Микропрограммное устройство управления

1495789 3Сущность изобретения заключается в сокращении времени отладки микропрограмм за счет введения режима обратного ( реверсного:) прослеживания выполнения микрокоманд. При этом обеспечивается повышение оперативности отладки микропрограммы и поиска ошибок.Рассмотрим назначение элементов и связей предлагаемого устройства.Блок 1 памяти предназначен для хранения микрокоманд микропрограммы. Блок 2 оперативной памяти, реверсивный счетчик 6, элемент И-НЕ 13, второй элемент И 14 предназначены для организации стековой памяти, для запоминания адресов выполняемых микро- команд и последующей их выдачи и обратном порядке в режиме реверса, 20Регистр 3 кода операции предназначен для хранения кода операции и выдачи сигнала пуска устройства.Регистр 4 предназначен для хранения кода адреса микрокоманды, выда ваемого в блок 1 памяти микрокоманд.Регистр 5 Микрокоманды предназначен для харенния кодов микроопераций и их выдачи. на объект управления че-. рез выходы 22. 30Блок 2 оперативной памяти предназначен для хранения адресов выполняе-. мых микрокоманд микропрограммы и выдачи их через мультиплексор,9 на регистр 4 адреса в режиме обратного вы" 35 полнения микропрограммы.Триггер 7 предназначен для пуска и останова устройства путем включения и выключения генератора 11,40Триггер 8 предназначен для управления режимом работы (прямое и обратное выполнения микропрограммы),а также управляет работой стековойпамяти, реализованной на элементахи узлах 2, 6, 13 и 14, При нахождении триггера 8 в единичном состоянииустройство находится в режиме прямого выполнения микрокоманд, В противном случае - в режиме обратного выполнения (реверса) микрокоманд микро 50программы.Мультиплексор 9 предназначен длякоммутации в блок 1 памяти микрокоманд кодов адресов микрокоманд, ко 55торые поступают с выходов регистра 3кода операции, выходво 20,1, 202блока 1 памяти микрокоманд и выходовблока 2 оперативной памяти,4Мультиплексор 1 О предназначен дляформирования значения модифицирован-ного разряда адреса следующей микро- .команды в .зависимости от значенияпроверяемого логического условия, поступающего по входу 17 логических условий устройства,Генератор 11 вырабатывает две последовательности синхроимпульсов,сдвинутые во времени друг относительно друга. Длительность синхроимпульсов должна быть достаточной для срабатывания регистров 4 и 5, счетчика6 и записи информации в блок 2 оперативной памяти,Элемент И 12 предназначен дляформирования сигнала управления записью в реверсивный счетчик 6 номераадреса микрокоманды, выполняемой врежиме реверса первой,Микропрограммное устройство работает в двух режимах: режим прямоговыполнения микрокоманд микропрограммы (рабочий режим); режим обратноговыполнения микрокоманд микропрограммы (режим реверса).В исходном состоянии регистры3-5,. реверсивный счетчик 6, триггеры 7 и 8 находятся в нулевом состоянии (установочные входы на фиг,1 условно не показаны),В режиме отладки в это состояниеустройство ,приводится перед каждымвыполнением микропрограммы,В рабочем режиме устройство функционирует следующим образом,Сигналом с входа 18 триггер 8 ус танавливается в единичное состояние,Код операции поступает на входы 16и по сигналу с входа 16.1 фиксирует-.ся в регистре 3 кода операци, С выхода регистра 3 код поступает на, второй информационный. вход мультиплексора 9. Одновременно с записью в регистр 3 операции на управляющем выходе последнего формируется управляющий сигнал,. по которому происходитпередача кода через мультиплексор 9на информационный вход регистра 4адреса микрокоманды, Одновременнотриггер 7 пуска устанавливается вединичное состояние и включает генератор 11. 11 о первому синхроимпульсу с выхода 21,1 генератора 11 кодоперации заносится в регистр .4 адреса микрокоманды и поступает на входблока 1 памяти микрокоманд, из,блока 1 памяти выбирается первая микро 495789команда микропрограммы. По синхроимпульсу, поступающему.с выхода 21,2генератора 11, операционная частьмикрокоманды (сигналы микроопераций)5заносится в регистр 5, и регистр 3устанавливается в начальное состояние, формирование кода адреса следующей микрокоманды происходит следующим образом, С выходов 20,1 блока 1 1 Опамяти микрокоманд код немодифицируемой части адреса следующей микрокоманды подается на первый информационный вход мультиплексора 9На управляющие входы мультиплексора 1 О поступает код проверяемого логического условия с выходов 20,3 блока 1 памяти,На информационные входы мультиплексора 10 поступают сигналы логическихусловий с входов 17 устройства и выхода 20,2 модифицируемого разрядаадреса. Если выполняемая микрокоманда является линейной (логические условия не проверяются ) то на выходмультиплексора О поступает значение 25модифицируемого разряда адреса с выхода 20.2 блока 1 памяти микрокоманд.Если выполняемая микрокоманда является микрокомандой ветвления, то кодпроверяемого логического условия отличен от нуля и на выход мультиплексора 1 О при этом поступает значениесоответствующего логического условияс входа 17 устройства,Но синхроимпульсу с выхода 21.1генератора 11 в регистре 4 фиксируется адрес, а по синхроимпульсу с выхода 21.2 Фиксируется код оперативной части очередной микрокомандыв регистре 5, 40Запись адреса текущей микрокоманды в блок 2 оперативной памяти происходит следующим образом,Поскольку триггер 8 находится вединичном состоянии, то на элемент 45И-НЕ 13 поступает единичный сигнал,а на элемент И 4 - нулевой, До поступления синхроимпульса с выхода21,2 генератора 11 на выходах элементов И-НЕ 13 и И 14 сохраняются единичный и нулевой сигналы соответственно, По очередному синхроимпульсус выхода 21.2 генератора 11 происхо-дит,(по переднему фронту импульсас выхода элемента И-НЕ 13) увеличение 55на единицу содержимого счетчика 6,По заднему Фронту импульса с выходаэлемента И-НЕ 13 происходит записьадреса текущей микрокоманды с выхода регистра 4 в блок 2 оперативной памяти,Далее устройство работает аналогично до поступления с выхода 22.11регистра 5 микрооперации Конец операции", При этом происходит обнуление регистров 4,5 и сброс триггера 7пуска, Генератор 11 выключается, иработа устройства прекращается,Режим реверса,В этом режиме триггер 8 находитсяв нулевом состоянии, в которое онустанавливается единичным сигналом,поступающим с входа 19 устройства.Запись адреса очередной выполняемоймикрокоманды в регистр 4 осуществляется следующим образом,При появлении сигналов с входов16,1 и 19 элемент И 12 формируетсигнал разрешения записи в счетчик 6кода номера адреса первой микрокоманды отлаживаемой микропрограммы, С выхода счетчика 6 адрес поступает наадресный вход блока 2. С выхода блока 2 выдается адрес отлаживаемоймикрокоманды на мультиплексор 9. Сигнал с нулевого выхода триггера 8 реверса, поступающий на второй управляющий вход мультиплексора 9, обеспечивает подключение выхода блока 2 кинформационному входу регистра 4,По сигналу пуска с выхода регистра 3 триггер 7 устанавливается в единичное состояние. При этом генератор11 включается, По синхроимпульсу свыхода 21, генератора 11. адрес отлаживаемой микрокоманды записываетсяв регистр 4 По синхроимпульсу с выхода 21.2 генератора 11 операционная часть отлаживаемой микрокомандызаносится в регистр 5, С выходоврегистра 5 сигналы микроопераций поступают на выходы 22 устройства. Кроме того, по синхроимпульсу с выхода21,2 генератора 11 осуществляетсяформирование адреса очередной микрокоманды. Этот синхроимпульс черезэлемент И 4 поступает на вход обрат-ного счета счетчика 6 и уменьшает,его содержимое на единицу. Далее,в этом режиме устройство Функционирует аналогичном описанному вышеалгоритму,Режим реверса продолжается до техпор, пока триггер 8 реверса не будетпереведен в единичное состояние сигналов с входа 18 устройства либосодержимое счетчика 6 не станет рав 1495789ным нулю. В последнем случае по нулевому адресу будет выбрана иэ блока 1 памяти микрооперация "Конец операции". При этом сигналом с выхода 22.1 регистра 5 регистры 4,5, счет-. чик 6 и триггер 7 установятся в нуле" вое состояние, и выключится генератор 11. Работа устройства прекращается.10формула изобретенияМикропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микро команд, регистры адреса и микрокоманд, триггер пуска, генератор такто.вых импульсов, первый и второй мультиплексоры, причем выход регистра ,адреса соединен с адресным входом 20 блока памяти микрокоманд старшие разряды поля адреса выхода которого соединены со старшими разрядами пер-. вого информационного входа первого мультиплексора, выход поля логичес ких условий блока памяти микрокоманд соединен с адресным .входом второго мультиплексора, выход поля микрокоманд блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом регистра 30 микрокоманд, выход которого является выходоМ микроопераций устройства, младший разряд поля адреса выхода блока памяти микрокоманд и входы ло-, гиЧеских условий устройства соединены соответственно с младшим разрядом и старшими разрядами информационного входа второго мультиплексора, выход которого соединен с младшим разрядом первого информационного входа перво го мультиплексора, выход признака "Конец операции" регистра микрокоманды соединен с входом установки в "О" триггера пуска, прямой выход триггера пуска соединен с входом запуска 45 генератора тактовых импульсов, выход первого мультиплексора соединен с информационным входом регистра адреса, первый и второй выходы генерато" ра тактовых импульсов соединены соответственно с входом синхронизации регистра адреса и регистра микрокоманд, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения контроля пригодности устройства, оно дополнительно содержит регистр кода операции,блок оперативной памяти, реверсивный счетчик, триггер реверса, одновибратор, первый и второй элементы И, элемент И-НЕ, причем вход кода операцийустройства соединен с информационнымвходом регистра кода операции, входначальной установки устройства соединен с входом синхронизации регистра кода операции и с первым входом первого элемента И, выход регистра кода операции соединен с вторым информационным входом первого мультиплексора и информационным входом реверсивного счетчика, выход признака разряда запуска регистра кода операциисоединен с первым адресным входом первого мультиплексора и с входомустановки в "1" триггера пуска, выход регистра адреса соедиен с информационным входом блока оперативнойпамяти, выход которого соединен стретьим информационным входом первого мультиплексора, первый вход задания режима работы устройства соединен с входом установки в "1" триггера реверса, второй вход задания режима работы устройства соединен свходом установки в О триггера реверса и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом записи реверсивного счетчика,прямой выход триггера реверса соединен с первым входом элемента И-НЕ,инверсный выход триггера реверса соединен с первым входом второго элемента И и с вторым адресным входом первого мультиплексора, выход элемента И-НЕ соединен с входом разрешения прямого счета реверсивного счетчика и с входом записи блока оперативной:памяти, выход второго элемента И сбединен с входом разрешения обратного счета реверсивного счетчика, второй выход генератора тактовых импульсрв соединен с вторыми входами элемента И-НЕ, второго элемента И и с входом установки в "О" регистра кода операции, информационный выход реверсивно го счетчика соединен с адресным входом блока оперативной памяти, выход признака "Конец операции" регистра микрокоманд соединен с входами установки в "О" регистра адреса, реверсивного счетчика и с входом одновибратора, выход которого соединен с входом установки в "О" регистра микрокоманды.1495 У 89 ост Коррек дактор В. Бугренк л х ГКНТ СССР Гагарина, 101 1 1изводственно-издательский комбинат Патент , г, Ужгород Заказ 4267/46 НИИПИ Госуда итель А, Сошкин А.Кравчук Тираж 668венного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская н Подписноеоткрытиямд. 4/5