Микропрограммное устройство управления

,5 с 0 ИЗ ЕТЕНИЯ ПИ ВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСН г енко,лем и с ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧЯРЫТИЙ"Статистика", 1979, с. 13.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке. У 2961311/18-21,(54)(57) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВОУПРАВЛЕНИЯ, содержащее буферный регистр, первый счетчик, установочныйвход которого подключен к адресномувходу устройства, и выход соединенс входом первого дешифратора, выходкоторого соединен с адресным входомблока памяти, выходы которого соеди нены с первыми входами элементов Ипервой группы, выходы которых соединены с входами регистра микрокоманд,каждая группа выходов которого соединена соответственно с первыми входами элементов И 2 - (1+2)-й групп(К - число целых микрокоманд), вторые входы которых соединены с соответствующим выходом второго дешифратора, выходы соединены через первуюгруппу элементов ИЛИ с выходами устройства, а третьи входы с выходомэлемента И и через счетный вход второго счетчика с входом второго дешифратора, первый вход элемента Исоединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход с единичным выходом триггера, нулевой вход инен с выходом перво опервый вход которогоправляющему входу уст"орой вход соединен снта задержки, выход втоИЛИ соединен с входомвыход которого соедими входами первого ичиков, выход третьегодинен с входом третьегокаждая группа выходовистра соединена соотпервыми входами элемен+и+2)-й групп ( исодержащих целое число(К+и+3)-ю группу элерую группу элементовч а ю щ е е с я тем,сокращения оборудованиясодержит третий элеод которого соединен сми элементов И первойды соединены с 2 -ами третьего дешифратоход которого соединенвходы элементов Иппы с входами буферногорые входы этих элеменс выходами блока памятиретьего дешифраторарвым входом второго алерой вход которого соем выходом второго деорыми входами элементов+1)-ми входами 5 м+1)ИЛИ первой группы,ентов И %+3)оединены с выходом котооого соедэлемента ИЛИ,подключен к уройства, а втвыходом элемерого элементаодновибратора,нен со счетнытретьего счетсчетчика соедешифратора,буферного регветственно стов И +3)число линеек,микрокоманд),ментов И, втоИЛИ, о т л ичтб, с цельюдополнительномент ИЛИ, выхвторыми входагруппы, а вхо(й+1) -м выходра, первый вычерез первые(+и+3)-й грурегистра, втотов соединеныпервый выход тсоединен с пемента ИЛИ, втодинен с (1+1)шифратора и втИ +3) - (К+иторых соединенгруппы элементсоединены с (41 Гми элементовтретьи входы ээлемента И, а четвертые входы - с2 - (и+1)-м выходами третьего дешифратора, выход одновибратора соединен 1008742с входами установки в нуль второгосчетчика и триггера и .входом элементазадержки.1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при синтезе устройств управле ния микропрограммных ЭВИ и других систем. 5Известно микропрограммное устройство управления, содержащее запоминают щий блок, два счетчика, два Яешифратора, регистр микрокоманд, генератор импульсов, элементы И и ИЛИ 1. .10 15 Недостатком данного устройства является низкая экономичность запоминающего блока, обусловленная тем, что в линейке запоминающего блока может храниться только целое число микрокоманд.Наиболее близким по техницеской сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому является 2 о устройство, содержащее буферный регистр, первый счетчик, первый вход которого является первым входом уст ройства, а выход соединен с входом первого дешифратора, выход. которого 25 соединен с входом блока памяти, выходы которого соединены с первыми входами первой группы элементов И, выходы которой соединеНы с входами регистра микрокоманд, каждая группа Зо выходов которого соединена с первыми входами элементов И соответствующей группы 2 - 5+2)-й групп элементов И, вторые входы элементов И ,которых соединены с одним из выходов второго дешифратора, выходы соединены через первую группу элементов ИЛИ с выходами устройства, а третьи входы - с выходом элемента И, а через счетный вход второго счетчика с входом второго дешифратора, первый вход элемента И соединен с выходом генератора, а второй вход с единичным выходом триггера, нулевой вход которого соединен с выходом пер. вого элемента ИЛИ, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй вход соединен с выходом элемента задержки, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом одно" 2вибратора, выход которого соединен с счетными входами первого и третьего счетчиков, выход третьего счетчика соединен с входом третьего дешифратора, каждая группа выходов буферного регистра соединена с первым входом элемента И соответствующей группы (1+3) - (К+й+2)-й групп элементов И, (1+и+3) "ю группу элементов И, вторую группу элементов ИЛИ 12 1,Недостатками данного устройства являются низкая экономичность и низкая универсальность. Низкая экономичность. обусловлена тем, что используются не все свободные ячейки памяти в линейке блока памяти. В зависимости от разрядности микрокоманды и разрядности линейки блока памяти может возникнуть три варианта упаковки информации в блоке памяти.1-й вариант. Если разрядность линейки блока памяти равна целому числу Форматов. микрокоманд, то все яцейки блока памяти заполнены информацией.2-й вариант. Если разрядность линейки блока памяти равна не целому числу форматов микрокоманд и число свободных ячеек меньше, чем половина формата микрокоманды, то устройство позволяет полностью заполнить все ячейки блока памяти информацией.3-й вариант. Часто встречается случай, когда формат линейки блока памяти равен нецелому числу Форматов микрокоманд и число свободных ячеек больше половины длины микрокомандыТогда в данном устройстве информация записывается в те ячейки, в которые помещвется целое число микрокоманд и часть микрокоманд, меньшая, чем половина ее длины. Остальные ячейки блока памяти остаются свободными, незаполненными информацией и используются неэффективно.Цель изобретения - сокращение оборудования.Поставленная цель достигается .тем, что устройство, содержащее буферный регистр, первый счетчик, установоч3 10 ный вход которого подключен к адресному входу устройства, а выход соединен с входом первого дешифратора, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, выходы которого соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с входами регистра микро- команд, каждая группа выходов которого соединена соответственно с первыми входами элемента И 2 - (1+2)-й группы ( - число целых микрокоманд) вторые входы которых соединены с соответствующим выходом второго дешифратора, выходы соединены через первую группу элементов ИЛИ с выходами устройства, а третьи входы с выходом элемента И и через счетный вход второго счетчика. с входом второго дешифратора, первый вход элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход с единичным выходом триггера, нулевой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к управляющему входу устройства, а второй вход соединен с выхо дом элемента задержки, выхоД второго элемента ИЛИ соединен с входом одновибратора, выход которого соединен со счетными входами первого и третьего счетчиков, выход третьего счетчика соединен с входом третьего дешифратора, каждая группа выходов буферного регистра соединена соответственно с первыми входами элементов И (1+3) -(К+И+2)-й групп ( очисло. линеек, содержащих целое числомикрокоманд), (К+и+3)-ю группу эле-.ментов, И, вторую группу элементов ИЛИ, дополнительно содержит третий элемент МЯИ, выход которого соединен с вторыми входами элементов И первой группы, а входы соединены с 2 - (й+1)-м выходами третьего дешифратора, первый выход которого соединен через первые входы элементов И (+й+3)-й группы с входами буферного регистра, вторые входы этих элементов соединены с выходами блока памяти, первый выход третьего дешифратора соединен с первым входом .второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с ф+1)-м выходом второго .дешифратора и вторыми входами эле" ментов И (Х+3) - +8+2)-й групп, выходы которых соединены с входами второй группы элементов ИЛИ, выходы которых соединены с (1(+1)-ми входами(и+1) -щ-ми элементов ИЛИпервой группы, третьи входы элементов И .(1+3) - (%+и+2)-й групп соединены свыходом элемента И, а четвертые входы - с 2 - (8+1)-ми выходами третьего дешифратора, выход одновибратора сов" динен с входами установки в нуль второго счетчика и триггера и входом элемента- задержки.Сущность изобретения состоит в по-: вышении экономичности и универСальности путем записи частей микрокоманд, не поместившихся в линейку блока памяти, в отдельн.ю линейку - линейку остатков.%10115 бираются элементом ИЛИ 10, разрешает передачу микрокоманд из блока 3 памя. ти в регистр 5.В регистре 5 хранятся считываемые микрокоманды. Группы элементов И 6 служат для поочередного считывания микрокоманд из регистра 5, а группа элементов ИЛИ 7 - для вывода микро- команд на выходы устройства, Счетчик 8 и дешифратор 9. управляют заНа фиг. 1 изображена функциональ"ная схема предлагаемого микропрограммного устройства; на фиг. 2 - вариантупаковки информации в блоке памятипредлагаемого микропрограммного устройства при Ма 32, щ = б.Предлагаемое устройство (фиг. 1). - содержит первый счетчик 1; первый дешифратор 2, блок 3 памяти, первуюгруппу элементов И 4, регистр 5 микрокоманд, 2 - (+2)-ю группы элементов И 6, первую группу элементовИЛИ 7, третий счетчик 8, третий дешифратор 9, третий элемент ИЛИ 10,(В+и+3)-ю группу элементов И 11буферный регистр 12 (+3) - (2+8+2)- группу элементов И 13, вторую группуэлементов ИЛИ 1 М, генератор 15 такто- вых импульсов, элемент И 1 б, триггер17, элемент 18 задержки, первый элемент ИЛИ 19, второй счетчик 20, вто" .рой дешифратор 21, второйэлементИЛИ 22, одновибратор 23.На Фиг. 2 приняты следующие обо-.- 40значения: А; -. -я микрокоманда;ВА, А - части -й микрокоманды.Счетчик 1 и дешифратор 2 формируютадрес, по которому в блоке памяти выбирается нужная линейка с иикроко 4 ф мандами.8 блоке памяти 3 хранятся всемик"5 1008писью информации с блока 3 памяти врегистры 5 и 12.Группа элементов И 11 разрешаетзапись частей микрокоманд из блока 3памяти в регистр 12 по сигналу де- йшиФратора 9. Группа элементов И 13служит для поочередного считываниячастей микрокоманд из регистра 12,а группа элементов ИЛИ 14 - для пе-,редачи частей микрокоманд на выходы 0устройства, Генератор 15 формируеттактовые импульсы, которые йри ус 1тановке триггера 17 в "единицу" прс.,ходят через элемент И 16, Счетчик 20и дешифратор 21 управляют поочереднымсчитыванием микрокоманд с регистров5 и 12,Элемент ИЛИ 22 и одновибратор 23формирует импульс, который устанавливает триггер 17 и счетчик 20 в ннулй"Л/увеличивает содержимое счетчиков 1и 8 на единицу и поступает на входэлемента задержки, Элемент 18 задержки задерживает импульс одновибратора23 на время, необходимое для выбора, линейки в блоке 3 памяти и передачуее в регистр 5.Устройство работает следующим об"разом,30Начальный адрес поступает на входустройства. По содержимому счетчика 1дешифратор 2 в блоке 3 памяти выбирает линейку с частями микрокоманд,По содержимому счетчика 8 дешифратор 9 на первом выходе вырабатывает сигнал, который поступает на вторые входы группы элементов И 11. Линейка с частями микрокоманд переписывается из блока 3 памяти черезгруппу элементов И 11 в регистр 12,40Сигнал с первого выхода дешифратора 9поступает на первый вход элементаИЛИ 22. По сигналу с выхода элементаИЛИ 22 одновибратор 23 вырабатываетимпульс, который,увеличивает содержимое счетчиков 1 и 8, а также поступает на вход элемента 18 задержки. По содержимому счетчика 1 дешифратор 2 выбирает следующую линейкус микрокомандами. По содержимому счетфцика 8 дешифратор вырабатывает на одном из выходов (кроме первого) сигнал, который через элемент ИЛИ 10поступает на вторые входы группы элементов И 4. Выбранные микрокомандыпереписываются через группу элементов И 4 с блока 3 памяти в регистр 5.Задержанный импульс с одновибратора 742 6через элемент ИЛИ 19 поступает на единичный вход триггера 17. Триггер 17 переходит в единичное состояние и разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 15 через элемент И 16, Тактовые импульсы поступают на счетный вход счетчика 20 и на третьи входы групп элементов И 6 и 13 По содержимому счетчика 20 дешифратор 21 выбирает поочередно одну из групп элементов И 6. Через элементы И 6 и ИЛИ 7 микрокоманды сцитываются на выходы устройства. По сигналу с (1+1)-го выхода дешифратора 21 через (3+2)-ю гоуппу элементов И 6 и через выбоанную дешифратором 9 группу элементов И 13 и группу элементов ИЛИ 14 части (ф+1)-й микро- команды с регистров 5 и 12 поступают через группу элементов ИЛИ 7 на выходы устройства. Сигнал с (+1)-го выхода дешифратора 21 поступает на второй вход элемента ИЛИ 22. По сигналу с выхода элемента ИЛИ 22 одновибратор 23 вырабатывает импульс, который устанавливает счетчик 20 и триггер 17 в "нуль", увеличивает содержимое счетчиков 1 и 8 на "единицу" и поступает на вход элемента задержки 18. Так как триггер 17 находится в нулевом состоянйи и на его прямом выходе отсутствует сигнал, то тактовые импульсы с генератора 5 не проходят через элемент И 16. По содержимому счетчика 1 дешифратор 2 в блоке 3 памяти выбирает следующую линейку с микро- командами и устройство начинает выдавать микрокоманды на выходе как было описано выше. Так устройство работаег до тех пор, пока не будет считана последняя часть микрокоманды из регистра 12.1Найдем проигрыш в объеме полезной информации, хранимой в блоке памяти прототипа по сравнению с предлагаемым устройством йЬМ= 1- И =Еп,(0Универсальность предлагаемого.микропрограммного устройства определяется ФормулойО: 0+ Рх.При увеличении формата микрокоманды на один разряд (при том же числе микрокоманд в линейке) количество вводимых элементов равнос= 1(+ 1,7 1008 а количество перекоммутируемых элементов определяется формулой5=. ч + (и+ 1) (2 К + 1)Найдем на сколько элементов больше необходимо вводить в прототипе .при з изменении Формата микрокоманды на единицу при неизменном числе микро- командЬд = В,1-с = М + К .+, 2 -- 1= И+ 1 0 так как М;7 О, то ЬоС ОНайдем, на сколько .элементов боль.ше необходимо перекоммутировать впрототипе при тех же условияхЬ = Ь -р,.= (и 1) (И+К+1) + (в+1) (2 Ь.1) - 1 = (им.1) (М-М) 712 8так как М ъК, то ЬМ Ос При М = 32, ич = б, К 5 ЬО Ы.+ ЬЪЯ ) 222 элементов.Сложность логической части предлагаемого устройства по критерию Квайна определяется Формулой5С + ЬМ + И + 1С +,5 М + 1,Найдем выигрыш в затратахоборудования предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.Ь 5 = 5 - 5, = С+3 вМ+1 од (1 с+1)фи+ Щ + из,ьфьРо км1008742 ректор ак аэ 2340/60 оППП "Патент Фи С оста в и тель Л. Лега чеведактор Е, Папп Техред И.Тепер Тираж 704НИИПИ Государственного по делам изобретений35, Москва, Ж, Раув Подписнотета СССрытийнаб., д.