Микропрограммное устройство управле-ния

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 802963(22) Заявлено 250579 (21) 2770418/18-24с присоединением заявки Мо(51)м, кд,з 0 06 Г 9/22 Государствениый комитет СССР по делам изооретеиий и открытийДата опубликования описания 10,02.81(54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления цифровых вычислительных машин.Известно микропрограммное устройство управления, содержащее память микрокоманд,генератор тактовых импульсов, дешифраторы, регистр микро- команд, логические схемы И и ИЛИ Ц . Недостаток устройства - необходимость значительных затрат оборудования на его реализацию.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является микропрограмм ное устройство управления, содержащее память микрокоманд, память констант, генератор тактовых импульсов, счетчик адреса, счетчик микрокоманд и в дешифраторов (21. 20Однако данное устройство имеет существенные недостатки. Это - большие затраты памяти и оборудования на реализацию схем управления блоками памяти (имеется две памяти, память микрокоманд и память констант, каждая из которых имеет собственную схему управления - счетчик микрокоманд и счетчик адреса); для выполнения .режима "трата" в данном устройстве,когда по ходу выполнения программы не требуется выдавать на выходы устройства никаких микроопераций в течение определенного отрезка времени (тактов), необходимо оставлять в памяти микрокоманд зоны нулевых ячеек, число которых равно количеству режимов "трата" в программе, Число нулевых ячеек в каждой зоне зависит от количества тактов, в течение которых необходимо произвести режим "трата". Все это приводит к значительному увеличению затрат памяти микрокоманд при реализации такого устройства управления.Цель изобретения - сокращение оборудования.Достигается зто тем, что в микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, генератор тактовых импульсов, счетчик и щ дешифраторов, причем первый и второй выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющим входом блока памяти и счетным входом счетчика, первый выход которого соединен с адресным входом блока памяти, группа выходов которого соединена с информационными входами дешифраторов, группы выходов которыхявляются группами выходов устройства, первый и второй входы которогосоединены соответственно с первымвходом генератора тактовых импульсов и с первым информационным входосчетчика первый и второй управляю 5шие входы которого соединены соответственно с первыми выходами щ и(щ)-го дещифраторов, введен регистр,первый, второй и третий управляющиевходы которого соединены соответствен-оно с первым выходом первого дешифратора и выходами второго и третьегодешнфраторов, выход регистра соединен с вторым информационным входомсчетчика, третий управляющий вход которого соединен с вторьы выходом первого дешифратора, третий выход которого соединен с управляющими входамиостальных дешифраторов, выход(а)-го дешифратора соединен с вторым входом генератора тактовых им Опульсов, третий вход которого соединен с вторым выходом счетчика, первый выход которого соединен с первыминформационным входом регистра, второй информационный вход которого соединен с третьим входом устройства, агруппа выходов блока памяти соединена с выходом устройства и с третьимиинформационными входами счетчика ирегистра.30Блок-схема устройства представлена на чертеже.КМикропрограммное устройство управления содержит генератор 1 тактовыхимпульсов, блок памяти 2, счетчик 3,ешифраторы 4, 4 4 4регистр 5. На чертеке обозначены вхо,цы счетчика 6-11, выходы счетчика 1213, входы регистра 14-19,Устройство работает следуюшим образом. 40Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает сигналы считывания информации из блока памяти 2 и сигналы,по которым состояние счетчика 3 изменяется на "единицу" после каждогоопроса блока памяти 2. Микрокоманда,считанная из блока памяти 2 по адресу, указанному в счетчике 3, поступает на дешифраторы 4, 4, 4 3,4;4 , и в соответствии с кодом,записаннйм в каждой группе, на выходах этих дешифраторов вырабатываютсямикрооперации, которые подаются кустройствам цифровой вычислительноймашины (на чертеже не показана) длявыполнения соответствующих действий.Значение счетчика 3 увеличивается на"единицу", проводится считывание микрокоманды иэ следуюшей ячейки блокапамяти 2 и ее расшифровка, цикл работы устройства управления повторя- Яется,Чтение констант из блока памяти 2и передача их в абоненты устройствауправления происходит следующим образом. 65 Каждому выходу дешифратора 4 поставлен в соответствие абонент устройства управления,. которому будет произведена запись константы из блока памяти 2, При возбуждении хотя бы одного из выходов дешифратора 4 на его третьем выходе, связанным с управляющими входами остальных дешифраторов, появляется сигнал, запрещающий выработку микроопераций на выходах дешифраторов 4, 4 44. Поэтому при считываний константы из блока памяти 2 и передачи ее абоненту устройства управления в соответствии с возбужденным выходом дешифратора. 4 дешифраторы 4 , 4 4 4 не работают и ложные микрооперацйи не вырабатываются.Для осуществления безусловных переходов в микропрограмме проводятся обращение к блоку памяти 2 за константой и запись считанной константы по третьим информационным входам 9 на счетчик 3 по микрооперации, вырабатываемой вторым выходом дешифратора 4 и появляющейся на третьем управляюдем входе 6 счетчика 3.Режим "трата" в микропрограмме производится следующим образом.На регистр 5 производится запись константы из блока памяти 2 по третьим информационным входам 17 по микрооперации, вырабатываемой первым выходом дешифратора 4 и появляющейся на первом управляющем входе 14 регистра 5. Значение этой константы должно соответствовать адресу той ячейки блока памяти 2, которой будет передано управление после выполнения режима "трата". Затем на счетчик 3 производится запись константы (2 -К), где п - число разрядов счетчика 3, К - число тактов, в течение котооых осушествляется режим "трата". При обращении к блоку памяти 2 по адресу (2-К) на первом выходе дешифратора 4 вырабатывается микрооперация, воздействующая на второй вход генератора 1 тактовых импульсов, и по которой генератор 1 тактовых импульсов прекращает со следующего такта вырабатывать сигналы считывания информации из блока памяти 2, При этом с выхода генератора 1 тактовых импульсов на счетный вход счетчика 3 продолжают поступать сигналы, по которым состояние счетчика 3 изменяется на "единицу" после прйхода каждого импульса на счетный вход. Когда состояние счетчика 3 будет характеризоваться числом (2 -1), т.е. все и разрядов счетчика 3 находятся в единичном состоянии, то по приходу оче" редного импульса на счетный вход счетчика 3 на его втором выходе 13 вырабатывается сигнал переполнения счетчика 3, по которому производится перезапись содержимого регистра 5 по тетьим информационным входам 11 насчетчик 3. При этом сигнал переполнения счетчика 3 воздействует также натретий вход генератора 1 тактовыхимпульсов, генератор 1 тактовых импульсов начинает вырабатывать со следующего такта сигналы считывания ип=формации из блока памяти 2, и микропрограмма продолжает выполняться стой ячейки блока памяти, адрес который был записан на регистр 5 передвыполнением режима "трата",ОТаким образом, для организациирежима "трата" любой длительноститратится всего три ячейки блока памяти, чем достигается ее значительнаяэкономия,условные переходы в микропрограмме осуществляются следующим образом.Если по ходу программы необходимопроанализировать состояние входовустройства, связанных с первыми информационными входами 10 счетчика 3,или выходов регистра 5, связанных свторым информационным входом 11 счетчика 3, то на первый 7 и второй 8управляющие входы счетчика 3, связанные с первыми выходами соответственнов и (щ)-го дешифраторов, поступаютмикрооперации, по которым информацияс входов устройства или с выходов регистров 5 записывается на счетчик 3,и управление передается той ячейкеблока памяти 2, адрес которой соот- ЗОветствует данному состоянию входовустройства, связанных с информационными входами 10 счетчика 3, или данному состоянию выходов регистра 5.С целью расширения функциональных З 5возможностей при организации условных переходов информация на регистр 5может записываться также с входов устройства, связанных со вторыми информационными входами 18 регистра 5, и 4 Ос первого выхода 12 счетчика 3, связанного с первым информационным входом 19 регистра 5, по микрооперациям,вырабатываемым первыми выходами дешифраторов 4 и 4 и поступающих со2ответственно на второй 15 и третий16 управляющие входы регистра 5.Наличие в составе устройства регистра, соединенного с дешифраторами, счетчиком, с выходами блока памяти и входами устройства, а такженаличие связей блока памяти с выходами устройства и входами счетчикаи регистра, связей входов генератора тактовых импульсов с выходами дешифратора и счетчика, третьего выхода первого дешифратора с управляющими входами остальных дешифраторов позволяет исключить память констант и счетчик адреса, что обеспечивает значительное сокращение затрат памяти.Формула изобретенияМикропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, генератор тактовых импульсов, счетчики в дешифраторов, причем первый ивторой выходы генератора тактовыхимпульсов соединены соответственнос управляющим входом блока памятии счетным входом счетчика, первый выход которого соединен с адресным входом блока памяти, группа выходов которого соединена с информационнымивходами дешифраторов группы выходовкоторых являются группами выходовустройства, первый и второй входыкоторого соединены соответственнос первым входом генератора тактовыхимпульсов и с первым информационнымвходом счетчика, первый н второй управляющие входы которого соединенысоответственно с первыми выходамив и (в)-го дешифраторов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюсокращения оборудования, оно содержит регистр, первый, второй и третий управляющие входы, которого соединены соответственно с первым выходом первого дешифратора и выходами второго и третьего дешифраторов,выход регистра соединен с вторым информационным входом счетчика, третийуправляющий вход которого соединенс вторым выходом первого дешифратора,третий выход которого соединен с управляющими входами остальных дешифраторов, выход (а)-го дешифраторасоединен с вторым входом генераторатактовых импульсов, третий вход которого соединен с вторым выходом счетчика, первый выход которого соединенс первым информационным входом регистра, второй информационный входкоторого соединен с третьим входомустройства, группа выходов блока памяти соединена с выходом устройстваи с третьими информационными входами счетчика и регистра,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 291201, кл, О 06 Р 9/16, 1969.2. Авторское свидетельство СССРю 519710, кл. С 06 Р 9/16, 1974 (прототип),802963 Тираж 756 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10625/62 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель Г. ПономареваРедактор Е. Гончар Техред Т.Маточка Корректор М. Коста