Микропрограммное устройство управления

. ссцвлапнецекРЕСПУБЛИК З 1 д 1 С 06 Р 9/22 БРЕТЕН ИСАЙИ ЬСТ во СССР1981 ских огиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 830384, клС 06 Р 9/22, 1979.2. Авторское свидетельстВ 964640, кл. 6 06 Р 9/22,(54)(57) ИИКООПООГОАММНОЕ УСТООИСТВОУПРАВЛЕНИЯ, содержащее первый и второй блоки памяти микрокоманд, коммутатор микрокоманд, регистр микрокоманд, генератор тактовых импульсов .и мультиплексор логических условий,причем первый выход первого блокапамяти микрокоманд и выход второгоблока памяти микрокоманд соединенысоответственно с первым и вторым информационными входами коммутаторамикрокоманд, выход которого соединен с информационным входом регистра:микрокоманд, выходы кода операцийкоторого являются группой выходовустройства, группа -входов логических условий устройства соединена сгруппой К 1-информационных входовмультиплексора логических условийгде 1 у; - количество источников лог еских усповий), первый выход генератора тактовых импульсов соединенс входом синхронизации регистра микрокоманд, о т.л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью сокращения количества оборудования, оно содержиткоммутатор адреса, регистр адреса, регистр логических условий. блокэлементов И и триггер пуска, причем.,80113 8 первая группа и -информационных входов коммутатора является группой в-входов кода команды устройства (где п - разрядность адреса блоков памяти микрокоманд),-й информационный (=1,2(ю) вход второй группы коммутатора адреса соединен с 1 -м выходом немодифицируемого разряда адреса регистра микрокоманд, выход модифицируемого разряда адреса которого соединен с (и+1)-м информационным входом группы мультиплексоlра логических условий, группа управляющих входов которого соединена с группой выходов регистра логиче условий, выход мультиплексора л ческих условий соединен са-,м инфор- мационным входом второй группы коммутатора адреса, управляющий вход которого соединен с выходом признака конца команды регистра микрокоманд выход признака конца работы которого соединен с входом установки в "0" триггера пуска, вход установки в "1" которого является входом запуска устройства, выход триггера пуска соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом синхронизации регистра логических условий, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации регистра адреса, группа информационных входов которого соединена с группой выходов коммутатора адреса, группа выходов регистра адреса соединена с группами адресных входов первого и второго блоков памяти микро- команд, второй выход первого блока памяти микрокоманд соединен с пер 1 30866вым входом блока элементов И, второй ческих условий регистра микрокоманд,вход которого соединен с управляю- выход блока элементов И соединен с)щим входом коммутатора микрокоманд информационным входом регистра логи -и с выходом признака анализа логи-, ческих условий.Изобретение относится к автома,тике и вычислительной технике и может быть использовано при построеи управляющих устройств ЭВМ и выислительных систем с микропрограммным управлением.Известно микропрограммное устройство управления, содержащее регистр адреса, первый и второй блоки памяти микрокоманд, первый и второй ре гистры микрокоманд, формирователь адреса 13 .Недостатком устройства является большой объем оборудования блока памяти, обусловленный наличием свободных полей микрокоманд.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является микропрограммное устройство управления, содержащее первый и второй блоки памяти микрокоманд, коммутатор, регистр микрокоманд, мультиплексор, причем вход логических условий устройства и первый выход регистра микрокоманд соединены соответственно с информационными и управляющими входами мультиплексора; первый и вто" рой выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управля" ЗО ющими входами коммутатора, второй вы-. ход регистра микрокоманд соединен с входами первого и второго блоков памяти микрокоманд, выходы которых соединены с пеРвым и втоРым 3 информационным входами коммутатора, выход коммутатора соединен с входом регистра микрокоманд, выход которого соединен с выходом устройства К 23.Недостатками известного устройства являются большой объем оборудования блоков памяти и низкий коэффициент их использования.Эти недостатки обусловлены избыточностью микрокоманД, которая вьг. звана тем, что поля логических условий микрокоманд в линейных последовательностях не заполнены полезной информацией. Коды логических условий записываются только в микрокомандах ветвления, во всех остальных микро- командах блока памяти поле кода логических условий является свободным.Суммарный объем избыточного оборудования блоков памяти, содержащего 8 микрокоманд, из которых Й являются микрокомандами ветвления, оценивается выражением где уП - разрядность поля кода логи 6ческих условий.Цель изобретения - сокращение количества оборудования.Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное устройство управления, содержащеепервый и второй блоки памяти микрокоманд, коммутатор микрокоманд, регистр микрокоманд, генератор тактовых импульсов и мультиплексор логических условий, причем первый выход первого блока памяти микрокоманд и выход второго блока памяти микрокоманд соединены соответственно с первым и вторым информационными входами коммутатора микрокоманд, выход которо-, го соединен с информационным входом регистра микрокоманд, выходы кода операций которого являются группой выходов устройСтва, группа -входов логических условий устройства соединена с группой й-информационных входов мультиплексора логических условий ( где 11 - количество источников логических условий, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации регистра микрокоманд, введены коммутатор адреса, регистр адреса, ре3 1130.8гистр логических условий, блок элементов И и триггер пуска, причем перваягруппа 9 з-информационных входов коммутатора является группой И 1-входовкода команды устройства (где Ьч - раз-рядность адреса блоков памяти микрокоианд ), ,1 -й информационный ( .=1,2(а- вход второй группыкоммутатора адреса соединен с .-м вьгходом немодифицируемого разряда адреОса регистра микрокоманд, выход модифицируемого разряда адреса которогосоединен с(0 +1)-м информационнымвходом группы мультиплексора логических условий, группа управляющих входов которого соединены с группой выходов регистра логических условий,выход мультиплексора логических условий соединен ст-м информационнымвходом второй группы коммутатораадреса, управляющий вход которогосоединен с вьжодом:признака концакоманды регистра микрокоманд, вьжодпризнака конца работы которого соединен с входом установки в "О" тригге-ра пуска, вход установки в которого является входом запуска устройства, выход триггера пуска соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, первый выход кото.рого соединен с входом синхрониза 1ции регистра логических условий,второй выход генератора тактовыхимпульсов соединен с входом синхрони.зации регистра адреса, группа информационных входов которого соеди,нена с группой выходов коммутатораадреса, группа выходов регистра адресасоединена с группами адресных входов.первого и второго блоков памяти микрокоманд, второй вьжод первого блокапамяти микрокоманд соединен с первьп 4входом блока элементов И, второйвход которого соединен с управляющим входом коммутатора микрокоманд ис выходом признака анализа логических условий регистра микрокомандвыход блока элементов И соединен синформационным входом регистра логических условий.Ф 50Сущность изобретения состоит в уменьшении объема блоков памяти путем группирования внутренних и внешних микрокоманд линейных последовательностей и их раздельного хранения.Под внешними понимаются микрокоманды, которыми начинаются и заканчи 66 4ваются линейные последовательности. Как правило, внешними микрокомандами являются микрокоманды условного и безусловного переходов, а также начальные микрокоманды микропрограм" ьы. Микрокоманды, содержащиеся в линейных последовательностях междуих первой и последней внешними микрокомандами называются внутренними.Для микропрограммы, описываемой следующей ЛСА АААА 4 Х Ф , где Х- логическое условие, А А А А А 4 АщА 1 А А А, внешними являются микрокоманды А, А 4, А, А, А, , а внутренними - микрокоманды А, Аь, А - А 9 ф А 1 - АО .При раздельном хранении таких микрокоманд обеспечивается уменьшение объема оборудования блоков памяти благодаря тому, что поле логичес" ких условий во внутренних микро- командах может быть исключено.На фиг.1 представлена функциональ ная схема устройства; на фиг. 2- пример микропрограммы для сравнения . эффективности предлагаемого и известного устройств.Микропрограммное устройство управ- ления ( фиг.1 содержит первый 1 и второй 2 блоки памяти микрокоманд, регистр 3 адреса, регистр 4 микро- команд с полями адреса 4, микро- операций 41 и нризчака анализа логи- Гческих условий 4 З, регистр 5 логических условий, коммутатор 6 адре- . са, коммутатор 7 микрокоманд, мультиплексор 8 логических условий, трнг. гер 9 пуска, генератор 10 тактовых импульсов с вторым 10 и первым 10 выходами, блок 11 элементов И, вход 12 кода команды, группу 13 входов логических условий, вход 14 пуска, группу выходов 15, выход 15 признака конца команды и выход 15 при знака конца работы регистра микро- команд, первый 16 и второй 7 выходы первого блока памяти микрокоманд.На фиг. 2 символами Х, Хобозна- чены логические условия, щ й Юя-разрядность мвкрокоманд и разрядность поля кода логических условий соответственно. Густой штриховой показана неинформативная зона в известном устройстве, которая исключается в предлагаемом,1130866 разрешающая прием кода следующей операции.После выполнения последней микропрограммы с выхода .15 регистра .4на вход установки в "0" триггера 9пуска поступает логическая "1",устанавливающая триггер в нулевоесостояние. Генератор 1 О тактовыхимпульсов останавливается и устрой"ство прекращает свою работу,Выигрьпп в объеме оборудованияблоков памяти, получаемый при ис-пользовании предлагаемого устройства, оценивается выражением Йл = 1111-111" (11 111 л) ф 1,где п - разрядность микрокоманд 11(Я " количество внешних (внутренних) микрокоманд. Поскольку 01 + Б = Б, то справедливоОтносительная величина выигрьппа оценивается выражением б 11 =-1003 ш,И шИПоскольку шл. 0,2 ш а Б0,6 М, о 11 127.Величины абсолютного и относительного выигрышей в коэффициЕнте использования оборудования могут быть определены ло формулам:ЬКл.ъы ю 1 11 - .Н и)т том принятых допущений К Я К = 5-6 Ж.образом, предложенное ус существенно превосходит и и базовый объект по эконо и коэффициенту использов ия оборудования. ляющий вход коммутатора 7 микрокоманд, запрещает прохождение информации с блока 2 памяти и разрешаетпрохождение информации с блока 1памяти в регистры 4 и 5 аналогично 5описанному.Формирование адреса микрокоманды, следующей за ветвлением, происходит в зависимости от кода логических.условий. Мультиплексор 8 выбирает значение проверяемого логического условия и если оно равно "0",то изменение младшего адресного раз-.ряда с "0" на "1" не происходит(в микрокомандах ветвления значение 15младшего адресного разряда всегдаравно "0"). Если же значение проверяемого логического условия равно "1 ", то младший адресный разряд,поступающий с выхода 41 регистра 4 20в мультиплексор 8,изменяется с "0"Сформированный таким образом адрес (его немодифицируемые имодифицируемый разряды) поступаетна коммутатор 6. Поскольку сигнал 25на выходе 151 регистра 4 для всехмикрокоманд, кроме последней в микропрограмме, равен "0", то адресследующей микрокоманды через коммутатор 6 записывается в регистр 3. З 0Если очередная микрокоманда является внутренней, то с выхода 4 сни-.мается нулевой сигнал, запрещающийпрохождение информации с блока 1памяти микрокоманд и Разрешающийподачу кода с блока 2 памяти микрокоманд через коммутатор 7 микрокоманд в регистр 4. С этого регистраадрес следующей микрокоманды через 81(=коммутатор 6 заносится в регистр.При формировании адреса данной мик- С Учерокоманды модификации младшего адрес-, = 004ного разряда не происходит, посколь- Таким.ку в регистре 5 записан нулевой код. ройствоПосле выполнения всех микрокоманд вестное45данной микропрограммы с выхода 15 мично сти11 1регистра 4 снимается логическая 1 , нФ,1130866 ОК 1 па блО ац мят ти Составитель Ю.Ланцоедактор С.Патрушева Техред И.Асталош Корректор 1.Шекмар аж 698 Подписноенного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5.Ужгород, ул.Проектная, 4 ПП "Патент ЮлОк У памощ ОХ Гмяпи аказ 9611/35 Ти ВНИИПИ Государст по делам ивоб 11 3035, Москва, оКмяти Эок 1 па мери длОк 1пОмя идти 1щи