Устройство микропрограммного управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1524 4 504 С 06 Р 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОР СНОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 011 РО ГРАМИНОГО тома- може ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Конструкторское бюро "Шторм" при Киевском политехническом институте им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.Г,Галаган, И,И,Дражани В.Г.Хинаев(57) Изобретение относится ктике и вычислительной технике 2быть использовано при создании микропрограммных автоматов управления устронстнамн автоматики, в частности в контроллерах внешних устройств ЭВМ и интерфейсных узлах, Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем уменьшения задержки выдачи выходных сигналов при операциях условных переходов. Устройство содержит регистр микрокоманд 1, блок 2 памяти микрокоманд, коммутатор 3 адре са, коммутатор 4 условий, блок 5 местного управления. Цель достигается за счет того, что адрес перехода по наличию условия подготавливается заранее, а в момент смены условия формируется сигнал приема в регистр микрокоманд выходных сигналов с минимально возможной задержкой. 1 з,п. ф-лы, 3 ил,1524049 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в контроллерах периферийных устройств и в управляющихавтоматах.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем уменьшения задержки выдачи выходных сигналов при операциях условного перехода,На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства микропрограммного управления; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления; нафиг, 3 - Формат слова микрокоманды.Устройство микропрограммного управления содержит регистрМикрокоманд, блок 2 памяти микрокоманд, коммутатор 3 адреса, коммутатор 4 условий, блок 5 местного управления, первьп и второй входы задания режима6 и 7 блока 5 местного управления,вход 8 его начальной установки, первый и второй выходы 9 и 10 блока 5 25местного управления, выход 11 микроопераций устройства.Блок 5 местного управления содержит (Фиг. 2) первый элемент И-НЕ 12,КБ-триггер 13, первый элемент И 14,первый элемент НЕ 15, элемент ИЛИ-НЕ16, элемент ЗИ- НЕ 17, второй элементНЕ 18, первый одновибратор 19, второй элемент И-НЕ 20, второй элементИ 21, второй одновибратор 22, Р-триггер 23, третий элемент И-НЕ 24, третий элемент НЕ 25,Устройство работает следующим образом.В исхОДБОм состоянии (по сигналу 40начальной устайовки) регистр 1 обнулен и по нулевому адресу иэ блока 2памяти иикрокоманд считывается первая микрокоманда программы. Считываемая микрокоманда может быть как командой безусловного перехода, так икомандой условного перехода,При реализацИи команды безусловного перехода адрес следующей микрокоманды записывается в поле младшейА и старшей А, частей адреса регистра 1 На коммутатор 4 условийвыдается код, которьп обеспечиваетвыдачу логической "1" на вход 6 блока 5 местного управления, т.е, отключение внешних условий, а на вход 7с блока 2 памяти микрокоманд поступает сигнал логической "1", обусловливающий формирование иа выходе 10 сигнала (Лог. 0) управления коммутатором 3, который подключает на входстарших адресов блока в памяти микрокоманд адрес А . Блок 5 формируеттакже сигнал синхронизации на выходе9. Выходные сигналы выдаются с регистра 1 по положительному фронту сигкала синхронизации на выходе 9.Блок местного управления в случаебезусловного перехода работает следующим образом. Сннхроимпульс отрицательной полярности, выработанный напредыдущем такте илн по сигналу начальной установки, поступает с выхода одновибратора 22 на К-вход К-Бтриггера "3элемент И-НЕ 24, обеспечивая логическую "1" на их выходах.Длительность импульса синхронизациивыбирается большей, чем задержкав коммутаторе условий 4. По отрицательному фронту этого импульса Р-триггер 23 принимает логическую "1" свхода 7. По этому же фронту запускается одновибратор 19, формируя импульс, запрещающий вьдачу сигналасинхронизации, блокируя элемент ЗИ-НЕ17, т,е. удерживая выход последнегов состоянии логической "1", Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 19 с повторнь запуском,устанавливается большей времени задержки в блоке памяти микрокомандВыход управления коммутаторомадреса Остается в состоянии логического "0", обеспечивая пропусканиена вход старших разрядов блока 2 памяти микрокоманд адреса А , Поокончании действия сигнала на третьем входе элемента ЗИ-НЕ 17 появля"ется логическая "1", разрешая прохождение сигнала запуска одновибратора22 и формирование импульса синхронизации на выходе 9, чем завершаетсятакт работы Устройства по безусловному переходуПри реализации команды условногоперехода существует два режима: ветвление по условию, ожидание условия.Тип режима определяется разрядом микропамяти, подключенньм к входу 7. Прилогической "1" выполняется режим ветвления, а при логическом "0" - режиможидания условия.Рассмотрим режим ветвления по условию,При значении условия, равном 1,реализуется переход по адрес) А, каки при безусловном переходе, При знаФормула изобретения 1, Устройство микропрограммного управления, содержащее блок местного управления, блок памяти микрокоманд, коммутатор адреса, коммутатор условий и реГистр микрокоманд, причем входы логических условий устройства соединены с информационными входами коммутатора условий, управляющий вход которого соединен с выходом кода логи 50 55 5 152404чении условия, равном О, реализуетсяпереход по адресу А . Блок 5 местного управления в этом случае работает следующим образом. После снятия"блокировки" с ВБ-триггера 13 и элемента И-НЕ 24 на инверсном выходеК-Б-триггера 13 остается логическая11 11, а на выходе элемента И-НЕ 2 4 уста н авливае т с я ло гич е с кий "0 " , ч топриводит к появлению логической " 1 "н а выходе0 , Передний фронт этогосигнала повторно запускает одно виб рато р9, а коммутатор 3 переключаетсяна и ропус к ание адреса А . По я вле пие5логической " 1 " н а выходе одн о виб ра тора 1 9 по истечении времени т р(ло ги 11 11ческая 1 н а втором входе элементаИ-НЕ 2 0) приводит к запуску одно виб ратора 2 2 , чем завершается цикл работы 20по нулевому значению условия в режимеветвления .Рассмотрим режим ожидания условия .При отсутствии усло вия устройствомикропрограммного управления по оконча нии импульса с одно виб р а то р а 1 9 и ереходит в статическое состояние ан ализ а условия и ожидает появление е г оединичного значения . Реализация перехода в этом режиме зависит о т момента времени появления условия и сводится к двум вариантам: условие по я вляется раньше ч ем заканчивается сигналвыдаваемый с одно виб рато ра 1 9,Сигнал синхронизации на выходе 9 фо р 35мируется после окончания временирзфусловие появляется по истечении вреМЕНИ Ср 1 фПри этом режиме на вход блока 2 памяти микрокоманд пропускается адрес 40А и к моменту прихода условия информация уже подготовлена на входерегистраи выходных сигналов, Поэтому время реакции предлагаемогоустройства на условие всегда одно и 45то же и исключает время считыванияс блока микрокоманд,ческих условий регистра микрокоманд, выход кода логических условий которого соединен с первым информационным входом коммутатора адреса, второй информационный вход которого соединен с выходом поля старших разрядов адреса регистра микрокоманд, информационный вход которого соединен с выходом полей адреса и микроопераций блока памяти микрокоманд, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем уменьшения задержки выдачи выходных сигналов при операциях условного перехода, выход коммутатора условий соединен с первым входом задания режима блока управления, первый выход которого соединен с синхровходом регистра микро- команд, выход поля микроопераций которого является выходом микроопераций устройства, выход поля младших разрядов адреса регистра микрокоманд соединен с входом младших разрядов адреса блока памяти микрокоманд, выход признака условного перехода которого соединен с вторым входом задания режима блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора адреса, выход которого соединен с входом стар. ших разрядов адреса блока памяти микрокоманд, вход начальной установки устройства соединен с одноименными входами блока управления и регистра микрокоманд.2. Устройство,по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок местного управления содержит первый 1 второй и третий элементы И-НЕ, первый и второй элементы И, первый, второй и третий элементы НЕ, первый и второй одновпбраторы,элемент ИЛИ-НЕ, элемент ЗИ-НЕ, ВБ-триггер 1 П-триггер, при этом первый вход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу задания режима блока, а выход первого элемента И-НЕ подключен к инверсному Б-входу КБ-триггера, инверсный выход которого подсоединен к первому входу первого элемента И и к входу первого элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и первым входом элемента ЗИ-НЕ, а первый вход элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу первого элемента И, к входу второго элемента НЕ и к второму входу первого элемента И-НЕ, второй вход элемента ЗИ-НЕ соединен с выходом второ 1524049го элемента НЕ, третий вход элементаЗИ-НЕ соединен с выходам первого адновибратора и с первым входом второго элемента И-НЕ, а выход элементаЗИ-НЕ подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которогоподключен к выходу второго элементаИ-НЕ, а выход второго элемента И подключен к второму входу второго одновибратора, первый вход которого подключен к входу начальной установкиблока управления, а выход второго одновибратора соединен с инверсным Ввходом КБ-триггера и с синхровхадамЭ-триггера, 0-вход которого подключен к второму входу задания режимаблока, а прямой выход Ю-триггера падключен к первому входу третьего элемента И-НЕ, второй вход которого подсоединен к выходу второго одновибратора, а выход третьего элемента И-НЕподключен к второму входу первогоэлемента И, первый вход первого одновибратара соединен с выходом второгоодновибратора, второй вход первогоаднавибратора соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элементаИ-НЕ, вход третьего элемента НЕ соединен с вьг;одом второго одновибратора, а выход третьего элемента НЕ соединен с первым выходом блока, второйвыход которого соединен с выходомэлемента ИЛИ-НЕ,