Микропрограммное устройство управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) (11) 94 С 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЯИЯДНс,: правлениядля постро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) Д.А.Ефремов, А.С,Календарев, В.П. Крюков С.А.Шведов и Л.А.Шумилов (53) 681.3 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР В 942020, кл. С 06 Р 9/22, 1980.Авторское свидетельство СССР У 732871, кл. С 06 Р 9/22, 1977. (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам уи может быть использованоения программируемых устройств упраления. Цель изобретения - сокращениобъема оборудования эа счет уменвшения объема памяти микрокоманд, Устройство содержит блоки памяти микрокоманд, счетчики адреса, счетчикидлины цепочки, схемы сравнения,мультиплексоры, регистры, управленияблок памяти команд, счетчик начального адреса, две схемы сравнения,элементы ИЛИ, регистр управленияадресом. Укаэанная цель достигаетсяс помощью указанной совокупностипризнаков. 6 ил.1 13742Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано для постро 5 ения программируемых устройств управления.Цель изобретения - сокращение объема оборудования.На фиг, 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2-4 - соответственно временные диаграммы работы устройства в режиме начальной установки, в режиме внутренней синхронизации, в режиме внешней синхронизации; на фиг. 5 - пример реализуемой микропрограммы; на фиг, 6 - последовательности элементарных микрокоманд, соответствующих микропрограмме на фиг. 5.20Микропрограммное устройство управления содержит блоки 1,-1 памяти микрокоманд, выходы 2,-2 д микроопераций устройства, счетчики 3-3 адреса, счетчики 4,-4длины цепоч ки, схемы 5,-51 сравнения, мультиплексоры 6, -бя, регистры 7, -7 в управления, блок 8 памяти команд, счетчик 9 начального адреса, схему 10 сравнения (0+2)-ю, схему 1 1 сравне-З 0 ния (И+1)-ю, схемы 12,-12 ИЛИ, регистр 13 управления адресом.Режим начальной установки изображен на фиг. 2. Позицией 14 обозначены синхронизирующие сигналы на втором входе устройства, позицией 15 -35 сигнал начальной установки первого входа синхронизации устройства. Позициями 16 и 17 обозначены соответственно адресная информация на первом и втором входах кода команды устройства, а позициями 18-25 - сигналы синхронизации счета и записи (начальной установки) на входах счетчиков 3,-3, 4,-4 для полей А, Д, В, С микропрограммы (фиг.5). Позиции 2645 и 27 обозначают соответственно сигналы синхронизации счета и записи счетчика 9.В режиме начальной установки на 50 первый и второй входы кода команды подаются соответственно значения начального и конечного адреса последовательности управляющих слов (АНПУСО и АКПУСО) блока 8 памяти управления, Первое из значений записывается в счетчик 9 сигналом начальной установки с первого входа устройства, поступающим через схему 12+,23 2на вход синхронизации записи счетчика 9. Соответствующее адресу АНПУСО управляющее слово считывается из блока 8. Значения полей этого управляющего слова записываются в счетчики 3,-3 ц, регистры 7, -7 сигналом с первого входа синхронизации устройст-, ва, поступающим через схемы 12,-12 д на входы синхронизации записи счетчиков 3 -3 и регистров 7 -7 и 13, Этим же сигналом осуществляется начальная установка счетчиков 4,-4 1, Таким образом, счетчики 3, -Зц содержат начальные адреса последовательностей элементарных микрокоманд (ПНАП , ПНАП). Соответствующие этим адресам элементарные микрокоманды считываются из блоков 1-11. Время удержания сигнала начальной установки должно быть больше или равно интервалу времени от записи значения АНПУСО до появления элементарных микрокоманд, соответствующих адресам ПНАП, ПНАП, на выходе устройства. Эти значения постоянны до снятия сигнала начальной установки. Снятие сигнала начальной установки обеспечивает переход либо к режиму. внутренней, либо внешней синхронизации, в зависимости от содержания считываемых управляющих слов блока 8 памяти управления.На фиг. 3 приведена временная диаграмма, соответствующая режиму 1внутренней синхронизации (обозначения соответствуют обозначениям на фиг. 2).1Начало режима соответствует снятию сигнала начальной установки с первого входа синхронизации устройства. При этом сигнал внешней синхронизации с второго входа синхронизации устройства поступает на счетный вход и вызывает увеличение значений в тех счетчиках 3 и 4 ц (К =1, Н), для которых значения полей номера источника синхронизации (НИСк ) в регистрах 7 указывают в качестве источника синхронизации второй вход синхронизации устройства. Это обеспечивается подачей значений поля НИС ц на управляющие входы мультиплексора 6 . Соответствующие этим адресам элементарные микрокоманды считываются из блоков 1 к памяти, Каждое текущее значение счетчика 4 к сравнивается в схеме 5 со значением поля сомножителей периода повто-.рения (ПСПП) из регистра 7. Принесовпадении значений синхронизирующий сигнал счета производит увеличение значений счетчиков 3 и 4. Присовпадении в схеме 5 к возникает ипри помощи схемы 12 передается сигнал синхронизации записи значенийполей ПНАП в счетчик 3 , полейПСПП и НИС - в регистр 7. Этот жесигнал вызывает начальную установкусчетчика 4 и, поступая на входымультиплексоров 6, (М = 1, Н, М Ф К),может использоваться для формирования сигналов синхронизации счетасчетчиков 3 и 4 щ, для которых номерК указан в поле НИСМ источника синхронизации счета. Сигналы, формируемые схемами 5 Ос = 1, И), поступаяна входы схемы 11 сравнения, совместно со значением поля управления ад.ресом (ПУА) участвуют в формированиисигнала синхронизации счета счетчика 9, Определенная комбинация управляющих значений, формируемых схемами5, -5, определяет момент предварительного увеличения значения адресав счетчике 9 и последующего считывания нового управляющего слова изблока 8 с тем, чтобы обеспечить запись новых значений в конце выполнения текущей микропрограммы в счетчики 3,-3, регистры 7,-7 и 13 привыработке схемами 5-5 сигналовсинхронизации записи. Считываниеследующего управляющего слова иэ блока 8 производится параллельно со считыванием последовательностей элеменатарных микрокоманд из блоков 1, -1.Момент изменения адреса в счетчике9 соответствует началу последнегосчитывания самой короткой последовательности элементарных микрокомандмикропрограммы, Время считыванияуправляющего слова иэ блока 8 должнобыть равно мнн Тсчмм .где Тсчпэ м . -тзвремя считывания 1-последовательности элементарных микрокоманд блока 1,.В качестве сигнала синхронизациизаписи в регистр 13 значения поляПУА управляющего слова используетсясигнал, формируемый схемой 5, каксигнал, соответствующий концу считывания одной из последовательностейэлементарных микрокоманд,В процессе изменения адреса содержимое счетчика 9 в схеме 10 сравнивается со значением поля ПУА из регистра 13. При несовпадении синхро 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 низирующий сигнал счета вызываетувеличение адреса. При совпаденииформируется сигнал синхронизации записи в счетчик 9 нового значенияАНПУСО, что соответствует считываниюновой последовательности управляющихслов из блока 8,Для конкретной микропрограммы(фиг.5) сигнал синхронизации счета,соответствующий полю С и обозначенныйпозицией 24, сформирован сигналом спервого входа синхронизации устройства. Сигналы синхронизации счета, соответствующие полям В, Д, А и обозначенные позициями 22, 20 и 18,сформированы сигналами с выходов схемсравнения, соответствующих полям, С,В, Д и обозначенных позициями 25,23 и 21.Таким образом, считывание последовательностей элементарных микрокомандпроизводится параллельно, но с различной частотой считывания, причемв формировании сигналов синхронизациисчитывания последовательностей элементарных микрокоманд одного поля,кроме сигнала внешней синхронизации,могут участвовать все синхронизирующие сигналы, вырабатываемые элементами, соответствующими остальным поляммикрокоманды.На фиг. 4 изображена временнаядиаграмма, соответствующая режимуработы внешней синхронизации. Отличие от рассмотренного режима внутренней синхронизации заключается в использовании в качестве всех сигналовсинхронизации счета сигналов тольковнешней синхронизации с первого входа синхронизации устройства. При таком режиме работы устройство эквивалентно устройству без связей междумультиплексорами 6 -6. При этомдля воспроизведения микропрограммы,изображенной на.фиг, 5, необходимохранить в блоках памяти элементарныхмикрокоманд последовательности элементарных микрокоманд с повторениемзначений элементарньь микрокоманд.При этом считывание элементарныхмикрокоманд из блоков памяти производится параллельно с однойчастотой внешнего сигнала синхранизации.Иллюстрирующая работу предлагаемого устройства микропрограмма включает 0=4 элементарных микрокоманд(фиг.5). Соответствующие такой мик 1374223ропрограмме последовательности элементарных микрокоманд представлены на фиг. 6.Формула изобретения5 Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти команд, первый регистр управления, пер О вую схему сравнения, первый счетчик длины цепочки, первый счетчик адреса, первый блок памяти микрокоманд, выход которого соединен с первым выходом микроопераций устройства, выход первого поля управления микрокомандами блока памяти команд соединен с информационным входом регистра управления, первый выход которого соединен с первым входом первой схемы сравнения, выход первого счетчика адреса соединен с адресным входом первого блока памяти микрокоманд, выход первого счетчика длины, цепочки соединен с вторым входом первой схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью сокращения оборудования за счет уменьшения объема памяти микрокоманд, устройство содержит М мультиплексоров, М+1 схем сравнения, Мсчетчиков длины цепочки, Мсчетчиков адреса, Мблоков памяти микрокоманд, М+1 элементов ИЛИ, Мрегистров управления, регистр управления адресом, счетчик начального адреса; причем выходы с первого по М-й полей адреса блока памяти команд соединены соответственно с информационными входами с первого по М-й счетчиков адреса, выходы с второго по М-й полей управления микрокомандами блока памяти команд соединены соответственно с информа ционными входами с второго по М-й регистров управления, первые выходы которых соединены соответственно с первыми входами с второй по М-ю схем сравнения, выходы с второго по М-й счетчиков длины цепочки соединены соответственно .с вторыми входами с второй по М-ю схем сравнения, выходы 50 с первой по М-ю схем сравнения соединены соответственно с первыми входами с первого по М-й элементов ИЛИ, первый вход синхронизации устройства соединен с вторыми входами с пер вого по М-й элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входами начальной установки с первого по М-й счетчиков длины цепочки, с входами синхронизации с первого по М-й регистров управления и с входамисинхронизации записи с первого поМ-й счетчиков адреса, выходы с второго по М-й счетчиков адреса соединены соответственно с адресными входами с второго по М-й блоков памятимикрокоманд, выходы которых соединеныс второй по М-й выходами микроопераций устройства, второй вход синхронизации устройства соединен с первыми информационными входами с первогопо М-й мультиплексоров, выходы которых соединены соответственно со счетными входами с первого по М-й счетчиков длины цепочки и со счетными входами с первого по М-й счетчиков адреса, выходы с первого по М-й элементов ИЛИ, за исключением 1-го элемента ИЛИ (где 1 = 1, М), соединены соответственно с второго по М-й информационными входами 1-го мультиплексора, вторые выходы с первогопо М-й регистров управления соединенысоответственно с управляющими входами с первого по М-й мультиплексоров, выход поля управления адресом блокапамяти команд соединен с информационным входом регистра управления адресом, выход М-го элемента ИЛИ соединен с входом синхронизации регистра управления адресом, выходы которого соединены с первой группой входов (М+1)-й схемы сравнения, выходы с первого по М-ый элементов ИЛИ соедииены с второй группой входов (М+1)-йсхемы сравнения, выход которой соединен со счетным входом счетчика начального адреса, первый вход кода команды устройства соединен с информационным входом счетчика начальногоадреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти команд ис первым входом (М+2)-й схемы сравнения, второй вход кода команды устройства-соединен с вторым входом (М+2)-й схемы сравнения, выход которой соединен с первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ, первый вход синхронизации устройства соединен с вторым входом (М+1)-го элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации записи счетчика начального адреса, 13742231374223 е П.Л;П.Г 1Г 1 Л Л.П.НПУСО 17е евЮве е еЕ 7е ееД .Г 1 Г 1.ГГ 1.Пе е ее ее ЯРигУ е ГЧ.Л,ЛГЛ.ЛЯКПУСО ф -П.Г 1 Л-Л.Г 1.Л Ф й П.Л.Пй ж ПГ.Л Лиг1374223 Вуу ку Вгг СК 1 ВК 2 С 1 Вк 2 Ск В 1 С 1 41фА 1 8,62 С 1ока С,кДкгВК 2 К 1 42 фу Ду ду су А 1 42 Ь Сг Фф /Я нУ С Ю41 Редактор Е.Копча Заказ 603/45 Тирэа 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5