Микропрограммное устройство управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 18 06 Г 92 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее счетчик адресов, блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, группу дешифраторов, счетчик, генератор тактовых импульсов и первый элемент И, причем выход счетчика адресов соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд, выход поля многофункционального назначения которого соединен с информационным входом счетчика и информационными входами дешифраторов, выходы которых являются первой группой выходов устройства, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика адресов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем реализации выработки управляющих сигналов внутри такта и реализации условных переходов, оно дополнительно содержит второй, третий, четвертый и пятый элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, триггер, распределитель импульсов, генератор одиночного импульса, группу мультиплексоров и мультиплексор адреса, причем первая группа информационных входов мультиплексора адреса соединена с выходом поля многофункционального назначения регистра микрокоманд, первый выход признака режима которого соединен с первыми входами третьего элемента И и третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора адреса, второй информационный вход которого является входом кода команды устройства,второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и вторым выходом признака режима регистра микрокоманд, третий выход признака режима которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом переполнения счетчика и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, первыми информационными входами мультиплексоров группы и третьим входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора одиночного импульса и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи расчета счетчика адресов, информационный вход которого соединен с выходом мультиплексора адреса, второй выход распределителя импульсов соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И и вторыми информационными входами мультиплексоров группы, третьи информационные входы которых соединены с третьим выходом распределителя импульсов и входом запуска генератора одиночного импульса, вход начальной установки которого подключен к входу пуска устройства, четвертый выход распределителя импульсов соединен с входом установки в ноль триггера и четвертыми информационными входами мультиплексоров группы, пятые информационные входы которых соединены с пятым выходом распределителя импульсов и первыми входами пятого и шестого элементов И, остальные (и - 5) выходов распределителя импульсов (где и - возможное количество микротактов внутри такта, и) 5) соединены с остальными (и - 5) информационными входами мультиплексоров группы, выходы которых подключены к второй группе выходов устройства, стробирующие входы т- дешифраторов группы (т - максимальное количество микротактируемых управляющих сигналов, формируемых1188736 5 10 15 20 25 35 на первой группе выходов устройства) соединены с выходами соответствующих гп-мультиплексоров группы, управляющие входы мультиплексоров группы соединены с четвертым выходом признака режима регистра микрокоманд, пятый выход признака режима которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки в единицу триггера, выход которого соединен с входом чтения блока памяти микро- команд и вторыми входами пятого и шесто 1Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах управления цифровых вычислительных машин (ЦВМ) и пультах управления ЦВМ.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем реализации выработки управляющих сигналов внутри такта и реализации условных переходов.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства при коротких микрокомандах; на фиг. 3 - времен ные диаграммы работы устройства при длинных микрокомандах.Устройство содержит счетчик 1 адресов, блок 2 памяти микрокоманд, регистр 3 микро- команд, группу дешифраторов 4, счетчик 5, мультиплексор 6 адреса, генератор 7 тактовых импульсов, распределитель 8 импульсов, группу мультиплексоров 9, генератор 10 одиночного импульса, элементы ИЛИ 11 -13, элементы И 14 - 19, триггер 20, первую 21 и вторую 22 группы выходов, вход 23 кода команды, вход 24 условий и вход 25 пуска.На фиг. 2 используются следующие обозначения временных диаграмм: 26 - на входе;25, 27 - 30 на выходах распределителя 8;31 - на выходе генератора 10; 32 - на выходе триггера 20; 33 - на выходе элемента И 18; 34 - на выходе элемента И 19; 35 - на выходе переполнения счетчика 5; 36 - на выходах регистра 3 микрокоманд; 37 - на выходе элемента И 14; 38 и 39 - на выходах мультиплексоров 9. На фиг. 3 используются следующие обозначения временных диаграмм: 40 - на выходе триггера 20; 41 - на выходе элемента И 18; 42 - на выходе элемента И 19;43 - на выходе дешифратора 4; 44 - на выходе переполнения счетчика 5; 45 - на выходе элемента ИЛИ 12; 46 - на выходерегистра 3 микрокоманд. го элементов И, выходы которых соединены соответственно с входом записи регистра микрокоманд и счетным входом счетчика, вход записи счета которого соединен с одним из выходов соответствующего дешифратора группы, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом распределителя импульсов, выход второго и третьего элементов И соединены соответственно с вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, третий вход второго элемента И является входом условий устройства. Устройство работает следующим образом.При выполнении коротких микрокоманд генератор 10 одиночного импульса по одному из сигналов 27 - 30 распределителя импульсов вырабатывает одиночный импульс 31. Этот импульс через элемент ИЛИ 11 заносит код команды через мультиплексор 6 в счетчик 1. Код, занесеный таким образом в счетчик 1, является начальным адресом микропрограммы. В исходном состоянии на выходе мультиплексора 6 имеет место код команды, Одновременно одиночный импульс с выхода генератора 10 через элемент ИЛИ 12 устанавливает в единицу триггер 20. Сигналом 30 триггер 20 сбрасывается, По сигналу 32 на выходе триггера 20 происходит обращение к блоку 2 памяти. По сигналу 33 с выхода элемента И 18, считанная с блока 2 памяти информация заносится в регистр 3. Сигналом 34 с выхода элемента 9 И происходит занесение кода 111 в счетчик 5, Поэтому на выходе переполнения счетчика 5 сразу же появляется сигнал 34 переполнения. Код 1 11 заносится в счетчик 5 только при выполнении коротких микрокоманд. При микро- командах различной длительности заносятся соответствующие коды, Так как на входах элемента И 17 имеются логические единицы: сигнал 36, сигнал 35 и сигнал 27, то происходит установка в единицу триггера 20 и новое обращение к блоку 2 памяти за очередной микрокомандой, Но это обращение уже не вызвано внешним пуском с входа 25, а задается соответствующим разрядом микро- команды. Код с входа 23 команды может задать область адресов Ао - Аи. с числом ячеек 2". Микропрограмма какого-либо режима должна располагаться в области памяти с адресами большими, чем Ао - А. Поэтому первой должна исполняться микро- команда безусловного перехода. Это определяется соответствующим разрядом микро- команды на первом выходе признака режима регистра 3 микрокоманд. При 1 код с мультиплексора 6 по сигналу с выхода элемента И 16 через элемент ИЛИ 11 заносится в счетчик 1 и определяет адрес перехода. Дешифраторы 4 при выполнении микро- команды безусловного перехода заблокированы. В ячейках Ао - А, хранятся микро- команды безусловного перехода. Разряд на пятом выходе признака режима регистра 3 микрокоманд управляет прибавлением единицы в счетчик 1. Прибавле- О ние единицы происходит только при наличии сигнала 35 переполнения со счетчика 5 и сигнала 29. При совпадении этих условий на выходе элемента И 14 вырабатывается сигнал 37 + 1 в счетчик 1 микрокоманд. Сигналы с выходов дешифраторов 4 поступают на выход 21 устройства для управления соответствующими узлами ЦВМ. Микро- команды условного перехода выполняются следующим образом. При 1 в разряде на третьем выходе признака режима регистра 3 и входе 24 условий происходит занесение адреса перехода в счетчик 1, так как на выходе элемента И 15 вырабатывается сигнал , который через элемент ИЛИ 11 поступает на вход записи счетчика 1. В противном случае выборка микрокоманд происхо дит в естественном порядке. Разряды микро- команды с пятого выхода признака режима, регистра 3 поступают на управляющие входы мультиплексоров 9, подключая к их выходам соответствующие входы, на которые поданы синхросигналы с распределителя 8, Выходы мультиплексоров 9 являются выходами 22 устройства. Выходы некоторых мультиплексоров 9 соединены со стробирующими входами соответствующих дешифраторов 4. Такое построение устройства расширяет его функциональные возможности, так как в пределах одного такта можно осуществить несколько разделенных во времени микроопераций.Выполнение длинных микрокоманд происходит следующим образом.Аналогично описанному выше происходит установка в единицу триггера 20 - сигнал 40, занесение информации с блока 2 памяти в регистр 3 по сигналу 41 и занесение кода длительности микрокоманды в счетчик 5 по сигналу 42. На выходах последнего дешнфратора 4 и управляющих входах мультиплексоров 9 задаются такие коды, при которых на одном из выходов дешифратора 4, соединенном с входом +1 счетчика 5, вырабатывается сигнал 43 +1 в счетчик 5. Через определенное число тактов на выходе переполнения счетчика 5 появляется сигнал 44, происходит установка в единицу триггера 20 сигналом 45 с выхода элемента ИЛИ 12 и новое обращение за микро- командой, Длительность микрокоманды сигнал 46, в этом случае определяется кодом, занесенным в счетчик 5.1188736 ФО Ф 1 Ф 2 И М ф 5 Риг,3 ипе Ж 27 Г 8 39 Ю Л д О Я 55 Ж 37 38 39 Редактор Л. ПчелинскаяЗаказ 5746/51ВНИИ ПИ Гпо дел113035, Москфилиал ПГ 1 П П Составитель Ю. ЛанцовТехред И. Верес Корректор ЛТираж 709 Подписноесударственного комитета СССРм изобретений и открытийа, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5тент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4