Микропрограммное устройство управления

(5 Ц) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления цифровых вычислительных машин.Известно микропрограммное устройство управления, содержащее память микрокоманд, генератор тактовых импульсов, дешифраторы, регистр микрокоманд, логические схемы И и ИЛИ 11,Недостаток устройства - необходимость значительных затрат оборудова 1 О ния на его реализацию, Когда по ходу выполнения программы не требуется выдавать на выходы устройства никаких микроопераций в течение определен" ного отрезка времени (тактов), необ" ходимо оставлять в памяти микроко" манд зоны нулевых ячеек, число ко" торых равно количеству режимов "Трата" в программе. Число нулевых яче" ек в каждой зоне зависит от количест ва тактов, в течение которых необходимо произвести режим "Трата". Все это приводит к значительному увеличению затрат памяти микрокоманд при реализации такого устройства управления.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, генератор тактовых импульсов, счетчик, регистр и в дешифраторов 2 ,Недостатком данного устройства является низкая надежность.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем что в микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти счетчик микрокоманд, регистр, в дешифраторов и генератор тактовых импульсов, вход которого соединен с первым входом устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом блока памяти, адресный вход которого соединенс выходом счетчика микрокоманд, группа информационных выходов блока памяти соединена с группой информационных выходов устройства, с группами информационных выходов счет 5 чика микрокоманд, регистра и с информационными входами дешифраторов, группы выходов которых являются группами выходов микроопераций устройства, второй и третий входы которого 0 соединены соответственно с первыми информационными входами счетчика микрокоманд и регистра второй информационный вход которого соединен с выходом счетчика микрокоманд, пер вый, второй и третий управляющие входы регистра соединены соответственно с первыми выходами первого, второго и третьего дешифраторов, выход. регистра соединен со вторым информационным входом счетчика микрокоманд, первый, второй и третий управляющие входы которого соединены соответственно с первыми выходами в-ого и (щ)-ого дешифраторов и со вторым д 5 выходом первого дешифратора, третий выход которого соединен с управляю" щими входами остальных дешифраторов, введены счетчик тактов, узел свертки, схема сравнения и элементы ИЛИ, НЕ, выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика микрокоманд, входы элемента ИЛИ соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов, с выходом счетчика тактов и с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с первым выходом (о)-ого дешифратора и со счетным входом счетчика тактов, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом первого дешифратора, группа входов счетчика тактов соединена с группой информационных выходов блока памяти, контрольный выход которого соединен с первым входом схемы срав"45 нения, выход которой соединен с первым выходом устройства, а второй и третий входы схемы сравнения - соот" ветственно с выходом генератора тактовых импульсов и с выходом узла50 свертки, группа входов и вход которого соединены соответственно с группами выходов дешифраторов и с выходом счетчика микрокоманд.Блок-схема устройства представле 55 на на чертеже. Микропрограммное устройство управления содержит генератор 1 такто вых импульсов, блок памяти 2, счетчик микрокоманд 3, дешифраторы 4,4, 44 , регистр 5, счетчик тактов 6, узел свертки 7, схемусравнения 8 элемент НЕ 9 и элементИЛИ 10.Устройство работает следующимобразом,Генератор 1 тактовых импульсоввырабатывает сигналы, по которым производится считывание информации изблока памяти 2 и по которым состояние счетчика микрокоманд 3 изменяетсяна "единицу" после каждого опроса блока памяти 2. Сигнал с выхода генератора 1 тактовых импульсов поступаетна счетный вход счетчика микрокоманд3 через элемент ИЛИ 10 при условии,что на вход элемента ИЛИ 10 поступаетразрешающий сигнал уровня логическойединицы с выхода инвертора 9. Уровень логической единицы на выходе инвертора 9 соответствует уровню логического нуля первого выхода дешифратора 4 , Микрокоманда, считаннаяиз блока памяти 2 по адресу, указанному в счетчике микрокоманд 3 поступает на информационные входы дешифраторов 4 4, 4, 4, . 4 , и в соответстии с кодом, записанным в каждой группе, на выходах этих дешифраторов вырабатываются микрооперации,которые подаются к устройствам цифровой вычислительной машины(на чертежене показана) для выполнения соответствующих действий. Значение счетчика команд увеличивается на "единицу", производится считывание микрокоманды изследующей ячейки блока памяти 2 и еерасшифровка, цикл работы устройстваповторяется. Контроль правильности работы микропрограммного устройства управления осуществляется следующим образом.В каждой ячейке блока памяти 2 записаны контрольные разряды по модулю (вод 2) кода адреса данной ячейки блока памяти 2 и кода выходов дешифраторов 41, 4 , 4 З, 4,4 соответствующих информации в данной ячейке блока памяти 2. Контрольные разряды блока памяти 2 подключены к первому входу схемы сравнения 8. Узел свертки 7 осуществляет свертку кода адреса и кода выходов дешифраторов,4 по вод И, Выход узла сверткиподключен к третьему входу схемы сравнения 8. Каждый тактУсловные переходы в микропрограмме осуществляются следующим образом.Бсли по ходу программы необходимо проанализировать состояние входов устройства, связанных с первым информационным входом счетчика микрокоманд 3, или выходов регистра 5, связанных со вторым информационным вхо" дом счетчика микрокоманд 3, то на первый и второй управляющие входы счетчика микрокоманд 3, связанные с первыми выходами соответственно щ-ого )5 8984работы устройства управления производит сравнение контрольных разрядов блока памяти 2 с выходом узласвертки 7. В случае Формирования ложных микроопераций (или невыработкинеобходимых микроопераций) из"за искажения информации в блоке памяти 2или из"эа искажения кода адреса контрольные разряды блока памяти 2 несовпадают с выходами узла свертки 7, 16и схема сравнения 8 вырабатываетсигнал несравнения, сигнализирующийо сбое или неисправности устройствауправления,Чтение констант из блока памяти 12 и передача их в абоненты устройства управления происходит следующим образом.Каждому выходу дешифратора 4 поставлен в соответствии абонент устройства управления, которому производится запись константы из блока памяти 2. При возбуждении хотя бы одного из выходов дешифратора 41, наего выходе, связанном с управляющими входами остальных дешифраторов,появляется сигнал, запрещающий выработку микроопераций на выходахдешифраторов 4, 4 ., 4,;,4 Поэтому при считывании константы из щблока памяти 2 и передачи ее або.енту дешифратора 4, дешифраторы 44, 41,4 не работают и ложныемикрооперации не вырабатываются.Для осуществления безусловных переходов в микропрограмме проводятсяобращения к блоку памяти 2 за константой и запись считанной константыпо информационным входам на счетчикмикрокоманд 3 по микрооперации, вы-рабатываемой вторым выходом дешифратора 41 и появляющейся на третьем управляющем входе счетчика микрокоманд 3,Режим "Трата" в микропрограмме производится следующим образом,3На счетчик тактов 6 по информационным входам производится записьконстанты из блока памяти 2 по микрооперации, вырабатываемой четвертымвыходом дешифратора 4 и появляющейся на управляющем входе счетчика тактов 6. Значение константы, записываемой на счетчик тактов 6, должно бытьравно 2 - К, где и - число разрядовИсчетчика тактов 6, К - число тактов,в течение которых осуществляетсярежим "Трата", Затем производится обращение эа следующей микрокомандой,и на первом выходе дешифратора 4 ю-я появляется микрооперация, которая воздействует на счетный вход счетчика тактов 6 и через элемент НГ 9 блокирует прохождение сигналов с вы" хода генератора 1 тактовых импульсов через элемент ИЛИ 10 на счетный вход счетчика микрокоманд 3. При этом с выхода генератора 1 тактовых импульсов на управляющий вход блока памяти 2 продолжают поступать сигналы считывания информации, и на первом выходе деаифратора 4 1каждый раз вырабатывается микрооперация, воздействующая на счетный вход счетчика тактов б и блокирующая изменение значения счетчика микрокоманд 3, Состояние счетчика тактов 6 изменяется на "единицу" после прихода каждого импульса на счетный вход с первого выхода дешифратора 4 и 1. Когда состояние счетчика тактов 6 характеризуется числом (2 -1), т.е. все и разрядовИсцетчика тактов о находятся в еди" ничном состоянии, то по приходу очередного импульса на сцетный вход счетчика тактов 6, на его выходе вырабатывается сигнал переполнения, который через схему ИЛИ 1 О воздействует на счетный вход счетчика микрокоманд 3. Счетцик микрокоманд 3 к следующему такту изменяет свое состояние на "единицу" и производится считывание информации из следующей ячейки блока памяти 2.Таким образом, для организации режима "Трата" любой длительности необходимо всего две ячейки блока памяти 2, чем достигается ее значи" тельная экономия. При этом упрощается работа генератора 1 тактовых импульсов. В известном устройстве организация режима "Трата" требует затрат трех ячеек блока памяти 2 и работы генератора 1 тактовых импульсов по первому выходу в старт-стопном режиме.1898431 и (а)-ого дешифраторов, поступают микрооперации, по которым информация со второго входа устройства или с выходов регистра 5 записывается на счетчик микрокоманд 3, и управление 3 передается той ячейке блока памяти 2 адрес которой соответствует данному состоянию входов устройства, связанных с первыми информационными входами счетчика микрокоманд 3 или дан ному состоянию выходов регистра 5, Запись константы на регистр 5 производится из блока памяти 2 по третьим информационным входам по микрооперации, вырабатываемой первым выходом 13 дешифратора 4 и появляющейся на первом управляющем входе регистра 5.С целью расширения Функциональных возможностей при организации условных переходов информация на регистр 20 5 может записываться также с входов устройства, связанных с первь 1 ми информационными входами регистра 5, и с выхода счетчика микрокоманд 3, связанного с вторым информационным вхо дом регистра 5 по микрооперациям, вырабатываемым первыми выходами дешифраторов 4 и 4и поступающих соответственно на второй и третий управляющие входы регистра 530Применение изобретения позволяет повысить надежность работы устройства,Формула изобретения33 Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти, счетчик микрокоманд, регистр, щ дешифраторов и генератор тактовых импульсов, вход которого соединен с первым входом устройства, выход ге" нератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом блока памяти, адресный вход которого соединен с выходом счетчика микрокоманд, группа информационных выходов блока памяти соединена с группой информационных выходов устройства,с группами информационных входов счетчика микрокоманд, регистра и с информационными входами дешифраторов, группы выходов которых являются группами выходов микроопераций устройства, второй и третий входы которого соединены соответственнос первыми информационными входамисчетчика микрокоманд и регистра, второй информационный вход которого соединен с выходом счетчика микрокоманд, первый, второй и третий управляющие входы регистрасоединены соответственно с первымивыходами первого, второго и третьегодешифраторов,выход регистра соединенсо вторым информационным входом счетчика микрокоманд, первый, второй итретий управляющие входы которого соединены соответственно с первыми выходами щ-ого и (в)-ого дешифраторов и со вторым выходом первого дешифратора, третий выход которого соединен с управляющими входами остальных дешифраторов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениянадежности работы, в него введенысчетчик тактов, узел свертки, схемасравнения, элементы ИЛИ, НЕ, выходэлемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика микрокоманд, входы эле"мента ИЛИ соединены соответственно свыходом генератора тактовых импульсов,с выходом счетчика тактов и с выходомэлемента НБ, вход которого соединенс первым выходом (щ-М-го дешифратора и со счетными входом счетчикатактов, управляющий вход которогосоединен с четвертым выходом первогодешифратора, группа входов счетчикатактов соединена с группой информационных выходов блока памяти, контрольный выход которого соединен спервым входом схемы сравнения, выход которой соединен с первым выходом устройства, а второй и третийвходы схемы сравнения - соответственно с выходом генератора тактовыхимпульсов и с выходом узла свертки,группа входов и вход которого соединены соответственно с группами выходов дешифраторов и с выходом счетчика микрокоманд.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 291201, кл. С 06 Г 9/16, 19692, Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2770418, кл. С 06 Г 9/1621,11.79 (прототип).898431 Шекма ПодпиССР 11951/66 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Р читета крытий б. шск ектная, 4 Филиал ППП "Патент Ужгород Составитель И. КудряшевРедактор М. Недолуженко Техред 3. Фанта Кор