Устройство микропрограммногоуправления

ОПЯТАЙ Союз Сояетских Социалистических республик(51)М. Кл. 6 06 Г 9/22 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 26,0181(7.1) ЗаявительКуйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева 154) УСТРОЙСТВО МИКРОПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной. технике, в частности к управляющим автоматам и автоматам обработки информации.Известен микропрограммный автомат, содержащий дешифратор команд, выходом подключенный к выходу автомата и к управляющему входу объекта управления, информационный выход которого соединен с информационным входом ., автомата, выход - с входом дешифратора состояний Ц .Однако синтез такого устройства довольно сложен и минимизация структуры его сопряжена с рядом труднос з тей, поскольку.она зависит от особенностей объекта управления, алгоритма его,функционирования и т.д.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является 20 устройство микропрограммнОго управления системами контроля, .содержащее однородную кодирующую структуру, дешифратор состояний, дешифратор команд, однородная кодированная структура содержит ячейки по числу команд, каждая из которых включает пары последовательно соединенных элементов ИЛИ-И по числу разрядов и триггер 2.30 Однако устройство имеет сложнуюконструкцию, поскольку оно содержитбольшое число ячеек, равное числовходных команд и сложную матрицу,коммутирующую выходы дешифраторасостояний с входами ячеек однороднойкодирующей структуры, При этом коммутирующая матрица имеет большоечисло соединений, соответствующихкаждой микрокоманде, что усложняетпроектирование автомата и не позволяет унифицировать программированиематрицы.Цель изобретения в ,упрощение устройства при одновременной унификацииего структуры и повышениекоэффициента использования оборудования,Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее дешифратор команд,группа выходов которого являетсягруппой выходов устройства, группавходов дешифратора состояний являетсягруппой информационных входов устройства, группа выходов дешифраторасостояний соединена, с группой входоводнородной кодирующей структуры,группа выходов которой соединена спервой группой входов дешифраторакоманд, содержит элемент ИЛИ, выходкоторого соединен с управляющим входом однородной кодирующей структуры,а группа входов элемента ИЛИ являетсягруппой управляющих входов устройства и соединена с второй группой входов дешифратора команд. А также тем,что однородная кодирующая структурасостоит из одинаковых разрядов, причем каждый разряд содержит элементыИЛИ и И (И-НЕ), причем выход каждогоэлемента ИЛИ соединен с первым входом соответствующего элемента И,элементов И (И-НЕ) всех разрядов,кроме нулевого, подключены к соответствующим выходам однородной кодирующей структуры, инверсный выходэлемента И нулевого разряда подключен к первому входу элемента ИЛИпервого разряда, остальные входыкоторого и входы элементов ИЛИ последующих разрядов соединены с группой входов однородной кодирующейструктуры, группа входов элементаИЛИ,нулевого .разряда соединена спрямыми выходами элементов И второго и последующих разрядов, вторыевходы всех элементов И соединены суправляющим входом однородной кодирующей структуры.На чертеже схематически представлено предлагаембе устройство,Устройство, подключенное к объекту 1 управления, содержит дешифратор2 состояния, дешифратор 3 команд,однородйую кодирующую структуру 4.Однородная кодирующая структура состоит из одной ячейки, в которуювходит равное число элементов ИЛИ5 р5 и элементов И (И-НЕ) б.,б .:(оличество пар ИЛИ и И (И-НЕ)равно щ - числу разрядов двоичногочисла, соответствующему числу внутренних состояний объекта управления,Причем, каждый выход дешифраторасостояний соединяется с соответствующими входами элементов ИЛИ ячейки,так, чтобы на их выходах и выходахячейки образовывался набор двоичного кода из всей совокупности возможных наборов 2 , Порядок наборовбезразличен, К объединенному входуэлементов И (И-НЕ) подключен управ-ляющий элемент ИЛИ 7. На чертежепоказаны прямые выходы ячейки 88 щ, управляющий вход 9 устройства ивыход блока 10 управления, выход11 дешифратора команд, выход 12объекта управления.Работает устройство микропрограммного управления следующим образом.Совокупность е выходов ячейкиоднородной кодирующей структуры даетполный набор всех управляющих командна выходе дешифратора команд, соот-ветствующих заданному состоянию 7выходов объекта управления и определяющйх состояния выходов дешифраторасостояний 9 в каждый моментавтоматного времени. Число разрядов ячейки определяется объемом памяти,числом внутренних состояний объекта1 управлений и длиной максимальносложного алгоритма управления системы контроля. С блока 10 управленияна вход устройства подается совокупность команд управления Х. Устройство приводится в начальное состояниекода Х=О, У=О, В =О. В единичномсостоянии находятся инверсные выходы всех разрядов ячейки, При подачес блока 10 управления команды управления сигнал поступает на дешифраторкоманд и через элемент ИЛИ 7 на объединенные входы И. При этом вКлючает- ся первый разряд ячейки однороднойкадирующей структуры, так как на еговход подается единичный сигнал синверсного выхода нулевого разряда.Все остальные разряды остаются внулевом состоянии. На входе дешифра 20 тора команд образуютсяначальнаямикрокоманда с выхода ячейки и команда блока управления, которые в совокупности образуют микрокоманду,создающую на выходе дешифратора зад данную комбинацию уу . . .упоступающую на объект уйравленияизаставляющую работать его в заданномрежиме. В процессе работы объекта1 управления на его выходе появляется комбинация Ч,ц,. ОП, соответствующая единичному сигйалуна одном из выходов дешифратора 2состояний, Этот сигнал через коммутационные узлы подается на входыэлемента ИЛИ ячейки в соответствиис двоичной кодировкой данной микрокоманды. В результате на выходеэлемента ИЛИ и ячейки возникает двоичный код микрокоманды. При этом навыходах второго или последующих раз 1 О рядов, в зависимости от кода микрокоманды, появляются один или несколько единичных сигналов, поступающихна входы элемента ИЛИ нулевого разряда, переводящих этот разряд в нулевое состояние, и не допускающихвключения начальной команды,С выхода ячейки на вход дешифратора команд подается двоичный кодмикрокоманды, который совместно скодом команды, поданной с блокауправления, образует общую микрокоманду, создающую на выходе дешифратора новую комбинацию ууу 4.,которая заставляет объект управленияотрабатывать следующий этап алгоритИ ма управления. В результате объектуправления приходит в состояние, которое вызывает появление новой микрономанды и т.д.Так как при дальнейшей работе устройства один из разрядов ср номером больше единицы обязательнонаходится в единичном состоянии, тонулевой разряд до конца прохождениямикропрограмм находится во включенном состоянии и на дальнейшую работуд устройства не влияет. После окончанияотработки алгоритма на выходе дешифратора появляется соответствующий сигнал, заканчивающий управление, а с выхода объекта управления вы- водится информация о его состоянии в аналоговой или дискретной форме, необходимая для дальнеишей обработки или выработки решения на дальнейшее управление устройством.При смене ком;.пды управления Х, поступающей с блока управления на де шифратор команд эта команда образует с прежними микрокомандами, поступающими с ячейки в соответствии с внутренними состояниями объекта управления, новые последовательности микрокоманд, реализующие на вцходе дешифратора команд новые микропрограммы, состоящие из последова- тельностей комбинаций у,уУ При этом принцип функционирования ячейки однородной кодирующей структуры и ее связей с обоими дешиф-: раторами остаются неизменными.Использование новых связей внутри ячейки между элементами ИЛИ и И (И-НЕ), входа устройства дешифратором команд и через управляющий элемент ИЛИ с входом ячейки однородной кодирующей структуры, позволяет уменьшить число ячеек однородной кодирующей структуры до одной, сделать неизменными связи структуры с дешифраторами и полностью использовать соседнее кодирование входов дешифратора команд, уменьшить ассор тимент и число применяемых логических элементов.Это позволяет значительно унифи-.цировать структуру всего усТройства, уменьшить габариты системы в целом, вследствие, уменьшения числа требуемых элементов ИЛИ-И (И-НЕ). и упрощения схемы дешифратора команд.Формула изобретения1.устройство микропрограммногоуправления, содержащее дешифраторкоманд, группа выходов которого является группой выходов устройствагруппа выходов дешифратора состояний является группой информационныхвходов устройства, группа выходовдешифратора состояний сОединена сгруппОй вхОдов Однороднои кодирующей структуры, группа выходов которой соединена с первой группой входов дешифратора команд, о т. л ич а ю щ е е с я тем, что с цельюупрощения устройства, оно содержитэлемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом однороднойкодирующей структуры, а группа выходов элемента ИЛИ является группой15управляющих входов устройства и сое. -5 динена с второй группой входов дешифратора команд.2.устройство по п.1 о т л и ч а ющ е е с я тем, что однородная кодирующая структура состоит из одинако 20 вых разрядов, причем каждый разрядсодержит элементы ИЛИ и И И-НЕ,причем выход каждого элемента ИЛИсоединен с первым входом соответст; -вующего элемента И И-НЕ), прямые25 и инверсные выходы элементов ИИ-НЕ) всех разрядов, кроме нулевого, подключены к соответствующимвыходам однородной кодирующей структуры, инверсный выход элемента И нуЗО левого разряда подключен к первомувходу элемента ИЛИ первого разряда,остальные входы которого и входыэлементов ИЛИ последующих разрядовсоединены с группой входов однородной кодирующей структуры, группавходов элемента ИЛИ нулевого разряда соединена с прямыми выходами элементов. И второго и последующих разрядов, вторые входы всех элементовИ соединены с управляющим входом40 однородной кодирующей,структуры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Лазарев В.Г и Пииль Е.И. Синтезуправляющих автоматов, "Энергия", М.,ошко е ак Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул,Проектна Заказ 10056/67 Ти ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Мораж 756 Подписноеарственного комитета СССРизобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д,4/