Устройство управления электронной вычислительной машиной

и 674020 АНИЕ ТЕНИЯЬСРВМ Союз СоввтснихоцтталнстттчеовхРеспублик ВРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛ(61) Дополнительное к авт, свил.ву Щ Заявлено 28,03.77(21) 2469464/18с присоединением заявк ) ПриорвтетОпублвковано 15.07,793 юллетеньее 5 РРетеенйб хещтет СССР деам езебрвтеиеР я фткртай,3(088.8) аы опубликования описания 18,07.79 2) Авторы изобретени. Е. Алексеев и С. С. Абатуро 71) Заявитель ТВО. УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙЫЧИСЛИТЕЛЬКОЙ МАШИНОЙ 3 2Изобретение относится к области вы- выход которого соединю с информациончислительной техники и может быть ис- ным входом дешнфратора кода операций, пользовано для управления сиюфенньтх блок хранения управляюптнх сигналов, блок ЭВМ с аппаратной реализацией, хранении дополнительных управляющихИзвестно устройство управления ЭВМ сигналов, регистр условий, выход которо 1, содержащее лрограммную и микрого подключен к управляющему входу блопрограммную память, логическую схему ка хранения дополнительных управляющих ветвления, управляющие триггеры, регистр сигналов, информационный вход которого и дешифратор адреса микрокомандьт, ре- соединен с первым выходом блока хранегистр микрокоманд, дешифратор номера ния управляющих сигналов, генератор так; исходного регистра, выходы которого под- тО товых импульсов, первый выход которого ключены к выходным коммутаторам ЭВМ подключен к управляющему входу регисч- и к табличному дешифратору операций ра тактов, дешифратор тактов, шифратор дешифратор номера конечного регистра, микропрограмм.подключенный к входным коммутаторам Однако, нщостатком этого. устройства ЭВМ и к табличному, дешифратру опера, т является его громоздкость за счет того, пий, подключенному к арифметическому что в блоке хранения управляющих сигнаустройству ЭВМ. лов матрице управляющих сигналовЭто устройство обладает недостаточ- табличном логическом дешифраторе) кажным быстродействием и требует больших дая команда ( горизонталь матрицы) созатрат оборудовании на его реализацию. держит набор элементов И,для всех своих26Наиболее близким техническим решением микрокоманд (отсутствуют микроподпрогк предложенному является известное уст- раммы, При изменении команды и особен ройство 21 содержащее регистр команд, но при создании, макрокоманды требуетсяздобавление новых элементов И и увеличение выходов дешифратора тактов.Цепью предлагаемого устройства управления является сокращение объема оборудования, 5Поставленная цель достигается тем, .что "в устройство введены регистр операций и микроподпрограмм, безадресная память, дешифратор, шифратор такта, шифратор, регистр, коммутатор, блок стробирования, шесть элементов ИЛИ, управляющий трит- гер, шифратор начального такта; причем выход дешифратора кода операций соединен с первым Входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом дешифратора, второй вы-. ход которого соединен с первым входом регистра операций и микроподпроУрамм, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЙЛЙ, выход регистра операций и микроподпрограмм соединен с перВым. входом блока храйения управляющих сигналов, входом. шифратора, выход которого соединен с первым информационньм входом безадресной памяти, второй информаццонный вход которой подключен к выходу шифратора такта, "вход которого :соединен с информационным входом блока стробирования и с выходом регистра тактов, информационный вход которого соединен с . выходом дешифратора тактов, вход котороА го уединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым информационным выходом безадресной памяти, второй информационный З 5 выход которой соединен с первйй входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу дешифратора, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с вьходом шифратора начального такта,вто 40 рой вход. третьего элемента ИЛИ соединен с выходом коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом регистра, управляющий вход коммутатора соединен с.управляющим выходом безад ресной памяти"и с"ефничййм"входом упраВпяющеготриггерау ВыхОд которого под кщочен ко входу генератора тактовых импульсов, второй выход которого подключен к упуавпяющему входу блока стробирова иия, выход которого подключен ко второму входу Йюка хранения управляющих сигналов, второй выход которого подключен к первому выходу устройства, первым вхо- даМ четвертого и пятого элементов ИЛИ,55перйам входам шифратора начального такта и шифратора микроподпрограмм, первому входу шестого эпемента ИЛИ, второй вход 4которого соединен со вторым входом шифратора микроподпрограмм, вторым входомшифратора начального такта,:вторыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ,вторым выходом устройства и с выходомблока хранения дополнительных управляющих сигналов, выход четвертого элементаИЛИ подключен к нулевому входу управляющего триггера, первому управляющемувходу безадресной памяти, второй управляющий вход которой соединен с выходомпятого элемента ИЛИ, выход шифраторамикроподпрограмм соединен со входомрегистра, третий вход шестого элементаИЛИ соединен с управляющим входом шифратора начального такта и со входом устройства, выход шестого элемента ИЛИ под-ключен к управляющему входу дешифратора кода операций.На чертеже представлена блок-схема .устройства управления электронной вычиспитепьной машиной.Устройство содержит регистр:команд 1,дешифратор 2 кода операций 2, первый ишестой элементы ИЛИ 3, 4, дешифратор5, рргистр 6 операций и микроподпрограмм, блок хранения 7 управляющих сигналов, шифратор 8, четвертый и пятыйэлементы ИЛИ 9, 10 блок хранения 11дополнительных управляющих сигналов,регистр 12 условий, шифратор такта 13,безадресную память 1 ф, третий и второйэлементы ИЛИ 15, 16, дешифратор тактов 17, триггер управления 18, коммутатор 19,генератор 20 тактовых иьпульсов, регистр тактов 21, блок стробирования 22, регистр 23, шифратор мюроподпрограмм 24, шифратор 25 начального такта.устройство работает следующим образом,В йсходнбм состоянии все регистрыустройства управления ЭВМ установленына нуль. Генератор.20 тактовых импупьсов вырабатьвает тактовые импульсы, которйе поступают на регистр тактов 21.и блок стробирования 22. Так как в регистре тактов 21, выполненном как регистр сдвига, нет "1, то состояние егоне меняется. На бпок хранения 7 управляющйхсигналов поступают нули со всехразрядов регистра 6 и блока стробирования 22, так что блок хранения 7 упраьпяющйх: сигналов не вырабатывает никаких управляющих сигналов.При запуске устройства управленииЗВМ с пульте управления в регистр команд 1записывается начальная команда.6740205 6Через шифратор 25 начального такта, ция в глубинных ее регистрах), это 1" в второй элемент ИЛИ 16 и дешифратор регистре 21 передвинется и на выходе тактов 17 записывается "1-" -в старший шифратора 13 будет уже номер следующей разряд регистра тактов 21 и через шес- вертикали блока 7. Параллельно с началом той элемент ИЛИ 4 дается сигнал раз-записи номеров вертикали и горизонтали решения на дешифратор кода операций 2, блока 7 в безадресную память 14 выход Расшифрованный код операций в виде ко- блока 7 запишет через шифратор 25, зледа "1 из п " через первый элемент ИЛИ мент ИЛИ 16 и дешифратор 17 в регистр 21 3 поступает на один из триггеров регист- начальный номер вертикали, с которой ра 6 операций и микроподпрограмм и воз Р должна начаться микроподн, чебуждает (подает логическую "1") соот- рез шифратор 24 в регистр 23 - номер ветствукицую входную горизонталь блока горизонтали, на которой размещается хранения 7 управляющих сигналов. От ге- вызываемая микроподпрограмма и через нератора 20 тактовых импульсов на блок триггер 18 блокирует работу генератора стробирования 22 поступает стробирующий .20. Сигнал "конец записи" с управляющего сигнал, по которому элемент И блока выхода безадресной памяти деблокирует гестробирования пропускают сигнал логиче-нератор 20 и через коммутатор 19 пере- ской "1 йа соответствующую входную вер- пишет %горизонтали в регистр 6, Споступтикаль блока хранения 7 управляющих лением тактового импульса от генератора сигналов (возбуждение вертикали) . Эле О 20 элементы И блока стробироеания 22 :мент совпадения, находящийся на пересе- пропускают логическую "1 с регистра чеиии возбужденной горизонтали и верти на вертикаль блока 7, так что срабакали блока хранения 7 управляющих сигна- тывает схема совпадения, находящаяся лов, вырабатывает сигнал логической "1"ф на пересечении возбужденной горизонтали являющийся выходным сигналом блока 7 ,25 и вертикали, вырабатывая выходной уцКак правило, элементы совпадения блока равляющий сигнал блока 7, который пря, относящиеся к разрядам операции р мо или через блок 11 хранения допола- гистра 6 (к разрядам, идущим через эле- тельных уйравляющих сигналов поступает: мент ИЛИ 3) не выполняют конкретных на выходы устройства. Такт генератора микрокоманд, а обращаются к той или зо 20 продвинет .,1, в регистре тактов 21 иной.микроподпрограмме (формирование и следующий разряд так, что в следукиций адресов, чтение и записи в память и т.п.). момент возбуждения .лементов И блока Обращение к микроподпрограмме проиСхо- стробирования 22 будет выдац следующий дит в следующей последовательности: эа" упрввляюший сигнал микроподпрограмм и, пись в безадресную память 14 через шиф-З 5 т. д. Микроподпрограммы могут использораторы 8 и 13 номеров текущей (возбуж- ваться рекурсивно, т.е. переходить к следенной) вертикали и горизонтали, запись дующей микроподцрограмме до своего начального такта в регистр тактов 21 окончания, При этом информация о номе через шифратор 25, элемент ИЛИ 16 и рах вертикалей и.горизонталей предшесъ" дешифратор тактов 17, шапись номера миквующих операций и микроподпрограмм бу 4 Ороподпрограммы в регистр 6 через шифра- дет записываться из регистра в регистр тор микроподпрограмм 24, регистр 23, в глубину безадресной памятй 14. После коммутатор 19, элемент ИЛИ 15 и деши- окончания всех микрокоманд в микропод фратор 5. Тот же сигнал с выхода блока программе последняя микрокоманда мик 7 поступает на вход элемента ИЛИ 9, с роподпрограммы через элемент ИЛИ 10Я 5выхода которого возбуждается сигнал обратится к безадресной памяти 14 с ко"протолкнуть в безадресной памяти 14, мандой "вытолкнуть". При этом информапо которому вся информация в безадрес- ция, находящаяся в первом регистре паной памяти (магазинной памяти типа: мяти 14 (номера вертикали и горизонта- последний вошел, первый вьпцел ) пере- ли предыдущей операции или макрокоман" " 50местится из регистра в регистр вглубь ды) поступает с информационных выходов безадресной памяти и в первый головной безадресной памяти через элементы И ИЛИее регистр запишет с шифраторов 8 и 13 16 и 15, дешифраторы 17 и 5 на регистр номера текущей горизонтали и вертикали ры 21 и 6, восстанавливая то состояниеблока 7, какое было в момент обращенияТак как запись в головной регистр к микроподпрограмме. При этом вся инбезадресной памяти 14 следует с замед формация в регистрах безадресной памялением (сначала переписывается информа ти 14 продвинется из глубины к перво6740207 Вму регистру на один регистр. Сигнал второй выход которого соединен с первым возбуждении элементов И блока строби- входом регистра операций и микроподпрогрования. 22 от генератора 20 вызовет ромм, второй вход которого соединен с следующую микрокоманду операции (или выходом первого элемента ИЛИ, выход обращение К следующей микропрограмме) 5 регистра операций и микроподнрограмм сои т.д. до последней микрокоманды, опера- единен с первым входом блока хранения ции или микрскоманды, которая черезуправляющих сигналов, входом шифратора, элемент ИЛИ 4 даст разрешение на де- выход которого соединен с первым ннфоршифратор 2 на дешифрацию и запись в ремационным входом безадресной памяти, гистр.6 кода новой следующей операции . о второй информационный вход которой подкоманды, находящейся к этому времени в ключен к выходу шифратора такта, вход регистре команд 1. Одновременно с этим которого соединен с информационным последняя микрокоманда предыдущей опе- входом блока стробирования и с выходом рации установит через шифратор 25, эле- регистра тактов, информационный вход15мент ИЛИ 16 и дешифратор 17 единицу в которого соединен с выходом дешифратопервый разряд регистра такчов 21. С при- ра тактов, вход которого соединен с выходом такта сттакта стробирования от генератора ходом второго элемента ИЛИ, первый 20 будет выполняться уже микрокоман- вход которого соединен с первым информаш й операции и таким образом ционным выходом безадресной памяти, вто лнят ся программа закодированная рой информационный выход которой соедисоединениями выходов блоков 7 и 11 со нен с первымвходом третьего элемента входами элементов ИЛИ 9, 10, 4 и шиф- ИЛИ, выход которого подключен ко вхо.раторов 24 и 25. ду дешифратора, второй вход второго элеПредлагаемое устройство управления мента ИЛИ соединен с выходом шифратоа начального такта, вто й вход третьетак как позволяе эзволяет экономить оборудование го элемента ИЛИ соединен с выходом ком- ЭВМ. мутатора, информационный вход которогосоединен с выходом регистра, управляющийвход коммутатора соединен с управляющимЗОл а и з о б р е т е и и я выход,ом безадресной памяти и с единичформула изо етным входом управляющего триггера, выходу ойство управления электронной вы- которого подключен ко входу генераторастро с упро оой машиной содеркащее регистр тактовых импульсов, второй выход кот рц од блока команд; выход которого соединен с инфор- го подключен к управляющему щоду лока мационным входом дешифратора кода опе- стробирования, выход которого подключен раций, блок хранейия управляющих сигна- ко второму входу блока хранения управлялов, бчокхранения дополнительнык управ-юших сигналов, второй выход которого ляюшях сигналов, регистр условий, выход подключен к первому выходу устройства, Ы ыен управляющему вхо первым входам четвертого и пяъгд эл- ляюших сигналов, информационный вход ко- начального такта и шифратора микроподторого соединен с первым выходом блока программ, первому жоду шестого элеменхранения управляющих сигналов, генератор та ИЛИ, второй вход которого соединенктсеьи импульсов первыи выход которо- со вторым входом ши ратора роподго подкаочен к управляющему вк равляющему входу ре- .программ, вторым входом шифра рафатор тактов шифра- чального такта, вторыми входами четвермикроподпрограмм о т л и ч а ю- того и пчтого элементов ИЛИ, вторым щ е е с я тем, что с целью сокраШения выходом устройства и с выходом блокаб бо ния в уст, йство введе хранения дополни,ельнх управл,ющ,х сзпо ъема о рудоватого элемента ИЛИ ны регистр операций иыйроподпрограмм, валов, выход четвертого элемента безадресная память, дешифратор, шифра- подключен к нулевому входу управпяюшетор такта, шифратор, регистр, коммутатор, го триггера,. первму уцравпяющему шкоду блох стробирования, шесть элементов ИЛИ, безадресной памяти, второй управляющий управляющий триггер, шифратор начально- вход кагор .о о ой соединен с выходом пятого го такта, причем выход дешифратора кода элемента ИЛИ, выход шифратора микро- операции соединен с "инея с йервьщ"входом перво- йодпрограмм соединен со вхбдом регистр, гоэлемента ИЛИ, второй вход которого третий вход шестого элемента ИЛИ соеди соединен с пе вьпервым выходом дешифратора, цен с упреляюшим входом шифратора наираж 779Государственно делам изобреосква, Ж 35,аз 4079/45ЦНИ Подписного комитета СССРтений и открытийРаушская наб д, 4 филиал ППП Патентф, гУжгород, ул. Проектнаячального такта и со входом устройства,выход шестого элемента ИЛИ подключенк управляющему входу дешифратора кодаопераций. Источники информации, принятые вовнимание прн экспертизе ХО 1. РеЫфд о 1 бе И - Спес М пф М 1 сюр гого)гп соп 1 гоГ Я Ю Соо 1 с ц др.,ЭЕЕЬ Тгооьосбооь ао СотрцСегь, И Ъ,975. 2 МХ-ЛП Е 1 есЬ.огис 5 иг 1 с 61 пбуиегп, К.КоыооЬ,Яеиею о Ое ИесМсо 1 СогогоощсоОоо ЬаЬогаогц", М 9,10, 197,