Устройство числового программного управления

Союз СоветсинкСоциалистически кРеспубики К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 29,08,77 (21) 2520474/18-24с присоединением заявки УЙ(51)М. Кл. О 05 В 19/18 Гнсудврставннае квинтет СССР ка делам кзабрвтвнкй н вткритнйИэобретени нения устро относится к области притв числового программного управления.Известны микропрограммные устройства управления, содержащие микропротраммное запоминающее устройство, схемуприема микрокоманды, схему выдачи ад-реса микрокоманды, схему формированияадреса следующей микрокоманды, схемуформирования управляющих сигналов,задающий автомат ) 11,10Наиболее близким техническим решением является устройство числового программного управления, содержащее счетчик, выход которого подключен к адрест 5ному входу запоминающего блока, информационные выходы которого подключеныко входам регистра, первый выход которого подключен к управляющему входу первого дешифратора и через инвертор куправляющему входу второго дешифратора,второй выход регистра подсоединен к информационным входам первого и второгодешифраторов, выхопы которых являются группой выходов устройства, а третийвыход регистра - к первым входам элементов И первой группы, вторые входыкоторых связаны с выходом первого элемента И, а выходы подключены к информационным входам счетчика, управляющийвход которого объединен с первым входом первого элемента И, второй входкоторого подключен к входу условийустройства 21.Основным недостатком этих устройствсявляется ограниченность их функциональных возможностей: невозможность реализации дополнительных алгоритмов управления при отсутствии свободной зоны.в ЗУ без коренной перестройки устройства, которая заключается в увеличении разрядности счетчика адреса регистра и ЗУ.Это, в свою очередь, ведет к изменениюструктуры и форматов управляющих слови к перестройке всех алгоритмов,Построение же систем управления,включающей несколько таких устройств,невозможно, так как в известном устрой3 696 стве отсутствуют элементы и внешние шины, которые обеспечивали бы взаимодействие данных устройств в системе и реализацию, тем самым, заданных алгоритмов.Бель предлагаемого изобретения - расширение класса решаемых задач эа счет подключенияДля этого устройство содержит второй, третий, четвертый и пятый элементы И 0 и вторую группу элементов И, причем первый вход второго элемента И подключен к инверсному выходу второго разряда счетчика. Второй вход второго элемента И подсоединен к первому управляющему входу устройства, а выход - к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, вторые входы каждого их которых .подключены к соответствую- щим тактовым входам устройства, а вы ходы подсоединены к управляющему входу запоминающего блока, управляющим входам первого и второго дешифраторов и управляющему входу счетчика, соответственно. Прямой выход второго разряда 25 счетчика подключен ко второму управляющему входу устройства, нулевой вход второго разряда счетчика - к третьему управляющему входу устройства, прямой выход первого разряда счетчика - к 30 четвертому управляющему входу устройства, Первые входы элементов И второй группы связаны с первой группой входов передачи устройства.Вторые входы подключены к пятому управляющему входу З 5 устройстВа а ВыхОды к информационным входам счетчика, причем второй выход регистра подключен ко второй группе входов передачи устройства.Такое введение в известное устройся 40ф во новых элементов и организация их связей обеспечивает расширение набора реализуемых алгоритмов путем простого подключения такого же устройства, в запоминающем устройстве которого раэмещены недостающие алгоритмы.На фиг. 1 приведена структурная схе- ма предлагаемого устройства для числового программного управления (модуля), а на фиг. 2 - схема соединений с другим50 аналогичНым устройством (модулем) .Предлагаемое устройство (фиг. 1 ) содержит счетчик 1, часть выходов которого подключена к адресным входам запоминающего блока 2, информационные55 выходы которого подключены ко входам регистра 3, первый разряд 4 которого подключен к управляющему входу первого 413 4дешифратора 5 и через инвертор 6 куправляющему входу второго дешифратора7, одна часть 8 разряда регистра 3 подключена к информационным входам дешифраторов 5 и 7, выходы которых подключены к группе выходов устройства 9,а другая часть 10 разрядов регистра3 - к первым входам группы элементовИ 11, вторые входы которых подключенык выходу элемента И 12, а выходы подключены к информационным входам сче 1чика 1, Управляющий вход счетчика подключен к первому входу элемента И 12,другой вход которого подключен к входу13 условий.Устройство содержит также четыреэлемента И 14, 15, 16, 17, причемпервый элемент И 14 подключен к инверсному выходу второго разряда счетчика 1, второй вход схемы И 14 подключен к управляющему входу 18, а выходк первым входам элементов И 15, 16,17, вторые входы которых подключенысоответственно к тактовым входам 19,20, 21, а выходы - к управляюшему входу запоминающего блока; управляющимвходам дешифраторов 5 и 7 и управляющему входу счетчика 1, прямой выходвторого разряда 22 которого подключенк управляющему входу 23, нулевой входвторого разряда 22 - к управляющемувходу 24, прямой выход первого разряда 25 - к управляющему входу 26.Первые входы введенной дополнительнойгруппы элементов И 27 подключены кпервой группе входов 28 передачи,вторые входы 27 групп подключены куправляющему входу 29, выходы - к информационным входам счетчика 1, а вь. -ходы части 10 разрядов регистра 3 подключены ко второй группе входов 30передачи,Предположим, что в одном устройстве,например, в верхнем, (фиг. 2) в исходномсостоянии разряды 22 н 25 счетчикаустановлены в нулевое состояние, а вдругом устройстве - в одиночное и нулевое соответственно. Из этого следует,что функция управления выполняется верхним на чертеже устройством, так как внем разрешено прохождение сигналов потактовым шинам через элемент И 15,16, 17. Бикл работы устройства составляет три такта и происходит под действием сигналов, подаваемых на тактовые входы 19, 20, 21,45 5 6964В нервом такте производится считывание микрокоманды (МК) по адресу,установленному на счетчике 1, на регисгр 3 при подаче сигнала на тактовыйвход 19. Сигнал проходит через открытыйэлемент 1 5, поступает на управляющийвход запоминающего блока и являетсясигналом чтения,Во втором такте производится выполнение микроопераций, проверка логических условий, а также передача управлениясоседнему сверху или снизу устройству.Если первый разряд регистра, а такжепоследний и предпоследний разряды равны нулю, то прОисходит выполнение микроопераций, Это достигается подачей части 8 разрядов регистра на дешифратор 7,выходы которого подключаются к функциональным блоком системы управления.Если первый разряд регистра равен"1 ", последний разряд - "1 ", а предпоследний "0", то происходит передача управления соседнему снизу устройству.Это достигается передачей части 10 разрядов иэ регистра 3 верхнего устройствачерез входы 29 и 30 передачи, группу27 элементов И на информационныевходы счетчика 1, Для обеспечениятакой передачи в часть 8 разрядоврегистра должна кодировать микроопе 30рацию, при которой возбуждается выход дешифратора 7, подключенный куправляющему входу 29 нижнего устройсява и входу 13 условий верхнего устройсява, Часть 9 разрядов регистра, передавае-З 5мая на счетчик 1 нижнего устройства,является адресом начала алгоритма, подлежащего реализации и размещенного взапоминающем блоке нижнего устройства,40Если первый и последний разряды регистра равны "0", а первый и предпоследний,1 ", то происходит передача управлениясоседнему сверху устройству аналогичнымобразом, т.е. каждое устройство можетпередавать управление двум соседнимустройствам. Если первый разряд регистра равен "1 ", а последний и предпоследний "0", то происходит анализ условий,путем подачи кода условий на дешифратор5, выходы которого подключены к соответствующим схемам функциональных блоков, производящим анализ условий, Остальные сочетания значений первого, предпоследнего и последнего разрядов в устройстве не используются,В третьем такте производится добавление "1" к содержимому счетчика 1,если во втором такте выполнялась микро 13 6,операция. Если проверялась условно, значение которого поступает на вход 1 3, то происходит добавление 1 " и передача части разрядов микрокоманды на информационные входы счетчика 1 при единичном значении условия и только добавление "1 " нри нулевом значении условия, Если во втором такте производилась передача управления соседнему снизу устройству, то часть 10 разрядов регистра передается на счетчик 1, в результате чего разряд 25 устанавливаеъ ся в "1 ", это приводит к установлению в 0 разряда 22 счетчика нижнего усъ, ройства, что закрывает элемент И 14 верхнего устройства и открывает такой же элемент 14 нижнего устройства, обеопечивая прохождение тактовых сигналов через элементы 15, 16, 17 нижнего усч ройства и считывание микрокоманды по адресу, переданному из верхнего устройства. Если производилась передача соседнему сверху устройству, то аналогичным образом устанавливается в "1разряд 22, что приводит к запрещению прохождения тактовых сигналов в устройстве, передающим управление и разрешение прохождения сигналов устройства, принимающим управление.В дальнейшем цикл работы предлагаемого устройства повторяется.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает расширение набора реализуемых алгоритмов, путем простого подключения такого же устройства, в запоминающем блоке которого размещены недостающие алгоритмы. При этом в нужных местах реализуемых алгоритмов помещаются микрокоманцы, обеспечивающие передачу управления в соседнее сверху или снизу устройство, что позволяет также реализовать один алгоритм путем объединения его частей, размещенных в разных запоминающих блоках. Передача управления может использоваться также при отказе функциональных блоков системы управления, что требует перевода системы на новые алгоритмы функционирования, которые удобно размешать в другом ЗУ.Предлагаемое устройство для числового программного управления способствует повышению однородности системы, что отвечает требованиям больших питатель ных схем и увеличивает ее надежность, Формула изобретенияУстройство числового программного управления, содержащее счетчик, выход7 й; 1 которого подключен к адресному входу запоминающего блока, информационные выходы которого подключены ко входам регистра, первый выход которого подключен к управляющему входу первого5 дешифратора, и через инвертор к управляющему входу второго дешифратора, второй выход регистра подсоединен к информационным входам первого и второго дешифраторов, выходы которых явля ются группой выходов устройства, а третий выход регистра - к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых связаны с выходом первого элемента И, а выходы подключены к ин формационным входам счетчика, управляющий вход которого объединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к входу условий уст ройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 20 что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит второй, третий, чет вертый и пятый элементы И и вторую группу элементов И, причем первый вход второго элемента И подключен к инверс ному выходу второго разряда счетчика, второй вход второго элемента И подсоединен к первому управляющему входу устройства, а выход -: к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, вторые входы каждого из которых Яподключешд к соответствующим тактовыь входам устройства, а выходы подсоединены к управляющему входу запоминающего блока, управляющим входам первого и второго дешифраторов и управляющему входу счетчика, соответственно, прямой выход второго разряда счетчика подключен ко второму управляющему входу устройства, нулевой вход второго разряда счетчика - к третьему управляющему входу устройства и прямой выход первого разряда счетчика - к четвертому управляющему входу устройства, первые входы элементов И второй группы связаны с первой группой входов передачи устройства, вторые входы подключены к пятому управляющему входу устройства, а выходы - к информапионным входам счетчика, причем второй выход регистра подключен ко второй группе входов передачи устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кравцов Л. Я., Черницкий Г. И,.Проектирование микропрограммных устройств управления. ЛЭнергия",1976, с, 51,2, Майоров С. А., Новиков Г. И.Принципы организации цифровых машин.Л "Машиностроением, 1974, с. 217,696413 1Составитель В, Субботиндактор Б. Павлов Техред О. Андрейко Коррек Скворпова Подписноеитета .СССРытийщская наб., 4/51 1 6765/47 Тираж 1015 ЦНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Ра