Микропрограммный автомат

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 305 9) (1 Е 9/22 ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВ БРЕТЕНИЯ ТЕЛ ЬСТВееееей 13 Од О(Л 3 При естественной ей микрокоманды личенному на едимикрокоманды, и во введении адмикрокоманду, В рограммных автой вершины графа й, зависящий от к дую щеи адреса ц принима ницу адр отпадае ресного указанн матов и микропр микрокоманды.и адрес следующется равным увеесу предыдущеинеобходимостьполя в каждуюх типах микропреход от одноограммы к друго управления.Известны с принудител цией микрокоПри прину дой микроком ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Могилевский машиностроительный институт(72) Г.В,Куклин, И.А,Гусев и В,П.Павучук (56) Авторское свидетельство СССР М 1242943, кл. 0 06 Е 9/22, 1984.Майоров С,А. и др. Структураных вычислительных машин, Л,строение, 1979, с, 332, рис.10.7.(54) МИКРОПРОГРАММНЫЙ АВТОМАТ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и цифровой автоматике и может быть использовано в дискретных системах управления. Целью изобретения является сокращение емкости памяти микрокоманд (за счет изменения структуры микропрограммного автомата, способа представления и обработки микрокоманд), В состав микропрограммного автомата входит память 1 микрокоманд, счетчик 2 адреса, мультиплексор 3 логических условий, регистр 4 адреса, элемент И 5 и группа элементов И 6, с приходом очередного тактового импульса производится чтение одного из слов памяти микрокоманды согласно информации, поступившей на адресные входы памяти микИзобретение относится к вычислительной технике и цифровой автоматике и может быть использовано в дискретных системах микропрограммные автоматы ной и естественной адресаанд,дительной адресации в кажнде указывается адрес слерокоманд от регистра адреса и счетчика адреса. Выход памяти микрокоманд, соответствующий адресной части микрокоманды, соединен с адресным входом мультиплексора, информационные входы которого соединены с входами логических условий микропрограммного автомата. Согласно поступившему адресу на выход мультиплексора коммутируется сигнал, соответствующий значению выбранного логического условия.При нулевом значении выходного сигнала мультиплексора и с приходом следующего тактового импульса происходит увеличение содержимого счетчика адреса и цикл повторяется до того момента, когда выходной сигнал мультиплексора примет единичное значение, В этом случае происходит передача информации с выхода счетчика адреса на у вход регистра с одновременной выдачей выходных сигналов микропрограммного авто- С мата с выходов группы логических элементов И, что соответствует переходу автомата в новое состояние. При переходе автомата в новое состояние и с приходом очередного тактового импульса описанный выше процесс повторяется, 1 ил,гв/логических условий, реализуется за 1 тактов, из которых только первый такт может быть связан с выполнением микроопераций, в то время как остальные такты не могут быть использованы для управления микро- операциями, Т,о. операционная часть во многих микрокомандах оказывается пустой, что приводит к неэффективному использованию информационной емкости отдельных управляющих слов и памяти микрокоманд в целом.Наиболее близким по технической сущности является микропрограммный автомат, имеющий в своем составе память микрокоманд, счетчик адреса и мультиплексор логических условий. Адресный вход памяти микрокоманд соединен с выходом счетчика адреса, Первый выход памяти микрокоманд соединен с информационным входом счетчика адреса, второй выход - с адресным входом мультиплексора, с третьего выхода снимается множество выходных сигналов микропрограммного автомата. Множество входных сигналов подается на информационные входы мультиплексора, выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса. Микрокоманда, хранящаяся в памяти микрокоманд, в своем составе имеет адресную и операционную части. Адресная часть содержит поле, определяющее номер входного сигнала, который анализируется микрокомандой, и поле, определяющее адрес следующей микрокоманды. Переход автомата к выполнению следующей микрокоманды осуществляется после прихода очередного тактового импул ьса.Недостатком прототипа является низкая эффективность использования информационной емкости отдельных управляющих слов и памяти микрокоманд в целом.Цель изобретения - сокращение емкости памяти микрокоманд за счет изменения структуры микропрограммного автомата, способа представления и обработки микро- команд,Указанная цель достигается тем, что микропрограммный автомат, содержащий память микрокоманд, счетчик адреса, и мультиплексор логических условий согласно изобретению дополнительно содержит регистр адреса, элемент И и группу логических элементов И, причем адресный вход мультиплексора соединен с выходом поля анализа логических условий памяти микро- команд, первый адресный вход которой соединен с выходом счетчика адреса, счетный вход которого соединен с тактовым входом а втомата. К и н форм ацион ным входам мул ь 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 томата согласно алгоритму управления. С выхода 8 счетчика адреса 2 и с выхода 6 регистра адреса 5, хранящего информа типлексора подключены входы логических условий микропрограммного автомата, Выход счетчика адреса соединен с информационным входом регистра адреса, синхровход и выход которого подключены соответственно к выходу элемента И и второму адресному входу памяти микрокоманд, выходы поля операций которой соединены с первыми входами группы элементов И, вторые входы которых подключены к выходу мультиплексора логических условий и прямому входу элемента И, инверсный вход которого подключен к тактовому входу автомата. С выходов группы логических элементов И снимается множество выходных сигналов микропрограммного автомата,На чертеже представлена схема микропрограммного автомата.Устройство содержит память микрокоманд 1, счетчик адреса 2, мультиплексор логических условий 3, регистр адреса 4, элемент И 5 и группу элементов И 6, Адресный вход 13 мультиплексора 3 соединен с выходом поля анализа логических условий 12 памяти микрокоманд 1, первый адресный вход 10 которой соединен с выходом 8 счетчика адреса 2, счетный вход 7 которого соединен с тактовым входом автомата. К информационным входам 14 мультиплексора 3 подключены входы логических условий микропрограммного автомата. Выход 8 счетчика адреса 2 соединен с информационным входом 4 регистра адреса, синхровход 5 и выход 6 которого подключены соответственно к выходу 3 элемента И и второму адресному входу 9 памяти микрокоманд 1, выходы поля операций 11 которой соединены с первыми входами 16 группы элементов И 6, вторые входы 17 которых подключены к выходу 15 мультиплексора логических условий 3 и прямому входу 2 элемента И 5, инверсный вход 1 которого подключен к тактовому входу автомата. С выходов 18 группы логических элементов И 6 снимается множество выходных сигналов микропрограммного автомата,Устройство работает следующим образом.С подачей очередного тактового импульса на счетный вход 7 счетчика адреса 2 происходит увеличение на единицу содержимого счетчика адреса 2. Содержимое счетчика адреса 2 представляет собой код вершины графа микропрограммы, Следующий цикл реализует проверку того, соответствует ли содержимое счетчика адреса 2 новому состоянию микропрограммного ав 176230540 45 50 55 цию о номере вершины графа микропрограммы, соответствующей текущему состоянию автомата, подается информация соответственно на первый 10 и второй 9 входы памяти микрокоманд 1, Согласно поступившей адресной информации происходит чтение одного из слов памяти микрокоманд 1, содержащего код микрокоманды. В состав микрокоманды входит адресная и операционная части, Содержимым адресной части является номер анализируемого логического условия, определяющего переход автомата от одной вершины графа микропрограммы к другой. С выхода 12 памяти микрокоманд 1, соответствующего адресной памяти микрокоманды, подается информация на адресный вход 13 мультиплексора 3. С выхода 11 памяти микрокоманд 1, соответствующего операционной части микрокоманды, подается информация на первые входы 16 группы логических элементов И 6, Согласно адресу логического условия перехода автомата из одного состояния в другое, который поступает на адресный вход 13 мультиплексора 3, на выход 15 мультиплексора 3 коммутируется сигнал, соответствующий значению выбранного логического условия. Множество логических условий перехода подаются на информационные входы 14 мультиплексора 3,Сигнал, снимаемый с выхода 15 мультиплексора 3, принимает единичное значение в том случае, когда должен быть осуществлен переход из текущего состояния автомата, хранящегося в регистре адреса 4, в состояние, хранящееся в счетчике адреса 2, в соответствии с графом микропрограммы и единичным значением логического условия перехода. При этом одновременно производится выдача выходных сигналов микропрограммного автомата с выходов 18 группы логических элементов И 6, для чего сигнал с выхода 15 мультиплексора 3 подается на вторые входы 17 группы логических элементов И 6.Нулевое значение выходной сигнал мультиплексора 3 принимает в случаях, когда переход из текущего состояния автомата, определяемого содержимым регистра адреса 4, в состояние, определяемое содержимым счетчика адреса 2, невозможен в данном цикле.Среди множества сигналов логических переходов, подаваемых на информационные входы 14 мультиплексора 3, имеются сигналы тождественной единицы и тождественного нуля, Введение сигнала тождественной единицы обеспечивает выдачу сигналов с выходов 18 группы логических элементовИ 6 на линейных участках алго 5 10 15 20 25 30 35 ритма управления. Введение тождественного нуля обеспечивает работоспособность устройства в том случае, когда переход автомата из текущего состояния в новое невозможен в соответствии с графом микропрограммы.При единичном значении выходного сигнала мультиплексора 3 осуществляется передача информации с информационного выхода 8 счетчика адреса 2 на информационный вход 4 регистра адреса,тем самым осуществляется перевод автомата в новое состояние в соответствии с графом микропрограммы и единичным значением логического условия перехода,Функция логического элемента И 5, имеющего один прямой 2 и один инверсный 1 вход, состоит в том, чтобы разрешать передачу информации с выхода 8 счетчика адреса 2 на вход 4 регистра адреса в интервал времени между двумя соседними тактовыми импульсами, для чего инверсный вход 1 логического элемента И 5 подключен к тактовому входу микропрограммного автомата, а на прямой вход 2 подается сигнал с выхода 15 мультиплексора 3, а с выхода 3 логического элемента И 5 сигнал подается на синхровход 5 регистра адреса 4.С приходом очередного тактового импульса описанный выше цикл работы автомата повторяется.Изобретение позволяет достигнуть сокращение емкости памяти микрокоманд за счет изменения структуры микропрограммного автомата, способа представления и обработки микрокоманд. Формула изобретения Микропрограммный автомат, содержащий память микрокоманд, счетчик адреса и мультиплексор логических условий, адресный вход которого соединен с выходом поля анализа логических условий памяти микро- команд, первый адресный вход которой соединен с выходом счетчика адреса, счетный вход которого соеднинены с тактовым входом автомата, входы логических условий которого подключены к информационным входам мультиплексора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью сокращения емкости памяти микрокоманд, автомат содержит регистр адреса, элемент И и группу элементов И, причем выход счетчика адреса соединен с информационным входом регистра адреса, синхровход и выход которого подключены соответственно к выходу элемента И и второму адресному входу памяти микрокоманд, выходы поля операций которого соединены с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых подключены1762305 Составитель И.ГусевТехред М.Моргентал Корр Л.Л иври едактор Ю,Юрков каз 3260 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 к выходу мультиплексора логических усло- вход которого подключен к тактовому входувий и прямому входу элемента И, инверсный автомата,