Устройство микропрограммного управления

САНИЙ Союз Советских Социалистицеских Республик(51) М, Кл. 6 06 Г 9/16 нением заявкиис Гасударственный комитет Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий) Дата опубликования описания 23,11,76 Д. Омаров Н. Алексеев, В. Г. Колосов, А. Г. Леонтьев 72) Авторызобретени) Заявите ена Ленина политехни теский инсти им. М, И. Калинина кинг)%доки СТРОИСТВО МИКРОПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ной че-, ванрам-,Известно микропрограммное устройство управления, содержащее память микгопрограмм, регистры микрокоманд и адреса микрокоманд; соединенные с памятью микропрограмм, логические элементы и дешифраторы. Извест ные устройства имеют большой одъем памяти микропрограмм, Наиболее близким кизобретению является устройство, содержа 1 тцее блок выборки микропрограмм, счетчик переходов, блок памяти микропрограмм, син хронизируюций блок, дешифратор управляющих сигналов, выход блока памяти микропрограмм связан с первым входом блока выборки микропрограмм, а выход счетцитка.а: переходов - со вторым его выходом,йзвест ное устройство имеет большой объем памя ти микропрограмм иэ-за большого разнообразия управляющих слов, число повторяющих ся послед 5 вательностей которых невелико, и иэ-эа использования для органиэации.воэ Изобретение относится к вычислит технике и может быть использовано в стве устройства управления специализ ной ЦВМ при ее работе по жесткой п врата из микропрограммы специального уп-равляюшего сигнала или микрокоманды, фик- сируюшей точку возврата и осуществляющей передачу управления.Цель изобретения состоит в сокрашенииобъема блока памяти микропрограмм, В опи 1 сываемом устройстве это достигается тем, что оно содержит группу многоуровневых микропрограммных блоков, первый вход ка. ждого иэ которых связан с первым выходом блока выборки микропрограмм, второй вход связан с выходом счетчика переходов, третий вход каждого многоуровневого микрсьпрограммного блока связан с соответствующим выходом грутпты выходов блока выборки микропрограмм, четвертый вход связач со входом устройства, пятый вход связан с выходом сннрониэпруюшего блока, первый выход свисс-. с сс 1 ветствуюшим входом группы вхоц,х .".,т,"ратора управ ляюших сигналов, групп:. выходов которого подключена к группе ыходов устройства, первый и второй входы счетчика переходов связаны соответственно с первым и вторым выходамиблока выборки микропрограмм.,525093 3третий вход счетчика переходов связан со вторым выходом каждого многоуровневогомикропрограммного блока. Кроме того, вустройствемногоуровневый микропрограм- мный блок содержит группу из я микро-, программных узлов и группу из ( и- )счетчиков переходов, второй и третий вхо ды первого микропрограммного узла свя-заны соответственно со вторым и третьим зходами блока, первый и четвертый вхощу каждого микропрограммного узла связаны соответственно с первым и четвертым вхо-, дами блока, а пятый вход каждого микропр граммного узла, кроме последнего, связан с выходом соответствующего счетчика пере- ходов, выход каждого микропрограммного узла, кроме последнего, связан с первым входом соответствующего счетчика перехо-дов и третьим входом следующего микропро-граммного узла, второй вход каждого счетчика переходов связан с первым входом блська, третий вход каждого счетчика переходов, кроме последнего, связан с выходом последующего счетчика переходов, третий вход последнего счетчика переходов и пятый вход последнего микропрограммного узла связаны с пятым входом блока.Не чертеже прнвепене схема устройства, Оно содержит многоуровневые микропрограммные блоки 1, микропрограммные узлы 2, дешифратор управляющих сигналов 3, счетчики 4, блок выборки микропрограмм 5, блок памяти микропрограмм 6, счетчик переходов 7 и синхрониэирующий блок 8.Каждый микропрограммлый узел 2 по,строен по обычной схеме автомата УилксаСтринжера и содержит блок памяти микропрограмм (матрицу внешних управляющих сигналов), регистр и дешифратор адреса микрокоманд, матрицу внутренних микроопераций, матрицу переходов, формирующую адрес следующей микрокоманды, и схему запрета передачи адреса из матриц переходов в регистр адреса (иа чертеже не пока-й эано), Организация выборки микрокоманд из блока памяти узла 2 выполнена по принципу свободной адресации, т.е. каждый раз при поступлении сигнала на вход воэбуждь- ния узла 2 и выборке очередной микроко- манды с помощью матрицы переходов фор-, мируется адрес следующей микрокоманде.Перед началом выборки очередной микропрограммы управляющий импульс блока уборне мннропрогрвмм о поотупеет нв входы блоков 1 и счетчика переходов 7 й роизводится начальная установка состояния, всех узлов 2 и счетчиков 4 и 7, Одновреенно запускается синхронизируюший блок 8 Начальная установка узлов 2 и счетчиков 4 1выполняется так, чтобы импульсы, поступа- . - ющие на счетные входы счетчиков перехо- дов 4 нижнего уровня, вызывали бы обнуле- ние счетчиков,переходов во всех уровнях,Сигнал обнуления на выходе счетчика 7 самого верхнего уровня воздействг г на входблока выборки микропрограмм 5. В реэуль-тате на его выходах появляются коды, за-;дающие начальные адреса соответствующих ,1 О параллельных микропрограмм и число перьходов в счетчике 7 самого верхнего уров-ня, Последующие тактовые импульсы вызыо- вают передачу управления с верхних ьа нижние уровня и обеспечивают выборку паралпц лельных микропрограмм.Допустим, что параллельная микропрог- ,рамма М нижнего уровня, индуцируемая одним из узлов 2, состоит иэ последовательности управляющих слов О. М:а аа,1 11 й" 1 п 1Щ При передаче управления данной микропрограмме в регистр адреса соответствующего узла 2 вводится с верхнегоуровня адрес слова, а в счетчик переходов 4 записывается число тд, соответ 25 ствующее количеству управляющих слов впараллельной микропрограмме М; . Каждый тактовый импульс возбуждает узлы2 нижнегои -го) уровня, а такжеподается на счетный вход (и -1-го счет 30 чика 4 и уменьшает его ссдержимое на единицу. При этом на выходе соответствующегомикропрограммного блока 1 появляется кодочередной параллельной микрокоманды, т.е.код соответствующего данному блоку 1 раз 35 рядного поля микрокоманды (например, ац)и узлы 2 7 -го уровня подготавливакгсяк выдаче следующего а+ управляг. -1щего слова, т,е, выполняют очередной шагв микропрограмме.4 О В данном случае последовательность иэ,щ тактовых импульсов вызывает последо-вательное считывание ууй управляющих словц,а, а и обнуление в 7 -м такте содержимого соответствующего счетчика45 переходов 4. В результате обнуления счетчика переходов 4 на его выходе возникаетуправляющий импульс, который воздействуетна вход узла соседнего верхнего уровня ина счетный вход счетчика верхнего уровня,59Появляющийся при этом на выходе узла 2верхнего (л -1)-го уровня код поступаетна вход соответствующегоузла 2 и -гоуровня и вход соответствующего счетчикаббпереходов 4, т.е, выполняется переда и управления следующей параллельной программе,ТГ"рименение счетчика перехлов дпя ор 4анизации передачи управления позволяетспольэовать общие части входяпцтх одна вдругую микропрограмм и реализовать цик-лические микропрограммы,Кадр мер, микропрограмму . М 1 =ф"й(тгг 1) входящую в микропрограмм,у Мможно выполнить, если при передаче управленияМ -й микропрограмме в счетчик переходов записать число ( т - 1). Для обеспечения циклической многократной выборкимикропрограммы М необходимо замкнутьв цикл микропрограмму М, т.е. в адрес-ной части слова Ю указать адрес микропрограммы М , а при передаче управ.гпения в счетчик переходов записать числоравное длине цилиндрической микропрограм-.,мы. Если оно равно, допустим, 3, , томикропрограмма М 1 повторится три раза,Разветвления в микропрограмме в описываемом устройстве реализуются путем одновременного выполнения разветвлений в каждом иэ многоуровневых автоматов. Развеъ щвления выполняются в каждом иэ узлов 2при наличии контрольных сигналов на входеустройства. Во время выполнения разветвления контрольные сигналы на"входах уэлов 2меня 1 от порядок следования микрокоманд в рмикропрограммах, вырабатываемых узлами 2,Следовательно, сокращается объем памяти1 икропрограмм,30ормула изобретенияУстройство микропрограммного управ ления, содержащее блок выборки микропрограмм, счетчик переходс в, блок памяти 35 ,микропрограмм, синхронизируюший блок, дешифратор управляющих сигналов, выход блока памяти микропрограмм связан с первым входом блока выборки микропрограмм, а выход счетчика переходов - со вторым его входом, 40 о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью сокрашения объема, блока памяти микропрограмм, устройство содержит группу многоуровневых микропрограммных блоков, пррвый 1 вход каждого из которых сьязап с пе 1 к.мвыходом блока выборки микропрогрп. п,1,рой вход связан с выходом Счетчика верех.дов; третий вход каждого многоуровневогомикропрограммного блока связан с соответчствуюшим выходом группы выходов блокавыборки микропрограмм, четвертый вход связан со входом устройства, пятый вход связан с выходом синхронизируюшего блока, перЬй выход связан с соответствующим входомгруппы входов дешифратора управляющих сиг;лов, группа выходов которого подключена к группе выходов устройства, первый и второй входы счетчика переходов связаны соответст-,венно с первым и вторым выходами блокавыборки микропрограмм, третий вход счетчика переходов связан со вторым выходомкаждого многоуровневого микроп рограммного блока,2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю -ш е е с я тем, что многоуровневый микропрограммный блок содержит группу иэ тмикропрограммных узлов и группу из (71-1)счетчиков переходов, второй и третий входыпервого, микропрограммного узла связанысоответственно со вторым и третьим входами блока, первый и четвертый входы каждого микропрограммного узла связаны соо; -ветственно с первым и четвертым входамиблока, а пятый вход каждого микропрограммного узла, кроме последнего, связан с выходомсоответствующего счетчика переходов,выход каждого микропрограммного узла, крсьме последнего, связан с первым входом соответствующего счетчика пеоеходов и третьим входом следующего микропрограммногоузла, второй вход каждого счетчика переходов связанс первым входом блока, третийвход каждого счетчика переходов, кроме последнего, связан с выходом последующегосчетчика переходов, третий вход последнегосчетчика переходов и пятый вход последнего микропрограммного узла связаны с пятым входом блока.. Тюрин Тираж 864 ударственного комитет по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раущс