Микропрограммное устройство управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119) 11) 504 С 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИИ ОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬ К АВТОРСКОМУ 54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТПРАВЛЕНИЯ 24 Бюл. В 17анический инстит(57) Изобрет вычислительн использовано граммным упр ния является ных возможнообеспечения объектами и с к 8) . идетельство ССС р 9/22, 1978. тельство СССР Р 9/22, 1979.(56) АвторскоУ 705450, кл.АвторскоеУ 830384, кл. ние относится к областий техники и может бытьв процессорах с микропровлением. Целью изобретерасширение функциональтей устройства за счетправления асинхроннымиокращение объема обору1309023 дования. С этой целью в устройство,содержащее блоки 1 и 2 памяти микрокоманд, регистры 3 и 4 микрокоманд,элемент ИЛИ 7, элементы И 8 и 9 итриггер 10 пуска, введены блоки элементов ИЛИ 5, 6 и 33, блоки элементовИ 11 и 28, элементы 17-22 задержки,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в процессорах с микропрограммным управлением.Цель изобретения - расширение Фун кциональных возможностей устройства за счет обеспечения управления асинхронными объектами и сокращение объема оборудования.На Фиг.1 дана Функциональная схема 10 микропрограммного устройства управления; на Фиг.2 и 3 - временные диаграммы работы устройства.Микропрограммное устройство управления (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 блоки памяти микрокоманд, первый 3 и второй 4 регистры микрокоманд, первый 5 и второй 6 блоки элементов ИЛИ, первый элемент ИЛИ 7, первый 8 и второй 9 элементы И, триггер 10 пуска, первый блок 11 элементов И.1Информационные выходы блоков 1 и 2 памяти микрокоманд соединены соответственно с информационными входами д регистров 3 и 4 микрокоманд. Первые выходы регистров 3 и 4 микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам блока 5, выход которого является выходом 12 микроопераций устройства. Вторые выходы регистров 3 и 4 микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам блока 6, выход которого соединен с первым входом блока 11, второй вход которого подключен к входу 1335 признака условия устройства, а выход - к входам элемента 7. Выходы элементов И 8 и 9 подключены к входам разрешения обращения соответственно блоков 1 и 2 памяти микрокоманд. Вход установки в единицу триггера 10 пуска подключен к входу 14 пуска устройства, а вход установки в нуль - к выхоэлементы ИЛИ 15 и 16, элементы И 23и 24, формирователь 25 импульсов,триггер 26 гашения, триггер 27 условий, сумматор 29, счетчик 30 ацреса,регистр 31 приращения адреса и элемент НЕ 32, что обеспечивает управление асинхронными устройствами. 3 ил. ду микрооперации конца работы устройства.Кроме того в состав микропрограммного устройства управления входят второй 15 и третий 16 элементы ИЛИ, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 21 и шестой 22 элементы задержки, третий 23 и четвертый 24 элементы И, формирователь 25 импульсов, триггер 26 гашения, триггер 27 условий, второй блок 28 элементов И, сумматор 29, счетчик 30 адреса, регистр 31 приращения адреса, элемент НЕ 32 и третий блок 33 элементов ИЛИ.Третьи выходы регистров 3 и 4 микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам блока 33. Выходы последнего подключены к информационным входам регистра 31, выход старшего разряда ксторого подключен к первому входу элемента 23, а выходы остальных разрядов - к первому входу блока 28. Второй вход блока 28 и второй вход элемента 23 подключены к прямому выходу триггера 27. Входустановки в единицу триггера 27 подключен к выходу элемента 7, а его вход установки в нуль - к входу занесения информации счетчика 30 и выходу элемента 17. Вход элемента 17 подключен к синхровходу регистра 31, счетному входу счетчика 30 и выходу элемента 18. Вход элемента 18 соединен с входом элемента 19, счетным входом триггера 26 и выходом формирователя 25. Вход формирователя 25 соединен с выходом элемента 24, первый вход которого подключен к прямому выходу триггера 10, а его второй вход - к выходу элемента 15. Группавходов элемента 15 подключена к группе входов 34 призиака выполнения микрокоманд устройства, его первый вход подключен к1309входу 14 пуска устройства, а второй вход - к выходу элемента 20. Вход элемента 20 подключен к выходу элемента 16, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам признака выполнения перехода регистров 3 и 4 микрокоманд. Входы начальной установки счетчика 30, регистра 31 и триггера 26 подключены к входу 35 начальной установки устрой- Ю ства. Выход элемента 19 подключен к первым входам элементов 8 и 9, Второй вход элемента 8 подсоединен к выходу элемента 32, вход которого подключен к второму входу элемента 9 и выходу 15 младшего разряда сумматора 29. Вход элемента 21 подключен к выходу элемента 8, а его выход - к синхровходу регистра 3, вход сброса которого подключен к прямому выходу триггера 26. 20 Вход элемента 22 подсоединен к выходу элемента 9, а его выход - к синхро- . входу регистра 4, вход сброса которого подключен к инверсному выходу триггера 26. Первый информационный вход сумматора 29 подключен к выходу счетчика 30, его второй информационный вход - к выходу блока 28, вход признака выполняемой операции - к выходу элемента 23, выходы старших разрядов-ЗО к адресным входам блоков 1 и 2 памяти микрокоманд и старшим информационным входам счетчика 30, а выход младшего разряда - к младшему информационному входу счетчика 30. 35Устройство работает следующим образом.Сигнал начальной установки, поступающий на вход 35 устройства, обнуляет счетчик 30 и регистр 31 и устанавливает триггер 26 в состояние, при котором регистр 3 микрокоманд принудительно обнулен выходным сигналом триггера 26. На адресных входах блоков 1 и 2 памяти микрокоманд присут ствует нулевой адрес. Сигнал пуска, поступающий на вход 14 устройства, устанавливает триггер 10 в единичное состояние. Одновременно этот сигнал проходит через элемент 15 и элемент 50 24 и поступает на вход формирователя 25. Последний вырабатывает импульс, изменяющий состояние триггера 26. В результате разблокируется регистр 3 микрокоманд и принудительно обнуляет"55 ся регистр 4 микрокоманд.Импульс, вырабатываемый формирователем 25, поступает также на входы 023 4элементов 18 и 19 задержки. Пройдя через элемент 19, импульс поступает на первые входы элементов 8 и 9. Поскольку на выходе младшего разряда сумматора присутствует нулевой уровень, импульс проходит через элемент 8 на вход разрешения обращения блока1 памяти микрокоманд. Считываемая из блока 1 памяти информация поступает на информационный вход регистра 3 микро- команд и заносится в него импульсом, поступающим с выхода элемента 21.Информация с первого выхода регистра 3 микрокоманд поступает через блок 5 на выход 12 микроопераций устройства. Информация с второго выхода регистра 3 микрокоманд через блок 6 поступает на первый вход блока 11, где сравнивается с поступающими на второй вход блока 11 признаками условия, поступающими на входы 13 устройства. В случае совпадения на выходе элемента 7 появляется единичный сигфнал, устанавливающий триггер 27 условий в единичное состояние. Информация с третьего выхода регистра 3 микрокоманд поступает через блок 33 на инфор. мационный вход регистра 31, Импульс, появляющийся яа выходе элемента 18, заносит информацию в регистр 31 и увеличивает содержимое счетчика 30 на единицу.В случае, когда триггер 27 условий установлен в единицу (выполняется переход по условию), в сумматоре 29 осуществляется алгебраическое сложение содержимого счетчика 30 и содержимого младших разрядов регистра 31, поступающего через блок 28. Тип выполняемой операции (сложение или вычитание содержимого младщих разрядов регистра 31) определяется содержимым старшего разряда регистра 31, поступающим через элемент 23 на вход признака выполняемой операции. Полученный результат заносится в счетчик 30 импульсов, появляющимся на выходе элемента 17. Этот же импульс обнуляет триггер 27 условий. На выходах сумматора 29 находитсякод сформированного адреса.1В случае, когда выполняется переход по условию, потенциал, присутствующий на выходе признака выполнения перехода регистра 3 микрокоманд, проходит через элемент 16, элемент 20, элемент 15 и элемент 24 и появляется на входе формирователя 25. Последнийвырабатывает импульс, изменяющий состояние триггера 26 гашения. При этом принудительно обнуляется регистр 3 микрокоманд и разблокируется регистр 4 микрокоманд. На выходе элемента 19 5 появляется импульс, по которому осуществляется выборка информации из блока 2 памяти микрокоманд, и по импульсу, появляющемуся на выходе элемента 22, занесение считанной информации в регистр 4 микрокоманд.Процесс формирования адреса осуществляется аналогично при чтении информации из блока 1 памяти микрокоманд. В случае, когда не происходит перехода по условию, следующая выборка информации осуществляется с приходом на один из входов 34 устройства импульса признака выполнения микрокоманды, По окончании выполняемой прог раммы на выходе микрооперации конца работы устройства появляется сигнал, устанавливающий триггер 10 пуска в нулевое состояние.В предлагаемом устройстве код адреса выбираемой из блока памяти микрокоманд информации формируется путем алгебраического суммирования содержимого счетчика 30 с кодом, находящимся в регистре 31. В итоге в блоках памя ти необходимо хранить не весь адрес, как в известном устройстве, а только часть его, указывающую на величину изменения адреса, находящегося в счетчике 30. 35Формула изобретения Микропрограммное устройство управления, содержащее два блока памяти микрокоманд, два регистра микрокоманд, первый элемент ИЛИ, два элемента И и триггер пуска, причем информационные выходы первого и второго блоков памяти микрокоманд соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров микрокоманд, выходы первого и второго элементов И подключены к входам разрешения обращения соответственно первого и второ" го блоков памяти микрокоманд, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения управления асинхронными объектами и сокращения объема оборудования, оно содержит три блока элементов ИЛИ, два блока элементов И, шесть элементов задержки, второй и третий элементы ИЛИ, третий и четвертый элементы И, формировательимпульсов, триггер гашения, триггерусловий, сумматор, счетчик адреса,регистр приращения адреса и элементНЕ, при этом первые выходы первого ивторого регистров микрокоманд соединены соответственно с первым и вторымвходами первого блока элементов ИЛИ,выход которого является выходом микроопераций устройства, вторые выходыпервого и второго регистров микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входам второго блокаэлементов ИЛИ, выхоц которого соединен с первым входом первого блокаэлементов И, второй вход которогоподключен к входу признака условияустройства, выход первого блока элементов И соединен с входами первогоэлемента ИЛИ, вход установки в единицу триггера пуска подключен к входупуска устройства, вход установки в"Он триггера пуска соединен с выходоммикрооперации конца работы устройства,третьи выходы первого и второго регистров микрокоманд подключены соответственно к первому и второму входамтретьего блока элементов ИЛИ, выходыкоторого соединены с информационнымвходом регистра приращения адреса,старший разряд выхода которого подключен к первому входу третьего элемента И, остальные разряды выхода регистра приращения адреса соединеныс первым вхоцом второго блока элементов И, второй вход которого и второйвход третьего элемента И подключенык прямому выходу триггераусловий,вход установки в единицу которого соединен с выходом первого элементаИЛИ, а вход установки в "О" триггераусловий подключен к входу занесенияинформации счетчика адреса и выходупервого элемента задержки, вход которого соединен с синхровходом регистраприращенияадреса, счетным входомсчетчика адреса и выходом второго эле -мента задержки, вход второго элементазадержки подключен к входу третьегоэлемента задержки, счетному входутриггера гашения и выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом четвертого элемента И,первый вход четвертого элемента Иподключен к прямому выходу триггерапуска, а второй вход четвертого элемента И соединен с выходом второгоэлемента ИЛИ, группа входов которого1309023 подключена к группе входов признакавыполнения микрокоманд устройства,первый вход второго элемента ИЛИ соединен с входом пуска устройства, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента задержки, вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первыйи второй входы которого соединены соответственно с выходами признака выполнения перехода первого и второгорегистров микрокоманд, входы начальной установки счетчика адреса, регистра приращения адреса и триггера гашения подключены к входу начальнойустановки устройства, выход третьегоэлемента задержки соединен с первымивходами первого и второго элементовИ, второй вход первого элемента Иподключен к выходу элемента НЕ, вход 20которого соединен с вторым входомвторого элемента И и выходом младшегоразряда сумматора, вход пятого элемента задержки подключен к выходупервого элемента И, а выход пятого элеЯгод ос латлвлайусталвдви устройстда Ямсод триггера 7 б гашеюил. Всад ФФ лусла устройет. ЯаЯвмодтриггера гдлуслаВмгодогорнироателл 76 амлулвсодЯотодглеиелта гдгадертЯвссод глеиелтв гУ гоЯералаЯмгод сленеита И гадортлаВсвод гленелта 76 саВертлиявсгеа глемента ОговорилаЯмсед момента или р Виюодтриггера 77 услеВийЯмсод олемелта 77 оа.девалаЯоаод мавре оаерааиаааааа рвуетм устроймента задержки соединен с синхровходом первого регистра микрокоманд,вход сброса которого подключен к прямому выходу триггера гашения, входшестого элемента задержки соединен свыходом второго элемента И, а выходшестого элемента задержки подключенк синхровходу второго регистра микрокоманд, вход сброса которого соединенс инверсным выходом триггера гашения,первый информационный вход сумматораподключен к выходу счетчика адреса,второй информационный вход сумматорасоединен с выходом второго блока эле-ментов И, вход признака выполняемойоперации сумматора подключен к выходутретьего элемента И, старшие разрядывыхода сумматора соединены с адресными входами первого и второго блоковпамяти микрокоманд и старшими разря"дами информационного входа счетчикаадреса, а младший разряд выхода сумматора подключен к младшему разрядуинформационного входа счетчика ад-.реса.1309023 Г1ф фв ьЪъ Ъ ъфсфь МфФф о о с Соста тель Г.Виталиев В.Кадар, Корр ор Н.Тупица А.Тяско е аказ 1799/41ВНИИПИ Госудпо делам113035, Москва,Тираж б/3 Прственного комитета СССРзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5 одписно Производственно-полиграфическое предпри ектн Ужгород, улъ ф аь, ц, ,ч ъ о сь " ф ъ, ф;фь м ф %ьЦ с ф3Ъ фьв, , Ьцв ьфЦ с 1 Ъ% с б 3% И ф ф.", ,о