Динамическое микропрограммное устройство для контроля и управления

(54) ДИНАМИЧЕСК УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЯ(57) Изобретение кас ки и цифровой вычисл ки. Цель изобретения области применения у ращение объема обору тивной памяти. Устро РОПРОГРАММНОЕ ЛЯ И УПРАВЛЕиется автом тельной те " расширен тройства и ования опе ство состо нисокГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕВТОРСКОМУ СВИД(56) Авторское свидетельство СССРВ 849223, кл. С 06 Р 9/22, 1979.Авторское свидетельство СССРУ 1008741 кл, С 06 Р 9/22, 1981.Авторское свидетельство СССРУ 1133594, кл. С 06 Р 9/22, 13.01.8 иэ оперативного запоминающего устройства микрокоманд, регистров адреса микрокоманд, счетчика адреса,триггеров, генератора импульсов, коммутатора, элемента задержки и мульти" плексора. Целью изобретения являет" ся сокращение объема оперативной памяти путем организации записи двух частей альтернативных микропрограмм в один запоминающий блок, запись первых частей первой микропрограммы по прямым адресам, а второй микропрограммы - по инверсным, блокировка записи соответствующей программы в зависимости от результата ветвления супервиэорного алгоритма.3 Изобретение может быть использовано в качестве локальных устройств кон" троля и управления параллельными Процессами в качестве микропрограмА% мных управляющих подсистем в мноГо- Я уровневых системах сбора и обработки информации, 3 ил. Ю1Изобретение относится к областиавтоматики, цифровой вычислительной техники и может быть использовано в качестве локальных устройствконтроля и управления параллельнымипроцессами в качестве микропрограммных управляющих подсистем в многоуровневых системах сбора и обработки информации.Целью изобретения является расширение области применения и сокращение объема оборудования оперативной памяти.На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства, на фиг. 3 - алгоритм функционирования предлагаемогоустройства,Динамическое микропрограммноеустройство для контроля и управления сфиг,1) содерщт оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 1 микрокоманд, первый регистр адреса микрокоманд (РАМК) 2, второй регистр 3адреса микрокоманд, регистр микрокаманд (РМК) 4 с полями: 4.1 адреса,4.2 логических условий, 4,3 микроопераций; счетчик (Сч) 5 адреса,триггер (Тр) 6 пуска, первый - четвертый с,7-10) триггеры управления,генератор 11 импульсов, с:вторым11.1 и первым 11,2 выходами синхрапоследовательностей , и Г , мультиплексор 12, коммутатор 13, элементы И 14-21, элементы ИЛИ 22-24,элемент 25 задержки, информационныйвход 26 устройства, вход 27 логических условий устройства, выход 28микраапераций устройства, выход28, 1 конца операции ЗСМК, вход 29начальной установки устройства,выход 29.1.пуска входа 29, вход 29.2астанова входа 29, вход 30 признакарежима устройства, вход 30.1 режимазаписи входа 30, вход 30.2 режимасчитывания входа 30, вход 31 меткиконца записи входа 26, шину 32 входов управления входа 27, первыйчетвертый входы соответственно32.1 - 32.4 входа 27 логических условий устрс 1 йства,Предлагаемое устройства функционирует в сцелуючих режимах,Первый режим записи,В цсхадцамполажеццц ясс" э,цементы памяти цахадятся в цулс вс и состоянии (цепи приведения с сс" цс в иссхалцае с сс.таяццеНЕ ПС КЗ сцц), Ряб-та УС.СГ й РЗ ца -226454 102025304050 чицается с появления единичного сиг-нала ца выходе 29.1 шины 29. Этимсигналом триггер 6 пуска переводится в единичное состояние. Единичныйпотенциал с его выход поступает навход генератора 11 и разрешает формирование сетки тактовых импульсов.Одновременно на вход 30 подаетсяединичный сигнал, который с выхода30,1 устанавливает триггер 9 в единичное состояние, чта соответствуетпереходу устройства в режим записи.,Сигналом с выхода этого триггерас задержкой на с (элемент 25 задержки) разрешается прохождение имлпульсов синхронизациис выхода11.2 генератора 11 на вход записиоперативного запоминающего устройства 1, По первому синхраимпульсулпроисходит запись микрокамандыв оперативное, запоминающее устройство 1 па нулевому адресу, считываемому са счетчика 5, через открытый.па единичным выходам счетчика 5 коммутатор 13. Коммутатор 13 открывается благодаря появлению единичцагаразрешающего потенциала на выходеэлемента 25 задержки. Па заднемуРфронту синхраимпульса 1 с с выходаэлемента И 19 содержимое счетчика5 увеличивается на единицу. Далеепо мере записи микракоманд в оперативное запоминающее устройство 1содержимое счетчика 5 адреса будетувеличиваться на единицу. По окончании записи на входе 31 появитсяединичный сигнал метки конца записи.Па переднему фронту синхраимпульсалпоследняя микракоманда микрогпрограммы будет записана в оперативное запоминающее устройство 1. Пазаднему фронту синхраимпульса с свыхода генератора 11 триггер 9 перейдет:а нулевое состояние благодаряналичию на ега К -входе единичногосигнала с входа 31. Па переднемул.фронту очередного синхраимпульсас выхода 11.2 последний адрес изсчетчика 5 записывается в регистр 3,благодаря наличию единичного импульса на выходе элемента И 14. Затемпо этому же импульсу обнуляетсясчетчик 5. Па истечении . ца вы 3,ходе элемента 25 задержки пропадаетединичный потенциал - коммутатор13 закрывается . На этом закацчивается первый режим записи. При необходимости устройства управления верхнего уровня можс т цылатц сигнал"Стоп" на вход 29, который с входа29.2 через элемент ИЛИ 22 обнулиттриггер 6 пуска. В результате выключается генератор 11. В этом случае для перехода к считыванию необходимо подать сигнал "Пуск" на вход 29.Второй режим записи. В исходном состоянии все элементы памяти обнуляются. Начало работы устройства происходит, как в первом режиме записи, Отличие состоит в том, что микропрограмма записывается в два этапа. На первом этапе осуществляется запись первых частей двух микропрограмм, причем запись первой части микропрограммы производится, как и в первом режиме записи по адресам, которые считываются с единичных выходов счетчика 5, а записьпервой части второй микропрограммыпроизводится по адресам, считанным с инверсных выходов счетчика 5. Второи этап состоит в окончании записитой микропрограммы, команда на запись которои определяется логическим условием на входе 32.2 шины 32. Если значение логического условия навходе 32.2 равно нулю (единице),завершается запись первой (второй)микропрограммы. Моментом начала записи первого участка второй микропрограммы является появление на входе 30 единичного сигнала записи,который с входа 30.1 поступает наЯ -вход триггера 9, устанавливая егов единичное состояние, Кроме того,сигналы логических условий на выходах 32.1 и 32.2 принимают единичноезначение. По сигналу на выходе 32.1и выходе триггера 9 триггер 7 переводится в единичное состояние черезоткрытый элемент И 15. Через элемент ИЛИ 23 по заднему фронту этого сигнала единица с выхода 32;2 запи-. сывается в триггер 8. Таким образом,единичные сигналы с выходов триггеров 7 и 8 открывают элемент И 18.Единичным потенциалом с выхода этого элемента к коммутатору подключаются инверсные выходы счетчика 5 регистра 2. По истечении времени задержкиэлементом 25 через открызтый элемент И 19 по переднему фронту синхроимпульсас выхода 11.2 происходит запись первой микрокоманды второй микропрограммы по адресу, считываемому с инверсных выходов счетчика.5, через открытый коммутатор 13, Далее по тактам про 54 4исходит увеличение содержимого счет чика 5 и запись микрокоманд первой части второй микропрограммы, пока не поступит сигнал "Стоп" на входе 29. По этому сигналу с выхода 29.2 через элемент ИЛИ 22 обнулится триггер 6 пуска. В результате выключится генератор 11. На этом заканчивается первый этап второго режима записи. Второй этап начинается с поступления единичного сигнала с шины 32 управляющих логических условий на вход 32.3, который через элементы И 16, ИЛИ 23 синхронизирует по заднему фронту триггер 8.На информационный вход этого триггера поступает значение логического условия с входа 32,2. В результате, если в триггер 8 записалась единица, сигнал на выходе элемента И 18 будет единичньп, что соответствует подключению к коммутатору 13 инверсных выходов счетчика 5 и регистра 2, если ноль, то наоборот. Затем логическое условие на входе 32.4 шины 32 принимает единичное значение. Значение этого логического условия Определяет перезапись содержимого регистра 3 в счетчик 5, которая происходит, если на выходе элемента И 20 при этом формируется единичный сигнал. После этого на вход 29 поступает сигнал "Пуск", которым включается синхронизация устройства. По очередному синхроимпульсу с выхода 11.2 через элемент И 19 производится запись очередной микро- команды и увеличение содержимого счетчика 5 адреса на единицуЗапись производится по прямым или обратным адресам, что определяется логическим условием на вь 1 ходе 32.2 шины 32. Таким образом, в результате за" вершения второго режима записи в оперативном запоминающем устройстве остается одна микропрограмма, записанная по прямым, либо инверсным адресам. Завершение записи происходит аналогично первому режиму.Режим считывания микрокоманд.Этот режим начинается либо с подачи сигнала "Пуск" по шине 29, если по окончании записи устройство было остановлено, и без этого сигнала в противоположном случае. После этого по шине 30 поступает сигнал считывания, который с выхода 30.2 шины 30 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. Сигналом с выходатриггера 10 разрешается синхров- зация регистра 4 по синхроимпульсамс выхода 11.2 генератора 11 через открытый элемент И 21. Этим же сигналом открывается коммутатор 13 по информационным выходам регистра 2, Если запись произошла в первом режиме или во втором режиме была выбрана первая микропрограмма то открывается коммутатор 13 по прямым выходам регистра 2, если во втором режиме выбрана была вторая микропрограмма, то коммутатор 13 открывается по инверсным выходам регистра 2, Первая микрокоманда считыва ется по нулевому (единичному) адресу, записанному в регистре 2,После прихода очередного синхроимпульса с выхода 11.1 генератора 11 в регистр 2 записывается адрес очередной мик рокоманды. Модификация адреса производится мультиплексором 12 и элементом ИЛИ 24. Микрооперации выдаются на выход 28 устройства. При появлении единичного сигнала на выходе 28.1 происходит обнуление регистра 3 и триггеров 6-10. На этом заканчивается режим считывания.Применение изобретения позволяет сократить объем оборудования и 30 расширить область применения за счет."сокращения объема оперативной памяти устройства путем организации записи двух частей альтернативных микропрограмм в один запоминаю- З 5 щий блокзаписи первых частей первой микропрограммы по прямым адресам, а второй микропрограммы - по инверсным;блокировки записи соответствую щей программы в зависимости от результата ветвления супервизорного алгоритма,формула изобретенияДинамическое микропрограммное устройство для контроля и управления, содержащее оперативное запоминающее устройство микрокоманд, пер вый регистр адреса, регистр микро- команд, счетчик адреса, триггерпуска, генератор импульсов, мультиплексор, коммутатор, первый и второй элементы И, первый элемент ИЛИэле мент задержки, причем вход пуска группы входов начальной установки устройства соединен с-входом триггера пуска, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, первый выход генератора импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с входом записи оперативного запоминающего устройства микрокоманд, группа входов кода команды устройства соединена с информационными входами оперативного запоминающего устройства микрокоманд, группа выходов которого соединена с группой информационных входов регистра микрокоманд, группа выходов логических условий, группа выходов немодифицируемых разрядов группы выходов адреса, и группа выходов микроопераций регистра микрокоманд соединены соответственно с группой входов немодифицируемых разрядов группы информационных входов первого регистра адреса группой управляющих входов мультиплексора и группой выходов устройства, группа входов логических условий устройства соединена с группой информационных входов мультиплексора, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ выход модифицированного разряда группы выходов адреса регистра микрокоманд соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом модифицируемого разряда. группы информационных входов первого регистра адреса, группы прямых выходов первого регистра адреса и счетчика адреса соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов коммутатора, группа выходов которого соединена с группой адресных входовоперативного запоминающего устройства микрокоманд, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью сокращения объема оборудования оперативной памяти и расширения области применения за счет обеспечения параллельной записи альтернативных микропрограмм, оно содержит второй регистр адреса, первый - четвертый триггеры управления, второй и третий элементы ИЛИ, третий - восьмой элементы И, причем вход останова группы входов начальной установки устройства соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с К -входом триггера пуска, первый выход гене 12264541 О 20 25 30 35 ратора импульсов соединен с С -входом первого триггера управления и с первым входом третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с установочным входом счетчика адреса, группа инверсных входов счетчика адреса соединена с третьей группой информационных входов коммутатора, второй выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра адреса, группа инверсных выходов первого регистра адреса соединена с четвертой группой информационных входов коммутатора, группа выходов коммутатора соединена с группой информационных входов второго регистра адреса, группа выходов второго регистра адреса соединена с группой информационных входов счетчика адреса, первый - четвертый входы группы входов логических условий устройства соединены соответственно с первым входом пятого элемента И, с Э -входом второго триггера управления, с первым входом шестого элемента И и с прямым входом седьмого элемента И,выход седьмого элемента И соединен с входом синхронизации счетчика адреса, выход пятого элемента И соединен с Б -входом третьего триггера управления, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И, выход восьмого элемента И соединен с инверсным входом седьмого элемента И и с первым управляю.тщим входом коммутатора, выход третьего триггера управления соединен с вторым входом шестого элемента И,выход шестого элемента И соединен спервым входом третьего элемента ИЛИ,выход третьего элемента ИЛИ соединен с-входом второго триггерауправления, выход которого соединенс вторым входом восьмого элемента И,выход пятого элемента И соединен свторым входом третьего элемента ИЛИ,вход метки конца записи группы информационных входов устройства соединен с вторым входом третьего элемента И и К -входом первого триггера управления, вход записи группывходов признака режима устройствасоединен с 5 -входом первого триггера управления, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, инверсным. входом третьего элемента И и через элемент задержки -с вторыми входами первого и четвертого элементов И и вторым управляющим входом коммутатора, выход третьего .элемента И соединен с входомсинхронизации второго регистра адреса, вход считывания группы входовпризнака режима устройства соединенс 5 -входом четвертого триггера управления, выход которого соединен свходом синхронизации регистра микрокоманд, выход конца операции регистра микрокоманд соединен с установочным входом второго регистра адреса,с Й -входами второго - четвертоготриггеров управления и с вторымвходом второго элемента ИЛИ, выходпервого элемента И соединен со счет"ным входом счетчикаадреса,выход четвертого триггерауправления соединенстретьим управляющимвходом коммутатора.1226454 Риг,У Составитель В. МинаковРедактор Т. Кугрышева Техред В.Кадар, Корректор С. Шекмар Тираж б 71 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2134/48 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул . Проектная,4