Микропрограммное устройство управления с контролем

Вч ри 1 о рд ОПИС ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕПЬСТВ У ТОРСН(57) Изобретение относится к обласавтоматики и вычислительной техники может быть использовано в ЭВМ ичислительных системах с микропрогрмным управлением. Цель изобретения и тва пу команд ынтролируил е мСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ЯО 267414 повышение быстродействия устройства. Микропрограммное устройство управления с контролем содержит постоянное запоминающее устройство микрокоманд, регистр адреса, регистр микроопераций, регистр возврата, мультиплексор адреса, мультиплексор логических условий, дешифратор, шифратор, триггер пуска, генератор тактовых импульсов, триггер ошибки, элемент И-НЕ, первый, третий элементы И, первый, второй элементы ИЛИ. Данное техническое решение позволяет повысить быстродеиствие устртем исключения пустых мипри проверке непрерывномых логических условий, 12 б 7414мат микрокоманд позволяет различатьобычные микрокоманды ветвления отмикрокоманд с непрерывно контролируемыми логическими условиями, Непрерывно контролируемые логические условия 5будем различать как аварийные и не-.аварийные. Аварийные логические усдовия приводят к останову устройства.Неаварийные логические условия требуют прерывания и выполнения соответствующей микропрограммы обслуживания прерывания,Предлагаемое микропрограммное устройство управления с контролем работает в следующих режимах:реализация 15линейных микрокоманд, реализация микрокоманд ветвления; реализация микрокоманд ветвления с непрерывно контролируемыми логическими условиями; организация контроля соответствия пер- Ивой считанной микрокоманды начальныммикрокомандам микропрограмм.В исходном состоянии все элементы схемы приведены в "0", Только вразряде микрооперации, соответствующем выходу 21,1 регистра 3 записана единица, Цепи приведения схемыв исходное состояние условно не показаны.Работа устройства начинается после поступления на вход 20 сигналаПуск , по которому устанавливаетсяв единичное состояние триггер 9. Попервому тактовому импульсу с выхода23 генератора 10 в регистр 2 заносится код с входа 18. Этот код записывается в регистр 2 через мультиплексор, на первый управляющий входкоторого поступает единичный сигналс выхода 21.1 регистра 3. По коду, 4считанному из регистра 2, с блока памяти (БП) 1 выбирается микрокоманда,Рассмотрим работу устройства в приведенных выше режимах.1 - й режим. Пусть реализуемая микрокоманда - линейная микрокоманда. Операционная часть кода линейной микрокоманды по заднему фронту второго тактового импульса с выхода 24 генератора 10 заносится в регистр 3 и навыход 21 устройства, Старшие (немодифицируемые) разряды адреса с выхода 1.1 БП 1 поступают на соответствующие входы второго информационного входа мультиплексора 5, а мпадший уразряд без изменения через второйэлемент ИЛИ 17 поступает на входмладшего разряда второго информационного входа блока 5 мультиплексирования адреса. Если на выходах 21,1и 21.2 присутствуют нулевые сигналыто по очередному тактовому импульсус выхода 23 генератора 10 текущийадрес очередной микрокоманды заносится в регистр 2. При реализации всехлинейных микрокоманд устройствофункционирует аналогично описанномувыше алгоритму,2-й режим. Пусть реализуемая микрокоманда - микрокоманда условногоперехода. Старшие разряды адреса споля БП 1.1 поступают на соответствующие входы второго информационноговхода блока 5 мультиплексированияадреса, Операционная часть поступает в регистр 3, Значение поля 1,4 вформате микрокоманды равно О. Младший разряд адреса очередной микрокоманды поступает на первый входвторого элемента ИЛИ 17. По коду логических условий, записанному в -поле 15 БП 1, с входа 19 выбираетсязначение проверяемого логическогоусловия и поступает на первый элемент И 13. Младший разряд адресамодифицируется значением "0" илии поступает на соответствующий входвторого информационного входа блока5 с выхода элемента ИЛИ 17. Далееустройство работает аналогично описанному выше алгоритму,3-й режим. Пусть реализуемая микрокоманда - микрокоманда ветвленияс непрерывно контролируемым логическим условием, В формате микрокомандыв поле 1,4 присутствует единичный сигнал. По коду логических условий с поля 1.5 БП 1 определяется тип проверяемых непрерывно контролируемых логических условий. При проверке аварийных логических условий сигнал свторой группы выходов дешифратора через первый элемент ИЛИ 16 поступаетна 11-вход триггера 9 пуска и устанавливает его в исходное состояние, тем,самым прекращая работу генератора 10тактовых импульсов и работу устройства в целом. При проверке неаварийныхлогических условий сигнал с первойгруппы выходов дешифратора 7 поступает на вход шифратора, который обеспечивает запись адреса прерывания через мультиплексор 5 адреса в регистр2, По адресу прерывания обеспечивается выход в точку микропрограммы, скоторой начинается отработка сигнала11 11Не норма , По окончании отработкис выхода 21,3 регистра 3 на соответ-ствующий управляющий вход блока 5 поступает единичный сигнал, Разрешаясчитывание адреса возврата (на котором произошло прерывание) с регистра 4. По очередному первому тактовому импульсу с выхода 23 генератора10 адрес возврата заносится в регистр 2, Далее устройство работает аналогично описанному выше алгоритму.4-й режим, Организация контролясоответствия первой считанной микрокоманды начальным микрокомандам микропрограмм. Предлагаемое микропрограммное устройство управления с конт. ролем обеспечивает эффективный контроль однократных, двухкратных и т.д.ошибок в поступившем коде операции либо при его прохождении через блок5 и регистр 2, если адрес начальных микрокоманд микропрограмм выбран таким образом, что кодовое расстояние между ними равно двум, трем и т,д. Обеспечить этопри программировании БП 1 не составляет труда т.е, в реальных задачах управления число начальньгх микрокоманд составляет десять и менее процентов от общего числа микрокоманд. В общем случае в поле ЗО логических условий каждой начальной микрокоманды заносится фиксированный код, который соответствует номеру неиспользуемого логического условия, После считывания каждой первой микро- з 5 команды проверяется содержимое поля . кода логических условий на элементе И-НЕ 12, Если оно отлично от значения фиксированного кода (на выходе элемента И-НЕ 12 единица), то это оз О начает, что код, поступивший на вход 18 устройства, не является кодом операции вследствие его искажения в результате сбоя или отказа аппаратных (программных) средств верхнего уров ня. В этом случае устройством формируется сигнал ошибки на выходе 22 и устройство прекращает работу.В тех случаях, когда одна или несколько микропрограмм начинаются с 50 микрокоманд ветвления, у которых поле логических условий занято, то при программировании этих микропрограмм также как и в прототипе вводятся дополнительно специальные пустые мик- у рокоманды, Способность устройства исключить часть "пустых" микрокоманд при выполнении фрагментов микропрограмм, содержалрх точки схождения отгруппы микрокоманд условного перехода, позволяет также повысить быстродействие устройства. Суть данного режима заключается в том, что если име -ется операторная вершила с двумя входами, устройство способно формировать альтернативные адреса двумя способами: обычным, что требует дополнительную пустую микрокоманду для развязки таких фрагментов, через шифратор 8,В данном случае адрес прерывания,запоминается в регистре возврата, новозврат не нужен, так как прерываниепроизошло внутри микропрограммы.Если будет необходим выход на микропрограмму 1 то очередной адреспрерывания (возврата) запрет содержимое регистра 4 адреса возврата. Организация оператизного контроля появления запрещенных комбинаций значений меток конца команды, конца команды прерывании л единичного значения непрерывно контролируемого логического условия о уществляется наэлементе ИЛИ 29. При наличии запрещенных кодовых комбинаций на управляющих входах мультиплексора 5 сигнал на выходе 26 ;ерез первый элементИ 16 поступает на Е-вход триггерапуска, тем самым зстацаиливая работуустройстваФормула изобретенияйкропрограммн 1 зе устройство управления с контролем, содержащее блок памяти микрокоманд, Регистр адреса, Регистр микрооперац й 1 коммутаторы, мультиплексор логических условий, триггер пуска генератор тактовых импульсов, триггер ошибок, элемент И-НЕ, пе эвый элемент ИЛИ, причем зход кода операции устройства соеди-; нен с первым информационным входоМ кокччтатора 1 выход которого соединен с информационнььм входом регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти микро- команд, выходы поп 1 я старших разрядов адреса и поля микроопераций которого соединены соответственно со старшими разрядами втооого информационного входа коммутатора и с информационным входом регистра ьп:".кроопераций, выход поля логических условий блока памяти микрокоманд соединен с управляющим7 12 входом мультиплексора логических условий и с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с информационным входом триггера ошибки, вход логических условий устройства соединен с информационным входом мультиплексора логических условий, вход пуска устройства соединен с входом установки в единицу триггера пуска, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, первый и второй выходы которого соединены с входами синхронизации регистра адреса и регистра микроопераций соответственно, выход признака конца команды регистра микроопераций соединен с входом синхронизации триггера ошибки, выход которого соединен с выходом ошибки устройства и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход признака конца работы регистра микрооперации соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в "О" триггера пуска, выход регистра микроопераций соединен с управляющим выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я Тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен регистр адреса возврата, первый и второй дешифраторы, шифратор, с первого по третийэлементы И, второй и третий элементИЛИ, причем выход регистра адресасоединен с информационным входом регистра адреса возврата, выход которого соединен с третьим информационнымвходом коммутатора, выход поля младшего разряда адреса блока памятимикрокоманд соединен с первым входомвторого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с младшим разрядом второго б 7414 8информационного входа коммутатора,выход признака проверки непрерывноконтролируемых логических условийблока памяти микрокоманд соединейс инверсным входом первого элементаИ и первым входом второго элементаИ, выход мультиплексора логическихусловий соединен с прямым входомпервого элемента И и вторым входом 1 О второго элемента И, выход .которогосоединен с первым входом третьего элемента И, стробирующим входом первого дешифратора и с первым входом второго дешифратора, первая группа выхо дов которого соединена с входамитретьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с вторым входом вто рого элемента ИЛИ, выход признакаконца обработки прерывания регистрамикроопераций соединен с вторым входом второго дешифратора, первый выходгенератора импульсов соединен с вто рым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации регистра адреса возврата,выход поля логических условий блокапамяти микрокоманд соединен с инфорЗ 0 мационным входом первого дешифратора,первая и вторая группа выходов которого соединены с входами первого элемента ИЛИ и с входами шифратора соответственно, выход которого соединенс четвертым информационным входомкоммутатора, вторая группа выходоввторого дешифратора подключена ксоответствующим управляющим входамкоммутатора, выход признака конца ко манды регистра микроопераций соединенс третьимвходом второго дешифратора.Составитель А,АФанасьевободяник Техред И.Ходанич орректор И,Демч кто Подписное Тираж 671рственного комитета СССРизобретений и открытийва, Ж, Раушская на Зака б, д, 4 Проектна роизводственно-полиграФическо 5775/47ВНИИПИ Госупо дела113035, Ио приятие, г. Ужгород