Устройство управления

Союз Советских Социалистицеских РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВПЛЬСТВУ(23) Приоритет- Опубликовано 05.01.79 Бюллетень во делам нэобретеннй н отнрытнйта опубликования описания 07.01.7 72) Авторы изобретен. А. Скляр 71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ не обес ти .маш работы чить си 1Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть иснользовано в микропрограммных устройствах управления с жесткой логикой, например, в устройствах управления быстродействующих специализированных ЭВМ, 5Известно устройство, содержашее блок памяти микропрограмм, соединенный с адресным регистром и регистром микро- команды, который подключен через дешифратор поля к одним входам блока управления длительностью микропрограммного такта, другие входы которого соединены с выходами секционной линии задержки, вход которой через. элемент НЕ подключен к выходу блока управления длительностью микропрограммного такта и ко входу адресного регистра Р 1.Недостатком известного устройства является сложность схемы и ограниченные функциональные возможности, Так, во-первых, на линии задержки практически очень трудно организовать такты переменной длительности, отличающиеся по времени в 50-100 раз, во вторых, линии задержки на время более 1-2 мкс имеют большие размеры, в третьих, число выходов линии задержки равняется числу микроопераций различной длительности, причем время задержки каждого выхода относительно входа должно равняться максималь ному времени выполнения каждой конкрет- ной микрокоманды, что препятствует иопользованию стандартных линий задержки и требует их специального изготовления.Известно устройство, которое содержит схему анализа типа управляющего слова и управляемый генератор импульсов, выполненный в виде набора генераторовЯ.Это устройство обеспечивает перемееную длительность машинного цикла, нопечивает переменной длительносиниого такта (элементарный такт машины), т.к, невозможно обеспенхронное переключение наборе генераторов в пределах одного тактового сигнала (одного периода следования их импульсов) еВ рассмотренном устройстве такоепереключение осуществляется за половинупериода следования импульсов управляемого генератора,При наличии большого количества циклов различной длительности изйестное устройство усложняется.Кроме того, в нем необходим синхронизирующий узел для устранения взаимного наложения импульсов генераторов. 0Иэ известных устройств наиболее близ.ким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит блок памяти, выходы которого подключены к первым группам входов блока 15формирования выходных сигналов и блокаформирования сигналов возбуждения триг.геров выходыкоторого соединены с информационными входами блока памяти,входы устройства подключены,ко вторым 20группам входов блока формирования сигналов возбуждения триггеров и блока формирования выходных сигналов, выходы которого соединены с выходами устройства3.ЭВыходные сигналы етого устройствазависят от входных сигналов и от егосостояния в данный момент времени, Состояние устройства определяется входнымисигналами и состоянием в предыдущий мо-З 0мент времени, Переключение состоянийустройства и его выходных сигналов осуществляется через постоянный интервалвремени. В случае применения его в микропрограммных устройствах управления(при жестком способе построении) времяЯчерез которое осуществляется переключение состояний, должно определяться временем выполнения самой длинной операции, которую инициируют выходные сигналы устройства. Разница во времени выполнения коротких и длинных операций можетиметь существенное значение, особенно втом случае, когда выходные сигналы инициируют выполнение, например, электронных и механических действий. Выбор постоянной длительности такта переключениясостояний, который определяется временем выполнения самой длинной операции,значительно снижает быстродействие автомата.и класс решаемых им задач.Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение классарешаемых задач.Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены блок формиронания кодов временных интервалов и управляемый генератор импульсов, выход которого подключен к синхрониэирующему входу блока памяти, а входы соединены соответственно с выходом блока формирования кодов временных интервалов, входыкоторого подключены к выходам блокапамяти.На фиг, 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - одиниз вариантов схемы управляемого генератора. импульсов,Устройство содержит: блок памяти 1,выполненный, например, на 33 -триггерах2, выходы которого подключены ко входам блока формирования выходных сигналов 3, блока формирования сигналов возбуждения триггеров 4 и блока формировения кодов временных интервалов 5. Выходы блока формирования кодов временных интервалов 5 подключены ко входамуправляемого генератора импульсов 6, выход которого подключен к синхронизирующим входам блока памяти 1, Информационные входы блока 1 памяти (;ц входыХ) -триггеров 2) подключены к выходамблока формирования сигналов возбуждениятриггеров 4. Входы 7 устройства подсоединены к блоку формирования сигналоввозбуждения триггеров 4 и ко входам блока формирования выходных сигналов 3,выходы 8 устройства подключены к блокуформировании выходных сигналов 3.Управляемый генератор импульсов 6может быть выполнен, например, на базеуправляемого мультивибратора, схема которого, приведенная н фиг. 2, содержитвходы 9, выход 10, ксплекторные резиоторы 11, базовые времязадающие резисторы 12, времязадаюц,ие конденсаторы левого плеча мультивибратора 13, времяэадающий конденсатор правого плеча мультивибратора 14, транзисторы 15, зарядныедиоды 16, разрядные диоды 17, Принципего работы заключается в изменении наузы между импульсами, снимаемыми с выхода 10 с помощью изменения параметров времяэадающей цепи левого плечамультивибратора путем коммутации времязадаюших конденсаторов 13 по входам д.Разряд конденсаторов 13 происходит через разрядные диоды 17, Время разрядаопределяет длительность паузы между импульсами на выходе 10, В режиме ожидания на всех выходах блока 5 формирования кодов временных интервалов устанавливаются сигналы, соответствующие максимальной частоте работы управляемогогенератора 6 импульсов, это осуществляется путем установки, триггеров 2 блока1 элементов памяти в соответствующеесостояние, выход из которого может бытьосуществлен только входными сигналами,например сигналом начала микропрограммы. Это состояние может устанавливаться по окончании каждой микропрограммыили специальной совокупностью сигналов,поступающих на установочные входы (нафиг. 1, не показаны) триггеров 2 блокапамяти 1, Выход из режима ожидания 10(звпуск устройства) осуществляется специальным сигналом начала микропрограммы, поступающим на установочные входытриггеров 2 или специальной совокупноностью входных сигналов. Начало всех Изапускающих сигналов привязываются кпереднему или заднему фронту импульсовуправляемого генератора импульсов 6.Длительность импульса снимаемого свыхода 10, постоянна и определяется минимально необходимым временем переключения триггеров 2 блока памяти 1 (оназадается времязвдающей цепью правогоплеча мультивибратора).Блокформирования кодов временных интервалов 5 представляет собой комбинационную схему, Осуществляющую преобразование кодов, определяющих состояниеавтомата в код управляемого генератораимпульсов 6, который определяет максиЗОмалько необходимое время пребывания автомата в этом состоянии.Блок формирования выходных сигналов3 нредстввляет собой преобразователь55кодов состояний автомата и входных сихналов в выходные сигналы,Блок формирования сигналов возбуждения триггеров 4 осуществляет преобразование кодов входных и выходных сигналовв сигналы возбуждения (сбрж в "ноль"или установка в единицу") триггеров 2блока памяти 1.Принцип работы устройства заключаечся в следующем.В начальный момент времени блок памяти 1 по устввочным или информационным входам устанавливается в начальноесостояние, при этом на выходе блока 5формирования кодов временных интервалов50появляется код, определяющий длительность временного интервала, необходимого для выполнения первой операции и(или) формирования логических уровнейсигналов по входам 7,Через промежуток времени, который55определяется заданным периодом следования импульсов генератора 6, на входы 7устройства поступают входные сигнал(в общем случае, входные сигналы могутотсутствовать, тогда в устройстве осуществляется безусловный переход 1. Этисигналы преобразуются блоком формирования сигналов возбуждения триггеров 4 ипо переднему фронту импульсов управляемого генератора импульсов 6 переводятустройство в следующее состояние (устанавливают или сбрасывают соответствующие триггеры 2). Сигналы состояния свыхода блока 1 в совокупности со вход 1 ыми сигналами 7 поступают на входыблока 3 и определяют сигналы на выходах8 устройства. Кроме того, сигналы с выходов триггеров 2 поступают на входыблока формирования кодов временных ийтервалов 5, который формирует код, задающий такую паузу между импульсамиуправляемого генератора импульсов 6, втечение которой будут отработаны все выходные сигналы 8 и сформированы всевходные сигналы 7, Причелс входные сигна.нвлы 7 появлыотся несколько раньше появления импульса нв выходе 1 О управляе-мого генераторе импульсов 6. По переднему фронту импульса на выхопе 10 устройство переключается в новое состояние,Рассмотренные процессы циклически повторяются в процессе выполнения микропрограммы, по окончании которой устройство либо переходит в режим ожидания,либо переходит к выполнению следующеймикропрограммы,Переключение состояний устрйоства осуществляется через промежутки времени,определяющие максимальное действительное время обработки его входных сигналови формирования выходных сигналов.Таким образом, устройство осуществляет преобразование входных сигналов исостояний в вь 1 хопные сигналы, а переклю;чение состояний устройства и его выходных сигналов производится через переменные промежутки времени, которые определяются необходимым временем отработки входных сигналов,Ф ормулв изобретенияУстройство управления, содержащее блок памяти. выходы которого подключены к первым группам входов блока формирования выходных сигналов и блока фор- . мирования сигналов возбуждения триггеров, выходы которого соединены с информационными входами блока памяти, входы устройства подключены ко вторым группам входов блока формирования сигпалов возбуждения триггеров и блока формирования выходных сигналов, выходы которого соединены с выходами устройства,о т л и ч а ю ш и е с я тем, что, с целью п овышениябыстродействия и расширения класса 5решаемых задачв него введены блокформирования кодов временных интервалов и управляемый ге нератор импульсов, выход которого подключен к синхронизирующим входам блока памяти, а входы соединены соответственно с выходамиблока формирования кодов временных интервалов, входы которого подключены квыходам блока памяти,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРМ 46735 1кле 6 06 Г 9 16 19722. Патент США М 3656123,кл. 340-172.51972.3. Баранов С. И. Синтез микропрограм.мных автоматов Л., "Энергияф, 1974,с, 26.Тираж 77 У Г 1 одпис Государственного. комитета СССР ам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д.