Микропрограммное устройство управления

24124 20 2 фь 30 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствамуправления, и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальной аппаратуре.Цель изобретения - повышение достоверности функционирования путемосуществления контроля хода выполнения различных типов микропрограмм,На Фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - схема блока модификации адреса; нафиг, 3 - временная диаграмма работыустройства.Микропрограммное устройство управления содержит блок 1 памяти микрокоманд, блок 2 модификации адреса,регистр 3 микроопераций, сдвиговыйрегистр 4, счетчик 5 распределения,счетчик 6 контроля, дешифратор 7,управляемый генератор 8 тактовых импульсов, счетчик 9 коррекции, группу входов 1 О условий, группу управляющих выходов 11, вход 12 начальнойустановки, выход 13 кода операций.Блок 2 модификации адреса образуют регистр 15 адреса, дешифратор 16,группа элементов И 17, элементИЛИ 18,На Фиг,3 позицией 19 показан сигнал на входе 12 начальной установки устройства, 20 - импульсы на выходе 35 управляемого генератора 8, 21 - импульсы на выходе переноса счетчика 5 распределения, 22 - сигнал на выходе сдвигового регистра 4, 23 - сигнал на выходе старшего разряда счетчика 9 коррекции 24 - 26 - сигналы на четвертом, девятом и восемнадцатом управляющих выходах 11 устройства соответственно, 27 - сигнал кода микрокоманды на выходе блока 1 амя ти микрокоманд, 28 - сигнал кода микрокоманды на выходе регистра 3 и 29 - сигнал адреса на выходе блока 2 модификации адреса.Микропрограммное устройство управления работает следующим образом.Для приведения устройства в исходное состояние подается сигнал 19, в результате чего сдвиговый регистр 4, счетчик 6 контроля и регистр 15 адреса устанавливаются в О, По нулевому адресу А 1 (29) из блока 1 памяти микрокоманд считывается пер 1 2вая микрокоманда М 1 (27). Формат каждой микрокоманды состоит из поля адресаполя перехода, поля микроопераций поля управления и поля контроля.В поле адреса указывается адресследующей микрокоманды. Поле адреса поступает на первый информационный вход блока 2 модификации адреса.Поле перехода определяет тип перехода (условный или безусловный)в микропрограмме, Поле перехода поступает на управляющий вход блока 2модификации адреса, Если содержимоеполя перехода равно нулю, переходк следующей микрокоманде осуществля-. ется безусловно. В этом случае единичным сигналом с выхода дешифратора 16 открывается первый элементИ,17 и на информационный вход младшего разряда регистра 15 адреса поступает младший разряд поля адресамикрокоманды,При условном переходе по ненулевому коду в поле перехода дешифратор 16 подключает на информационныйвход младшего разряда регистра 15адреса сигнал условия с одного извходов 1 О устройства.В поле микроопераций указываетсякод операции, которую выполняют операционные схемы, управляемые данныммикропрограммным устройством управления. Поле операций поступает на информационный вход регистра,В поле управления задается набормикроприказов при выдаче которыхосуществляется выполнение операции,указанной в поле операций. Поле управления поступает на информационныйвход сдвигового регистра 4.В поле контроля содержится код,при использовании которого проводится контроль хода выполнения микропрограммы. Поле контроля поступаетна информационный вход счетчика 9коррекции,После выдачи сигнала 19 сигнал 22 на выходе сдвигового регистра 4 имеет нулевое значение, в рЕзультате чего частота импульсов 20 на выходе управляемого генератора 8 имеет максимальное значение. Счетчик 5 производит счет с максимальной частотой и после переполнения вырабатывает сигнал 21. По сигналу 21 соответствующие поля микрокоманды М 1 записываются в регистр 3, сдвиговый регистр 4 и счетчик 9 коррекции (28),3 1241а в регистр 15 адреса записываетсясформированный адрес А 2 микрокоманды М 2 (29).Например, для выполнения микрокоманды М необходимы три микротакта.Причем в течение первого, второго итретьего микротактов единичный сигнал должен присутствовать, например,на четвертом, девятом и восемнадцатом управляющих выходах 1 О устройства соответственно. Вследствие этогов четвертом, девятом и восемнадцатомразрядах поля управления микрокоманды М 1 присутствуют "1", а в остальных разрядах 0 5По сигналу 20 счетчик 5 начинаетсчет с нулевого значения, а сдвиговый регистр 4 производит сдвиг в сторону младших разрядов содержащегосяв нем поля управления микрокоманды 30М 1,Пока производится сдвиг первого,второго и третьего разрядов поля управления микрокоманды М 1, сигнал 22имеет нулевое значение и импульсы 2520 вырабатываются с максимальной частотой, При поступлении на выходсдвига сдвигового регистра 4 четвертого разряда поля управления сигнал22 принимает единичное значение.В результате этого управляемыйгенератор 8 изменяет частоту следования импульсов 20 до значения, необходимого для исполнения микротактов микрокоманд.35Сигналом 22 стробируется дешифратор 7. К этому времени счетчик 5 ужесодержит код четверки, по которомуединичный сигнал 24 вырабатываетсяна четвертом выходе дешифратора 7 и 4поступает на четвертый управляющийвыход 11 устройства. 30 После отработки первого микротакта импульсом 20 производится очеред-..45 ной сдвиг в сдвиговом регистре 4, и сигнал 22 принимает нулевое значение, Управляемый генератор 8 опять вырабатывает импульсы 20 с максимальной частотой.50После поступления на выход сдвига сдвигового регис"ра 4 девятого разряда поля управления сигнал 22 принимает единичное значениеИзменяется частота следования импульсов 55 20, Счетчик 5 к этому времени досчитывает до кода девяти, и сигнал 25 поступает с выхода дешифратора 7 наСтаршийразряд Младшие разряды Задается начальныйрежим счета счетчика 6 контроля в микрокомандеУказывается количество тактов счетасчетчика 6 контроляв микрокоманде дляначального режима 24 4 девятый управляющий выходустройства.После отработки второго микроприказа импульсом 20 производится сдвиг сдвигового регистра 4 и сигнал 22 принимает нулевое значение, Управляемый генератор 8 вырабатывает импульсы 20 с максимальной частотой до тех пор, пока восемнадцатый разряд поля управления не поступит на выход сдвига сдвигового регистра 4. Сигнал 22 аналогично принимает единичное значение, в результате чего вырабатывается сигнал 26,После отработки последнего третьего микроприказа содержимое сдвигового регистра 4 оказывается равным нулю. Поэтому при дальнейшем поступлении импульсов 20 сигнал 22 единичного значения не принимаег.Счетчик 5 переполняется и сигналом 21 в регистр 3, сдвиговый регистр 4 и счетчик 9 записываются поля микрокоманды Г 12, а в регистр 15 адреса записывается сформированный адрес АЗ микрокоманды МЗ.Исполнение микрокоманды М 2 и последующих микрокоманд производится аналогично исполнению микрокоманды М 1.По мере выполнения каждой микрокоманды сигналом 22 производится счет счетчиков 9 коррекции и 6 контроля. Счетчик 6 контроля является реверсивным счетчиком, и его счет производится то с прибавлением, то с вычитанием. Управление режимом счета с прибавлением или вычитанием счетчика 6контроля осуществляется сигналом с выхода старшего разряда счетчика 9 коррекции. Счетчик 9 коррекции является вычитающим .счетчиком. В процессе выполнения микрокоманд в счетчик 9 коррекции записывается поле контроля каждой микрокоманды. Структура поля контроля и его назначение поясняется при помощи таблицы.Поле конт оляНазначениеЕдиница в старшем разряде ноля контроля указывает на счет с прибавлением счетчика 6 контроля, а ноль на счет с вычитанием, При занесении полей контроля микрокоманд в счетчик 9 коррекции старший разряд поля контроля поступает на управляющий вход счетчика 6 контроля, В .одной микрокоманде, например, задается режим 1 О счета счетчика 6 контроля с прибавлением, а в другой - с вычитанием с учетом того, чтобы после выполнения всей микрокоманды, т.е. после прибавления к содержимому счетчика 6 конт роля или вычитания из него числа единиц в соответствии с количеством выдаваемых микроприказов, счетчик 6 контроля не обнулялся и не переполнялся. 20Если режим счета счетчика 6 контроля во время выполнения микрокоманды производится без коррекции, млад. шие разряды в поле контроля этой микрокоманды имеют единичное значение.Для более гибкого управления ре;жимом счета счетчика 6 контроля воз.можна коррекция режима счета счетчика 6 контроля во время исполнения ЗОодной микрокоманды.В этом случае в младших разрядах поля контроля указывается число тактов, которое отсчитывается счетчиком 6 контроля в соответствии с режимом, первоначально заданным в старшем разряде поля контроля. Счетчик 9 коррекции производит счет одновременно со счетчиком 6 контроля, После отсчета заданного количества тактов значение старшего разряда на выходе счетчика 9. коррекции изменяется на противоположное и счетчик 6 контроля производит счет в противоположном режиме.45 П р и м е р 1. Выполнение микро- команды состоит.из трех тактов, причем в первых двух тактах счетчик 6 контроля считает с вычитанием, а в третьем - с прибавлением. В этом случае в поле контроля имеется двоичный код 00001. Сигнал 23 имеет нулевое значение. После вычитания из содержимого счетчика 9 коррекции двойки в счетчике 9 коррекции остается код 1 1 1 1 1. Сигнал 23 принимает единичное значение,П р и и е р 2. Выполнение микро- команды состоит из пяти тактов, причем в первых четырех тактах счетчик 6 контроля ведет счет с прибавлением, а в пятом - с вычитанием. В этом случае в поле контроля имеется код 1001. После отсчета четырех тактов в счетчике 9 коррекции остается код 01111. По мере выполнения каждой микрокоманды производится счет счетчика 6 контроля, причем содержимое счетчика 6 контроля линейно возрастает (при прибавлении), ие доходя до переполнения, а затем линейцо убывает (при вычитании), не доходя до заема,Если правильный ход выполнения микропрограммы нарушается, то нарушается и контролируемый режим счета счетчика 6 контроля, в результате чего он вырабатывает сигналы переноса и заема. При этом сигнал переноса (заема) поступает с выхода переполнения счетчика 6 контроля на выход 14 устройства, сигнализируя об ошибке.Формула изобретенияМикропрограммное устройство управления, содержащеИ блок памяти микро- команд, блок модификации адреса, регистр микроопераций, счетчик контроля и управляемый генератор тактовых импульсов, причем выход блока модификации адреса соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выходы поля адреса и поля перехода которого соединены соответственно с первым. информационным входом и входом управления модификацией блока модификации адреса, выход поля микро- операции блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом регистра микроопераций, выход которого соединен с выходом кода операции устройства, второй информационный вход блока модификации адреса подключен к входу условий устройства, входначальной установки блока модификации адреса и вход сброса счетчика контроля подключены к входу начальной установки устройства, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности функционирования путем осуществления контроля хода выполнения различных типов мик 324124ропрограмм, оно содержит сдвиговыйрегистр, счетчик распределения, счет-.чик коррекции и дешифратор, причемвход сброса сдвигового регистра подключен к входу начальной установки устройства, выход поля управлейияблока памяти микрокоманд соединен синформационным входом сдвигового регистра, выход которого соединен с 1 Осчетными входами счетчика коррекциии счетчика контроля, входом управления режимом управляемого генераторатактовых импульсов и стробирующимвходом дешифратора, группа выходов 15которого подключена к группе управляющих выходов устройства, информационный вход дешифратора соединен синформационным выходом счетчика рас пределения, счетный вход которогосоединен с выходом управляемого генератора тактовых импульсов и входомсинхронизации сдвигового регистра,вход записи которого с входами записи регистра микроопераций и счетчика коррекции, синхровходом блока модификации адреса и выходом переполнения счетчика распределения, выходстаршего разряда счетчика коррекциисоединен с входом управления направлением счета счетчика контроля, выход переполнения которого являетсявыходом неисправности устройства, выход поля контроля блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом счетчикакоррекции.1241241 оставитель Ю.Ланцовехред О,Гортвай дписн ИИПИ комитета СССРоткрытийушская наб , д,4/5 еское предприят Редактор Л.Пчелинская Заказ 3490/44 изводственно-пол Тираж 671 Государственного лам изобретений Москва, Ж, Р Корректор Е.Сирохман Ужгород, ул.Проектная