Микропрограммное устройство управления

вом, либо во втором такте машины, чем обеспечивается гибкость микропрограмм.Вместе с тем существуют алгоритмы, микроопсрации в которых, в силу осевои симметрии самих задач, обладают симметрией в том смысле, что в одни; и тех жс тактах машины выполняются при работе по одному алгоритму четные, а по другому - нечетные микрооперации, и наоборот. й качестве примера можно привести алгоритмы геометрической интерпретации прп управлении двухкоординатнымп обьектами, например, графопостроительными устройствами типа координатограф, электроннолучевыми установками и трубками, фотонаборными установками; задачи топологического проектирования фотошаблонов ЬИС, операции над матрицами, тригонометрическими функциями и т. п.В этих случаях для каждого алгоритма или его фрагмента необходимо отводить свои массив памяти, в то время как один алгоритм может быть достаточно просто преобразован в другой путем замены в нем четных микроопераций на нечетные или наоборот. Отсутствие возможности выполнять такие преобразования в ходе выполнения микропрограммы приводит к увеличепшо оборудования и усложнению микропрограммного устройства управления.целью предлагаемого микропрограммного устройства управления является упрощение устройства, Для этого в предлагаемое устройство введены триггер признака симметрии, элемент И, и элементов неравнозначности, информационный регистр дополнительно содержит разряд признака симметрии, причем выход разряда признака симметрии информационного регистра соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора тактовых импульсов, выход элемента И подключен к счетному входу триггера признака симметрии, входы установки в 1 и О которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, выход триггера признака симметрии подключен к второму входу каждого управляющего элемента Й, выход каждого управляющего элемента И подключен к первому входу одноименного элемента неравнозначности, второй вход каждого элемента неравнозначностп соединен с выходом младшего разряда соответствующего поля информационного регистра, выход каждого элемента неравнозначности соединен с соответствующим входом одноименного дешифратора кода операции,На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, адресный элемент И 2, регистр адреса 3, дешифратор адреса 4, блок 5 памяти микропрограммы, информационный регистр 6, разделенный на п полей 7 с управляющим разрядом 8, разряд 9 признака симметрии, дешифраторы 10 кода операции, выходные элементы И 11, элемент И 12, триггер 13 признака симметрии, управляющие элементы И 14, элементы не- равнозначности 15, первый вход 16 устройства, второй вход 17 устройства, группа выходов 18 устройства.11 ри составлении микропрограмм симметричные мпкрооперацпп кодецэуются таким 10образом, что коды их отличаются лишь в одном, например, младшем разряде. Так, четные микрооперации кодируются нулем в младшем разряде, а нечетные - единицей. В у пр авляющие р азр яды а полей информационного регистра для симметричных микроопераций записывается код 1, для несимметричных - О. Наконец, в разряд признака симметрии 9 информационного регистра записывается код 1, когда в процессе выполнения микропрограммы требуется осуществить переход от нечетных микроопераций к четным (или наоборот).Таким образом, каждая микропрограммасоставляется и реализуется в блоке 5 памяти микропрограмм для одного из двух симметричных алгоритмов или их фрагментов. 11 редлагаемое устройство работает следующим образом.30 Генератор 1 вырабатывает четыре правильные (непересекающиеся во времени) последовательности сигнала, так что четыре следующих друг за другом сигнала Т, - Т 4 из каждой серии составляют один 35 такт устройства. Во время микротакта Т,код адреса из информационного регистра 6 через адресные элементы И 2 переписывается в регистр адреса 3. Во время микро- такта Т происходят опрос дешифратора 40 адреса 4 и чтение из блока 5 памяти микропрограмм соответствующего слова, которое заносится в информационный регистр 6. Коды с выхода информационного регистра поступают на соответствующие дешиф раторы кода операции 10, сигналы с выхода которых передаются на один из входов выходных элементов 11. На другие входы выходных элементов И поступают тактирующие сигналы Тз и Т 4, причем каждым из 50 этих сигналов объединяются группы вентилей тех полей, микрооперации которых совместимы и могут выполняться в одном микротакте.Младший разряд кода каждого информационного поля 7 поступает на дешифратор 10 через элемент неравнозначности 15, на другой вход которого подается сигнал с выхода управляющего элемента И 14, реализующего совпадение единичных уровней на выходах триггера 13 и соответствующего упр авляющего р азряда 8.Допустим, что триггер 13 сигналом нашине 17 был установлен в нулевое состояние, тогда на выходе управляющего эле 5 650077мента И 14 вырабатывается нулевой потенциал. Г 1 ри этом сигнал на выходе элемента неравнозначности 15 повторяет значение младшего разряда информационного поля 7, т. е. все микрооперации выполняются так, как они записаны в блоке 5 памяти микропрограмм. Аналогично происходит, когда триггер 13 находится в единичном состоянии, а в управляющем разряде 8 записан код 0. 11 ри действии единичных уровней на обоих входах управляющих элементов И 14 на их выходах также вырабатываются единичные потенциалы, В этом случае коды младших раз. рядов информационных полей 7 передаются на дешифраторы кода операции инверсным значением, т. е. выполняются микро- операции, симметричные исходным.Г 1 ри наличии кода.1 в разряде 9 признака симметрии во время микротакта Т 1 сигналом с выхода элемента И 12, поступающим на счетный вход триггера 13, последний переключается в противоположпое первоначальному состояние, и, следовательно, изменяется характер выполняемых операций,Введение в структуру микропрограммного устройства новых элементов позволяет улучшить одну из основных его характеристик - упростить устройство, а именно уменьшить объем памяти, требуюгдсйся для хранения заданного количества микропрограмм. В предельном случае, когда все исполняемые алгоритмы симметричны, коэффициент уменьшения объема памяти близок 2; реальные же значения этого коэффициента находятся в интервале между 1 и 2. Формула изобретенияМикропрограммное устройство управления, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр адреса, дешифратор адреса, адресный элемент И, блок памяти микропрограмм, информационный регистр, разделенный на и полей, каждое из которых содержит управляющий разряд, и управляющих элементов И, и дешифраторов кода операции, и выходных элементов И, причем выходы разрядов каждого поля информационного регистра, кроме младшего разряда, подключены к соответствующим входам одноименного дешифратора кода операции, выход каждого дешифратора кода операции подключен к первому входу одноименного выходного элемента И, вто 5 10 15 20 5 ) 30 35 40 45 5055 рой вход каждого нечетного выходного элемента И соединен с первым Выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен со вторым входом каждого четного выходного элемента И, выходы выходных элементов И соединены с группой выходов устройства, выход управляющего разряда каждого поля информационного регистра соединен с первым входом одноименного управляющего элемента И, третий выход генератора тактовых имву льсов соединен с первым входом адресного элемента И, второй вход которого соединен с адресным выходом информационного регистра, выход адресного элемента И соединен со входом регистра адреса, выход которого подключен к входу дешифратора адреса, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом генератора тактовых импульсов, выход дешифратора адреса соединен со входом олока памяти микропрограмм, выход которого поди,110 че 11 к входу информационного регистра, отличающееся тем, что, с целью упрощения устроиства, в устройство введены триггер признака симметрии, элемент И, и элементов неравнозначности, ин 1 рормационный регистр дополнительно содержит разряд признака симметрии, причем выход разряда признака симметрии информацпош 1 о 1 о рег:1 стра соединен с первым входом элемента И, второй вход кого- рого подключен к третьему выходу генератора тактовых импульсов, выход элемента И подключен к счетному воду триггера Прнэиака СИММЕтрИИ, ВХОДЫ СГа ОВКИ В 1 и 0 которого соединены оогвстствен 1 го с первым и вторым входамв ус ро 1 сгва, выход триггера признака симметрии подключен к второму входу каждого управляющего элемента И, выход каждого хправляющего элемента И подключен к первому входу одноименного элемента нераВ- нозначности, второй вход каждого элемента неравнозначности соединен с выходом младшего разряда соответствующего поля информационного регистра, выод к 11)кдо 1.о элемента неравнозначности соединен с со. ответствующим входом одноименного дсшифр а тор а кода операции.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР217724, кл. С 1 06 Г 9/16, 1967,2. Авторское свидетельство СССР331387, кл. 6 06 1." 9/16, 1970.650077з1 г 3 Г Т 7Составитель Т. Бондаеселкина Техред А. КамцшникдактоКорректоры: И, Позняковска и 3. Тарасов Заказ 2710/1 О 1 зд. М 171 Тираж 779 Подписи 1 ПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, К-ЗЗ, Раушская наб., д. 45 Типографии, пр. Сапунова, 2