Микропрограммное управляющее устройство

(19) 1 1 2 ц 606 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О н и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) МИКРОПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЯЮЩУСТРОЙСТВО по авт. св. В 949657,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения проиэводительностоно дополнительно содержит вторую итретью группы элементов И и элементИЛИ, причем выходы элементов И перв группы соединены соответственно с пер"выми входами элементов И второй итретьей групп, вторые входы которыхсоединены с. выходом приэнака ожидания регистра микрокоманд, вход начальной установки устройства соединенс входами сброса регистров адреса имикрокоманд, вход устройства соединес третьими входами элементов И второйгруппы и инверсными входами элементов И третьей группы, выходы элементов И второй и третьей групп соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с блокирующим входомгенератора импульсов.Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано в цифровых вычислительных 5 системах, а также терминальной аппа" ратуре.По основному авт. св, У 949657 известно микропрограммное управляющее устройство, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса, блок проверки условий, генератор импульсов, группу элементов. И, регистр блокировки и элемент И, причем выходы блока про верки условий соединены с входами регистра адреса, выходы которого соединены с входами блока памяти микрокоманд, выходы которого соединены с информационными входами регистра микроко- О манд, адресные выходы которого соединены с информационными входами . блока проверки условий, управляющие входы которого являются входом устройства, управляющие выходы регист ра микрокоманд соединены с первыми входами каждого элемента И группы, выходы которых являются управляющим выходом устройства, а информационные выходы регистра микрокоманд являются Зо операционным. выходом устройства, выход каждого элемента И группы соединен с инверсными входами всех последующих элементов И группы и с инверсным входом элемента И и с установочным входом регистра блокировки, соответственно выходы регистра блокировки соединены с входами элементов И группы, выход элемента И соединен с управляющим входом регистра микро- щ команд и с входом установки в исходное состояние регистра блокировки, тактирующий вход которого соединен с. выходом генератора импульсов 1.В известном устройстве для реали зации режима ожидания в определенной микрокоманде задается обратный переход в саму йикрокоманду, в результате чего работа устройства заьикливается на выполнении этой микрокоман . ды до появления ожидаемого условия, изменяющего адрес перехода. При этом микрокоманды, с помощью которых реализуются режимы ожидания, являются "холостыми", так как в них используется только адресное поле.Из-за наличия "холостых" микро- команд объем микропрограммной памяти в устройстве является избыточным.Кроме того, известное устройство не позволяет выполнять режимы ожидания в процессе выполнения одной микрокоманды между микротактамн. Это снижает гибкость управления устройства.Целью изобретения является повышение производительности.Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное управляющее устройство введены вторая и третья группы элементов И и элементИЛИ, причем выходы элементов И первой группы соединены соответственнос первыми входами элементов И второйи третьей групп, вторые входы которых соединены с выходом признака ожидания регистра микрокоманд, вход началь"ной установки устройства соединен с входами сброса регистров адреса и микро- команд, вход устройства соединен с третьими входами элементов И второй группы и инверсными входами элементов И третьей группы, выходы элементов И второй и третьей групп соединены с входами элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с блокирующим входом генератора импульсов.Такое решение позволяет выполнятьрежимы "ожидания" без использования"холостых" микрокоманд путем приостановки работы устройства допоявления ожидаемого условия. Этопозволяет сократить объем микро"программной памяти.Кроме того, режим "ожидания"может быть организован в любомтакте выполнения одной микрокоманды.На фиг. 1 изображена схема пред-лагаемого устройства; на фиг. 2 -схема блока проверки условий; нафиг. 3 - временная диаграмма работыустройства.Микропрограммное управляющее устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса, блок.4 проверки условий, генератор 5 импульсов, регистр 6 блокировки, группу элементов И 7, элемент И 8, группы элементов И 9 и 10, элемент ИЛИ 11, вход 12 начальной установки, вход 13 условий, операционный 14 и управляющий 15 выходы устройства.з 1166Блок проверки условий (фиг. 2) содержит группу элементов И 16 и группу элементов ИЛИ 17.На фиг. 3 введены следующие обозначения: 18 - сигнал начальной 5 установки на входе 12 устройства;19 - импульсы на выходе генератора 5 импульса; 20 - сигнал на выходе элемента И 8; 21 - сигнал на выходе элемента ИЛИ 11; 22-24 - сигналы микро приказов на выходах соответственно первого, пятого и двенадцатого элементов И 7.Микропрограммное управляющее устройство работает следукнцим образом. 15Для приведения устройства в исходное состояние на вход 12 подается сигнал 18 начальной установки, в результате чего регистр 2 микрокоманд и регистр 3 адреса устанавливаются 20 в ноль, По нулевому адресу иэ блока 1 памяти микрокоманд выбирается начальная микрокоманда и поступает на информационные входы регистра 2 микрокоманд. Так как содержимое регист ра 2 микрокоманд равно нулю - группа элементов И 7 оказывается закрытой.При этом на выходах элементов И 7 присутствуют нулевые сигналы, в результате чего вырабатывается сигнал 30 20. По этому сигналу регистр 6 блокировки устанавливается в исходное единичное состояние, а в регистр 2 микрокоманд заносится начальная микрокоманда.Каждая микрокоманда состоит иэ трех полей - адресного, операционного и управляющего. Кроме того, в микрокоманде содержится один бит признака "ожидания". 40В адресном поле микрокоманды, кроме непосредственного адреса следующей микрокоманды, содержится бит признака перехода (условный или безусловный). 45В операционном поле указывается код операции, которую выполняют операционные схемы, управляемые данным микропрограммным управляющим устройством. В управляющем поле зада ется набор микроприказов, при выдаче которых потактно осуществляется выполнение операции, указанной в операционном поле.Например, для выполнения микро команды, содержащейся в регистре 2 микрокоманд, необходимы три микро- такта, причем в течение первого,109второго и.третьего микротактов единичный сигнал должен присутствовать,например, на выходе первого, пятогои двенадцатого элементов И 7. Тогдана первом, пятом и двенадцатом управляющих выходах регистра 2 микрокоманд присутствует единичный сигнал,а на остальных - нулевой.На выходе первого элемента И 7вырабатывается сигнал 22, в результате чего все последующие элементыИ 7 закрываются. Например, по значению условия, выдаваемого из операционных схем в результате выдачи первого микроприкаэа, должен быть организован режим "ожидания". Тогда сигналом 22 выбирается один иэ элементов И групп элементов И 9 или И 10,на вход которого поступает соответствукнцее условие.На выходы групп элементов И 9 и10 подключаются сигналы только техусловий, по которым организуются ре-.жимы "ожидания". Если в результатевыдачи микроприказа ожидается нуле"вое значение условия - сигнал условия подключается на вход одного иээлементов И группы элементов И 9,При ожидании единичного значенияусловия сигнал условия подключаетсяк входу одногд из элементов И группыэлементов И 10,Если задается режим "ожидания",то значение бита, поступакнцего е вы"хода регистра 2 микрокоманд на входыгрупп элементов И 9 и 10, равноединице.Если значение сигнала условия,поступающего на вход выбранного элемента И группы элементов И 9 или 10,отличается от ожидаемого - сигнал 21,принимает единичное значение. В результате этого блокируется работагенератора 5 импульсов, и работаустройства приостанавливается дотех пор, пока соответствукнцее условие не примет ожидаемое значение.Сигнал 21 принимает нулевое значение,разрешая работу генератора 5 импульсов. Во втором микротакте по импульсу 19 и при наличии единичного сигнала на первом установочном входе первый разряд регистра 6 блокировки устанавливается в ноль, При этом первый элемент И 7 закрывается, открывая тем самым последующие элементы И 7. Но так как второй, третий и чет 11665вертый элементы И 7 закрыты нулевыми сигналами с управляющих выходов регистра 2 микрокоманд, единичный сигнал 23 вырабатывается на выходе пятого элемента И 7. Режим ожидания , 5 по этому микроприказу может быть организован аналогично описанному.(В предлагаемом примере для упрощения режимы ожидания во втором и третьем микротактах не производятся). 10В третьем микротакте по импульсу9 устанавливается в ноль пятый разряд регистра 6 блокировки, при этом состояние остальных разрядов регистра 6 блокировки не изменяется. В ре эультате этого пятьй элемент И 7 закрывается, первьй элемент И 7 остается в закрытом состоянии, а на выходе двенадцатого элемента И 7 вырабатывается единичный сигнал 24. 20В следующем микротакте по импульсу 19 двенадцатый разряд регистра 6 блокировки устанавливается в ноль, в результате чего закрывается двенадцатый элемент И 7. При этом на выхо дах всех элементов И 7 единичный сигнал отсутствует, так как нулевой сигнал присутствует на всех последующих после двенадцатого управляющих выходах регистра 2 микрокоманд. В ре зультате этого вырабатывается сигнал 20, по которому все разряды регистра 6 блокировки устанавливаются в единичное состояние. Одновременно следующая микрокоманда из блока 1 памяти заносится в регистр 2 микрокоманд, и.единичный сигнал вырабатываетсяна выходе этого элемента И 7, на вход которого поступает единичный сигнал с управляющего выхода регистра 2 микрокоманд с наименьшим порядковым номером.Адрес, нанесенньй в регистр 2микрокоманды, формируется по адресному полю предыдущей микрокоманды.В зависимости от признака перехода, указываемом в адресном поле микрокоманды, адрес микрокоманды вычисляется безусловно или в зависимости от значения условий, поступающих на входы 13 устройства. Признак переходапоступает на входы элементов ИЛИ 17.Если значение признака перехода равно единице - на выходах всех элемен-,тов ИЛИ 17 присутствует единичныйсигнал и адрес следующей микрокоман 109ды определяется непосредственно из адресного поля микрокоманды. Если признак перехода равен нулю - на выходы элементов ИЛИ 17 поступают значения сигналов логических условий с входов 13 устройства, и адрес следующей микрокоманды модифицируется в зависимости от значения этих условий. По импульсам 19 адреса микрокоманды заносятся в регистр 3 адреса, в результате чего из блока 1 памяти микрокоманд считывается соответствующая микрокоманда.Дальнейшая работе устройства будет аналогична описанной.Таким образом, в предлагаемом устройстве режимы "ожидания" орга" низуются без использования "холостых" микрокоманд, в отличие от известного устройства, где для этого требуется введение в микропрограмму "холостых" микрокоманд. В результате этогЬ предлагаемое устройство имеет меньший, по сравнению с известным, объем дорогостоящей микропрограммной памяти.Кроме того, в предлагаемом устройстве режим "ожидания" может быч ь организован в любом такте выполнения одной микрокоманды, в отличие от известного, где режим ожидания организуется только после выполнения мнкрокоманды и при считывании специально предназначенной для этого "холостой" микрокоманды. Предлагаемое устройство имеет объем микропрограммной памяти на 157 меньшей по сравнению с базовым объектом за счет реализации режимов ожидания без использования холостых" микрокоманд.Кроме того, повышенная гибкость управления предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом эа счет возможности организации режима "ожидания" в любом микротакте выполнения одной микрокоманды позволяет дополнительно сократить 5 Ж микропрограммной памяти.Использование предлагаемого устройства в информационно-справочной системе позволяет сократить объем микропрограммной памяти на 20 по сравнению с использованием базового объекта.О одписно иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная Тираж 7 ИИПИ Государстве по делам изобре 35, Москва, Ж-З ного к ений иРауш тета СССРкрытийя наб д,4