Микропрограммное устройство с контролем

(19) 111 РЕТЕ крокоманд соединепервым инверс-, инверсным входом выход которого нец команды" амяти ми твенно с вия блока ны соотве ным входом первого эл и вторым мента И, знака "К ыход пр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗО ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРУ 928356, кл. О 06 Р 9/22, 1980,Авторское свидетельство СССРУ 1007106,кл. О 06 Р 9/22, 1981.Майоров С.А., Новиков Г.И, Структура электронных вычислительных машин. Л.: Машиностроение, 1979,с. 31-314, рис. 10.4.Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3655521/24, 1984,(54)(57) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВОС КОНТРОЛЕМ, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса и регистр микроопераций, мультиплексор,генератор тактовых импульсов, триггер пуска, триггер ошибки, коммутатор адреса и первый элемент ИЛИ, причем вход пуска устройства соединен сединичным входом триггера пуска, нулевой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход триггера пуска соединен с входом пускагенератора тактовых импульсов, пер-,вый и второй выходы которого соединены с входами синхронизации регист"ра адреса и регистра микрооперацийсоответственно, выходы регистра адреса соединены с соответствующими адресными входами блока памяти микрокоманд, выходы регистра микроопераций являются информационными выходами устройства соответственно, выход бв 4 0 06 Г 11/10, 9/22 триггера ошибки соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ и является выходом ошибки устройства, выходы признаков "Конец работы" и "Конец команды" регистра микроопераций соединены соответственно с вторым входом первого элемента ИЛИ иуправляющим входом коммутатора адреса, информационный выход которогосоединен с информационным входомрегистра адреса, входы кода операций устройства соединены с первойгруппойинформационных входов коммутатора адреса, входы логическихусловий устройства соединены сгруппой информационных входов мультиплексора, выход немодифицируемойчасти адреса блока памяти микрокоманд соединен с вторым информационным входом коммутатора адреса, выходы микроопераций блока памяти микрокоманд соединены с информационнымивходами регистра микроопераций соответственно, выходы кода логическихусловий блока памяти микрокомандсоединены с соответственными управляющими входами мультиплексора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения достоверности контроля, оно дополнительно содержит коммутатор ошибки, сумматор по модулюдва, два элемента И, второй элементИЛИ, причем метки контролируемогологического условия и метки проверки контрольного логического усло1208556 5 10 15 20 25 30 35 регистра микроопераций соединен спервым и вторым управляющими входамикоммутатора ошибки и с первым информационным входом коммутатора ошибки соответственно, выход метки контролируемого логического условияблока памяти микрокоманд соединен спервым входом сумматора по модулюдва,выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора ошибки, выход метки проверки контрольного логическогоусловия блокапамяти микрокомандсоединен синверс -ным входомвторого элементаИ итреть -им управляющимвходом коммутатораошибИзобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано в ЗВМ и вычислительных системах с микропро-.граммным управлением.Цепью изобретения является повышение достоверности контроля.Сущность изобретения состоит врасширении области применения устройства и повышении достоверностиконтроля за счет организации проверки системы микропрограммное устройство управления - объект управленияс использованием информации о распределении сдвигов операторов (РСО).Наличие РСО является одним из источников естественной информационнойизбыточности, который может быть использован для целей контроля взаимодействия устройства и объекта управления.Суть РСО состоит в следующем, Ес.- ли логическое условие не изменяетсвоего значения после выполненияоператора (микрокоманды) А;, тооно не входит в распределение сдвигов оператора А , т,е. принадлежитподмножеству В, . Если х входит вРСО А то возможны следующие ситуации: -х после выдачи А всегда3иустанавливается в "О", т,е. входитв подмножество В; х после выдачи А; всегда устанавлйвается в "1",т,е, входит в подмножество В ; хпосле выдачи А всегда изменяет своезначение на противоположное, т,е. ки, информационный выход которогои второй выход генератора тактовыхимпульсов соединены соответственно синформационным и синхровходом триггера ошибки, информационный выходмультиплексора соединен с вторым вхоцом сумматора по модулю два и первымвходом второго элемента И, вых.:д которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ,выход модифицируемойчасти адреса блока памяти микрокоманд соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которогосоединен с третьим информационнымвходом коммутатора адреса. входит в подмножество В;е, х после выдачи А может изменить свое значе(ние с вероятностью 1р) ОЗная информацию об РСО, можно в ходе выполнения микропрограммы осуществлять проверку соответствия фактических значений логических условий их требуемым значениям, Для этого достаточно задать номер логического условия и его требуемое значение после выдачи соответствующего оператора. В этом случае осуществляется контроль правильности функциони- рования объекта управления, а также косвенная проверка самого микропрограммного устройства, поскольку неправильное значение логического усло вия в соответствующей точке микропрограммы может являться следствием нарушения последовательности выдачи микрокоманд,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд с разрядами немодифицируемой 1,1 и модифицируемой 1.2 частей адреса, микроопераций 1.3, первой 1,4 и второй 1.5 меток контролируемого логического условия и проверки контрольного логического условия соответственно и кода логических условий 1,6,регистры адреса 2 и микроопераций 3, мультиплексор 4, генератор 5 тактовых импульсов, триггеры 6 пуска и ошибки 7, коммутаторы 8 адреса 9 ошибки,.3 12 первый 10 и второй 11 элементы И, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, сумматор 14 по модулю два, входы 15 кода операции, 16 логических условий и 17 пуска устройства и выходьг 18 микроопераций (в том числе конца работы 18,1 и конца команды 18,2) и 19 ошибки устройства.Блок 1 памяти микрокоманд предназначен для хранения кодов микрокоманд и имеет шесть выходов. Выход 1,1 адреса следующей микрокоманды подключен к соответствующим разрядам второго информационного входа коммутатора 8, На этом выходе считываются все разряды адреса, за исключением младшего модифицируемого разряда адреса (поле 12) .Выход 1.6 кода логических условий соединен с входами мультиплексора 4, который производит при необходимости анализ значения соответствующего логического условия.В полях 1,4 и 1.5 блока 1 записываются управляющие метки Ми М,причем М, = 1 (О), если значение контро" лируемого логического условия должно быть равно 1 (О), М = 1 (О), если осуществляется проверка контрольного (рабочего) логического условия. Кроме того, комбинацией М, М = 1 О помечается начальная микрокоманда каждой микропрограммы.Выход 1,3 микроопераций подключен к информационному входу регистра 3 микроопераций. Помимо внешних микро- операций, выдаваемых на выход 18 уст" ройства, на выходе 1.3 блока 1 считы" ваются внутренние микрооперации "Конец команды" и "Конец работы". Каждая последняя микрокоманда микропрограммы содержит микрооперацию "Конец команды", а последняя микрокоманда последней микропрограммы содержит, кроме того, микрооперацию "Конец работы", Эти микрооперации также поступают на информационный вход регистра 3 микроопераций, Блок 1 пред. ставляет собой запоминающее устройство статического типа, информация на выходах которого присутствует в течение всего времени наличия адреса микрокоманды на его входе.Регистр 2 адреса предназначен для хранения адреса очередной микрокоманды, который поступает на его информационный вход с выхода коммутатора 6. Запись очередного адреса в регистр 2 адреса осуществляет 08556ся по заднему фронту импульса, поступающего на синхровход регистра 2адреса с первого выхода генератора 5тактовых импульсов,Регистр 3 микроопераций предназначен .для хранения сигналов микроопераций, поступающих на его информационный вход с выхода 1,3 блока1. Запись микроопераций в регистр 310 осуществляется по заднему фронтутактового импульса, поступающего насинхровход регистра 3 с второго вы,хода генератора 5 тактовых импульсов,Мультиплексор 4 осуществляет выделение значения того логическогоусловия из поступающих на его информационный вход, номер которого указан в коде логических условий, поступающем на его управляющий вход свыхода 1.6 блока 1.Генератор 5 тактовых импульсовформирует на первом и втором выходахпоследовательности сдвинутых друготносительно друга тактовых импульсов, которые обеспечивают синхронизацию работы всех элементов устройства. Формирование последовательностейиимпульсов на выходах генератора 5тактовых импульсов производится толь 30ко при наличии единичного сигналана его управляющем входе.Триггер 6 пуска управляет работойгенератора 5 тактовых импульсов. Онустанавливается в единичное состояние35 при поступлении единичного сигнала,на вход 17 пуска устройства. Единичный сигнал на выходе триггера 6 разрешает функционирование генератора5 тактовых импульсов, Триггер 6 пус 40ка устанавливается в нулевое состояние при поступлении на его 1 -входчерез элемент ИЛИ 13 сигнала микрооперации "Конец работы", который формируется на выходе 18.1 регистра 345микрооперации, либо сигнала ошибки,чкоторый формируется на выходе триггера 7 ошибки.Триггер 7 ошибки предназначендля фиксации ошибки в работе устрой 50 ства и устанавливается в единичноесостояние при наличии "1" на выходекоммутатора 9 по заднему фронту импульса с второго выхода генератора 5.55 Коммутатор 8 предназначен для передачи на вход регистра 2 адресакода операции, поступающего на вход15 устройства, либо адреса очеред20855 20 ной микрокоманды, поступающего с адресного 1,1 выхода блокаи выхода элемента ИЛИ 13 (младший модифицированный разряд адреса), Коммутация кода операции на вход регистра 25 адреса осуществляется при единичном сигнале, поступающем на управляющий вход коммутатора 8.Коммутатор 9 ошибки выдает единич. ный сигнал в соответствии со следую- О щей логической Функцией ьд=(М 0+х) М + К М,М +где х - Фактическое значение контроль.5ного логического условия;К, - сигнал конца командь.Таким образом, сигнал ошибки Формируется при несовпадении значенияметки М требуемого значения контрольного логического условия ) и х,если М = 1; при отсутствии сигналаконца команды в регистре 3 после обращения к микрокоманде, помеченнойкомбинацией М, = 1, М 2 = 0; при отсутствии в микрокоманде, следующейпосле последней микрокоманды микропрограммы с сигналом К = 1, комбинации меток ММ 2 = 1,Элемент И 10 предназначен для фор.мирования конъюнкции меток М, М 2Элемент И 11 осуществляет управление передачей значения логическогоусловия для модификации младшегоадресного разряда на элементе ИЛИ 13При М 2 = 1 цепь модификации адреса.блокируется, Так как во всех микрокомандах ветвления записывается адрес с младшим разрядом а = О, тоего модификация заключается в за 40мене ао значением того логическогоусловия, которое проверяется при реализации ветвления. Сумматор 14 помодулю два осуществляет сравнениезначений сигналов М 1 и х45Предлагаемое устройство работаетследующим образом,В исходном состоянии все элементыпамяти установлены в нуль, В единичном состоянии находится только одинтриггер регистра 3, которому соответствует выход 18.2 микрооперации концакоманды (цепи установки исходногоусловно не показаны).Работа устройства начинается послепоступления на вход 7 сигнала "Пуск" 55по которому устанавливается в единичное состояние триггер 6. По первомутактовому импульсу с первого выхода 6 Ьгенератора 5 в регистр 2 заноситсякод с входа 15. Этот код записываетсяв регистр 2 через коммутатор 8, науправляющий вход которого подаетсяединичный сигнал с выхода 18.2 регистра 3.Затем по тактовому импульсу с второго выхода генератора 5 в регистр3 заносится часть кода первой микрокоманды, состоящая из кода микроопераций. По заднему фронту этого импульса исчезает единичный сигнал навыходе 18,2 регистра 3, и в триггер7 ошибки записывается единичныйили нулевой сигнал, Единичный сигналв этот триггер записывается в томслучае, если обращается в единицувыражение , В данной ситуацииэто произойдет в том случае,если в первой микрокоманде в полях1.4 и 1.5 записана комбинация,отличная от комбинации 10, чтосвидетельствует об искажениикода. операции либо об отказе (сбое)адресных цепей устройства,Если триггер 7 остается в нулевом состоянии, то триггер 6 не изменяет своего единичного состояния, и в регистр 2 по второму импульсу с выхода генератора 5 записывается адрес следующей микрокоманды. Этот адрес поступает в регистр 2 с выхода 1 блока 1 (немодифицируемая часть) через коммутатор 8, на управляющий вход которого подается нулевой потенциал с выхода 18,2 регистра 3. Если данная микрокоманда не является микрокомандой ветвления, то младший модифицируемый адресный разряд проходит на вход элемента ИЛИ 13 и далее в регистр 2 адреса без изменения,По второму тактовому импульсу с выхода генератора 7 коды микроопераций заносятся в регистр 3, и далее работа устройства продолжается аналогично описанному.В микрокомандах ветвления код логических условий поступает с поля 16 в мультиплексор 4, на выход которого проходит значение проверяемого условия. Этот сигнал через открытый элемент И 11 поступает на элемент ИЛИ 13 и производит модификацию младшего адресного разряда. Ллгоритм рабочего устройства после считывания последней микрокоманды и перехода к выполнению следующей микропрограммыи Филиал ППП Патент , г.ужгород, ул,Проектная,Тираж осударственно лам изобретен Москва, Ж, итета СССткрытийкая наб.,