Микропрограммное управляющее устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетС Об Р 9/22 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30.10.82 Ф Ю.Я.Пушкарев и Д.В.Полонский(54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальнойаппаратуре.Известно микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, регистр микрокоманд, дешифратор, двоичный счетчик, генератор импульсов, блок проверки условий, группу элементов И, делитель частоты, эле мент ИЛИ и шифратор 1.Недостатком указанного устройства является низкое быстродействие вследствие непроизводительной потери времени при переходе в одной микрокоманде из одного используемого микротак та к следующему через несколько неиспользуемых.Наиболее близким к предлагаемому является микропрограммное управляющее устройство, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса, блок проверки условий, генератор импульсов, группу элементов И, регистр блокировки и элемент И, причем выходы блока проверки условий соединеы с входами регистра адреса, выходы которого соединены с входами блока памяти микрокоманд, выходы которого соединены с информационными входами регистра микрокоманд,адресные выходы которого соединены с информационными входами блока проверки условий, управляющие входы которого являются входом устройства, управляющие выходы регистра микро- команд соединены с первыми входами каждого элемента И группы элементов И, выходы которых являются первым выходом устройства, а информационные выходы регистра микрокоманд являются вторым выходом устройства, выход каждого элемента И группы элементов И соединен с инверсными входами всех последующих элементов И группы элементов И, с инверсным входом элемента И и с установочным входом регистра блокировки соответственно, выходы регистра блокировки соединены с вторыми входами элементов И группы элементов И, выход элемента И соединен с управляющим входом регистра микроко.- ,манд и с входом установки в исходное состояние регистра блокировки, тактирующий вход которого соединен с выхрдом генератора импульсов 2.сВ известном устройстве длительность всех микротактов в каждой мик-. рокоманде постоянна и определяется временем выполнения самой длинной операции, которую инициируют выходные сигналы устройства в операцион ных схемах.Разница во времени выполнения коротких и длинных операций может иметь существенное значение, особен-. но когда выходные сигналы устройства 1 О инициируют электронные и механические действия. Поэтому наличие в известном устройстве микротакта с постоянной длительностью, которая определяется временем выполнения самой длинной операции, значительно снижает быстродействие устройства и ласс решаемых им задач.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что микропрограммное устройство управления, содержащее блок па-. мяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса, блок проверки условий, генератор импульсов, регистр блокировки, элемент И и группу эле,ментов И, выход каждого элемента И которой соединен с инверсными входами всех последующих элементов И группы, с инверсным входом элемента И и с установочным входом регистра блокировки соответственно, выходы элементов И группы подключены к управляющим выходам устройства, выходы блока проверки условий соединены с 35 информационными входами регистра адре са, выходы которого подключены к адресным входам блока памяти микрокоманд, выходы которого подключены к информационным входам регистра микрокоманд, 4 О адресные выходы которого соединены с информационными входами блока проверки условий, управляющие входы которо-." го являются входами устройства, управляющие выходы Регистра микрокоманд 45 соединены с первыми входами каждого элемента И группы, информационные выходы регистра микрокоманд являются информационными выходами устройства, выход элемента И подключен к. управляющему входу регистра микрокоманд и к входу установки в исходное состояние регистра блокировки, выходы регистра блокировки подключены к вторым входам каждого элемента И группы соответстенно, дополнительно содержит делиель частоты, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, задающие входы делителя частоты подключены к выходам элементов И группы соответственно, а выход подключен 60 к тактирующему входу регистра блоки- . ровки.На фиг. 1 изображена функциональная схема микропрограммного управляющего устройствау на фиг. 2 - времен ная диаграмма выполнения одной микро- команды.Предлагаемое устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса, блок 4 проверки условий, генератор 5 импульсов, регистр б блокировки, группу элементов И 7, элемент И 8, информационные выходы 9 устройства, входы 10 устройства, управляющие выходы 11 устройства, делитель 12 частоты.На временной диаграмме (фиг. 2) введены следующие обозначения: 13 импульсы на выходе генератора 5, 14 - импульсы на выходе делителя 12 частоты, 15 - импульсы на выходе элемента И 8, 16-18 - импульсы на выходе, например первого, пятого и двенадцатого элементов И группы элементов И 7 соответственно.Устройство работает",следующим образом.Из блока 1 памяти очередная микро- команда заносится в регистр 2 микро- команд, при этом регистр б блокировки устанавливается в исходное состояние и на всех его выходах присутствует единичный сигнал.Для выполнения микрокоманды необходимы три микротакта, причем в течение первого, второго и третьего микротактов единичный сигнал должен присутствовать, например, на выходе первого, пятого и двенадцатого элементов И 7 соответственно. Длительности микротактов в этом случае должны составлять соответственно четыре, десять и семь временных интервалов, задаваемых периодом генератора 5. В силу этого на первом, пятом и двенадцатом управляющих выходах регистра 2 микрокоманд присутствует единичный сигнал, а на остальных - нулевой. Тогда на выходе первого элемента И 7 вырабатывается единичный сигнал, вследствие чего все последующие элементы И 7 закрыты.При поступлении единичного сигнала с выхода первого элемента И 7 на один из задающих входов делителя 12 частоты коэффициент деления послед него становится равным четырем. После поступления четырех импульсов с выхода генератора 5 на .счетный вход делителя 12 частоты на выхо. де последнего вырабатывается импульс, по которому в силу наличия единичного сигнала на первом установочном входе первый разряд регистра б блокировки устанавливается в ноль.При этом первый элемент И 7 закрывается, открывая тем самым все последующие элементы И 7, но так как второй, третий и четвертыйэлементы И 7 закрыты нулевыми сигналами с управляющих выходов регистра 2 микро- команд, единичный сигнал вырабатывается на.выходе пятого элемента И 7.Вследствие этого коэффициент деления делителя 12 частоты становится равным десяти, Подле отсчета десяти импульсов на выходе делителя 12 частоты вырабатывается импульс, и пятый разряд регистра б устанавливается в ноль.При этом состояние остальных разрядов регистра 6 не изменяется. В результате этого пятый элемент И 7 закрывается, первый элемент И 7 останется в закрытом состоянии, а на выходе двенадцатого элемента И 7, аналогично предыдущим, вырабатывается с единичный сигнал. При этом коэффициент деления делителя 12 частоты становится равным семи. 15 ) После того, как делитель 12 час,тоты отсчитает семь импульсов, аналогично устанавливается в ноль двенадцатый разряд регистра б, вследствие чего закрывается двенадцатый элемент 20 И 7. После этого единичный снгнал на выходах всех элементов И 7 отсутствует, так как нулевой сигнал присутствует на нсех последующих после двенадцатого управляющих выходах реги стра 2 микрокоманд. В результате этого на выходе элемента И 8 вырабатывается сигнал, по которому все разряды регистра б блокировки устанавливаются в единичное состояние. Одно- З 0 временно следующая микрокоманда из блока 1 памяти заносится в регистр 2 микрокоманд, и единичный сигнал нырабатывается на выходе того элемента И 7, на вход которого поступает единичный сигнал с управляющего выхода регистра,2 микрокоманд, имеющего наименьший порядковый номер.До этого момента на нходы 10 блока 4 проверки условий из опера ционных схем поступали логическиеф условия, по которым сформировался адрес следующей микрокоманды и записался в регистр 3 адреса. Поэтому чтение микрокоманды по сигналу с выхода элемента И 8 происходит 45 по заранее подготовленному адресу. Дальнейшая работа устройствааналогична описанной.Таким образом, в предлагаемом и устройстве длительность каждогоотдельного микротакта имеет оптимальную величину, определяемую временем, необходимым для выполнения действий операционных схем в данном микротакте, в отличие от прототипа, где дли- тельность всех микротактов одинакова и определяется максимальным временем работы операционных схем водном из микротактов.Предлагаемое устройство позволяетсократить время выполнения каждоймикрокоманды.Формула изобретенияМикропрограммное управляющее устройство, содержащее блок памяти микрокоманд,регистр микрокоманд, регистр адреса, блок проверки условий,генератор импульсов, регистр блокировки, элемент И и группу элементовИ, выход каждого элемента И которойсоединен с инверсными входами всех последующих элементов И группы,с инверсным входом элемента И и с установочным входом регистра блокировки соответственно,выходы элементов И группыподключены к управляющим выходам устройства, выходы блока проверки условий соединены с информационными входами регистра адреса, выходы которого подключены к адресно входам блокапамяти микрокоманд, выходы которогоподключены к информационным входамрегистра микрокоманд, адресные выходыкоторого соединены с информационнымивходами блока проверки условий, управляющие входы которого являются входами устройства, управляющие выходы регистра микрокоманд соединены с первыми входами каждого элемента И группы, информационные выходы регистрамикрокоманд являются информационнымивыходами устройства, выход элемента Иподключен к управляющему входу регистра микрокоманд и к входу установкив исходное состояние регистра блокировки, выходы регистра блокировкиподключены к вторым входам каждогоэлемента И группы соответственно,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействия, оносодержит делитель частоты, счетныйвход которого подключен к выходу генератора импульсов, задающие входыделителя частоты подключены к выходамэлементов И группы соответственно, авыход подключен к тактирующему входурегистра блокиронки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2918689,кл.С Об Р 9/22,1980.2. Авторское свидетельство СССРМ 640294, кл. С Об Р 9/22, 1978прототип).970367Составитепь Л.Логачева ктор Т. лопатина Техред С.Мигунова Корректор Н. Бу 89/60Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн