Устройство для микропрограммногоуправления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оюз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки йо 0 Об Р 9/4 б Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 15. 04. 81 щЭФщС,Н. Абрамович, В,Е. Кузнецов, Г.В, Лези(72) Авторы изобретения В.Б, Малаховский и А.П. Яроцкий Государственное Союзное конструкторскотехнологическое бюро по проектированию счетных машйн(54) УСТРОЙСТВО МИКРОПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении ЦВМ среднего быстродействия,Известно микропрограммное устройство управления, содержащее регистр адреса микрокоманд, схемуопределения очередного адреса микрокоманд, регистр команд, триггер иблок прерываний 1,НедостатоК устройства - ограниченные Функциональные возможности.Известно также микропрограммноеустройство управления, содержащееадресный регистр, дешифраторы, запоминающий блок, регистр, элемент И,блоки элементов И 2 .Недостаток этого устройства такжев ограниченных функциональных возможностях, так как оно не позволя"ет обрабатывать прерывания.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеерабочий регистр, дешифратор, блокиэлементов И и запоминающий блок,информационный выход которого соеди.нен со входом дешифратора и первым входом первого блока элементов И,выход второго блока элементов Исоединен с информационным входомрабочегр регистра, информационныйвыход которого соединен с первымвходом третьего блока элементов И,введены счетчик адреса микрокаманд,блок прерываний и коммутатор, первый вход которого является входомпризнаков ветвления устройства,второй вход. коммутатора соединенс информационным выходом запоминающего блока, а выход коммутаторас первым входом блока прерываний,второй вход которого является входом внешнего запроса устройстваатретий вход блока прерываний соединен с управляющим выходом запоминающего блока, адресный вход которого соединен с информационнымвыходом счетчика адреса, установочный вход которого соединен с первым выходом блока прерываний и перВым входом второго блока элементовИ, а информационный вход счетчикаадреса - с выходом четвертого блокаэлементов И, первый вход которогосоединен со вторым выходом блокапрерываний, первый и второй выходы ЗО микроопераций дешифратора соединенысоответственно со счетным "входомсчетчика адреса микрокоманд и совторым входом третьего блока элементов И, третий выход микроопераций дешифратора соединен с третьимвходом коммутатора и вторым входомпервого блока элементов И, группавыходов микроопераций дешифраторасоединена с управляющими выходамиустройства, а выходы первого и третьего блока элементов И и информационный вход устройства соединены черезкодовую магистраль со входом четвертого блока элементов И, выход первогоблока элементов И соединен через кодовую магистраль со вторым входомвторого блока элементов И. 15На чертеже представлена функциональная схема устройства микропрограммного управления,Устройство содержит кодовую магистраль 1, счетчик 2 адреса микрокоманд, запоминающий блок 3, дешифратор 4, коммутатор 5, блок б прерываний, регистр 7, блоки 8-11 элементов И, вход 12 признаков ветвления, вход 13 внешнего сигнала запроса,Устройство работает следующимобразом,Работа проходит, в четырех режимах.Первый режим - выполнение линейного участка микропрограммы. В этомслучае адрес очередной микрокомандымикропрограммы формируется путемувеличения на единицу содержимогосчетчика 2 сигналом с выхода дешифратора 4, подаваемым на счетный входсчетчика 2,Второй режим - организация ветвления микропрограммы. Микрокомандав этом случае содержит поле адреса 40ветвления; поле номера признака ветвления; поле микроопераций.При этом адрес ветвления подаетсяна вход блока 11, номер признакаветвления подается на адресный вход 45коммутатора 5.При исполнении микрокоманды ветв- .ления дешифратор в соответствии ссодержимым поля микроопераций вырабатывает микрооперацию ветвления,сигнал которой подается на управляющие входы коммутатора 5 и блока 11.В результате этого адрес ветвленияпередается в кодовую магистраль 1,а на выходе коммутатора 5 появляется сигнал ветвления (в том случае,когда на информационном входе 12коммутатора 5 присутствует признак,соответствующий номеру признака,заданному на адресном входе коммутатора), который поступает на вход бОблока 6. Сигналы с соответствующего выхода б открывает блок 10, врезультате чего адрес ветвления записывается с выхода блока 11 черезкодовую магистраль 1 в счетчик 2. 65 При этом в микрокоманде ветвления микрооперация увеличения содержимого счетчика 2 не задается (сигнал на соответствующем выходе дешифратора не вырабатывается) в отличие от первого. режима работыустройства.На рассмотренном выходе блока бреализуется функция вида,где СВ - сигнал ветвления;КМ - микрооперация "Конец микропрограммы";ЗП - внешний запрос прерывания.Микрооперацией КМ производитсяпереход к Последующей микропрограмме при окончании предыдущей,микрооперация КМ формируется приисполнении последней микрокомандымикропрограммы и подается на входблока б непосредственно с запоминающего блока. При этом в последнеймикрокоманде микропрограммы микрооперация увеличения содержимогосчетчика 2 не задается и сигнал ссоответствующего выхода дешифратора не вырабатывается (как и вслучае выполнения команды ветвления).Третий режим - переход к исполнению последующеймикропрограммыпо окончании предыдущей. Исполняемая микропрограмма завершаетсямикрокомандой, содержащей микроопе-рацию КМ. Предполагается, что впроцессе выполнения последней микрокоманды на кодовую магистраль 1 подается адрес начала последующеймикропрограммы, например с регистракоманд ЦВМ, использующей данноеустройство. Блок б, работая описанным образом, обеспечивает передачу этого адреса на счетчик 2.Четвертый режим - обработка внешнего запроса прерывания.Эапрос прерывания обслуживается либо при исполнении микрокоманды ветвления (по сигналу СВ), либопри исполнении последней микрокоманды микропрограммы (по сигналуКМ), При этом возбуждается выходблока б, соединенный со вхОдом счетчика 2.Сигналом с этого выхода блока бв счетчик 2 заносится константа,которая задает адрес начала микропрограммы обработки прерываний.В рассматриваемом режиме занесение в счетчик 2 адреса началамикропрограммы обработки прерыва- .ния совпадает во времени с процессом формирования на кодовой магистрали 1 очередного адреса исполняемой в этот момент микропрограммы.Наличие рабочего регистра 7 позволяет запомнить этот адрес на времяобслуживания прерывания. Для этогоодновременно с установкой в счетчике 2 адреса микропрограммы обработки прерываний сигналом с соответствующего выхода блока 6, из которой магистрали 1 через блок 8 производится запись адреса микро- команды в рабочий регистр 7.Таким образом устройство позволяет как производить ветвление микропрограммы, анализируя наличие или отсутствие тех или иных, нешних для устройства, признаков ветвления, так и производить обра ботку внешних сигналов прерывания (запросов), организуя переход к выполнению микропрограммы обработки прерываний.При этом адрес очередной микрокоманды исполняемой микропрограммы, формируемый на кодовой магистрали, запоминается в специальном регистре на время выполнения микропрограммы обработки прерываний.Формула изобретенияУстройство микропрограммного управления, содержащее рабочий регистр, дешифратор, блоки элементов И и запоминающий блок, информационный выход которого соединен со входом дешифратора и первым входом первого блока элементов И, выход второго блока элементов И соединен с информационным входом рабочего регистра,информационный выход которого соединен с первым входом третьего блока элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности обработки прерываний, в него введены счетчик адреса микрокоманд, блок прерываний и коммутатор, первый вход которого является входом признаков ветвления устройства, второй вход коммутатора соединен с информационным выходом запоминающего блока, а выходкоммутатора - с первым выходом блокапрерываний, второй вход которого является входом внешнего .запроса устройства, а третий вход блока прерыванийсоединен с управляющим выходом запоминающего блока, адресный вход которого соединен с информационным выходом счетчика адреса, установочныйвход которого соединен с первым вы- О ходом блока прерываний и первым входом второго блока элементов И, аинформационный вход счетчика адреса -с выходом четвертого блока элементов И, первый вход которого соединенсо вторым выходом блока прерываний, 15 первый и второй выходы микрооперацийдешифратора соединены соответственносо счетным входом счетчика адресамикрокоманд и со вторым входомтретьего блока элементов И, третий 20 выход микроопераций дешифратора соединен с третьим входом коммутатораи вторым входом первого блока элементов И, группа выходов микроопераций дешифратора соединена с групп пой управляющих выходов устройства,а выходы первого и третьего блоковэлементов И и информационный входустройства соединены через кодовуюмагистраль со входом четвертого блока элементов И, выход первого блока,элементов И соединен через кодовую:магистраль со вторым входом второгоблока элементов И..Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Блок микропрограммного управления. Микропроцессорный комплектБИС ТТЛ, серия К 589.2. Хассон С. Микропрограммное0 управление. В.1, М., "Мир", 1973,с, 45-46, рис. 2,5 (прототип) .оставитель В. Усковехред Е.Гаврилешко К ктор М. Шарош едактор М, Петров Заказ 1857/7 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 745 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 13035, Москва, Х, Рауйская,4