Микропрограммное устройство управления с контролем

СОВЕТСКИХЛИСТИЧЕСНБЛИН А 1 4 9) И 1) 1)4 С 06 Р 9/22, 11/00 ГОСУД ПО ДЕ АВТОРСКОМ цифро а та ел У 32Д.В.Полонский ти нияпрог ССР981.Р1982. етельство Г 11/00, ельство С б Р 11/00 к ома ь ля, бло бло сче мул рет мя ениияораз.п л. ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБР(54) ИИКРОПРОГРАМИНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ С КОНТРОЛЕМ(57) Изобретение относится к вычительной технике и может быть испол,зовано всистемах,паратуре.ние надеживосстановлсбое, Иикруправленияпамяти микформироватблок пк сравнк управлт введеьтиплекения. 1 ых Вычислительныхкже в терминальной ап"изобретения - повышеустройства за счетработы устройства прираммное устройствонтролем содержит блокнд, регистр адреса,адреса, регистр контроконтрольных адресов,регистр хранения,мультиплексор. Запока управления идостигается цель нзоб1 12544Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике, в частностик микропрограммным устройствам управления повьппенной надежности, и можетбыть использовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальной аппаратуре,Цель изобретения - повьппение надежности устройства за счет восстановления работы при сбое. 1 ОНа фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - схема блока управления; на фиг.З в ,схема формирователяадреса; на фиг.4 - схема блока сравнения; на фиг.5- схема мультиплексора; на фиг,б - блок-схема алгоритмамикропрограммы; на фиг.7временнаядиаграмма работы устройства.Микропрограммное устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 адреса, формирователь 3 адреса, регистр 4 контроля, блок 5 памятиконтрольных адресов, блок.б сравнения, регистр 7 хранения, мультиплексор 8, блок 9 управления, вход 10синхронизации и вход 11 начальнойустановки, информационный вход 12устройства, управляющий выход 13,выход 14 признака восстановления устройства, выход 15 признака сбоя устройства. Блок 9 управления содержиттриггер 16 и элементы И 17-19.формирователь 3 адреса содержитдешифратор 20, первую группу элементов И 21, вторую группу элементов 35И 22, элемент ИЛИ 23Блок 6 сравнения (фиг,4) содержитгруппу 24 сумматоров по модулю 2 иэлемент ИЛИ 25.Мультиплексор 8 (фиг.5) содержит 40группы элементов И 26 и 2 и группуэлементов ИЛИ 28,На Фиг.7 показан. сигнал 29 начальной установки на входе 11 устройства импульсы 30 синхронизации на вхо1де 10 устройства; сигнал 31 адресана информационном выходе формирователя 3 адреса; сигнал 32 адреса навыходе регистра 2 адреса; сигнал 33адреса на выходе регистра 4 контроля; 50сигнал 34 кода микрокоманды на выходах блока 1 памяти микрокоманды; сигнал 35 контрольного адреса на выходеблока 5 памяти контрольных адресов;сигнал Зб кода адреса хранения навыходе регистра 7 хранения; сигнал37 адреса на выходе мультиплексора 8;сигнал 38 на выходе блока 6 сравне 81 2ния; сигнал 39 на выходе признака режима формирователя 3 адреса; импульсы40 на выходе 14 ,стройства; сигнал 41на выходе триггера 16; сигнал 42 навыходе 15 устройства.Рассмотрим работу устройства напримере выполнения им микропрограммы,алгоритм которой приведен на фиг.б,Микрокоманды М 1, М 2, М 4, Мб являютсямикрокомандами безусловного перехода,а микрокоманды МЗ, М 5 - микрокомандами условного перехода. Работа устройства осуществляется в соответствии свременной диаграммой (фиг.7).Подается сигнал 29, в результатеУчего устанавливаются в нуль триггер 16,регистр 4 контроля и регистр 7 хранения. По сигналу 29 также закрывается группа элементов 22 И, в результате чего на выходе формирователя 3 адреса устанавливается нулевой начальный адрес микропрограммы (адрес А 1микрокоманды М 1, сигнал 3 1). В зави"симости от значения сигнала 42 в начальный момент нулевой адрес с выходаформирователя 3 адреса либо с выходарегистра 7 хранения поступает черезмультиплексор 8 на информационныйвход регистра 2 адреса (сигнала 37),По импульсу 30 адрес А 1 записываетсяв регистр 2 адреса (сигнал 32). Понулевому адресу А 1 (сигнал 33) навыходе регистра 4 контроля из блока5 считывается контрольный адрес АЗпервой по ходу следования микропрограммы микрокоманды условного перехода МЗ (сигнал 35).1Каждая микрокоманда имеет следующий формат,В поле управления задаются управляющие воздействия (микроприказы,коды операций) на управляемую данныммикропрограммным устройством систему.Поле управления поступает на выход13 устройства.В поле адреса указывается адресследующей микрокоманды. Поле адресапоступает на первый информационныйвход формирователя 3 адреса,Ноле, перехода определяет тип перехода (условный или безусловный) вмикропрограмме и поступает на форми"рователь 3 адреса. Если содержимоеполя перехода равно нулю, переход кследующей микрокоманде осуществляется безусловно. В этом случае единичным сигналом 39 открывается первый элемент, И 21 и на информациояныЛ3 1254выход младшего разряда формирователя3 адреса поступает младший разрядполя адреса микрокоманды.При условном переходе (сигнал 39равен нулю) по ненулевому коду в полеперехода дешифратор 20 подключает наинформационный выход младшего разряда формирователя 3 адреса условия содного из входов 12 устройства,Микрокоманда М 1 является микроко Омандой безусловного перехода, поэтомуполе перехода в ней равно нулю, Врезультате сигнал 39 имеет единичноезначение и на информационный выходформирователя 3 адреса передается 15полный адрес с выхода поля адресаблока 1 памяти микрокоманд (сигнал31). По единичному сигналу 39 закрытИ 18, в результате чего сигнал 42имеет нулевое значение. По нулевому 20.значению сигнала 42 мультиплексор 8передает на информационный вход регистра 2 адрес А 2 (сигнал 37),По следующему импульсу 30 адресА 2 записывается в регистр 2 адреса 25(сигнал 32). Из блока 1 считываетсямикрокоманда М 2 (сигнал 34).Поле упргвления микрокоманды М 2поступает на выход 13 устройства,а по содержимому поля адреса и поля ЗОперехода микрокоманды М 2 ( так же,как и при выполнении микрокомандыМ 1) устанавливается на выходе формирователя 3 (сигнал 31) адрес АЗ микрокоманды МЗ и поступает через муль"типлексор 8 ьа информационный входрегистра 2 адреса (сигнал 37),По очередному импульсу 30 адресАЗ записывается в регистр 2 адреса( сигнал 32), По адресу АЗ с выходарегистра 2 адреса считывается микрокоманда МЗ (сигнал 34).Микрокоманда МЗ является микрокомандой условного перехода и в полеперехода этой микрокоманды задан ненулевой номер проверяемого условия,В результате сигнал 39 принимает нулевое значение, а на информационномвыходе формирователя 3 адреса устанавливается адрес иикрокоманды А 4 взависимости от значения сигнала проверяемого условия.При выполнении очередной микрокоманды условного перехода ( в данном случае микрокоманды МЗ) проводится проверка правильности прохождения микропрограммы от предыдущей микрокоманды условного перехода до выполняе 481 4мой в настоящий момент ( в данном случае от начала микропрограммы до микрокоманды МЗ).Если реальный и контрольный адреса на первом и втором информационных входах блока 6 сравнения совпадают, свидетельствуя о том, что проследованный микропрограммой путь верен то сигнал 38 имеет нулевое значение,При нулевых значениях сигналов 38 и 39 открыт элемент И 19. Поэтому при поступлении импульса 30 вырабатывается импульс 40, По импульсу 30 в регистр 2 адреса записывается адрес А 4. По импульсу 40 в регистр 4 контроля также записывается адрес А 4, который является исходным для считывания следующего контрольного адреса из блока 5, а в регистр 7 хранения записывается адрес АЗ с выхода регистра 2 адреса (сигнал 36).При необходимости по сигналу 40 могут быть сохранены (переписаны во вспомагательные регистры) все центральные регистры в объекте управления.Контрольный адрес А 5 следующей по ходу выполнения микропрограммы А 5 условного перехода считывается из блока 5 и поступает на второй информационный вход блока 6 сравнения (сигнал 35).При выполнении микрокоманды М 4 формируется адрес А 5 микрокоманды М 5, По импульсу 30 адрес А 5 записывается в регистр 2 адреса.Из блока 1 считывается микрокоманда М 5 (сигнал 34), На выходе формирователя 3 адреса формируется, например, адрес А 6 микрокоманды М 6 по содержимому соответствующих полей микрокоманды М 5 и значению проверяемого логического условия. Блок 6 сравнения проверяет контрольный и текущий адреса.Например, при данной проверке контрольный и текущий адреса не совпадают, что свидетельствует о сбое. Причиной сбоя может быть, например, ошибка в ходе следования микропрограммы, в результате чего микропрограмма пошла по неправильной ветви. Сигнал 38 имеет единичное значение, а так как сигнал 39 имеет нулевое значение, то сигнал 42 принимает единичное значение. По сигналу 42 мультиплексор 8 подключает на информационный вход регистра 2 адрес АЗ1254481 5сигнал 37) микрокоманды МЗ с выхода регистра 7 хранения.По импульсу 30 в регистре 2 адреса восстанавливается адрес АЗ микрокоманды МЗ, а триггер 16 устанавливается в единицу сигнал 41), По сигналу 42 восстанавливаются (переписываются из вспомагательных) все центральные регистры в объекте управления,Таким образом, восстанавливается 10 работа устройства с выполнения микро- команды МЗ, последней микрокоманды условного перехода, до которой микропрограмма выполнялась верно.Сигналом 41 закрывается элемент 5 И 17, в результате чего сигнал 42 принимаетнулевое значение.Мультиплексор 8 подключает на инФормационный вход регистра 2 сформированный на входе формирователя 3 ад рес А 4. По импульсу 30 триггер 1 б устанавливается в нуль, а адрес А 4 записывается в регистр 2 адреса. По сигналу 40 в регистр 4 контроля записывается исходный адрес А 4 для считывания контрольного адреса, а в регистр 7 хранения - адрес АЗ, После этого устройство продолжает работу аналогично. 30формула, изобретенияМ Микропрограммное устройство управления с контролем, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, Формирователь адреса, регистр контроля, блок памяти контрольных адресов, блок сравнения и регистр хранения, информационный вход которого соединен с выходом регистра адреса, с первым щ информационным входом блока сравнения и с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход поля управления которого соединен с управляющим выходом устройства, выходы поля адреса и вы ход поля перехода блока памяти микро- команд соединены соответственно с первой группой информационных входов и входом управления режимами формирогвателя адреса, вторая группа инфор мационных входов которого соединена с группой входов условий устройства, вход сброса регистра хранения соединен с входом сброса регистра контроля с входом установки начального 55 адреса Формирователя адреса и с входом начальной установки устройства, вход записи регистра адреса соединен с входом синхронизации устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности за счетвосстановления работы при сбое, вустройство введены блок управления,содержащий триггер, первый, второй,третий элементы И и мультиплексор,первый информационный вход которогосоединен с информационным выходомформирователя адреса, второй информационный вход мультиплексора соединен с выходом регистра хранения, выход мультиплексора соединен с информационным входом регистра адреса,выход признака режима формирователяадреса соединен с инверсным входомвторого элемента И и с первым инверсным входом третьего элемента И, выходблока сравнения с прямым входом первого элемента И, выход которого соединен с прямым входом второго элемента И и с вторым инверсным входомтретьего элемента И, выход третьегоэлемента И соединен с входами записирегистра хранения и регистра контроляи с выходом признака восстановленияустройства, выход второго элементаИ соединен с управляющим входом мультиплексора, с информационным входомтриггера, с выходом признака сбояустройства, прямой вход третьего эле-мента И соединен с входом синхронизации устройства и с входом синхронизации триггера, выход которого соединенс инверсным входом первого элементаИ, вход установки в "0" триггерасоединен с входом начальной установкиустройства, информационный выход формирователя адреса соединен с информационным входом регистра контроля,выход регистра контроля соединен садресным входом блока памяти контрольных адресов, выход которого соединен с вторым информационным входомблока сравнения. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что формирователь содержит дешифратор, первую и вторую группы элементов И и элемент ИЛИ, вход дешифратора соединен с входом управления режимами формирователя, выходы дешифратора соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы элементов И первой группы соединены с входами элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И первой группы соединен с информационным входом младшего разряда первой7 12544 группы формирователя, вторые входы элементов И первой группы соединены с информационными входами второй группы формирователя адреса, прямой вход первого элемента И второй группы соединен с выходом элемента ИЛИ, прямые входы остальных элементов И второй группы соединены с информационными входами старших разрядов первой группы формирователя, инверсные входыэлементов И второй группы соединены свходом установки начального адресаформирователя, выходы элементов И второй группы соединены с информационнымивыходгми формирователя , выходпризнака режима формирователясоединен с первым входом дешифратора.