Микропрограммное устройство управления

(51) 4 С 06 Г 9/22, 11 /00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ФфФ СОЮЗ СОВЕТСНИХ-Э,. СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХа "М:.".= РЕСПУБЛИКгй,в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРР 596947, кл. С 06 Р 9/22, 1978.Авторское свидетельство СССРУ 1110121, кл, С 06 Р 9/22, 1985.(57) Из об ре тение отно сится к ав томатике и вычислительной технике иможет быть использовано при разработке ЭВМ и вычислительных и управляющих систем. Целью изобретения является увеличение глубины контроля Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано при разработке устройств управления ЦВМ и вычислительных и управляющих систем.Целью изобретения является увеличение глубины контроля устройства.На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого микропрограммного устройства управления; на фнг,2- функциональная схема коммутатора контроля,Устройство (фиг.1) содержит блок 1 памяти микрокоманд (БПМ,с полями режима работы 1,1, кода микроопераций 1,2, кода логических условий 1-3 и адреса 1.4, регистры 2 адреса И 3 устройства. Микропрограммное устрой-ство управления содержит блок памятимикрокоманд с полями признака работы, кода микроопераций, кода логических условий и адреса, регистры адре -са и микроопераций, мультиплексорыадреса и логических условий, первыйи второй дешифраторы, триггер, триггер пуска, генератор тактовых импульсов, триггер ошибки, с первогопо седьмой элементы ИЛИ, с первогопо третий элементы И, первый и второй ключи с тристабильным выходом,блок ключей с тристабильным выходом,элемент И-НЕ, элемент задержки, Вустройстве реализован режим диагностики в отключенном состоянии (триггер пуска в нулевом состоянии), чтопозволяет увеличить глубину контро,ля. 2 ил. 2 9 еюмикроопераций, мультиплексоры 4 адре вса И 5 логических условий, первый ивторой дешифраторы 6 и 7, коммутатор8 контроля, триггер 9, триггер 10пуска, генератор 11 тактовых импульсов с первым 11.1 и вторым 11,2 выходами, триггер 12 ошибки, первый13, второй 14, третий 15, четвертый16 и пятый 17 элементы ИЛИ, первый 18и второй 19 элементы И, первый 20.1,второй 20,2, ключи с тристабильнымвыходом, блок 20.3 ключей с тристабильным выходом, выход 21 младшегоразряда поля адреса БПМ 1, вход 221-1-го сигналов пуска устройства,выход 23 ошибки устройства, первый24 и второй 25 двунаправленные входы(выходы режима работы устройства, выход 26 микроопераций модуля с выходами 26.1 микрооперации обнуления триггера 12 ошибки и 26.2 микрооперации конца работы, информационный выход 27 устройства, двунаправленный вход), выход 28 устройства, вход 29 логических условий модуля, вход 30 кода операций модуля, первый вход 31 10 пуска модуля.Коммутатор 8 контроля (фиг.2) содержит элемент 32 задержки, шестой элемент ИЛИ 33, элемент И-НЕ 34, третий элемент И 35, седьмой элемент ИЛИ 36.Коммутатор 8 контроля (фиг.2) осуществляет контроль за состоянием выходов БПМ 1 при работе устройства в режиме ожидания кода новой операции или адресного кода управления, контроль за правильностью функционирования модуля в режиме диагностики, коммутирует со своего выхода сигнал ошибки на вход триггера 12 ошибки. 25На входы элемента ИЛИ 33 и элемента И-НЕ 34 в коммутаторе 8 контроля постоянно поступают коды с выходов 1.1, 1.2 и 1.3. Таким образом, на выходах элементов ИЛИ 33 и И-НЕ 34 30 "нулевые" сигналы будут соответственно только тогда, когда с выходов 1.1, 1.2 и 1.3 считываются целиком нулевые или единичные коды. 35В режиме ожидания из блока 1 считывается ячейка с нулевым адресом, в полях 1.1, 1.2 и 1,3 которой записа.ны нулевые коды, триггер 10 пуска находится в нулевом состоянии. При 40 этом коммутатор 8 функционирует следующим образом. С выхода элемента И-НЕ 34 и с инверсного выхода триггера 10 пуска навходы элемента И 35 будут поступать единичные сигналы 45 на инверсном входе элемента И 35 будет нулевой сигнал с выхода элемента 32 задержки. Таким образом, сигнал на выходе элемента И 35 в описанном режиме работы будет полностью определяться сигналом на его втором входе с выхода элемента ИЛИ 33, на входы которого поступает нулевой код с выходов 1,1, 1.2 и 1,3 нулевой ячейки блока 1. В случае появленияи 1155 хотя бы одной единицы в этом нулевом коде сигнал на выходе элемента ИЛИ 33, а следовательно, на выходе элемента И 36 будет единичным, что будет означать ошибку функционирования устройства,По сигналу диагностики с выхода элемента И 18 устройство переходит в диагностический режим. При этом из БПМ 1 считывается диагностическая ИК, в полях 1.1, 1,2 и 1.3 которой записаны единичные коды, Единичный сигнал диагностики, поступая через элемент 32 задержки на инверсный вход элемента И 35, блокирует возможность формирования элементом И 35 сигнала ошибки. Величина задержки элемента 32 должна быть не меньше задержки регистра 2 адреса и блока 1. При этом за время блокировки элемента И 35 сигналом с выхода элемента 32 задержки, нулевые коды на входах элементов ИЛИ 33 и И-НЕ 34 успевают полностью замениться единичными с выходов 1.1, 1.2 и 1.3 диагностической ячейки блока 1. С пропаданием единичного сигнала на выходе элемента 32 задержки на входах элемента И 35 будут единичные сигналы. Таким образом, сигнал на выходе данного элемента при этом определяется целиком сигналом с выхода элемента И-НЕ 34. Единичным он будет только в случае наличия в единичных кодах с выходов полей 1.1, 1.2 и 1.3 хотя бы одного "нуля", т.е. в случае ошибки.При работе устройства триггер 10 пуска находится в единичном состоянии и сигнал с его инверсного выхода блокирует формирование сигнала ошибки элементом И 35. Сигналы ошибки с входа коммутатора 8 контроля и выхода элемента И 35 через элемент ИЛИ 36 поступают на выход коммутатора 8, а далее на вход триггера 12ошибки и выход 23 ошибки. В исходном состоянии устройство работает следующим образом. Все элен и менты памяти установлены в нуль (цепи установки исходного состояния условно не показаны). Из БПМ 1 считывается содержимое нулевой ячейки (с нулевым адресом), В ее поле 1.1 записан нулевой код (000), который ,цекодируется дешифратором 6 как сигнал конца команды, Этот сигнал поступает через второй элемент ИЛИ 14 на информационный вход триггера 9, Однако записи в триггер 9 не происходит, так как генератор 11 тактовых импуль76465 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5 14 сов не работает и сигнал на синхровходе триггера 9 будет отсутствовать.Кроме того, сигнал конца команды с первого выхода (000) дешифратора поступает на второй управляющий вход мультиплексора 4 адреса, который пропускает со своего вьхода на информационный вход регистра 2 адреса код операции с входа 30 кода операции. В полях 1.2 и 1.3 нулевой ячейки также записаны нулевые коды. Все эти нулевые коды поступают на С-вход коммутатора 8 контроля, который контролирует их. В случае появления в этих кодах хотя бы одной "единицы" коммутатор 8 Формирует на выходе сигнал ошибки, который переводит в единичное состояние триггер 12 ошибки. Сигнал с выхода триггера 12 ошибки поступает на вход 23 ошибки и через первый элемент ИЛИ 13 ца вход установки в "0" триггера .пуска, блокируя тем самым запуск устройства. С выхода 1.4 поля адреса нулевой ячейки блока 1 считывается адрес диагностической микрокоманды. При этом мультиплексор 5 логических условий по нулевому коду логических условий с выхода 1.3 пропускает на свой выход значение младшего разряда с выхода 21 выхода 1,4 поля адреса. Адрес диагностической микрокоманды постоянно поступает на второй информационный вход мультиплексора 4 адреса.Переход устройства в рабочий режим осуществляется по сигналу "Пуск", поступающему с входов пуска 22 или 31 устройства через четвертый элемент ИЛИ 16 на вход триггера 10 пуска. Нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 10 пуска прекращает проверку нулевых кодов нулевой ячейки блока 1 в коммутаторе 8 контроля и блокирует Формирование первым элементом И 18 сигнала перевода устройства в диагностический режим. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 10 пуска разрешает работу генератора 11 тактовых импульсов. По зад-, нему фронту первого тактового импульса с первого выхода 11.2 генератора 11 в регистр 2 адреса записывается код операции с выхода мультиплексора 4 адреса. Таким образом формируется адрес первой операции. Одновременно с этим по тому же заднему фронту триггер 9 записывает единичный сигнал конца команды с первого выхода (000) дешифратора 6 (так как с выхода блока 1 считывается по прежнему нулевая ячейка). Едцццчцьп сигнал с выхода триггера 9 поступает на второй вход второго элемента П 19. Все первые микрокомацды микропрограмм имеют в поле 1.1 код (О 1), цо которому дешифратор 6 Формирует ца своем третьем выходе сигнал попадацця в первую микрокомаццу микропрограмм. Этот сигнал поступает через второй ключ 20.2 на инверсцьп вход второго элемента И 19.В случае поступления в устройство неправильного кода операции или искажения его разрядов при прохождении через мультиплексор 4 адреса и регистр 2 агреса, или неисправности в блоке 1, дешцфраторе 6, единичный сигнал на входе/выходе 25 сформирован не будет и соответственно на инверсном входе второго элемента И 19 будет нулевой сигнал, При этом в случае ошибки с поступлением ца, третий вход элемента И 9 первого тактового импульса с второго выхода1.1 генератора 11 тактовых импульсов элемент И 19 Формирует сигналошибки, поступающий ца коммутатор8 контроля и далее на вход триггера12 ошибки. Таким образом осуществляется контроль за правильностью поступающих кодов операций,Если ошибки це произошло, то позаднему Фронту тактового импульса свторого выхода 11, генератора 1тактовых импульсов в регистр 3 микроопераций записывается мцкрооперационный код первой К микропрограммы,который затем считывается с выхода .26 микроопераций модуля, По заднемуФронту второго тактового импульса спервого выхода 11.2 генератора 11 срегистра 2 адреса с выхода мультиплексора 4 адреса записывается адрес очередной микрокомацды микропрограммы,Этот адрес поступает на второй информационный вход мультиплексора 4адреса с выхода 1.4 поля адреса (немодифицируемая часть) и выхода 1,3поля логических условий через мультиплексор 5 (младший модцфиццруемыйразряд адреса), Поскольку на управляющих входах мультиплексора 4 единичные сигналы отсутствуют, то оц пропускает ца выход адресный кол со своего второго ицформациоццого входа.В микрокомандах ветвления младший разряд адреса формируется следующим образом, Код логических условий поступает с выхода 1,3 на адресный вход5 мультиплексора 5 логических условий, Мультиплексор 5 выделяет на свой выход в качестве младшего (модифицируемого) разряда адреса следующей МК значение нужного логического условия со входа 29 логических условий модулй. В линейных же микрокомандах в поле 1,3 записаны специальный код, по которому мультиплексор 5 осуществляет передачу на свой выход значе ния сигнала с выхода 21 младшего разряда выхода поля 1.4 адреса.В поле 1.1 признака последних МК микропрограмм записывается код (000), по которому дешифратор 6 МК формиру ет на своем первом выходе единичный сигнал конца команды. По этому сигналу мультиплексор 4 адреса пропускает с входа 30 на информационный вход регистра 2 адреса очередной код опе рации.Сигнал, поступающий с входа/выхода 24 на второй вход второго элемента И 18, если на первом входе первого элемента И 18 будет единичный сиг нал, т.е. в отключенном состоянии устройства вызовет переход в диагностическией режим. Сигнал диагностики с выхода первого элемента И 18 поступает на первый управляющий вход 35 мультиплексора 4 адреса и В-вход коммутатора 8 контроля,.Коммутатор 8 контроля согласно описанному алгоритму своей работы временно прекращает контролировать коды с выходов 40 1.1, 1,2 и 1,3. Мультиплексор 4 адреса по единичному сигналу на своем первом управляющем входе пропускает на свой выход адрес диагностической микрокоманды, который с выхода 1.4 45 нулевой ячейки блока 1 и выхода мультиплексора 5 логических условий в режиме ожидания постоянно поступает на третий информационный вход мультиплексора 4. Сигнал диагностики с выхода элемента И 18 поступает также через третий элемент ИЛИ 15 на синхровход регистра 2 адреса. По заднему Фронту этого сигнала на синхровходе регистра 2 адреса происходит запись адреса диагностической микро- команды с выхода мультиплексора 4 адреса в регистр 2. По этому адресу из блока 1 считывается диагностическая микрокоманда, в полях 1.1, 1.2 и 1.3 которой записаны единичные коды, а в поле 1.4 - адрес нулевой ячейки блока 1 (т.е. нулевой адрес).Коммутатор 8 контроля снова начинает контролировать правильность кодов, считываемых с выходов 1.1, 1.2 и 1.3. В случае появления на контролируемых выходах блока 1 хотя бы одного нуля, коммутатор 8 Формирует сигнал ошибки, который записывается в триггер 1 2 ошибки, блокирует запуск неисправного устройства и поступает на его выход 23 ошибки. По поступлению в шину 24 следующего сигнала диагностики происходит переход к нулевому адресу. Формула изобретенияМикропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистры адреса и микро- операций, мультиплексоры адреса и логических условий, триггер пуска, генератор тактовых импульсов, триггер ошибки, первый элемент ИЛИ, пер-. вый элемент И, причем прямой выход триггера пуска соединен с входом задержки генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом синхронизации регистра микро- операций, вход кода операции устройства соединен с первым информационным входом мультиплексора адреса, выход поля старших разрядов адреса блока памяти микрокоманд и выход мультиплексора логических условий соединены соответственно со старшими и младшими разрядами второго информационного входа мультиплексора адреса, выход которого соединен с информационным входом регистра адреса, выход регистра адреса соединен с входом блока памяти микрокоманд, выходи поля микроопераций и поля кода логических условий которого соединены соответственно с информационным входом регистра микроопераций и адресным входом мультиплексора логических условий, вход логических условий устройства и выход младшего разряда поля адреса блока памяти микрокоманд соединены с информационным входом мультиплексора логических условий, выход регистра микроопераций соединен с выходом микроопераций устройства, выход триггера ошибки соединен с выходом ошибки устройства и первымвходом первого элемента ИЛИ, выход разряда микроопераций "Конец работы" регистра микроопераций соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в "О" триггера пуска, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения глубины контроля, оно содержит первый и второй дешифраторы, триггер, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы ИЛИ, элемент И-НЕ, второй и третий элементы И, элемент задержки первый и второй ключи с тристабиль ным выходом, причем выходы поля режима работы поля кода микроопераций и поля кода логических условий блока памяти микрокоманд объединены и соединены с входом шестого элемента И и 2 О элемента И-НЕ, выходы поля режима работы и поля кода логических условий блока памяти микрокоманд соединены соответственно с информационными входами первого и второго дешифрато ров, выход поля микрооперации блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом блока ключей с тристабильным выходом, выход которого соединен с третьим информационным 39 входом мультиплексора адреса и с информационным входом-выходом устройства, первый вход пуска устройства соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, с второго по 1-й входы пуска устройства соединены с (Е) входами пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом блока ключей с тристабильнымвходом, с первым входом второго и с 40 вторым входом четвертого элемента ИЛИ и с первым управляющим входом мультиплексора адреса, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входом установки в "1" триггера пуска, первый выход первого дешифратора соединен с вторым управляющим входоммультиплексора адреса и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом триггера, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и входом синхронизации триггера, выход которого соеОдинен с первым входом второго элемента И, инверсный выход триггера пуска соединен с первым входом третьего элемента И и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки, третьим управляющим входом мультиплексора адреса и вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации регистра адреса, второй выход первого дешифратора соединен с информационным и управляющим входами первого ключа с тристабильным входом, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым двунаправленным входом-выходом режима работы устройства, выход второго ключа с тристабильным выходом соединен с вторым входом второго элемента И, с вторым разрядом информационного входа мультиплексора логических условий и с вторым двунаправленным входом-выходом режима работы устройства, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, третий выход первого дешифратора соединен с информационным и управляющим входами второго ключа с тристабильным входом, выход седьмого элемента ИЛИ и выход разряда микрооперации проверки работоспособности регистра микроопе-, раций соединены соответственно с входами установки "1" и в "О" триггера ошибки, четвертый выход первого дешифратора соединен информационным входом регистра микроопераций, пятый выход первого дешифратора соединен с входом запрета записи регистра микроопераций и стробирующим входом мультиплексора логических условий, со стробирующим входом второго дешифратора, выход которого соединен с информационным выходом устройства, выходы элемента И-НГ, шестого элемента ИЛИ и элемента задержки соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛ 11.1476465 Составитель А.СавкннРедактор Ю.Середа Техред М.Дидык р О.Кравцов Гагарина,101 11 11оизводственна-издательский комбинат Патент , г,ужгород Заказ 2157ВНИИПИ Гос о Тираж 669арственного комитета 113035, Москва, Ж Подписноензооретенням и открытиям при ГКНТ С Раушская наб., д, 4/5