Микропрограммное устройство управления

(191 (11) СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 Г 9 ГОС Е У ы с выответсты с вы-оманды ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ ИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1. Микропрограммное управление. М., "Мир", 1973, с. 44"46, рис. 2.5,2, Авторское свидетельство СССР . й 1503240, кл. 6 06 Р 9/22, 1974(54)(57) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок памяти микрокоманд, выход которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд, выход адреса следующей микрокоманды которого подключен к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходом элемента НЕ, выход регистра адреса микрокоманд соединен с, адресным входом блока памяти микрокоманд, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения оборудования, .оно . дополнительно содержит элемент И и группу элементов НЕ, причем вход условий устройства соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом признака ждуще" го режима регистра микрокоманд, и выход " с входом элемента НЕ, выход . которого соединен с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом перво" го признака режима записи в регистр адреса микрокоманд регистра микроко" манд, выход второго признака режима записи в регистр адреса микрокоманд которого соединен с третьими входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с единичными входа-. 19 ми регистра адреса микрокоманд, нуле" вые входы которого соединены с выхо- дами элементов И второй группы третьи входы которых соединен ходами элементов НЕ группы со вейно, входы которых соединен ходом адреса следующей микрок регистра никрокоманд.,Изобретение относится к вычисли"тельной технике и может быть исполь"зовано для построения автоматов управления различных вычислительныхустройств.5Одним из важных показателей функциональной мощности микропрограммного устройства управления (ИПУ) явля"ется возможность работы с мцкропод- .программами (МПП), что при большом 10количестве последних дает значитель"ную экономию оборудования.Известно МПУ, которое может рабо ",тать с МПП и содержит блок хранениямикрокоманд, регистр микрокоманд, 15дешифратор адреса микрокоманд, ре"гистр адреса микрокоманд, мультиплексор адреса микрокоманд Я ,Недостатком устройства являетсяналичие регистра возврата с. логикойуправления, что усложняет устройство.Известно МПУ, в состав которого.входят все блоки, перечисленные дляустройства Ц , за исключением ре"гистра возврата и дополнительно введен блок управления 2,Однако функции регистра возвратав устройстве выполняет часть регист"ра команд, хранящая код операции, чтотребует введения дополнительного обо"рудования, размещенного как в блокеуправления, так и вне его, для управления передачей в нужный моменткода операции в регистр адреса микро;команд,При этом во многих системах командкоды операции различных форматов ко"манд территориально располагаютсяв различных частях командного слова,что также потребует в устройстве до-полнительного оборудования для комму-тации частей регистра команд с входомрегистра адреса микрокоманд.Кроме тйго, оба известных устройства не могут работать с МПП длиной в45одну микрокоманду, что наиболее час"то требуется для минимизации общегочисла микрокоманд путем склеиванияодинаковых микрокоманд, встречающихсяв микропрограммах,Цель изобретения - сокращение оборудования,Поставленная цель достигается тем,что МПУ, содержащее блок памяти микрокоманд, выход которого соединен синформационным входом регистра микро"команд, выход адреса следующей микро",команды которого подключен к первымвходам элементов И первой группы: вторые входы которых соединены с выходом элемента НЕ, выход регистра адреса микрокоманд соединен с адреснымвходом блока памяти микрокоманд, дополнительно содержит элемент И игруппу элементов НЕ, причем вход усповий устройства соединен с первымвходом элемента И, второй вход которого соединен с выходом признака ждущего режима регистра микрокоманд, авыход - с входом элемента НЕ, выходкоторого соединен с первыми входамиэлементов И второй группы, вторыевходы коТорых соединены с выходомпервого признака режима записи в ре-.гистр адреса микрокоманд регистрамикрокоманд, выход второго признакарежима записи в регистр адреса микрокоманд которого соединен с третьими входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с единичными входами регистра адреса микрокоманд, нулевые входы которогосоединены с выходами элементов И второй группы, третьи входы которых соединены с выходами элементов НЕ группысоответственно, входы которых соединены с выходом адреса следующей микрокоманды регистра микрокоманд,На чертеже представлена схемапредлагаемюго устройства,Устройство содержит блок 1 памятимикрокоманд, регистр 2 микрокоманд,одноразрядные поля 3 и 4 признаковрегистра микрокоманд режима записив регистр адреса микрокоманд, поле 5регистра микрокоманд адреса следующей микрокоманды, одноразрядное поле6 регистра микрокоманд признака ждущего режима, элемент НЕ 7, группуэлементов НЕ 8, регистр 9 адресамикрокоманд, вход 10 условий устройства, группы элементов И 11 и 12, элемент И 13.Устройство работает следующим образом,По адресу, находящемуся в регист"ре 9 адреса микрокоманд, из блока 1памяти микрокоманд выбирается в регистр 2 микрокоманд текущая микрокоманда. (На чертеже указана та частьрегистра микрокоманд, которая участвует в формировании адреса следующеймикрокоманды). Рассмотрим механизм формированияадре а следующей микрокоманды.предлагаемом устройстве возможнонесколько режимов формирования адре3 104990са следующей микрокоманды, которыеопределяются состоянием трех полей3, 4 и 6 регистра 2 микрокоманд ивхода 10 условий,В первом режиме формируется адресследуюцей микрокоманды, равный со"держимому поля 5 регистра 2 микро".команд. Содержимое поля регистра 2 .поступает на входы элементов И 12непосредственно, а на входы элемен Отов И 11 - через элементы НЕ 8, Таккак в каждом разряде выходы элементов И 11 и 12 соединены соответственно с входами Р и 5 регистра 9 адресамикрокоманд, то при наличии единицна входе 10 условий, в полях 3,и нуля в поле 6 регистра 2 микроко"манд на всех остальных входах эле"ментов И 11 и 12 - также единицы, исодержимое поля 5 фиксируется в триг" 20герах И регистра адреса микрокоманд,Во втором режиме формируется адрес следующей микрокоманды, равныйдизъюнкции содержимого поля 5 регистра 2 микрокоманд И и содержимого 25регистра 9 адреса микрокоманд И,Этот режим определяется единичным состоянием входа 10 условий, поля 4 инулевым состоянием полей 3 и 6 регистра 2 микрокоманд И. При этом режимеблокируются элементы И 11, а следовательно, и поступление информации изполя 5 на входы регистра 9. В результате этого содержимое регистра 9 ад- .реса микрокоманд И дополняется единицами, поступающими через элементы35И 12 из поля 5 регистра 2 микроко"манд И,В третьем режиме формируется адресследующей микрокоманды, равный40конъюнкции содержимого поля 5 и содержимого регистра 9 адреса микро- .команд И. Этот режим определяется единичным состоянием входа 10 условий,.поля 3 и нулевым состоянием полей 4и 6 регистра 2 микрокоманд. Режим45отличается от предыдущего тем, чтоблокируется на элементах И 12 поступление информации в регистр 9 по входам 5 из поля 5 регистра 2 микроко.манд и разрешается по входам кВ четвертом режиме блокируется запись в регистр 9 адреса микрокомандИ, врезультате чего происходит мяо"гократная выборка одной и той же микрокоманды, так как содержимое регист" 55ра 9 адреса микрокоманд не меняется.В этом режиме запись в регистр 9 адреса микрокоманд И запрещена блоки 7 4.ровкой элементов И 11 и 12 сигналом,поступающим с выхода элемента НЕ 7при единичном состоянии поля 6 регистра 2 микрокоманд до снятия единицыс входа 10 условий, Поэтому этот ре"жим является ждущим, После снятияединицы с входа 10 условий содержи"мое поля 5 регистра микрокоманд заносится в регистр 9 адреса микроко"манд одним из трех описанных вышеспособов в зависимости от состоянияполей 3 и 4 регистра 2 микрокоманд,Рассмотрим как с помощью этих режимов записи в регистр адреса микрокоманд возможен выход из МПП в различные точки микропрограмм без допол"нительного регистра возврата.Возможность возврата обеспечивается запоминанием части адреса (назовем ее основой адреса возврата) сле"дующей микрокоманды, перед которойпроисходит уход на МПП, хранение этойчасти во время выполнения МПП и ис"пользование ее последней микрокомандой МПП для формирования адреса возврата в точку, откуда был совершенуход.В предлагаемом устройстве основаадреса возврата остается неизменнойна протяжении выполнения МПП в регистре адреса микрокоманд, куда она былазанесена при уходе, Адреса микрокоманд МПП задаются остальными разря"дами регистра 9 адреса микрокоманд,а разряды адреса, занятые основойадреса возврата, блоком 1 памяти мик"рокоманд игнорируются. Последняя микрокоманда МПП заносит в изменяемуючасть адреса код, который в совокуп-.ности с кодом основы воспринимаетсяблоком 1 памяти микрокоманд как адрес возврата,Сохранение любой части адреса врегистре 9 адреса микрокоманд и одновременно запись (изменение) в ос"тавшуюся часть обеспечиваются в устройстве комбинированием режимов записи в регистр адреса микрокоманд,П р и м е р. Регистр 9 адреса микрокоманд содержит восемь разрядов.Адрес, по которому выбирается первая микрокоманда МПП равен 0110 1011, Длина МПП равна девяти микрокомандам. Левые четыре (старших) разряда регист; ра адреса микрокоманд хранят основу адреса возврата. В этом случае основа адреса возврата равна 0110. Тогда младшие четыре разряда регистра адресаСодержание регистра 2микрокоманд послевыборки текущеймикрокоманды Адрес следующеймикрокоманды врегистре 9 Вид записив регистрадресамикрокоманды Адрес текущейми кроко мандцв регистре 9 Номеркоманды-Поля6 4 3 Поле 5 ос новыадресавоэвра"та адресамикрокомандыв МПП.: 00100011 01101011 011 0110 1011 Запись 001 0110 0001 01101011 01100001 010 0110 0011 001, 0110 . 00100110 0110 Оа О О О 1 ОО 01100011 01100010 01100110 01100100 010 0110 Логическоесложение 0101 Логичес коесложение 010 0110 0111 00000010 01100101 010 0110 Логи чес кое сложение 00001000 О 100111 001 0110 0000 йэгическоеумножение 11110000 01101111с ФмУказан номер команды, адрес которой представлен в графе 5 5 104990 микрокоманд можно использовать для задания адресов микрокоманд в ИПП.8 таблице приведен один из вариантов формирования адресов микрокоманд МПП.5В приведенном примере возможен воз.врат в 16 точек, что однозначно определяется разрядностью основы адреса вовврата.Разделение регистра адреса микро- команд на часть, хранящую основу ад- " реса возврата, и часть, с помощью которой производится задание адресов микрокоманд в МПП, для каждой МПП различно. Количество разрядов в каждой5 части тоже может быть различным и зависит от числа возвратов и длины МПП.Устройство позволяет,.склеивать (объединять) отдельные одинаковые.1 1110001 00000010 11110010 00000100 11110100 00000001 У 6микрокоманды, используя рассмотренныйвыше механизм, так как любую микрокоманду можно рассматривать как выраженную МПП рамму. При объединении оди.иаковых микрокоманд также требуетсяадрес возврата, который бы позволял,использовать ее в разных микропро- .граммах,Таким образом сохранение в части регистра адреса микрокоманд основы адреса возврата и одновременное задание адресов микрокоманд микроподпрограмм другой его частью дает возможность уменьшать объем блока памяти микрокрманд за счет многократного использования. микроподпрограмм длиной от одной микрокоманды и более беэ дополнительного оборудования,Лэгическое умножение Логи чес кое сложение Логическое умножениеЛогическое сложение Логическоеумножение10 ф 9907 Корре едактореее ф Заказ 8 М ж 706Государственного ко лам изобретений и оосква, ЖРаувск иал П тент",Ужгоро оектная,Сос Бугир Тех6 Тир ВНИИПИ по д 113035, авитель Л., Логачевед И. Гергель Подпи митета СС крытий я наб.,