Микропрограммное устройство управления

рого соединен с выходом конца команды регистра микрокоманд, информационный вход которого соединен с выходомсумматора по модулю два, первый ивторой входы которого соединены соответственно с выходом блока памятимикрокоманд и с выходом буферного 5054,регистра, информационный вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, выход третьего блока элементов И соединен с третьим входом блока элементов ИЛИ, выход элемента И соединен с входом установки в "О" триггера.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств и системуправления ЭВМ, АСУ технологическими процессами, контролеров, 5Известно микропрограммное устройство управления, в котором хранениемикропрограмм выполнения операцийпроизводится в ЗУ с выборкой их взависимости от кода операций и усло Овий, возникающих при выполнении операций 1 11Недостатком устройства является избыточность блока памяти микропрограмм.Известномикропрограммное устройство управления, содержащее регистрадреса, дешифратор адреса, накопитель,регистр микрокоманд, причем входынакопителя соединены с выходами дешифратора адреса, а выходы - с входа ми регистра микрокоманд, адресныевыходы которого подключены к первому входу регистра адреса, второйвход которого является входом устройства,выход регистра адреса подключен к входу дешифратора адреса21,Недостатком такого устройства является то, что для хранения микрокоманд используется накопитель, емкость 30которого зависит от числа микрокоманд и количества микроопераций вмикрокомандеИзвестно устройство микропрограмного управления, содержащее два запоминающих блока, блоки элементов И,адресный регистр, дешифраторы, счетчик микрокоманд, регистр микрокоманд,генератор тактовых импульсов, элементы И, ИЛИ, НЕ, элементы задержки 40,з 1Недостатками данного устройства является низкая экономичность запоминающего блока операционных микрокоманд и узкая область применения, которая обусловлена необходимость увеличения запоминающего блока при расширении списка операционных микрокоманд,Известномикрогрограммное устройство управления, содержащее арифметический блок, матрицу микроопераций, матрицу микропрограмм, счетчик команд, регистр адреса передачи управления, дешифратор, регистр адреса возврата, группу элементов И и группу элементов ИЛИ 41Недостаток этого устройства управления - невозможность выполнения команд, не входящих в основной набор команд ЗВМ.Известно также микропрограммное устройство управления, содержащее регистр команд, формирователь адреса микрокоманд, регистр микрокоманд, блок постоянной памяти, регистр адреса, коммутатор адреса, дешифратор адреса и блок оперативной памяти 1.51Недостатком устройства является то, что при необходимости расширения списка микрокоманд пользователем необходимо изменять или дойолнять содержимое оперативной памяти.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является микропрограммное устройство управления, содержащее регистр команд, модификатор адреса микрокоманд, регистр адреса микрокоманд, дешифратор . адреса микрокоманд, блок памяти, регистр"микрокоманд, дешифратор команд и триггер, причем командный вход регистра команд является командным входом устройства, выход регистра команд соединен с первым входом модификатора адреса микрокоманд, выход3 1115 которого соединен с информационным входом регистра адреса микрокоманд, выход которого соединен с вторым входом модификатора адреса микрокоманд и с входом дешифратора адреса микро- команд, выход которого соединен с входом блока памяти, выход которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд, управляющий выход которого является управляющим 1 О выходом устройства, а адресный выход1регистра микрокоманд соединен с третьим входом модификатора адреса мнкрокоманд, четвертый вход которого является входом условий устройст ва, выход триггера соединен с пятым входом модификатора адреса микро- команд, а счетный вход триггера - соединен с выходом дешифратора команд, вход которого соединен с командным 20 входом устройства 61Недостатком известного устройства является отсутствие возможности расширения основного списка команд без увеличения объема блока памяти микрокоманд. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат путем расширения набора микрокоманд без увеличения объема блока памяти.Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное устройство управления, содержащее блок памятй микрокоманд, регистр команд, счетчик адреса, генератор адреса, дешифратор 35 логических условий, генератор тактовых импульсов, триггер, первый блок элементов И, блок элементов ИПИ, первый элемент ИЛИ, элемент задержки, причем вход кода команд устройства 40 является информационньи входом регистра команд, вход кода логических условий устройства - первым входом первого блока элементов И, второй вход которого соединен с выходом де шифратора логических условий, вход которого соединен с первым входом блока элементов ИЛИ и с выходом кода логических условий регистра иикрокоманд, выход кода операций которого 50 является управляющим выходом устройства, второй вход блока элементов ИЛИ соединен с выходом первого элемента ИЛИ, вход которого соединен с выходом первого блока элементов И, 55 выход блока элементов ИЛИ - с информационным входом счетчика адреса, информационный выход которого соединен 054 4 черех дишифратор с адресным входомблока памяти микрокоманд, выход конца микрокоманды регистра микрокомандс суммирующим входом счетчика адреса,вход пуска устройства является входомустановки в "1" триггера, выход которого соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со стробирующимвходом дешифратора адреса и через элемент задержки - с входом синхронизации регистра микрокоманд, введеныбуферный регистр, сумматор по модулюдва, второй и третий блоки элементовИ, второй элемент ИЛИ, элемент НЕ,одновибратор и элемент И, причем первый выход регистра команд соединенс первым входом второго блока элементов И и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом регистра команд и с первым входом третьего блока элементов И, второй вход которого.соединен с вторым входом второго блока элементов И и с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом второго элемента КПИ и через элемент НЕ - с первым входом элементаИ, второй вход которого соединен свыходом конца команды регистра микрокоманд, информационный вход которогосоединен с выходом сумматора по модулю два, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока памяти микрокоманд и с выходом буферного регистра, информационный вход которого соединен с выходомвторого блока элементов И, вход третьего блока элементов И - с третьим вхо)дом блока элементов ИЛИ, выход элемента И - с входом установки в "О"триггера,1Сущность изобретения состоит в модификации микрокоманды путем наложе. - .ния на нее кода маски и изменения темсамым кода выдаваемой на управлениемикрокоманды. Код маски задается пользователем, что дает воэможность емурасширить основной набор команды управления,Введение буферного регистра позволяет хранить код маски, поступающейс первого информационного хода устройства через регистр команд и второйблок элементов И.Введение сумматора по модулю двапозволяет осуществлять модификациювыбранной из блока памяти микрокоман 1115054ды путем наложения на нее некоторогокода маски. За счет этого, изменяякод в буферном регистре, могут бытьиспользованы микрокоманды из блокапамяти для новых приложений. 5Введение второго элемента ИЛИ, одновибратора и обусловленных ими связей позволяет осуществлять перезаписьинформации при переходе к выполнениюочередной команды.10Введение второго блока элементов Ии обусловленных им связей необходимодля задания очередной последовательности микрокоманд после выполненияпредыдущей,Введение элемента НЕ и элемента И,а также обусловленных ими связей дляприведения в исходное состояние устройства после выполнения микропрограммы.На чертеже приведена функциональнаясхема предлагаемого устройства.Микропрограмное устройство управления содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 команд с зонами:252,1 - зона расширения набора операций; 22 - зона кода операции, буферный регистр 3, регистр 4 микрокомандс зонами: 4.1 - зона микроопераций;4.2 - зона кода логических условий;4,3 - зона сигнала "конец микрокоманды"; 4.4 - эона сигнала "конец команды", счетчик 5 адреса, дешифратор 6адреса, дешифратор 7 логических условий,сумматор 8 по модулю два, генератор 9 тактовых импульсов, триггер 1 О,первый 11, второй 12 и третий 13 блоки элементов И, блок 14 элементов ИЛИ,одновибратор 15, первый 16 и второй17 элемент и ИЛИ. элемент И 18, элемент НЕ 19, элемент 20 задержки, вход21 кода команды, вход 22 кода логических условий, вход 23 пуска и управляющий выход 24.Микропрограммное устройство управления работает следующим образом.В исходном состоянии элементы памяти устройства находятся в нулевом состоянии,50устройство функционирует в двух режимах: при реализации обычного списка команд, микропрограммы которого записаны в блоке памяти микрокоманд и при реализации расширенного списка команд, когда увеличение списка команд требует расширения микропрограмРабота устройства при реализации обычного списка командВ исходном состоянии элементы памяти устройства находятся в нулевом состоянии.Код команды входа 2 поступает в регистр 2 команды. При работе устройства в режиме реализации обычного списка команд (заданного набором микропрограмм, хранимых в блокепамяти) значение разрядов зоны 2,1 регистра 2 равны нулю. На информационном выходе зоны 2.2 регистра 2 команд устанавливается код выполняемой операции.При появлении кода в зоне 2,2 регистра 2 через элемент ИЛИ 17 на выходе одновибратора 15 появляется импульс. Этот импульс разрешает перезапись информации через второй 12 и третий 13 блоки элементов И с регистра 2 команд соответственно в буферный регистр 3 и в счетчик 5 адреса, В счетчик 5 адреса записывается код, определяющий начальный адрес первой микрокоманды микропрограммы,Устройство начинает работу при поступлении с входа 23 импульса, Этот импульс перебрасывает триггер 1 О в единичное состояние, После установки триггера 1 О генератор 9 тактовых импульсов начинает выработку импульсов. Первый тактовый импульс с выхода генератора 9 поступает на стробирующий вход дешифратора 6 адреса и производит выборку информации из блокапамяти по адресу, записанному в счетчике 5 адреса. Так как буферный регистр 3 в рассматриваемом режиме работы находится в нулевом состоянии, то после выборки информации из блока 1 памяти информация через сумматор по модулю два заносится в регистр 4 микрокоманд. После выборки информации о первой мик" рокоманде из блока 1 памяти и записи ее в регистр 4 микрокоманд тактовый импульс через элемент 20 задержки поступает на синхровход регистра 4 микрокоманд и осуществляет выдачу операционной части микрокоманды с зоны 4,1 регистра 4 на выход 24 устройства на управление, например, арифметикологическим устройством процессора.Одновременно с выдачей операционной части микрокоманды с эоны 4,4 регистра 4 выдается метка - признак выдачи микрокоманды, Данная метка поступает на счетный вход счетчика 5 адреса и увеличивает его содержимое на единицу, Очередной тактовый импульс с выхода генератора 9 считывает информацию из блока памяти в регистр 4 микро- команд и выдает на управление. Аналогичным образом происходит выдача ли нейной последовательности микрокоманд.При микрокоманде ветвления в ре-: гистр 4 микрокоманд поступает операционная Часть микрокоманды (код заносится в зону 4.1) и код проверяемо го логического условия (код заносится в зону 4.2). При выдаче информации (микрокоманды ветвления) с регистра 4 микрокоманд код проверяемого логического условия, содержащий постоянную часть и модифицируемый разряд, поступает через блок 14 элементов ИЛИ в счетчик 5 адреса и одновременно на дешифратор 7 логических условий, Информация о проверяемом логическом условии с входа 22 устройства поступает на вход блока 11 элементов И и, если проверяемое логическое условие выполнено, на выходе элемента ИЛИ 16 появляется сигнал логической единицы, который изменяет значения модифицируемого разряда адреса в счетчике 5 адреса, окончательно сформируется начальный адрес микрокоманды очередной линейной последова- ЗО тельности, и работа устройства продолжится аналогично рассмотренному.При выдаче последней микрокоманды микропрограммы в зоне 4.3 регистра 4 микрокоманд выдается метка - приз- з 5 нак окончания микропрограммы. Эта метка поступает на вход элемента И 18.В том случае если в регистре 2 команд отсутствует информация о выполнении очередной микропрограммы, то через 40 элемент ИЛИ 17 и элемент НЕ 19 лоступает разрешение на приведение висходное состояние триггера 10 меткой - признаком окончания микропрограммы,Работа устройства при реализациирасширенного списка команд.Работа микропрограммного устройствауправления при реализации расширенного списка команд аналогична работеустройства при реализации обычногосписка команд, Отличительным являетсято,что при необходимости реализациидополнительной команды, микропрограмма которой отсутствует в блоке памяти, в зону 2,1 регистра 2 команд заносится некоторый код.При появлении кода в зонах 2.1 и2.2 регистра 2 команд на выходе одновибратора 15 появляется импульс, покоторому происходит перезапись информации из регистра 2 в буферный регистр 5 и счетчик 5 адреса. Сосчитанная первая микрокоманда линейной последовательности из блока 1 памятипоступает на сумматор 8 по модулю два,где модифицируется кодом, поступившим иэ буферного регистра 3. Модифицированная микрокоманда с сумматора8 по модулю два заносится в регистр4 микрокоманд и с приходом на синхронизирующий вход импульса выдается навыход устройства. Далее устройствофункционирует аналогично рассмотрен, ному.Таким образомв результате модификации микрокоманд,записанных вблокепамяти, реализуется новая дополнительная команда (или список команд) безрасширения управляющей памяти,1115054 аказ 6771/35 Тираж 698 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 113035, Москва, И, РаущскПодписноета СССР крытийая наб д.4 илиал ППП "Патент" г.ужгород, ул,Проектная, 4 Составитель ИЛанцовактор В,Данко Техред З.Палий Корректор И.Максимиши