Устройство управления

ОП ИСАНИЕ патеити /ноте:;:,:1 781814 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 22.12.78 (21) 2702628/18 - 24с присоелинением заявки ЛЬГвеудврстеанньй кемктвт СССР по делам извбрвтвнкк к отхрцткйОпубликовано 23,11.80, Бюллетень Эй 43 Вата опубликования описания 23.11,80(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для управления выполнением операций ЦВМ.Известно устройство управления полусинхронного типа, в котором управление малотактны. ми операциями осуществляется по синхронному5 принципу, а моготактными - по асинхронному 111.Недостаток этого устройства - нерегулярность структуры и непроизводительные затраты вре 1 О мени при синхронном выполнении операций.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство управления с асинхронным принципом выполнения опе-. . раций, реайизованное на базе распределения импульсов, содержащее генератор тактов, счет. чик тактов, дешифратор тактов, регистр команд, дешифратор команд и блок распределения импульсов. Время (количество тактов) выполнения каждой операции индивидуально, поскольку импульс окончания операции выбирается из вреМенной диаграммы тактов произвольно в соответствии с кодом команды (операции). Это обеспечивает минимальное время выполпения программы при достаточно простой и регулярной структуре устройства управления (21.Недостатком известного устройства являет. ся низкая функциональная гибкость в отладоч. ных и диагностических режимах обусловленная тем, что известное устройство может работать только в динамике, непрерывно выполняя операцию за операцией, это не позволяет детально просмотреть состояния автоматов и логических схем ЦВМ, зафиксировать состояния блоков ЦВМ при сбоях и авариях.Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления, содержащее генератор тактов, счетчик тактов, установочный вход которого соединен с выходом предустановки блока распределения импульсов, выход счет.чика тактов соединен со входом дешифратора тактов, выход которого соединен с тактовым входом блока распределения импульсов, выход модификации которого соединен с информаци. онным входом регистра команд, выход которого соединен с дешифратором команд, выход которого соединен со входом кодов условий блока781814 распределения импульсов и со входом кодовусловий устройства, управляющий выход бло.ка распределения импульсов является выходомуправляющих сигналов устройства, введенытриггер, элементы И, ИЛИ, регистр сдвига,5причем выход триггера соединен со входомкодов условий блока распределения импульсови с первым входом элемента И, второй входкоторого соединен с выходом генератора тактов и с тактовым входом регистра сдвига,вход разрешения которого соединен с выходомконца операции блока распределения импульсов, выход повторного запуска которого сое.динен с первым входом элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с тактовым входом15блока распределения импульсов и является входомсигналов сталкивания устройства, выход эле.мента ИЛИ соединен с установочным входомтриггера, вход сброса которого соединен с вы.ходом конца операции блока распределенияимпульсов, выход элемента И соединен с так.товым входом счетчика тактов,На чертеже изображена функциональная схе.ма устройства,Устройство содержит генератор 1 тактов,элемент И 2, счетчик 3 тактов, дешифратор 4тактов, регистр 5 команд, дешифратор 6 ко.манд, блок 7 распределения импульсов, регистр8 сдвига, триггер 9, элемент ИЛИ 10, вход 11кодов условий, вход 12 ситналов сталкивания,выход 13 управляющих сигналов.Устройство работает следунпцим образом.При нормальном рабочем функционированииустройства управления ЦВМ тритгер 9 устанав.ливается в единичное состояние, и разрешаю.35щий сигнал с его выхода поступает на первыйвход элемента И 2 и на вход кодов условийблока распределения импульсов, при этом раз.решается прохождение выходных сигналовтактового генератора 1 через элемент И 2 на4 Овход счетчика 3 тактов и поступление с управляющего выхода блока 7 распределения импульсов на выход 13 управляющих сигналов, фор.мирование которых происходит следующимобразом,45Тактовые сигналы модифицируют состояниясчетчика 3 тактов, которые дешифрируютсядешифратором 4. С выходов дешифратора 4тактов, разнесенные во времени и в пространстве, сигналы базовой временной диаграммыподаются на тактовый вход блока 7 распреде.пения импульсов. Код текущей комаи 1 ця, за.писанный в регистре 5 команд, через дешифратор б команд поступает на вход кодовусловий блока 7 распределения импульсов, накоторый поступают по входу 11 коды логи 55ческих условий. Сигналы базовой временнойдиаграммы, стробируемые в блоке распредетения импульсов кодом команды и кодами 4логических условий, преобразуются в после. довательность выходных управля ющих сигналов, которые с управляющего выхода блока распределения импульсов подаются на выход 13,После того, как сформированы все выходные управляющие сигналы, необходимые длявсех микроопераций текущей команды, в блокераспределения импульсов вырабатывается сиг.нал конца операции, сбрасывающий триггер 9.Нулевое состояние триггера 9 запрещаетпоступление тактовых импульсов на вход счетчика 3 тактов, вследствие чего формированиебазовой временной диаграммы завершается,Одновременно сигнал конца операции поступает на вход регистра 8 сдвига, разрешая фор.мирование на его выходах сигналов временнойдиаграммы переходов, подаваемых на блок 7распределения импульсов, Сигналы временнойдиаграммы перехода, стробируемые кодамикоманд и условий, преобразовываются в сигналы опроса схем контроля, предустановки счетчика тактов, модификации регистра команд,другие служебные сигналы и в сигнал повторного запуска опорной временной диаграммы,Если логические условия разрешают нормальное продолжение выполнения программы, сигнал с выхода повторного запуска блока 7распределения импульсов через ИЛИ 10 устанавливает триттер 9 в единичное состояние, чемразрешает поступление тактовых импульсовна вход счетчика 3 тактов и, следовательно,формирование очередной опорной временнойдиаграммы,Если логические условия запрещают нормаль.нос продолжение выполнения программы, сигнал повторного запуска не вырабатывается,В этом случае дальнейшее выполнение командинициируется сигналом сталкивания, поступающим по входу 12 на тактовый вход блока 7распределения импульсов и через элементИЛИ 10 на установочный вход триггера 9.Сигналы сталкивания могут быть либо одиночными сигналами, либо следовать с определен.ной частотой.В устройстве полная временная диаграммапри выполнении каждой команды содержитдва участка - участок опорной диаграммы иучасток диаграммы перехода, каждый из нихв общем случае имеет переменную длину. Опорная диаграмма запускается по условию, диаграмма перехода - безусловно, следовательно,формирователь опорной диаграммы работаетв старт.стопном режиме. Благодаря этому, атакже поскольку логические условия вклю.чают признаки аварий и режимов, данная струк.тура реализует всевозможнъ 1 е режимы (нор.мальное выполнение программы, остановкапо аварии, циклический запуск участка про.781814 10 ВНИИПИ каэ 8 Тираж 751 Подписно Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная граммы, просмотр программы по командамили по участкам и т.д,),Описанные возможности предлагаемого устройства позволяют детально исследовать аппаратуру ЦВМ при помощи средств индикации,осциллографов, анализаторов логических состояний, при этом существенно облегчается отладкапрограммы,Формула изобретения Устройство управления, содержащее генератор тактов, счетчик тактов, установочный вход которого соединен с выходом предустановки 15 блока распределения импульсов, выход счетчи. ка тактов соединен со входомдешифратора тактов, выход которого соединен с тактовым входом блока распределения импульсов, выход модификации которого соединен с информационным входом регистра команд, выход которого соединен с дешифратором команд, выход которого соединен со входом кодов условий блока распределения импульсов и со входом кодов условий устройства, управляющий выход 25 блока распределения импульсов является выходом управляющих сигналов устройства, о т-л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повы 6шения надежности устройства, в него введенытриггер, элементы И, ИЛИ, регистр сдвига,причем выход триггера соединен со входомкодов условий блока распределения импульсови с первым входом элемента И, второй входкоторого соединен с выходом генератора тактов и с тактовым входом регистра сдвига,вход разрешения которого соединен с выходомконца операции блока распределения импульсов, выход повторного запуска которого сое.динен с первым входом элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с тактовым входомблока распределения импульсов и являетсявходом сигналов сталкивания устройства, выходэлемента ИЛИ соединен с установочным входом триггера, вход сброса которого соединенс выходом конца операции блока распределения импульсов, выход элемента И соединенс тактовым входом счетчика тактов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Самофалов К, Т Корнейчук В. И.и Тарасенко В, П. Электронные цифровые вычислительные машины. К 1976, рис. 316.2, Самофалов К, Т Корнейчук В. И.и Тарасенко В, П Электронные цифровые вы.числительные машины. К 1976 рис. 314, 315