Работа предлагаемой мультимикропрограммной системы для контроля и управления в данном режиме происходит аналогично работе системы в режиме ведущей микропрограммы. Отличие заключается в том, что одновременно с работой ведущей микропрограммы происходит запись необходимых микропрограмм из БПМП 2 в блоки 3 -3 МПУ в первом режиме.В исходном состоянии регистры 14- 16, счетчик 17 и счетчик 67 (фиг. 3) находятся в нулевом состоянии, Управляющий сигнал на один из входов 55-55регистра 14 управления записи микропрограмм нижнего уровня поступает с выхода 54 при записи в РМК 7 формата В (фиг, 6), При этом с полей меток 11 и 12 РМК 7 элемента И 25 поступают нулевые сигналы, обуславливая появление разрешающего нулевого сигнала на прохождение информации через блок элементов И 22 на шину 54. В результате на шине 54 блока элементов И 22 появляется начальный адрес А , микропрограммы, которую необходимо записать из БПМП 2 в БПМК 64 и управляющий сигнал на входе 55 регистра 14 управления записью микропрограмм нижнего уровня, устанавливающий один из триггеров регистра 14 в единичное состояние, тем самым разрешая запись микропрограммы в блок 3 МПУ. При этом управляющий сигнал с выхода элемента ИЛИ 32 открывает элемент И 23 для прохождения синхросигналов 1 на вход син-хронизации регистра 13 адреса.Начальный адрес А поступаетя 30 Пна шину 5 начального адреса и, проходя через блок элементов ИЛИ 20,с приходом синхросигнала Т с выхо 1да 46 блока. 5 синхронизации черезоткрытый элемент И 23 записываетсяво второй регистр 13 адреса. Затемиз БПМП 2 с выхода 43 на вход блока3 МПУ поступает первая микрокоманда формата В (фиг. 6) необходимоймикропрограммы. Одновременно адресследующей микрокоманды через блокэлементов ИЛИ 20 с приходом следующего синхросигнала , записываетсяво второй регистр 13 адреса. На выходе 43 БПМП 2 появляется втораямикрокоманда и т.д. до тех пор, пока не будет считана последняя микрокоманда микропрограммы, В последней микрокоманде микропрограммы по 11 12919 ле А, и поле микрокоманды МК заполнено нулями, а в поле признаков М,1и М записаны единицы. Таким образом, при считывании из БПМП 2 этой микро- команды на выходах 44 и 45 появляют 5 ся единичные сигналы. Сигналом с выхода 45 БПМП 2 по очередному синхроимпульсу э , поступающему с выхода 49 блока 5 синхронизации, через элемент И 24 происходит обнуление ре гистра 14, тем самым запрещается запись микропрограмм в блок 31 МПУ.Затем происходит запись последнего адреса из счетчика 67 в регистр 66 (фиг, 3). Сигналом с выхода 44 БПМП 2 15 происходит установка счетчика .67 адреса (фиг. 3) в нулевое состояние.Одновременно с записью микропрограмм нижнего уровня реализуется ведущая микропрограмма. Работа средств О верхнего уровня управления в этом случае осуществляется аналогично рассмотренному первому режиму работы.Таким образом, в данном режиме осуществляется параллельная реализация ведущей микропрограммы и запись одной микропрограммы нижнего уровня в один или несколько блоков 31 МПУ.Выполнение ведущей микропрограм мы и одновременной ее записи изБПМП 2 в блоки МПУ во втором режиме записи.Работа предлагаемой системы в данном режиме происходит аналогич но устройства в рассмотренном режиме. Отличие состоит в том, что запись производится в два этапа.Первый состоит в записи первых частей двух микропрограмм в блок 3 40 МПУ, причем запись первой части первой микропрограммы производитсяпо адресам, считанным с прямых выходов счетчика 67, а запись первой части второй микропрограммы произ водится по адресам, считанным с инверсных выходов счетчика.67 (фиг. 3). Второй этап состоит в анализе резуль. тата ветвления ведущей микропрограммы и в соответствии с этим окончании 50 записи одной иэ микропрограмм нижнего уровня. Если результат модификации разряда адреса "ведущей" микропрограммы равен нулю (единице), то заканчивается запись первой (вто рой) микропрограммы нижнего уровня в блок 3 МПУ. В исходном состоянии регистры 14-16, счетчик 17 и счетчик 67 (фиг. 3) находятся в нулевом со 81 12стоянии, Управляющий сигнал на один из входов 55 -55 регистра 14 управления записи микропрограмм нижнего уровня поступает с выхода 54 при записи в регистр 7 микрокоманды формата С (фиг. 6). При этом с полей 11 и 12 регистра 7 поступает соответственно нулевой и единичный сигналы на входы элемента И 25, Этим обуславливается появление разрешающего нулевого сигнала на входе блока элементов И 22 для прохождения информации с поля 10 регистра 7 на выходы 54. В результате на выходах 54 блока элементов И 22 появляется начальный адрес Апервой микропрограммы, первую часть которой необходимо записать из БПМП 2 в БПМК 64 и управляющий сигнал на входе 551 регистра 14 управления записью микропрограмм нижнего уровня, устанавливающий один из триггеров регистра 14 в единичное состояние, темсамым разрешая запись микропрограммы в блок 31 МПУ. Одновременно единичный сигнал с поля 12 метки регистра 7 микрокоманд поступает на управляющий вход элемента И 26, тем самым разрешая регистрацию первого признака Мсчетчиком 17 по заднему фронту синхросигнала(фиг. 9 и 10). Далее аналогично первому режиму записи происходит считывание информации из БПМП 2 и запись ее в блоки 31 МПУ. По окончании записи аналогично первому режиму записи происходит обнуление регистра 14 и счетчика 67 (фиг. 3) по признакам М, и М соответственно. Кроме того, перед обнулением счетчика 67 последний адрес, записанный в нем, запоминается в регистре 66. Это необходимо для того, чтобы в случае нулевого результата модификации адреса можно вернуть к последнему адресу первой части первой микропрограммы и завершить ее запись. На этом заканчивается запись первой части первой микропрограммы из БПМП 2 в блоке 3 МПУ.Одновременно происходит реализация ведущей микропрограммы, аналогично рассмотренному при описании первого режима работы (фиг. 9 и 10).Запись первой части второй микропрограммы нижнего уровня производится аналогично описанному. Отличие состоит в том, что при записи управляющей микрокоманды с форматом С в регистр 7 очередного признакадило в первом режиме записи. Одновременно с записью, микропрограммнижнего уровня реализуется ведущаямикропрограмма. Работа средств верхнего уровня управления в этом случае осуществляется аналогично рассмотренному первому режиму работы.Таким образом, в данном режимеосуществляется параллельная реализация ведущей микропрограммы и записьодной микропрограммы нижнего уровняв один или несколько блоков Зд МПУ.Выполнение ведущей микропрограммы и микропрограммы нижнего уровняв первом режиме считывания,После того, как в блоки З в первом режиме записи записаны микропрограммы, из БПМК 1 считывается микрокоманда формата В (Лиг, 6) и черезблок элементов И 22 выдаются управляю-,щие сигналы на запуск микропрограммнижнего уровня. При записи в РМК 7формата В (фиг. 6) в поле 10 микрооперации признак (признаки) Г 1запуска микропрограммы равен (равны)единице. Признак (признаки) М шизпны 54 поступает на входы 56 управления пуском, тем самым переводясоответствующий триггер (триггеры)регистра 15 в единичное состояние.Единичный сигнал с выхода 511 регистра 15 поступает на вход блока 31.МПУ и разрешаетпрохождение синхросигналовчерез элемент И 79 наБПМК 64 (фиг. 3). Одновременно этотсигнал разрешает считывание первоймикрокоманды формата Р (фиг. 6) понулевому адресу, который записан врегистре 65. При этом коммутатор 71открыт по прямым выходам регистра65. Врезультате на выходе 41 блока Зд появляются сигналы микроопераций,По достижению конца микропрограммы из БПМК 64 считывается последняямикрокоманда. формата Р, в которойпризнак конца микропрограммы равенединице. Этот сигнал с выхода 46 хпоступает на вход обнуления соответствующего триггера запуска регистра15 управления запуском, тем самымпереводя его в нулевое состояние.На этом процедура считывания микропрограммы в первой режиме считываниязавершается. Одновременно реализуется ведущая микропрограмма,Выполнение ведущей микропрограммы и микропрограмма нижнего уровняво втором режиме считывания. 13 1291981М с поля 12 по заднему фронту синхроимпульса 1 счетчик 17 через открытый элемент И 26 зарегистрируетпоявление второго признака М . Приэтом на выходе 60 элемента И 27 появляется единичный управляющий сигнал,который поступает на блоки Зд МПУи по переднему фронту которого одновибратор 35 через элемент МПУчерез элемент ИЛИ 34 выдает управляющий сигнал на вход 63 блоков31 МПУ,Таким образом, по управляющимсигналам на входах 60 и 63 блока 3.МПУ переходит. в готовность для приема первой части второй микропрограммы, Далее происходит запись первойчасти второй микропрограммы из блока БПМП 2 в блок Зх МПУ, аналогичнотому, как это происходило в первом 20режиме записи. По окончании записииз блока БПМП 2 выдается микрокоманда, содержащая единичный потенциална выходе 45 (фиг. 9 и 10). Он поступает на управляющий вход элементаИ 24 и по очередному синхроимпульсус выхода 49 блока 5 синхрониза 3ции обнуляется регистр 14 управления записью.После этого начинается второй 30этап записи микропрограммы нижнегоуровня. При появлении единичного.управляющего сигнала на выходе 62элемента ИЛИ 33 он поступает в блок31 МЧУ и через открытый элемент 35И 29 открывает элемент И 30 для прохождения результата модификации адреса ведущей микропрограммы с выхода мультиплексора 18 через элементИЛИ 34 на управляющий вход 63 блока 40З МПУ. В результате блок 3 МПУфиксирует значение сигнала на выходе мультиплексора 18 в момент вет.вления микропрограммы верхнего уровня, 45После записи третьей микропрограммы формата С в регистр 7 микрокоманданалогично описанному происходитрегистрация третьего признака Мсчетчиком 17. В результате на выходе элемента И 28 (вход 61 блока 31МПУ) появляется единичный управляющий сигнал, по которому блок 3 МПУнастраивается на завершение записипервой (второй) микропрограммы нижнего уровня, соответственно, еслирезультат модификации нулевой (единичный). Окончание записи происходит аналогично тому, как это происхо 15 12919Параллельное выполнение ведущеймикропрограммы и микропрограммы нижнего уровня происходит аналогичнопервому режиму считывания. Отличиесостоит в том, что здесь в зависимости от результата ветвления микропрограммы верхнего уровня, проведенного во втором режиме записи, считывание производится по адресам, формируемых на прямых, либо инверсных 10выходах регистра 65 (фиг. 3), Еслив результате ветвления микропрограмма записана по прямым (инверсным)адресам, считывание происходит попрямым (инверсным) адресам. 15Кроме того, в этом режиме происходит обнуление счетчика 17 при записи микрокоманды формата М в регистр 7 по четвертому признаку М2Таким образом, счетчик 17 признаковМпереходит в исходное состояниеи устройство готово произвести запись очередной микропрограммы вовтором режиме.Окончание реализации микропрограм 25мы нижнего уровня происходит аналогично первому режиму считывания,Режим выполнения микропрограммынижнего уровня и блокировки ведущеймикропрограммы,30При работе системы в первом (втором) режиме считывания, если алгоритмом предусмотрено торможение ведущей микропрограммы, на одном извходов 58,-58 появляется сигнал35блокировки, в результате считыванияиз БПМК 1 микрокоманды формата В(С)(фиг. 6). При записи в регистр 7 микроко манды формата В(С) (фиг. 6) в поле 10 микроопераций признаки М блокировки ведущей микропрограммы равны единице. Признак (признаки) М блокировки с выхода 54 поступают на 45 входы 58 и переводят соответствующий триггер (триггеры) регистра 16 в единичное состояние. В результате на выходе элемента ИЛИ-НЕ 31 появляется нулевой сигнал, который посту пает на вход блока 5, зйпрещая прохождение синхросигналов , иче рез элементы И 88 и 90 (фиг. 5) на на выходы 47 и 48 блока 5 синхро- Д йнизации. Отсутствие синхросигналов 55и 7 на выходах 47 и 48 д блокируIет работу ведущей микропрограммы, Сигнал блокировки с выхода элемента ИЛИ-НЕ 31 разрешает прохождение 81 16синхросигнала , через элемент И 89 на выход 47 . Данный сигнальпоступает на К-вход регистра 7 микрокоманд и обнуляет содержимое полей 10 микроопераций 11 и 12 признаков М и М , оставляя в сохран 1ности поле 8 адреса следующей микрокоманды и поле 9 логических условий.Таким образом, происходит выполнение микропрограммы (микропрограмм) нижнего уровня при блокировке ведущей микропрограммы.По достижению конца микропрограммы из БПМК 64 считывается последняя микрокоманда формата Г, в которой метка конца микропрограммы равна единице. Единичный сигнал с выхода 46 х, поступая на Н-вход соответственно триггера регистра 16, переводит его в нулевое состояние. В результате с выхода элемента ИЛИ-НЕ 31 снимается сигнал "Блокировка и возобновляется работа ведущей микропрограммы.Если по алгоритму работы предусмотрено блокирование ведущей микропрограммы до окончания нескольких параллельных микропрограмм, единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 31 появляется лишь после появления меток конца на выходе 46.соответствующих блоков 3. Формула из об ре тен ияМультимикропрограммная система управления, содержащая блок памяти микрокоманд, блок памяти микропрограмм, с первого по И-й блоки микропрограммного управления (где И - число параллельно управляемых объектов), блок формирования адреса микрокоманд, блок синхронизации, первый и второй регистры адреса, регистр микрокоманд, регистр управления записью, регистр управления запуском, регистр блокировки, мультиплексор, блок дешифраторов, блок элементов ИЛИ, первый и второй блоки элементов И, элемент ИЛИ-НЕ, причем вход кода операции системы, выход поля адреса регистра микрокоманд, выход мультиплексора и выход первого разряда первого блока элементов И соединены соответственно с первым информационным входом, старшими разрядами второго информационного входа, с младшим разрядом второго информационного входа и с входом управления режимом