Микропрограммное устройство управления с контролем переходов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕОЪБЛИН 09 (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юЖщяФлВВФ имев м м н,.-,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 966694, кл. С 06 Г 9/22, 1980(54)(57) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВОУПРАВЛЕНИЯ С КОНТРОЛЕМ ПЕРЕХОДОВпо авт.св. 9 966694, о т л и ч а юзсЮ С 06 Р 9 22 С 06 Г 11/00 щ е е с я тем, что, с целью повыше-. ния надежности, в устройство введены регистр хранения и второй элемент И, причем управляющий выход, блока управления переходами и четвертый выход распределителя импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И,г выход которого соединен с входом занесения регистра хранения, выход регистра контроля и вход начальной установки устройства соединены соответственно с информационным и установочным входами регистра хранения, выход которого является информационным выходом устройства, выход блокасравнения соединен с блокирующим входом распределителя импульсов.1 1109749 2Изобретение относится к вычисли- Поставленная цел тельной технике, в частности к уст- что в микропрограм ройствам микропрограммного управления управления с контроПо основному авт.св. Р 966694 введены регистр хра известно микропрограммное устройство элемент И причем у59управления с контролем переходов, ход блока управлени содержащее блок памяти микрокоманд, четвертый выход рас регистр адреса, регистр микрокоманд импульсов соединены блок сравнения, блок управления пе" с первым и вторым в реходами, блок ассоциативной памяти, 1 О элемента И, выход к регистр контроля, распределитель нм" с входом занесенияпульсов, элемент И и элемент ИЛИ, ния, выход регистра причем выход регистра адреса соеди- начальной установки нен с первым информационным входом динены соответствен блока сравнения и адресным входом 15 ным и установочным в блока памяти микрокоманд, выход кото- хранения, выход кото рого соединен с информационным вхо- информационным выхо дом регистра микрокоманд, адресный выход блока сравнен выход которого соединен с первым ин- блокирующим входом р формационным входом регистра адреса 2 О импульсов.и с первым адресным входом блока При таком решении ассоциативной памяти, выход которого адрес условного пере соединен .с информационным входом ре" го до сбоя, что позв ),гистра контроля, вход занесения участок микропрограм которого соединен с выходом элемен произошел сбой, Гран та ИЛИ, а выход - с вторым информака определяются с од ционным входом блока сравнения, вы" ресом, при котором в ход которого является сигнальным. ледний условный пере выходом устройства, информационный а с другой - адресом выход блока управления переходами выполнился бы следую соединен с вторым адресным входом переход при отсутств блока ассоциативной памяти и вторым На фиг. 1 изображ информационным входом регистра адре- лагаемого устройства са, вход занесения которого соединен схема блока упра ллока управлен с четвертым выходом распределителя на фиг. 3 - схема бл импульсов, первый, второй и третий З 5 на фиг. 4 - схема ра выходы которого соединены соответст- пульсов; на фиг. 5 - венно с входом элемента И, с вхоДом программы; на фиг. 6 занесения регистра микрокоманд и с диаграммавходом занесения блока сравнения, Микропрограммное разрешающии вход которого соединен ления с контролем печ40с управляющим выходом блока управле- блок 1 памяти микрок ния переходами и с входом элемен- адреса, регистр 3 ми та И, выход которого соединен с пер- ход 4 которого являе вым входом элемента ИЛИ, второй вход :выходом устройства45У которого соединен с установочныминия переходами вход19 входами регистра адреса, регистра ляется управляющим в микрокоманд, блока сравнения,. расп- блок 7 сравнения, вь ределителя импульсов и входом на- является сигнальным чальной установки устройства .1 3. ва блок а Недостатком известного устройства является низкая глубина диагностирования, обусловленная невозможностью определения участка микропрограммы, на котором произошел, сбой.Цель изобретения " повышениенадежности устройства. ь достигается тем,мное устройстволем переходовнения и второйправляющий выя переходами ипределителясоответственноходами второгооторого соединенрегистра хранеконтроля и входустройства соено с информационходами регистрарого являетсядом устройства,ия соединен саспределителясохраняетсяхода, выполняемооляет определитьмы, на которомицы этого участной стороны адыполняется посход до сбоя,при которомщий условныйии сбоя.ена схема предна фиг, 2ия переходами;ока сравнения,спределения им,алгоритм микро - временнаяустройство управреходов содержитоманд, регистр 2крокоманд, вытся управляющимблок 5 управле 6 которого явходом устройства,иод 8 котороговыходом устройстЭ9 ссоциативной памяти, ре 50гистр 10 контроля, регистр 11 хранения, выход 12 которого является регистрирующим выходом устройства, элементы И 13 и 14, элемент ИЛИ 15, распределитель 16 импульсов, вход 17начальной установки устройства. Выход блока 1 памяти микрокомандсоединен с информационным входом09749 4 3 11 регистра 3 микрокоманд, первый выход которого соединен с первым инфор,мационным входом регистра 2 адреса ,и первым адресным входом блока 9 ассоциативной памяти. Второй выход регистра 3 микрокоманд соединен с входом 18 выбора условия блока 5 управления переходами, вход 19 которого соединен с третьим выходом регистра 3 микрокоманд, Информационный выход 20 блока 5 управления переходами соединен с вторым адресным входом регистра 2 адреса, выход которого соединен с адресным входом блока 1 памяти микрокоманд и информационным входом 21 блока 7 сравнения. Управляющий выход 22 блока 5 управления переходами соединен с входами элементов И 13 и 14 и с разрешающим входом 23 блока 7 сравнения, выход которого соединен с блокирующим входом 24 распределителя 16 импульсов Выход блока 9 ассоциативной памяти соединен с информационным входом регистра 10 контроля, вход занесения которого соединен с выходом элемента ИЛИ 15, а выход - с информационным входом регистра 11 хранения и с информационным входом 25 блока 7 сравнения. Первый выход распределителя 16 импульсов соединен с входом элемента И 13, выход которого соединен с входом .элемента ИЛИ 15. Второй выход распределителя 16 импульсов соединен с входом занесения регистра 3 микрокоманд. Вход 26 занесения блока 7 сравнения соединен с третьим выходом распределителя 16 импульсов, четвертый выход которого соединен с входом занесения регистра 2 адреса и входом элемента И 14, выход которого соединен с входом занесения регистра 11 хранения, Установочные входы регистра 2 адреса, регистра 3 микрокоманд, регистра 11 хранения, блока 7 сравнения, распределителя 16 импульсов и вход элемента ИЛИ 15 соединены с входом 17 начальной установки устройства.Блок 5 управления переходами (Фиг. 2) содержит дешифратор 27, группу элементов И 28, элементы ИЛИ 29 и НЕ 30. Вход дешифратора 27 является входом 18 выбора условия блока 5 управления переходами. Выходы дешифратора 27 соединены с первыми входами группы элементов И 28, Псрвый выход дешифратора 27 соединен с входом элемента НЕ 30, выход которого является управляющим выходом 22блока 5 управления переходами. Второй вход первого элемента И группыэлементов И 28 является управляющимвходом 6 устройства. Выходы группыэлементов И 28 соединены с входамиэлемента ИЛИ 29, выход которого явля"ется информационным выходом 20 блока 5 управления переходами.Блок 7 сравнения (фиг. 3) содержит схему 31 совпадения, элемент И 32и триггер 33. Входы схемы 31 совпадения являются информационными входами .21 и 25 блока сравнения, Выход 15 схемы 3 1 совпадения соединен с третьим входом элемента И 32, второйи первый входы которого являются соответственно входом 23 разрешенияи входом 26 занесения блока 7 сравнения. Выход элемента И 32 соединенс установочным входом триггера 33,вход сброса которого является установочным входом блока 7 сравнения.Выход триггера 33 является сигнальным выходом 8 устройства.Распределитель 16 импульсов(фиг. 4) содержит генератор 34 импульсов, счетчик 35; элемент И 36и дешифратор 37. Выход генератора 34импульсов соединен со счетным входомсчетчика 35 и входом элемента И Зб.Выход элемента И 36 соединен со стробирующим инверсным входом дешифратора 37, выходы которого являютсявыходами распределителя 16 импульсов.Вход сброса счетчика 35 является установочным входом распределителя 16импульсов. Выход счетчика 35 .соединен с управляющим входом дешифратора 37. Инверсный вход элемента И Зб 40является блокирующим входом 24 распределителя 16 импульсов.На фиг. 5 показан фрагмент алгоритма микропрограммы, в котором изкоманды А условного перехода осуществляется переход в одно из двухнаправлений (к микрокоманде А 1 илиА 2). Символами Я обозначены микрокоманды условного перехода, символами /.с - линейные микрокоманды.На фиг. 6 о, б приведена временнаядиаграмма выполнения алгоритма микропрограммы, показанного на фиг. 5.Причем в соответствии с диаграммойна фиг. бе выполняется участок мик ропрограммы между переходами А и А 1,а в соответствии с диаграммой нафиг. 6 6 выполняется участок микропрограммы между переходами А и А 2 .749 5, 1109Диаграмма на фиг, 6 Е показывает работу устройства в случае возникновения сбоя,Цифрами на фиг. 6 а, Е обозначеныимпульсы 38-4.1 соответственно на пер-вом, втором, третьем и четвертомвыходах распределителя 16 импульсов,код 42 адреса на входах регистра 2адреса и блока 9, код 43 адреса навыходе регистра 2 адреса, код 44 микрокоманды на выходе блока 1 памятимикрокоманд, код 45 микрокоманды навыходе регистра 3 микрокоманд, контрольный адрес 46 на выходе блока 9ассоциативной памяти, сигнал 47 на 15управляющем выходе 22 блока 5 управления переходами, импульсы 48 на выходе элемента ИЛИ 15, импульсы 49 навыходе элемента И 14, сигнал 50 ошибки на сигнальном выходе 8 УстРойства. 20В исходное состояние устройствоприводится подачей на вход 17 сигнала начальной установки, в результатечего регистр 2 адреса, регистр 3 микрокоманд, регистр 11 хранения, счетчик 35 и триггер 33 устанавливаютсяв "О", а в регистр 10 контроля заносится контрольный адрес для.первогоусловного перехода в микропрограмме А,30Россмотрим работу устройства всоответствии с временной диаграммой,приведенной на фиг. 6 а.После выполнения линейной последовательности микрокоманд, предшествую",35щей микрокоманде условного перехода 4, в регистре 2 адреса формируется адрес микрокоманды А (позиция 43). По этому адресу из блока 1памяти микрокоманд выбирается микрокоманда А и .поступает на информацион"ный вход регистра 3 мнкрокоманд (позиция 44). По импульсу 39 микрокоманда А заносится в регистр 3 микрокоманд (позиция 45), Так как в микрокоманде А 1 выполняется условный переход, то поле номера условия в нейне равно "0". Вследствие этого еди- .ничный сигнал вырабатывается на одном из выходов дещифратора 27, кроме50первого, и на информационный выход 20 блока 5 управления переходамипоступает сигнал соответствующегоусловия с входа 6 устроиства. Сигнал 47 принимает единичное значение.55Адрес следующей микрокоманды иадрес контрольного адреса для следующего условного перехода определя" ются в зависимости от значения("0" или "1") сигнала условия. Например, по адресной части мнкрокоманды Аи конкретному значению логическогоусловия на информационных входах регистра 2 адреса формируется адрес миЫ-рокоманды МЗ (позиция 42), По этомуже адресу из блока 9 ассоциативной памяти выбирается контрольный адрес дляусловного перехода А 1 (позиция 46),Одновременно в блоке 7 сравнения производится сравнение контрольного адреса, содержащегося в регистре 10 контроля, с адресом микрокоманды А, содержащимся в регистре 2 адреса. Если адреса в регистре 2 и регист" Ре 10 контроля совпадают, то установка 1 триггера 33 по импульсу 40 не производится, так как элемент И 32 закрыт нулевым сигналом с выхода схемы 31 совпаденияПри поступлении импульса 41 в регистр 2 адреса заносится адрес микрокоманды МЗ, а по импульсу 49 в регистр 1 хранения заносится адрес микрокоманды А.В следующем микрокомандном цикле по импульсу 48 контрольный адрес микрокоманды А 1 заносится в регистр 10 контроля. По импульсу 39 микрокоманда МЗ заносится в регистр 3 микро- команд. Так как микрокоманда МЗ является линейной микрокомандой, сигнал 47 принимает нулевое значение, После выполнения микрокоманд МЗ, М 4 и М 5 в регистре 3 адреса формируется адрес микрокоманды А 1. Так как на участке между переходами А и А 1 сбоев не происходит, микрокоманда А 1 выполняется так же, как и микрокоманда А.Выполнение участка микропрограммы между переходами А и А 2 (фиг, 6 5) начинается аналогично описанному примеру по выполнению участка микропрограммы между переходами А и А 1 с той лишь разницей, что в регистр 10 контроля заносится контрольный адрес микрокоманды А 2.В случае возникновения сбоя устройство переходит на выполнение другой (ложной) линейной последовательности микрокоманд, после которой выполняется команда условного перехода Ах, Так как адрес микрокомвнды Аю не совпадает. с контрольным адресом микрокоманды А 2, то по импульсу 40 вырабатывается сигнал 50, сигнализи-, руя о сбое.1109749 7Работа устройства блокируется, а на выход 12 поступает адрес микро- команды А. В результате этого однозначно определяется место сбоя - участок микропрограммы между микро-. ,командами А и А 2. Если сбой происходит до выполнения микрокоманды А, то при обнаружении сбоя в регистре 11 хранения сохраняется нулевой адрес, свидетельствуя о том, что сбой произошел на начальном участке микро 4 программы (от начала микропрограммы до выполнения микрокоманды А 1.Устройство кроме контроля условных переходов имеет возможность контролировать также и безусловные переходы. Для этого на один иэ управляйщих входов б устройства подключается .сигнал логического нуля. Еще один из управляющих входов 6 устройства используется для подключения к нему11 11сигнала логической 1При выполнении безусловного пере" хода в микрокоманду с четным адресом в поле номера условия мнкрокоманды , из которой осуществляется этот переход , задается номер управляюще го входа 6 устройства, на который подан11 11сигнал логического О8В случае выполнения безусловногоперехода в микрокоманду с нечетнымадресом в поле номера условия микрокоманды, из которой осуществляется 5 этот переход, задается номер управляющего входа 6 устройства, на который подан сигнал логической "1".Работа устройства при выполнениии контроле безусловного переходаосуществляется так же, как .и привыполнении условного перехода.Таким образом, предлагаемое устройство обладает большей глубинойдиагностирования, так как позволяетопределять участок микропрограммы,на котором произошел сбой. Это позволяет уменьшить время поиска неисправности н время восстановления работы устройства.20 Предлагаемое устройство по сравнению с базовым объектом обладаетбольшей глубиной диагностирования,так как позволяет определять участоксбоя в микропрограмме. С применениемпредлагаемого устройства в блокеуправления фрезерным станком времяпоиска неисправности и соответственно время простоя станка сокращаетсяв 2 раза..ВНИИПИ писное М Ф 7 ф М оставитель И.Сигаловехред Т.Дубннчак Корректор С.Щ Тираж 699Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж:35, Раушская наб.,Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4