Устройство выборки команд процессора

ЕН ычисл ОсудАРстаенныи кОмитетО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ)ТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР(54) УСТРОЙСТВО ВЫБОРКИ КОПРОЦЕССОРА(57) Изобретение относится к в тельной технике и может быть использовано для выборки команд длиной в слово и полуслово при построении процессора специализированной ЭВМ. Целью изобретения является сокращение объема оборудования. Устройство выборки команд процессора содержит вход 1 командного слова, вход 2 запуска, первый 3 и второй 4 регистры, коммутатор 5, дещифратор 6, элемент И 7, счетчик 8, блок 9 микропрограммного управления, выход 10 команды, выход 11 адреса следующего командного слова. 4 ил.ФорматкомандыЛюбойКККХ 10 Изобретение относится к вычислительнойтехнике и может быть использовано длявыборки команд длиной в слово и полуслово при построении процессора специализированных ЭВМ среднего быстродействия.Цель изобретения - сокращение объема оборудования.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства выборки команд процессора; на фиг. 2 - структурная схемаблока микропрограммного управления; нафиг. 3 - граф-схема микропрограммыфункционирования устройства; на фиг. 4 -временные диаграммы работы устройства.Устройство выборки команд процессора(фиг. 1) содержит вход 1 командногослова и вход 2 запуска устройства, первый 3 и второй 4 регистры, коммутатор 5,дешифратор 6, элемент И7, счетчик 8,блок 9 микропрограммного управлсния, выход 10 команды и выход 11 адреса следующего командного слова устройства, выходы12 - 15 и входы 16 и 17 блока 9 микропрограммного управления.Блок 9 микропрограммного управления(фиг. 2) содержит регистр адреса микрокоманды 18, память микропрограмм 19,регистр микроком анды 20, элемент 2 И -ЗИЛИ 21, тактовый вход 22,В описании использованы следующиеобозначения, принятые в системе командЭВМ: КК - формат команды длиной вполуслово (2 байта); КХ - . формат командыдлиной в слово (4 байта); адрес памятиМ - разрядный.Принцип действия устройства основан наорганизации конвейерной выборки командных слов. Запуск конвейера производитсяв случае начальной загрузки адреса команды в счетчик 8 по сигналу на входе 2 устройства. При этом производится загрузкаконвейера. В дальнейшем конвейер работаетпо выборке командных слов (фиг. 3).Регистры 3 и 4 организованы так, чтосодержат по крайней мере одну команду.Выборка командной информации изпамяти осуществляется словами с использованием счетчика 8, при этом - с выхода11 устройства на вход памяти поступаетукороченный адрес - адрес слова, в котором обязательно содержится либо левоеполуслово команды, либо вся команда.Начальное значение счетчик 8 получаетпри загрузке адреса первой команды. Вдальнейшем, если в регистрах 3 и 4 не содержится полностью очередной команды,то по сигналу с блока 9 микропрограммного управления, поступающего на первыйсчетный вход счетчика 8, его значениеувеличивается на +4.(Я в )-й разряд счетчика 8 фиксируетфакт расположения очередной команды награнице слова или полуслова, В первомслучае (М - )-й разряд счетчика 8 прини 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мает нулевое значение, во втором - единичное, Начальное значение (М - 1) -й разряд получает при загрузке в счетчик 8 адреса первой команды. В процессе работы конвейера дешифратором 6, выход которого управляется сигналом 14 с блока 9, анализируется длина текущей исполняемой команды. Таблица истинности дешифратора 6 имеет вид;Управляющий Выход вход 14О О 1 1 1 О Если длина текущей исполяемой команды равна полуслову (формат КК), то значение (М - 1)-го разряда счетчика 8 инвертируется после снятия единичного сигнала управления дешифратором 6 по спаду импульса на втором счетном входе счетчика 8. Если текущая команда имеет длину в слово (формат КХ), то значение (М - -1)-го разряда счетчика 8 не изменяется,Сигнал с (Х - 1) -го выхода счетчика 8 управляет работой коммутатора 5, который подключает к выходу 10 устройства командное слово из первого 3 и второго 4 регистров, начало которого всегда совпадает с началом текущей исполняемой команды. При нулевом значении сигнала на своем управляющем входе коммутатор 5 подключает выходы левой и правой половин первого регистра 3, по единичному значению - выходы второго регистра 4 и левой половины первого регистра 3, Код операции команды с выхода коммутатора 5 поступает на вход дешифратора 6.Работу устройства рассмотрим на примере выборки командной информации при обработке некоторой последовательности команд РХ, КК, КХ, расположенной в памяти начиная с адреса с единичным значением (М - 1) -го разряда.На этапе заполнения конвейера в счет. чик 8 загружается адрес первой команды, а на вход 2 устройства поступает сигнал на запуск конвейера, и блок 9 микропрограммного управления вырабатывает последовательность управляющих сигналов для заполнения конвейера (фиг. 4): с выхода 12 блока 9 .подается сигнал на загрузку первого регистра 3 командным словом из памяти (слово загружается из ячейки, адрес которой определяется кодом на выходе 11 устройства); с выхода 13 блока 9 подается сигнал на загрузку во второй регистр 4 правого полуслова из первого регистра 3,В блоке 9 микропрограммного управления производится анализ содержимого (Х - 1)-го разряда счетчика 8, поступающего на его вход 16. По единичному значению данного разряда с выхода 15 блока 9 подается управляющий сигнал на первыйсчетный вход счетчика 8 для увеличения его значения на +4. Новое значение адреса используется для выборки из памяти второго командного слова, которое загружается в первый регистр 3 по сигналу с выхода 12 блока 9, При нулевом значении (М - 1)-го разряда счетчика 8 второе обращение к памяти и заполнение регистра 3 не производится.На этом этап заполнения конвейера заканчивается. При этом единичный сигнал с (М)-го выхода счетчика 8 подается на управляющий вход коммутатора 5, который подключает к выходу 10 устройства первую команду КХ для дальнейшей обработки.Сигнал с выхода 14 блока 9 микропрограммного управления разрешает выход дешифратора 6, значение сигнала на котором остается нулевым - признак команды КХ. При этом;ч ачение (1 - 1)-го разряда счетчика 8 в этом цикле не изменится,На выходе элемента И 7 появляется сигнал с нулевым значением, по которому блок 9 вырабатывает сигналы, вызывающие выборку очередного командного слова из памяти (фиг. 4): по сигналу с выхода 15 блока 9 значение счетчика 8 увеличивается на +4; по сигналу с выхода 13 блока 9 в регистр 4 загружается правое полуслово из регистра 3; по сигналу с выхода 12 блока 9 в регистр 3 загружается очередное кома ндное слово, которое выбирается из памяти по новому адресу.Коммутатор 5 подключает на выход 10 устройства вторую команду КК.Сигнал с выхода 14 блока 9 разрешает выход дешифратора 6, значение сигнала на котором изменяется на единичное - признак команды КК.На выходе элемента И 7 появляется сигнал с единичным значением, по которому блок 9 запрещает выборку очередного командного слова из памяти. По спаду сигнала на выходе дешифратора 6 значение (М - 1)-о разряда счетчика 8 инвертируется и сигнал с нулевым значением поступает на управляющий вход коммутатора 5, который подключает к выходу 10 устройства третью команду КХ, расположенную в первом регистре 3.Формула изобретенияУстройство выборки команд процессора, содержащее первый и второй регистры, коммутатор, дешифратор, элемент И, счетчик, блок микропрограммного управления, вход первого разряда. кода условий которого соединен с входом запуска устройства, вход командного слова устройства соединен с информационным входом первого регистра, выход поля младших разрядов которого соединен с первыми входами первой и второй групп информационных входов коммутатора, второй вход второй группы информационных входов которого соединен с выходом второго регистра, информационный вход которого соединен с 20 выходом поля старших разрядов первогорегистра и с вторым входом первой группы информационных входов коммутатора, выход которого соединен с информационным входом дешифратора и с выходом команды устройства, выход адреса команды которого соединен с выходом счетчика, первый счетный вход которого соединен с первым выходом блока микропрограммного управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с синхровходами З 0 первого и второго регистров, выход дешифратора соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом второго разряда кода условий блока микропрограммного управления, отличающееся тем, что, с целью сокращения объема оборудования, выход первого разряда счетчика соединен с вторым входом элемента И, с управляющим входом коммутатора и с входом третьего разряда кода условий блока микропрограммного управления, выход дешифратора соединен с вторым 40 счетым входом счетчика, четвертьй выходблока микропрограммного управления соединен со стробирующим входом дешифратора.1481758 17 дыхо деы б тор М. Васильева Редактор С. Г 1 атрушеваЗаказ 2691/50ВНИИПИ Государственно113035,Производственно-издате Составитель А. Афанасьев Техредй. Верес Корр Тираж 669 Поди исное о комитета по изобретениям и открМосква, Ж - 35, Раушская наб., ьский комбинат Патент, г. Ужгор тиям прп ГКНТ СССд. 4/5од, ул. Гагарина, 101