Микропрограммное устройство управления

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. 6 06 Г 9/22 3 Ьеударстеенный квинтет СССР ав делам нзевретеннй и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 30. 08.82. Бюллетень32 Дата опубликования описания 30. 08. 82(71). Заявитель 54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к орга.низации диагностического контролямикропрограммного процессора.Современные высокопроиэводитель.5ные ЭВМ обычно бывают снабжены встроенной аппаратурой контроля для про"верки работоспособности функциональных блоков,Недостатком известных устройствявляется большой объем оборудования для контроля работоспособностиблоков ЭВМ,Известно также устройство, содержащее блок памяти, регистр установочных данных, сумматор, регистрсостояния, коммутатор, первую и вторую схемы сравнения и регистр зоны 11 .Данное устройство позволяет про" 20изводить проверку неЬольшого оЬъемаоборудования, связанного лишь с элементарной операцией (микрооперацией),Диагностическая микропрограмма загружается с небольших накопителей типа кассетных магнитофонов, гиб" ких дисков и т.п. С помощью такого устройства достигается высокая точность локализации неисправности. Недостатками егоявляются большой объем оборудования и значительное время для инициализации диагностических процедур.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микро- команд, регистр адреса, элемент задержки, регистр адреса микрокоманд, схему выбора и мультиплексор, первые входы которого соединены с адресными входами устройства, а выходысо входами регистра адреса, выходы которого соединены со входами блоке памяти микрокоманд, выходы которого соединены с первыми входами регистра микрокоманд, первые выходы которого соединены со:вторыми входами мульти955060 фЭто позволяет испольэовать Общиеучастки микропрограмм штатных командУчто повышает достоверность диагностики. В памяти микропрограммногоустройства управления остается одинобщий участок микропрограмм и необходимый объем памяти уменьшается.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства микро 1 О программного управления.Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 адреса,мультиплексор 3, счетчик 4 микрокоманд, регистр 5 адреса возврата, выход б разряда микрооперации диагностика, триггер 7, элемент И 8, элемент. НЕ-И 9, выход,10 переполнения,элемент 11 задержки, управляющий вход12 й управляющий вход 13 устройства.2 О С целью улучшения контрольно-диагностических возможностей ЭВИ в систему команд процессора включается ко .манда диагностика, Выполнение этойкоманды предусматривает автономную25,проверку процессора на микропрограм-,мном уровне.Предлагаемое микропрограммноеустройство управления работает следующим образом.На управляющий вход 12 устройства поступают тактовые импульсыс периодом, равным циклу работы микропрограммного устройства управления.В исходном состоянии триггер 7 об 35нулен. На его единичном выходе присутствуют логический нуль, блокирующий прохождение тактовых импульсовс управляющего входа 12 устройства.40На адресные входы устройства поступает адрес первой микрокомандывыполняемой микропрограммы, а на первый управляющий вход мультиплексора3 с первого управляющего входа 12устройства поступает сигнал, по ко 45торому мультиплексор 3 настраиваетсяна прием информации со стороны второй группы входов. На выходе мультиплексора 3 появляется адрес первоймикрокоманды выполняемой микропро 50 граммы, который заносится в регистр2 адреса. После чего сигнал с первого управляющего входа 12 устройства снимается, и мультиплексор 3переключается на прием информации55 по первой группе входов,По. содержимому регистра 2 выбирается первая микрокоманда выполняемой микропрограммы, в адресном поле 3плексора, а вторые - со входами схемы выбора, выход которой через элемент задержки соединен со вторым и третьим входами регистра микро- команд и вторым входом регистра адреса 21.Недостатком указанного устройства является то,.что для организации контрольно-диагностических процедур на микропрограммном уровне требуется значительный объем памяти для хранения микропрограммы диагностика,Кроме того, устройство характеризуется недостаточной полнотой контроля при проверке самого микропрограм много устройства управления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет организации диагностических процедур.Поставленная цель достигаетсятем, что в микропрограммное устройство управления, содержащее блокпамяти микрокоманд, регистр адреса,элемент задержки и мультиплексор,первая группа входов адреса которогосоединена с первой группой выходовблока памяти микрокоманд, втораягруппа входов адреса мультиплексора соединена с адресными входамиустройства, первый управляющий входмультиплексора соединен со входом запуска устройства, а выходы - со входами регистра адреса, выходы которого соединены со входами блока памяти микрокоманд, введены регистрадреса возврата, счетчик микрокоманд, элемент НЕ-И, элемент И итриггер, единичный выход которогосоединен с первым входом элемента И,второй вход которого соединен совходом тактовых импульсов устройства, а выход триггера - со счетнымвходом счетчика микрокоманд, выходпереполнения которого соединен через элемент задержки со входом установки в ноль триггера, а информационные выходы счетчика микрокомандсо входами элемента НЕ-И, выход которого соединен со вторым управляющимвходом мультиплексора, вторая группавходов блока памяти микрокоманд соединена со входами счетчика микрокоманд и входами регистра адреса возврата, выходы которого соединены стретьей группой входов мультиплексора, а управляющий выход блока памяти микрокоманд соединен со входом установки в единицу триггера.5 95которой (первая группа выходов блока1 памяти микрокоманд) записан адресследующей микрокоманды, который поступает через первую группу входовмультиплексора 3 на регистр 2 адреса. По содержимому регистра 2 адресавыбирается вторая микрокоманда выполняемой микропрограммы и т,д.Таким образом, формируется последовательность микрокоманд, составляющая микропрограмму выполняемой процедуры (команды процессора, стандартной процедуры обработки .прерыванийи т.д.)При выполнении команды ДИАГНОСТИ"КА устройство работает следующимобразом.да адресный вход устройства поступает код операции команды ДИАГНОСТИКА, являющийся адресом первой микрокоманды микропрограммы ДИАГНОСТИКА.В процессе выполнения диагностической процедуры формируются необходимые константы в регистры процессора. Эти константы выбираются изполя констант микрокомандного слова(вторая группа выходов блока 1 памяти микрокоманд). При использованииобщих частей микропрограммы командпроцессора или общих частей микрокоманд других стандартных процедурвыполняется следующее.В поле константы микрокомандногослова записывается адрес возвратана диагностическую процедуру, который заносится на регистр 5 адресавозврата. В следующей микрокоманде в поле адреса записывается адреспервой микрокоманды участка микропрограммы команды, а в поле константы записывается число, равноеколичеству микрокоманд общей частиучастка микропрограммы команды, необходимого для выполнения диагностической процедуры, которое заноситсяв счетчик 4 микрокоманд, а в разрядмикрооперации ДИАГНОСТИКА записы-вается единица,По сигналу на выходе 6 триггер 7устанавливается в единичное состояние, открывая элемент И 8, черезвход которого тактовые импульсы суправляющего входа 12 устройства поступают на вход -1" счетчика 4 микрокоманд,В. процессе выполнения участка микропрограммы команды в каждом циклеработы устройства из счетчика 4 мик"рокоманды вычитается единица. 5060После выполнения участка микропрограммы команды счетчик 4 обнуляется. На входах элемента НЕ-И 9 происходит совпадение нулей, и на еговыходе появляется единичный сигнал,поступающий на второй управляющийвход мультиплексора 3. По этому сигналу содержимое регистра 5 адресавозврата передается через третью10 группу входов мультиплексора 3 и заносится в регистр 2 адреса, послечего очередной тактовый импульс переводит все разряды счетчика 4 микрокоманд в единичное состояние, на13 выходе элемента НЕ-И 9 появляетсянулевой сигнал, а на выходе 10 отрицательного переполнения счетчика4 микрокоманд появляется импульс,который через элемент 11 задержки2 р устанавливает триггер 7 в нулевоесостояние, блокируя тем самым прохождение тактовых импульсов на вход"- 1" счетчика 4 микрокоманд. По нулевому сигналу на выходе элемента2 НЕ-И 9, мультиплексор 3 вновь .настраивается на прием информации попервой группе входов, на которую,поступает адрес очередной микрокоманды диагностической процедуры сщ первой группы входов блока 1 памятимикрокоманд. Так происходит возврат. на микрокоманду диагностическойпроцедуры и дальнейшее ее выполнение.Таким образом, предлагаемое устройство микропрограммного,управления позволяет повысить достоверностьдиагностических процедур за счетиспользования общих частей микропрограммы штатных команд процессора (либодругих стандартных процедур). в микропрограмме команды ДИАГНОСТИКА, поскольку в этом случае информациявыбирается иэ тех же самых ячеекблока памяти микрокоманд, в которых .43записана микропрограмма штатных процедур.Вместе с тем сокращается объемблока памяти микрокоманд, так как нетнеобходимости, в отличие от известного устройства, дублировать общиеучастки микропрограмм диагностической процедуры в блоке памяти микрокоманд,По сравнению с базовым объектом,имеющим объем памяти для хранения диагностических процедур в 110 ячеек (при длине слова 64 разряда) предлагаемое техническое решение7 9550 требует объем памяти в 1,4 раза меньший - 78 ячеек, при той же длине микропрограммного слова.Достоверность диагностических процедур повышается, так как диагностика проводится по общим частям микропрограмм штатных команд. Иикропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, элемент задержки и мультиплексор, первая 3 группа входов адреса которого соединена с первой группой выходов блока памяти микрокоманд, вторая группа входов адреса мультиплексора соединена с адресными входами устройства, 20 первый управляющий, вход мультиплексора соединен со входом запуска устройства, а выходы г с входами регистра адреса, выходы которого соединены со входами блока памяти микро- команд, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функцио нальных возможностей за счет организации диагностических процедур, в , него введены. регистр адреса возврата, счетчик микрокоманд, элемент 25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ю 3586599,кл. 340-172.5, 1970,2, Авторское свидетельство СССРэо й 467350, кл. 6 06 Г 9/22 1973(прототип). формула изобретения 60 8НЕ-И , элемент И и триггер, единичный выход которого соединен с первым входом элемента И, второй входкоторого соединен со входом тактовых импульсов устройства, а выходтриггера - со счетным входом счетчика микрокоманд, выход переполнения которого соединен через элементзадержки со входом установки в нольтриггера, а информационные выходысчетчика микрокоманд - со входамиэлемента НЕ-И, выход которого соединен со вторым управляющим входоммультиплексора, вторая группа выходов блока памяти микрокоманд соединена с информационными входами счет.чика микрокоманд и входами регистраадреса возврата, выходы которогосоединены с третьей группой входовмультиплексора, а управляющий выходблока памяти микрокоманд соединенсо входом установки в единицу триггера.Заказ 6438/531 Подписное ВНИИПИ Тираж 73 филиал ПП г.Ужгород,