Микропрограммное устройство управления

(5 Ь) ИИКРОПРОГРАИИНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ им к предлагаемому щности и достигае.1Изобретение оносится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве многотактного устройства микропрограммного управления при построении вычислительных машин и систем.Известно микропрограммное устройство управления, включающее в себя блок памяти микрокоманд, счетчик адреса, дешифраторы адреса, регистр микрокоманд, счетчик тактов, блок памяти микроопераций, дешифратор микроопераций, группы элементов И, элементы ИЛИ 113.Недостатком указанного устройства являются низкие функциональные возможности, обусловленные выполнением микроопераций за один микротакт и не- воэможностью выполнения многотактных микроопераций с произвольным моментам начала и длиной микроопераций в микротакте.Наиболее близкпо технической су мому эффекту является микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистрадреса, регистр микрокоманд, дешифратор, двоичный счетчик, первый блокэлементов И, элемент ИЛИ, генераторимпульсов, причем выходы двоичногосчетчика соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы первого блока элементов И подключенык входам регистра адреса, выходы кото"рого через первый дешифратор подключены к входам блока памяти микрокоманд, выходы .которого соединены с з входами регистра микрокоманд, выходыкоторого подключены к первым входампервого блока элементов И, вторыевходы которого соединены с первойгруппой входов устройства 12 1.Недостатком этого устройства являются низкие функциональные возможности, которые обусловлены тем, чтов устройстве отсутствует возможностьформирования микроопераций произб 4го подключен через элемент НЕ к выходу элемента ИЛИ и к первому входувторого элемента И, выход первогоэлемента И соединен с управляющимивходами первого, второго, третьегои четвертого дешифраторов, информационные входы второго, третьего ичетвертого дешифраторов соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами первого регистра адреса, и выходы через второй, третийи четвертый блоки памяти - с первым.выходом устройства, входами третьегои четвертого регистров адреса соответственно, выходы разрядов, кромепоследнего, третьего регистра адресасоединены с первыми входами узла ком"мутации моментов начала микроопераций, вторые входы которого соединеныс выходами дешифратора импульсов, а,выходы узла коммутации соединены спервыми входами групп блоков элементов И, вторые входы которых соединеныс выходами четвертого регистра адреса,а выходы - с информационными входамигрупп счетчиков, нулевые выходы которых через группу элементов ИЛИ подключены к второму выходу устройстваи к входам элемента ИЛИ, второй выходгенератора импульсов соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходупоследнего разряда третьего регистраадреса, а выход - к счетному входусчетчика и к второму входу второгоэлемента И, выход которого соединенс вычитающими входами группы счетчиков, а также тем, что узел коммутациимоментов начала микроопераций содержит группу дешифраторов, группу блоков элементов И группу элементовИЛИ, причем входы группы дешифраторовподключены к первым входам узла, а выходы группы дешифраторов соединеныс первыми входами группы блоков элементов И, вторые входы которых соединены с вторыми. входами узла, а выходы - с входами группы элементовИЛИ, выходы которых являются выходами узла.На Фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства;на Фиг. 2., - Функциональная схема узла коммутации моментов начала микроопераций,Устройство содержит блок 1 элементов И, регистр 2 адреса с выходами2-2 , дешифраторы 3-3 адресов,блоки 4-4 памяти, регистры 5 и б 3 9458 бвольной длительности в микротакте.В дальнейшем под микротактом будем по, нимать время, в течение которого выполняется одна микрокоманда. Каждыймикротакт разбивается на нанотакты.Микрокоманда может быть однотактнойили многотактной, Однотактная микрокоманда - микрокоманда, микрооперации которой выполняются за одиннанотакт, Иноготактная микрокоманда - 10микрокоманда, микрооперации которойвыполняются за несколько нанотактовв микротакте, при этом начало выполнения микрооперации может бытьв любом нанотакте данного микротакта. 15В устройстве отсутствует возможность выдачи в микоотакте микооопераций с перекрытием, имеется боль. шая сложность в модификации микропрограмм, так как при необходимостиизменения либо адресной, либо операционных частей, микропрограмм,.либокодов нанотактов необходимо менятьвесь блок микропрограммной памяти,кроме того, низкие функциональныевозможности устройства обусловленынизким коэффициентом информативностиблока памяти микрокоманд, что обусловлено наличием повторяющихся операционных частей и кодов нанотактов дляразличных адресов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет организации произвольных процедур нанопрограммирования.Поставленная цель достигается тем,35что микропрограммное устройство управления, содержащее последовательно соединенные первый регистр адреса, первый дешифратор, первый блок памяти,юовторой регистр адреса и первый блокэлементов И, другой вход которого является входом логических условий устройства, а выход соединен с входомпервого регистра адреса, генератортактовых импульсов, элемент ИЛИ, счет 45чик, выход которого соединен с входом.дешифратора, дополнительно содержитвторой, третий и четвертый блоки памяти, второй, третий и четвертый дешифратора, третий и четвертый регист В ры адреса, группу счетчиков, узел коммутации моментов начала микроопераций, группу блоков элементов И, пер" . вый, второй и третий элементы И, группу элементов ИЛИ, элемент НЕ, причем первый выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которо5 9458адреса, коммутатор 7, регистр 8 адреса, генератор 9 тактовых импульсов, элемент И 10, элемент НЕ 11,элемент И 12, элемент ИЛИ 13, счетчик 14, дешиФратор 15, элемент И 16,згруппу блоков 17 элементов И, группу 18 .счетчиков, группу элементовИЛИ 19- 19, вход 20 устройства, выход 21 устройства, выходы 22 устройства. 1 ОУзел 7 содержит группу дешифраторов 23 -23 п, группу блоков 24.-24 пэлементов И, группу элементов ИЛИ25. -25Микропрограммные устройства рабо зтают следующим образом.Из блоков 4.1 и 4 памяти считываются адреса и операционные части однотактных микрокоманд. В зависимостиот логических условий, поступающих ррсо входа 20 на блок 1 элементов И,происходит модификация адреса и выполняется сведующая микрокоманда.Если микрокоманда является однотактной, то микрооперации считываются 2 эс блока 4 памяти операционных частейна выход 21 устройства. Если считывается адресная микрокоманда, которой соответствует многотактная мик. рокоманда, то в полях 2 -2,1 регистра 2 адресов записаны адреса, по которым считывается информация из блоков 4 и 4 памяти, в которых хранятся коды начала микроопераций и коды длин микроопераций соответственно. После считывания информация в регистр 6 и регистр 8 по метке в поле 6 1, являющийся признаком наличия многотактной микрокоманды, открывается элемент И 12, и импульсы с генератора 9 импульсов с частотой, определяемой длительностью нанотакта, начинают заполнять счетчик 14, который совместно с дешифратором 15 образует распределитель импульсов. Импульсы с выходов де шифратора 15 определяют последовательность нанотактов. Последовательность импульсов с дешифратора 15 поступает для .опроса полей регистра 6, в которых хранятся коды начала микроопераций. При совпадении кода нанотакта с50 выхода дешифратора 15 с кодом начала микрооперации, на соответствующем выходе группы элементов ИЛИ 25-25 уз" ла 7 коммутации появляется сигнал начала микрооперации. Сигналы начала. микроопераций в определенном нанотак, те с выхода узла 7 коммутации откры. вают блок 17 элементов И, через кото 66 брые из полей регистра 9 переписываются в двоичные счетчики 18 -18 коды1 длин микроопераций, начавшихся в данной нанотакте, В результате .на соответствующих выходах 22 -22 п устройства появляются потенциальные сигналысигйалы микроопераций многотактной микрокоманды. Изменение нулевого состояния определенных счетчиков 18 1- 18 п приводит к появлению сигналов на соответствующих выходах первой группы элементов ИЛИ 191- 19 п,которые поступают на элемент ИЛЙ 13. Сигнал о начале выполнения многотактных микроопераций поступает на элемент И 16 и одновременно запрещает через элемент НЕ формирование очередного микротакта до выполнения предыдущей микрокоманды. С началом выполнения многотактной микрокоманды открывается элемент И 16 и на вычитающие входы счетчиков 18- 18 п поступают сигналы с генератора 9 импульсов и изменяют состояние кодов соответствующих счетчиков 18-18 г, по мере изменения номера нанотакта. Иикрооперации на выходах 221-22 и устройства выдаются до обнуления соответствующего счетчика. После обнуления всех счетчиков сигнал на выходе элемента ИЛИ 13 равен нуло, а на выходе элемента НЕ 11 появляется сигнал, который через элемент И 10 разрешает считывание очередной многотактной илиоднотактной микрокоманды. ВозможностьФормирования в многотактном устройстве микропрограммного управления микро- операций с произвольными моментаминачала и длительностью в микротакте,а также увеличение коэффициента инФормационной гибкости за счет хранения параметров микрокоманд в отдельных блоках памяти позволяет расширитьфункциональные возможности предлага- .емого устройства по сравнению с известным.формула изобретения1. Микропрограммное устройство управления, содержащее последовательно соединенные первый регистр адреса, первый дешифратор, первый блок памяти, второй регистр адреса и первый блок элементов И, другой вход которо го является входом логических условий устройства, а выход соединен с входом первого регистра адреса, ге5866 8коммутации адреса соединены с первымивходами группы блоков элементов И,вторые входы которых соединены с выходами четвертого регистра адреса, авыходы - с информационными входамигруппы счетчиков, нулевые выходы ко-.торых через группу элементов ИЛИ подключены к второму выходу устройстваи к входам элемента ИЛИ, второй выходо генератора импульсов соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходупоследнего разряда третьего регистраадреса, а выход - к счетному входу15 счетчика и к второму входу второгоэлемента И, выход которого соединенс вычитающими входами группысчетчиков,2. Устройство по и. 1, о т л и 2 О ч а ю щ е е с я тем, что узел коммутации моментов начала микроопераций содержит группу дешифраторов,группу блоков элементов И, группу элементов ИЛИ, причем входы группы де-д 5 шифраторов подключены к первым входам узла, а выходы группй девифраторов, соединены с первыми входами группы блоков элементов .И, вторые входыкоторых соединены с вторыми входамизв узла, а выходы - с входами группыэлементов ИЛИ, выходы которых являются выходами узла,7 ч 4 нератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, счетчик, выход которого соединен с входом дешифратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных.возможностей за счет организации произвольных процедур нанопрограммирования, дополнительно содержит второй, третий и четвертый блоки памяти, второй, третий и четвертый дешифраторы, третий. и четвертый регистры адреса, группу счетчиков, узел коммутации моментов начала микроопераций группу блоков элементов И, первый второй и третий элементы И, группу элементов ИЛИ, элемент НЕ; причем первый выход ге.нератора тактовых импульсов подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен через элемент НЕ к выходу элемента ИЛИ и к первому входу второго элемента И, выход первого элемента И соединен с управляющими входами пер- вого, второго, третьего, четвертого дешифраторЬв, информационные входы второго, третьего, четвертого дешифраторов соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым выходами первого регистра адреса, а выходы через второй, третий, четвертый блоки памяти - с первым выходом устройства, входами третьего и четвертого регистров адреса соответственно, выходы разрядов, кроме последнего третьего регистра адреса, соединены с первыми входами узла коммутации моментов начала микроопераций, вторые входы которого соединены с выходами ,дешифратора импульсов, а выходы узла Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 35 1. Авторское свидетельство СССР И 615480, кл. О Об Г 9 Л 2, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР и 64 ог 94, кл. о об г 9/22, 1976.