Устройство для контроля выполнения переходов микропрограмм

ОПИСАНИЕИЗОВРЕтЕНИЯ ДК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскнх Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 05.1278(51) М, Кл.106 Г 11/00 Государственный комитетСовета Министров СССРио делам изобретенийи открытий(72) Автор изобретения Лихте евский ектрон рдена Трудового Красного Зн х вычислительных и управляю аявитель 4) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЫПОЛНЕНИ ПЕ РЕ ХОДОВ ИИ К РОП РОГ РАМИ шеИзобретение относится к цифровымвычислительным машинам с микропрограммным управлением.Известны устройства для контролявыполнения переходов микропрограмм,содержащие регистр микрокоманды, блокпамяти микрокоманды контрольные триггеры, блок сравнения )1 и 2).Недостатками этих устройств является низкая разрешающая способностьконтроля при значительных затратахоборудования,Наиболее близким техническим рением к данному изобретению являетсяустройство для контроля выполненияпереходов микропрограмм, содержащееблок памяти мнкрокоманд, регистр адреса микрокоманды, блок выбора адресамикрокоманды, регистр микрокоманды,дешифратор поля микроопераций, арифметико-логический блок, дешифраторполя арифметических операций, регистррезультата и регистр кода операций,причем выход блока памяти микрокоманд соединен со входом регистра микрокоманды, первый, второй, третий,четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока выбора адреса микрокоманды, со входом дешифратора поля микроопераций, со входом дешнфратора поля арифметических операций и с первьм входом арифметико-логического блока, выход дешифратора поля микроопераций соединен со входом регистра кода операций и с третьим входом блока выбора адреса микрокоманды, выход регистра кода операций соединен с четвертьчч входом блока выбора адреса микрокоманды, пятый вход которого является первым входом устройства, выход дешифратора поля арифметических операций соединен со вторым входом арифметикологического блока, первый выход которого является первым выходом устройства, а второй выход соединен со входом регистра результата, выход регистра результата является вторым выходом устройства, выход блока выбора адреса микрокоманды соединен со входом регистра адреса микрокоманд, выход которого соединен со входом блока памяти микрокоманд, третий вход арифметико-логического блока является третЬим входом устройства 3).Проверка производится следующим образом: микрокоманда, в которой указан тип перехода, возбуждает специальный триггер, который останавливает генератор синхронизирующих импульсов,если в микрокоманде, на которую вышли переходов микропрограмм. В частности, по данному переходу, не стоит специаль- есть тип перехода, при котором адрес ная микрооперация ОСТАНОВ. Эта микро- следующей микрокоманды полностью опоперация в нормальном режиме проиаво- ределяется информацией, содержащейся дит останов генератора синхронизирую- в определенном поле микрокоманды.Вто ой вход этого поля регистра 4 соещих импульсов, В специальном режиме Второй вх динен со вторым входом блока 3. В люпо данной микрооперации останова ге- динен со вторым в нератора не будет, но останов произойе смат ивается переход по регистру дет, если сразу же за микрокомандой, предусматривае р в которой указан переход и по котор нен с четвертым входом блока 3. КРоме установлен специальный режим, следуета 10 ся целый ряд типов переходов по отдель- рации ОСТАНОВ. Специальный режим устанавливается при переходах в конкретДля простоты изложения первустройства выделен как вход на которокоманды. Известное Устройво пред рый поступает группа типов переходов, назначено для микропрограммного управления с малым количеством типов переходов и соответственно, малым объемом Выход поля данных регистра микро- оборудования, необходимого для Форми- команды 4 поступает на первый вход рования микрокоманды. При большом ко- арифметико-логического блока. На треличестве типов переходов при контроле тий вход этого блока поступают операнпереходов будет возрастать оборудова ды иэ оперативной или сверхоперативние,необходимое для реализации этих цой памяти ЦВМ. Четвертый выход репроверок, так как каждая проверка свя- гистра 4 (поле микроопераций арифмезана с конкретным адресом и по коду тико-логического блока) и третий выадреса по отдельным вентилям произво- ход регистра 4 (поле микроопераций) дится установка триггера специального 25 соединены со входами дешифраторов режима. Кроме того, при большом коли- соответственно 8 и 6. Выходы дешифрачестве проверок в памяти микрокоманд тора б соединены с управляющим входом растет количество микрокоманд с микро- регистра 5 кода операции, со входом операцией ОСТАНОВЭто снижает досто" блока 10 времени и третьим входом верность проверок, так как повышает- блока 3 выбора адреса микрокоманды. ся вероятность при ошибочном перехо 30На вход регистра 5 кода операции посде попасть на микрокоманду, в которой тупает информация из оперативной панаходится ОСТАНОВ. мяти.Целью изобретения является эконо- Выход арифметико-логического бломияоборудования и повышение надеж- ка 7 является первым выходом устройства. Второй выход блока 7 соедиПоставленная цель достигается тем, нен со входом регистра 9 результата, что устройство содержит блок времени первый выход регистра результата 9 и блок сравнения, причем выход дешиф- соединен со вторым выходом устройстратора поля микроопераций соединен со ва, второй выход регистра результата вх до ом блока времени выход которого 40 9 соединен с вторым входом блокаУсоединен с первым входом блока срав- сравнения 11, на первый вход л нения, второй выход регистра результа- сравнения 11 поступает выход блока врета соединен со вторым входом блока глени 10. Выход блока сравнения 11 явсравнения, выход которого является ляется третьим выходом устройства и третьим выходом устройства. поступает в блок управления задающимНа фиг. 1 изображена структарная генератором ЦВМ. По сигналу на этом схема устройства для контроля перехо выходе производится останов генератодов микропрограмм., на Фиг. 2 призе- ра, т.е. прекращение выработки синдена временная диаграмма работы уст- хрониэируюцих сигналов. ройства, Проверка каждого типа перехода сосУстройство содержит блок 1 памяти тоит из нескольких примеров. В каждом микрокоманд, регистр 2 адреса микро примере производится проверка перехокомандыблок 3 выбора адреса микроко- да на одном коде. Пример состоит иэ манды, регистр 4 микрокоманды, регистр подготовительного этапа и собственно 5 кода операции, дешифратор б поля проверки типа перехода. Подготовительмикроопераций, арифметико-логический ный этап производит формирование приз- блок 7, дешифратор 8 поля арифмети- нака перехода или регистра перехода ческих операций, регистр 9 результата, для данного примера и может включать блок 10 времени и блок 11 сравнения. в себя несколько микрокоманд. СобстТип перехода микропрограмм опреде- венно проверка перехода всегда сосляется отдельным полем микрокоманды, тоит иэ двух микрокоманд, поэтому выход регистра 4 микрокоман- Рассмотрим пример онтр перехода ды соединен с первым управляющим вхо- по коду регистргист а 5 операции. На дом блока 3. В современных ЦВМ предус- Фиг. 2 приведена временная диаграмматривается большое количество типов 85 ма работы устройства при выполнении63 бб 11 50 60 65 данного примера, Предполагается, чтов устройстве использована четырехтактная система синхронизации, широко распространенная в современных ЦВМ, Обращение к блоку 1 начинается по синхроимпульсу С 1 и длится два синхроимпульса. К концу синхроимпульса С 2 информация устанавливается на входе регистра 4 и по синхроимпульсу СЗ прини" мается в регистр. Во время синхроимпульса С 4: формируется адрес следующей микрокоманды. По следующему синхроимпульсу начинается обращение по 10 этому адресу.В подготовительном этапе на регистр 5 кода операции микропрограммно заносится код операции, который используется при контроле перехода в дан ном примере.В первой микрокоманде собственно проверки перехода задается тип перехода по коду операции, в поле микро- операций арифметико-логического блока задают микрооперацию ПОСЫЛКА, по которой информация из поля данных микрокоманды характерная именно для этого примера, посылается в рифметико-логический блок в поле микрооперации. Задается микрооперация запуска блока времени, В микрокоманде с адресом, код которого будет сформирован блоком 3 выбора адреса и установлен в регистре 2 адреса при правильной работе всего оборудования, участвующего в формировании адреса, в поле микроопераций арифметико-логического блока задается код микрооперации СРАВНЕНИЕ, а в поле данных- код операнда, равный коду, который был пос лан в арифметико-логический блок микрокомандой. В остальных полях этой микрокоманды задаются коды, необходимые для продолжения микропрограммы.Блок 9 выработает признак результата 40 соответствующий равенству операндов, т.е. равенству нулю результата пораз-. рядной микрооперации СРАВНЕНИЕ. Блок 11 сравнения, анализируя признак результата в момент времени, определяемый блоком 11 времени, не вырабатывает сигнал несравнения т.е. останов 45 задающего генератора. Причем время анализа признака результата.строго соответствует времени формирования признака результата блоком 9 по микраоперации, которая стоит в поле микроопераций арифметико-логического блокав микрокоманде, следующей непосредственно за той, в которой стоит микрооперация запуска блока времени.Таким образом, обеспечивается высокая надежность контроля: каждой проверке соответствует конкретный кодоперанда и контролируется время выполнения перехода. При этом проверяется все оборудование, участвующее вформировании адреса микрокоманды, атакже оборудование блока 1 памяти,которое производит выборку мнкрокоманды в регистр 4. Содержимое регистра 4 обычно контролируется дополнительными средствами (на фиг. 1 не показаны).Если какой-либо блок устройства при выполнении данного примера работает с ошибкой, то микропрограмма перейдет не к микрокоманде с определенным операндом и микрооперации СРАВНЕНИЕ,а к какой-либо другой, в которой или нет микрооперации СРАВНЕНИЕ или задан другой операнд.В этом случае регистр 9 результата не выработает признак результата, равного нулю, и блок сравнения 11 выдаст в блок управления сигнал останова.На фиг, 2 показана временная диаграмма работы устройства с момента начала выборки первой микрокоманды. По синхроимпульсу СЗ выбирается микрокоманда на регистр 4 микрокоманды. По синхроимпульсу С 4 на регистр 2 адреса микрокоманды заносится адрес следующей микрокоманды и устанавливаются выходы дешифраторов б и 8. По сигналу с дешифратора б запускается блок 10 времени, а по сигналу с дешифратора 8 по синхроимпульсу С 2 выполняется микрооперация ПОСЫЛКА. По синхроимпульсу СЗ регистр 9 результата формирует признак результата.На фиг. 2 показан случай, когда переход выполнен с ошибкой. В этом случае регистр результата сформирует признак неоавенства результата нулю (высоким уровнем) и блок 11 выработает сигнал, по которому блок управления задающим генератором произведет останов синхросигналов.Предлагаемое решение обеспечивает высокую надежность контроля переходов микропрограмм при небольшом объеме дополнительного оборудования. Причем этот объем не зависит от количества проводимых проверок. Формула изобретения Устройство для контроля выполнения переходов микропрограмм, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса микрокоманды, блок выбора адреса микрокоманды, регистр микрокоманды, дешифратор поля микроопераций, арифметико-логический блок, дешифратор поля арифметических операций, регистр результата и регистр кода операций, причем выход блока памяти микрокоманд соединен со входом регистра микрокоманды, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока выбора адреса микрокоманды, со входом дешифратора поля микро- операций, со входом дешифратора поля арифметических операций и с первым входом арифметико-логического блока, выход дешифратора поля микроопераций636611 55Составитель И. СигалонТехред Э.Чужих Корректор А,Гриценко Редактор Б. Герцен Заказ 6942/39 Тираж 784 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по .делам изобретениИ и открытий 113035 Москва ЖРаушская наб . д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 соединен с входом регистра кода операций и с третьим входом блока выбора адреса микрокоманды, выход регистра кода операций соединен с четвертымвходом блока выбора адреса микрокоманды, пятый вход которого янляется первым входом устройства, выход дешифратора поля арифметических операций 5соединен со вторым входом арифметикологического блока, первый выход которого является первым выходом устройства,а второй выход соединен со входом регистра результата, выход регистра 1 Орезультата является вторым выходомустройства, выход блока выбора адреса микрокоманды соединен со входомрегистра адреса микрокоманд, выходкоторого соединен со входом блокапамяти микрокоманд, третий вход арифметико-логического блока являетсятретьим входом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с цельюэкономии оборудонания и повьаениянадежности контроля устройство содержит блок времени и блок сравнения,причем выход дешифратора поля микроопераций соединен со нходом блока времени, выход которого соединен с первым нходом блока сравнения, второйвыход регистра результата соединенсо вторым входом блока сравнения, выход которого является третьим выходомустройства. Источники информации принятые новнимание при экспертизе:1.Патент США 93518413,кл. 235-153,1970.2, Патент США М 3707703,кл . 340-1 72.5, 1972.3, Патент США 9 3728690,кл, 340-172,5, 1973,