Микропрограммное устройство управления с самоконтролем

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНСПУБЛИН 8 А 1/О 51)4 С 11 д НИЕ ИЗОБРЕ НИЯ ИЬ 11 ИО В. стриков ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение отнавтоматики и вычислиЦель изобретения - пверности контроля. П ельство СССР 9/22, 1978. ьство СССР 9/22, 1981.УСТРОИСТВО РОЛЕМсится к области ельной техники. вышение достоставленная цель достигается за счет обеспечения периодического самоконтроля микропрограммного устройства управления впроцессе выполнения рабочей программы. Устройство содержит блок формирования адреса, счетчик адресу, блокпамяти микрокоманд, регистр данных,блок дешифрации, блок суммированияпо модулю два, триггер, элементы И-НГИ, ИЛИ. Устройство позволяет осуществить выполнение рабочей программы,содержащейся в блоке памяти микрокоманд, а также контроля микрокоманди адреса перевода блока памяти микрокоманд. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления.Цель изобретения - повышение достоверности контроля.На Фиг.1 представлена блок-схемамикропрограммного устройства управления с самоконтролем; на фиг,2 - блоксхема мультиплексора блока Формирования адреса,Микропрограммное устройство управления с самоконтролем содержит блокформирования адреса 1, состоящего изсумматора 2 и мультиплексора 3, счетчик адреса 4, блок памяти микрокоманд 5, регистр микрокоманд 6, блокдешифрации 7, узел свертки по модулю два 8, триггер 9, элементы И-НЕ 10,элементы И 11 и 12, элемент ИЛИ 13,элементы И 14 и 15, информационныевходы 16, информационные выходы 17,вход пуска 18, вход задания режимаработы 19, вход синхронизации 20.Мультиплексор (фиг,2) содержитдешифратор 21, элементы И 22 ,22,(где п - величина поля адреса регистра иикроопераций) элемент ИЛИ 23,элемент НЕ 24.Блок Формирования адресапредназначен для формирования адреса микрокоманд с естественным порядком следования, адреса микрокоманд условныхпереходов, а также для формированияуправляющих сигналов по записи и счету адреса.Сумматор 2 блока фориирования адреса 1 представляет собой параллельный двоичный сумматор, выполняющийоперацию суммирования двоичных чисел,Сумматор выполнен на основе одноразрядных комбинационных сумматоров,построенных на элементах И, ИЛИ иИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Сумматор также можетбыть выполнен на основе одноразрядных комбинационных сумматоров и схемы ускоренного межгруппового переноса.Мультиплексор 3 блока формирования адреса 1 предназначен для приемаинформации по одному из инфориациочных входов в зависимости от управляющих сигналов с выхода поля заданиякода логических условий регистра микрокоманд и передачи ее на прямой иинверсный выходы устройства. В составе мультиплексора предусмотренывстроенная схема дешифратора, которая дешифрует управляющие сигналы, и 47871Фэлемент НЕ, служащий для осуществления выдачи информации.Счетчик адреса 4 представляет собой двоичный счетчик с параллельным 5 пеРеносом, с цепями параллельногоприема информации для задания начального значения счетчика и сброса. Счетчик адреса вырабатывает на выходепереполнения сигнал переноса при пе реходе из состояния "все единицы"в нуль, Запись и счет в счетчике адреса осуществляется перепадом из единицы в нуль соответствующими сигналами записи и счета.15 Блок памяти микрокоманд 5 пРедназначен для хранения микрокоманди представляет собой постоянное запоминающее устройство, в котором привызове одного адреса всегда считыва ется одна определенная информация,соответствующая этому адресу.Регистр микрокоманд 6 являетсяпараллельным двоичным регистром, служащим для приема, хранения и переда чи информации, Выполнение на П-триггерах с объединенным синхронизирующим входом, Прием информации в регистр осуществляется перепадом изединицы в нуль по синхронизирующеиу З 0 входу. Регистр микрокоианд также содержит схеиу установки нуля.Блок дешифрации 7 предназначен дляФормирования микроопераций посредством дешифрации и представляет собойблок дешифраторов с объединеннымисинхронизирующиии входаии.Узел свертки по модулю два 8 является функциональным узлом, выполняющим функцию сложения по модулю 40 два многоразрядного двоичного кода.В этом узле 8 осуществляется проверка на четность, многоразрядного двоичного кода со значением контрольного разряда.45 Проверка на четность, осуществляется согласно выражениюр хО+ хЭВФх 1хщ О хф хк я 50 где х (м 1,ш) - значение -го разряда двоичного кода;х - значение контрольногоКразряда.Узел свертки по модулю два 8 выполнен на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИпо пирамидальной схеме свертки,Триггер 9 является асинхроннымНБ-триггером.Многопрограммное устроиство управления с самоконтролем работает в следующих режимах: в рабочем режиме., когда устройство занято выполнением рабочей программы, считываемой из 5 блока памяти микрокоманд, с выработкой микроопераций наинформационных выходах устройства; в контрольном режиме, когда устройство занято проверкой микрокоманд блока памяти мик рокоманд и адресов перехода по условию.В исходном состоянии устройства триггер 9 находится в нулевом состоянии, в счетчике адреса 4 хранится 15 код нуля и в регистре микрокоманд - код предшествующей микрокоманды.Рабочий режим микропрограммного устройства управления с самоконтролемхарактеризуется тем,что триггер 9 30 находится в нулевом состоянии. В этом режиме высокий потенциал нулевого выхода триггера 9 разрешает прохождение через элемент И 12 синхроимпульса входа синхронизации 20 на 25 вход синхронизации блока дешифрации.Таким образом, на информационных выходах устройства 17 соответственно с последовательностью синхроимпульсов входа синхронизации вырабатывается б последовательность микроопераций. Низкий уровень единичного выхода триггера 9 независимо от состояния с выхода узла свертки по модулю два 8 и входа задания режима работы 19 фор- З 5 мирует на выходе элемента И-НЕ 10 высокий потенциал, разрешающий прохождению через элемент И 11 синхроимпульсам с входа синхронизации 20. Синхроимпульс входа синхронизации 20,40 проходящий через элемент И 11, поступает на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и осуществляет запись в регистр микрокоманд 6 микро- команды с выходов блока памяти микрокоманд 5, поступает на входы элементов И 14 и 15 и в зависимости от значений выходамультиплексора 3 блока формирования адреса 1 осуществляет запись или счет адреса в счетчике адреса 4. На выходы мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 в зависимости от информации с поля задания кода логических условий регистра микрокоманд 6 осуществляется передача одного из информационных сигналов 16, приходящих от объекта уп- равления. Если на выходы мультиплексора 3 блока формирований адреса 1передан сигнал объекта управлениявь 1 сокого уровня, то потенциал высокого уровня прямого выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 ипотенциал низкого уровня единичноговыхода триггера 9 через элементИЛИ 13 разрешают прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса 4, увеличивая его содержимое на единицу, а потенциал низкогоуровня инверсного выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1и потенциал высокого уровня нулевого выхода триггера 9 запрещает прохождение синхроимпульса с выходаэлемента И 11 через элемент И 15 навход записи счетчика адреса 4.Если на выходы мультиплексора 3блока формирования адреса 1 передансигнал объекта управления низкого.уровня, то потенциал низкого уровняпрямого выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 и потенциалнизкого уровня единичного выхода триггера 9 через элемент ИЛИ 13 запрещают прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 14на счетный вход счетчикаадреса 4,а потенциал высокого уровня инверсного выхода мультиплексора 3 и потенциал высокого уровня нулевого выходатриггера 9 разрешают прохождениесинхроимпульса с выхода элементаИ 11 через элемент И 15 на вход записи счетчика адреса 4, осуществляязапись кода адреса перехода в счетчик адреса 4, сформированного на выходах сумматора 2 блока формированияадреса 1, определяемое суммой кодов:одержимого счетчика адреса 4 и кодаполя адреса регистров микрокоманд 6По сформированному адресу, хранящемуся в счетчике адреса 4, осуществляется считывание микрокоманды иэблока памяти микрокоманд 5. Следующий синхроимпульс с выхода элементаИ 11 осуществляет запись микрокоманды блока памяти микрокоманд 5 врегистр микрокоманд 6 и изменениесодержимого счетчика адреса 4 в зависимости от кода поля адреса регистра микрокоманд 6 и соответствующему этому коду значения сигналаобъекта управления,Подача сигнала по входу пуска 18осуществляет установку в единицутриггера 9, установку нуля счетчикаадреса 4 и регистра микрокоманд 6и переводит микропрограммное устройство управления с самоконтролем в 5контрольный режим работы. Низкий уровень нулевого выхода триггера 9 запрещает прохождение синхроимпульса с входа синхронизации 20 10 через элемент И 12 на вход синхронизации блока дешифрации 7 и прохождение синхроимпульса с выхода элемента И 11 через элемент И 15 на вход записи счетчика адреса 4. Высо кий потенциал единичного выхода триггера 9 независимо от значения выхода мультиплексора 3 блока формирования адреса 1 через элемент ИЛИ 13 разрешает прохождение синхроимпульса выхо да элемента И 11 через элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса Высокий потенциал входа задания режима работы 19 и высокий потенциал единичного выхода триггера 9 формирует на выходе элемента И-НЕ 10 состояние, зависимое от значения выхода узла 8. Низкий уровень выхода узла свертки по модулк два 8, свидетельствующий об отсутствии ошибки скани рования, через элемент И-НЕ 10 разрешает прохождение синхроимпульса входа синхронизации 20 через элемент И 11, поступающего на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и через З 5 элемент И 14 на счетный вход счетчика адреса 4 и осуществляет запись микрокоманды блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и увеличение на единицу содержимого 40 счетчика адреса 4, Сформированные значения кедов микрокоманды регистра микрокоманд 6 и суммарного кода адреса, содержащегося в счетчике адреса 4, и кода поля адреса регистра 15 микрокоманд 6 поступают на группу входов узла свертки по модулю два 8, в котором осуществляется проверка на четность микрокоманды и адреса перехода. Высокий уровень выхода узла 50 свертки по модулю два 8, свидетельствующий о наличии ошибки по четности, через элемент И-НЕ 10 запрещает прохождение сикхроимпульса с входа синхронизации 20 через элемент И 1 55 и приостанавливает работу микропрограммного устройства управления с самоконтролем. В случае отсутствия ошибки по четности микрокоманды и адреса перехода на выходе узла свертки по модулю два 8 постоянно присутствует низкий потенциал, который разрешает через элементы И-НЕ 10 прохождение следующего синхроимпульса с входа синхронизации 20 через элемент И 11, поступающего на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и на счетный вход счетчика адреса 4, и осуществляет тем самым запись следующей микрокоманды с выходов блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и увеличение на единицу содержимого счетчика адреса 4. Последующие синхроимпульсы с выхода элемента И 11 повторяют в этом случае действия по считыванию микрокоманд из блока памяти микрокоманд 5 в регистр микрокоманд 6 и увеличения содержимого счетчика адреса 4 до появления сигнала переполнения счетчика адреса 4, который осуществляет установку в нуль триггера 9 и перевод микропрограммного устройства управления с самоконтролем в рабочий режим.При желании выполнить сканирование без остакова и при наличии ошибки вмикрокоманде или ошибки в адресах переходах подачей низкого потенциала по входу задания режима работы 19 осуществляется формирование, независимо от состояния единичного выхода триггера 9 с выхода узла свертки по модулю два 8, ка выходе элемента И-НЕ 10 высокого потенциала, разрешающего прохожденйе через элемент И 11 сикхроимпульса входа синхронизации 20. Синхроимпульс выхода элемекта И 11 поступает на вход синхронизации регистра микрокоманд 6 и, через элемент И 14, на счетный вход счетчика адреса 4, и осуществляет запись микрокоманды с выхода блока памяти микрокомакд 5 в регистр микрокоманд 6 и увеличение ка единицу содержимого счетчика адреса 4. Последующие синхроимпульсы выхода элемента И 11 повторяют действия по считыванию микрокоманд из блока памяти микрокоманд 5 в регистр микро- команды 6 и увеличение содержимого с;.етчика адреса 4 до появления сигнала переполнения счетчика адреса 4, который осуществляет установку в пуль триггера 9 и перевод микропро 12478715 10 15 20 25 30 40 45 50 граммного устройства управления ссамоконтролем в рабочий режим. Такимобразом, микропрограммное устройствоуправления с самоконтролем осуществляет выполнение рабочей программы,содержащейся в блоке памяти микрокоманд 5; контроль микрокоманд иадреса. перехода блока памяти микрокоманд 5 и сумматора 2 блока формирования адресов 19 счетчика адреса 4и регистра данных 6. Формула изобретения Микропрограммное устройство управления с самоконтролем, содержащее блок формирования адреса, блок дешифрации, триггер, элемент ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый элементы И, регистр микрокоманд, блокпамяти микрокоманд и счетчик адреса, причем выходы блока памяти микрокоманд соединены с информационными входами регистра микрокоманд, вход синхронизации устройства соединен с первым входомпервого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно содержит элемент И-НЕ, узел свертки по модулю два, а блок формирования адреса содержит сумматор и мультиплексор, причем вход синхронизации устройства соединен с первым входом второго элемента И , выход первого элемента И соединен с входом записи регистра микро- команд, первыми входами третьего и ,четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с прямым выходом мультиплексора, инверсный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход кото.рого сОединен .с входом записи счетчика адреса, группа информационных входов которого соединена с группой выходов сумматора и с первой группой информационных входов узла свертки по модулю два, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕЭ второй вход которого соединен с прямым выходом триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента И-НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, инверсный выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И и третьим входом четвертого элемента И, выход второго элемента И соединен с входом синхронизации блока дешифрации, выходы которого являются информационными выходами устройства, вход пуска которого соединен с единичным входом триггера, с входом сброса регистра микрокоманд и входом сброса счетчика адреса, сум,мирующии вход которого соединен с выходом третьего элемента И, группаразрядных выходов счетчика адресасоединена с группой адресных входовблока памяти микрокоманд и с первойгруппой информационных входов сумматора, вторая группа информационныхвходов которого соединена с группойвыходов поля адреса регистра микрокоманд и с второй группой информационных входов узла свертки по мо-. дулю два, выход переполнения счетчи-,ка адреса соединен с нулевым входомтриггера, группа выходов. поля задания кода логических условий регистра микрокоманд соединена с группой управляющих входов мультиплексора и с третьей группой информационныхвходов узла свертки по модулю два,четвертая группа информационных входов которого соединена с группой выходов поля микроопераций регистрамикрокоманд и с группой информационных входов блока дешифрации, входсинхронизации узла свертки по модулю два соединен с выходом признака контроля регистра микрокоманд, третийвход элемента И-НЕ соединен с входомзадания режима работы устройства,информационные входы мультиплексорасоединены с информационными входамиустройства.1247871 ЦЗие Составитель А.Сиротскаяедактор И.Сегляник Техред Э.Чижмар Корректор О,Лугов Подписное Производствен олиграфическое предприятие, г,ужгоро Проектная аказ 4127/49ВНИИПИ113 О 35 Тираж Государственн елам изобрете осква, Ж,1го комитета СССРий и открытийаушская наб., д. 4