Микропрограммное устройство управления

(5) 4 0 06 У 9/22 Т;РУУ "и;1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ОТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СО 00 С УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(5 Ь) Авторское свидетельство СССР М 10 Ь 2702, клО ОЬ Р 9/221 1982Авторское свидетельство СССР М 111161, кл. 0 06 Р 9/22, 1982, (54) ККРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВПЕНИЯ(57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, Целью изобретения является упрощение, устройства. Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр3 адреса, вход 5 синхронизации, счетчики Ь и 7, шифратор 8, выход 9 кодаоперации, входы 10 логических условий, вход 11 начальной установки,управляющие выходы 12, счетчик 13.Поставленная цель достигается эа счетвозможности органиэации циклов выполнения одной микрокоманды. 7 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных системах, а также в терминальной аппаратуре.Целью изобретения является упрощение устройства.На Фиг, представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - 1 О схемы счетчиков в виде пересчетных схем, повышающих устойчивость функционирования счетчиков; на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства при организации циклов по количе ству на Фиг. 5 - то же, в режиме управления внешним запросом; на фиг6 - временная диаграмма работы пересчетной схемы по фиг.2; на фиг. 7 - временная диаграмма работы 20 пересчетной схемы по Фиг.З.Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, регистр 3 адреса, группу 4 элементов И, вход 5 синхронизации 25 устройства, счетчики Ь и 7, шифратор 8, выходы 9 кода операции устройства, группу входов 10 логических условий устройства, вход 11 начальной установки, группу управляющих выхо дов 12 устройства, счетчик 1 З,вход 4 внешнего прерывания устройства.Пересчетная схема 15 содержит счетчик 16, элемент И-НЕ 17, вход 18 записи информации, выход )9 Формирования заема, триггер 20, генератор 21 одиночного импульса, группу информационных входов 22, счетный вход 23, вход 24 установки в "О". вход 25 формирования заема, счетный 40 вход 26 счетчика )6.Устройство работает следующим образом.Для приведения устройства в исходное состояние на его вход 1 подается сигнал 28, по которому регистр 3 адреса, счетчики 7 и 3 устанавливаются в 0". По нулевому адресу из блока 1 памяти микрокоманд выбирается начальная микрокоманда и поступает на информационные входы регистра 2 микрокоманд, регистра 3 адреса и счетчиков Ь, 7 и )3. Каждая микрокоманда состоит иэ трех частей: адресной, информационной и управляющей.Адресная часть микрокоманды содержит код текущего адреса следующей микрокомаиды, который поступает с блокапамяти микрокоманд на информационные входы регистра адреса. Операционная часть микрокоманды содержит код операции, которую выполняют операционные схемы, управляемые данным микропрограммным управляющим устройством. Операционная часть микро- команды поступает с группы выходов кода операции регистра 2 микрокоманд на группу выходов 9 устройства. В управляющей части микрокоманды содержится информация о комбинации и количестве микроприказов, которые выдаются при выполнении данной микрокоманды, и о задержке ввода признаков. При этом комбинация выдаваемых микро- приказов определяется разрядами угг равляющей части микрокоманды, записанными в регистр 2 микрокоманд и счетчик 6, а количество микроприкаэов в микрокоманде - разрядами управляющей части, записанными в счетчик 7Информация о задержке ввода признаков заносится в счетчик 13. По им" пульсу 27 на входе 5 синхронизации на выходах заема счетчиков 7 и 13 вырабатываются соответственно сигналы 29 и 30 заема, имеющие уровень "О",По переднему фронту сигнала 29 заема счетчика 7 осуществляется прием адресной части микрокоманды в регистр 3 адреса, а по сигналу 30 заема счетчика 13 разрешается ввод внешних признаков с входов 10 устройства через группу 4 элементов И на входы установки в 1 разрядов регистра 3 адреса. При этом устанавливаются в1 те разряды регистра 3 адреса,которым соответствуют входы 10 устройства, имеющие значение признака,равное 1. В остальных разрядах регистра 3 адреса сохраняется код, записанный по переднему фронту сигнала 29 заема счетчика 7. Далее по адресу, сформированному в регистре 3 адреса, осуществляется ввод в одну из микропрограмм, т.е. из блока 1 памяти мик" рокоманд выбирается новая микрокоманда, операционная и управляющая части которой Фиксируются и регистре 2 микрокоманд и счетчиках 6 и 7 по заднему Фронту сигнала 29 заема на выходе счетчика 7, а в счетчике 13 по заднему фронту сигнала 30 на выходе заема этого счетчика.Код задержки ввода признаков, заносимый в счетчик 13, должен быть на единицу меньше общего количества микрокоманд, которые необходимо выполнить до следующего ввода признаков.Если следующий ввод признаков вадрес должен произойти после выпол 5нения некоторого количества п циклов,каждый из которых содержит, например,две (- и 1-типа) микрокоманды(фиг.5), или после выполнения рядамикрокоманд с суммарным количествомБ, то перед выполнением первой микрокоманды по сигналу 30 заема на выходе счетчика 13 в этот счетчик должен быть загружен код числа 11 - 1.При выполнении микрокоманд шифратор 8 с помощью сигнала 27 на входе5 синхронизации устройства формируетна выходах 12 устройства программируемый ряд микроприкаэов.Например, в первой (д-типа) микрокоманде каждого цикла вырабатываются микроприкаэы 31, 32 и 33, а вовторой микрокоманде (1-типа) - микроприкаэы 34 и 35,В последнем микротакте каждой 25микрокоманды на выходе заема счетчика 7 микроприкаэов вырабатываетсясигнал 29 эаема, который осушествляет запись по переднему фронту текущего адреса следующей микрокомандыв регистр 3 адреса, прием разрядовследующей микрокоманды в регистр 2микрокоманды и в счетчики 6 и 7,поступает на счетный вход счетчика 13,содержимое которого уменьшается наединицу.После выполнения (Б - 1)-й микрокоманды значенис счетчика 13 равнонулю, и при выдаче последнего микро- приказа в г -й микрокоманде одновре1менно с сигналом 29 заема счетчика 7 вырабатывается сигнал 30 заема счетчика 13, осуществляющий ввод признаков в адрес следующей микрокоманды и загрузку в счетчик 13 ново го значения кода задержки ввода признаков, как описано выше, и осуществляется переход на К 1-ю микрокоманду, в которой выдаются микроприказы 38, 37 и 36.Таким образом можно осуществлять ввод признаков в адрес нужной микро- команды после выполнения необходимого числа микрокоманд (циклов микро- команд) т.е. выполнять циклы по ко 55 личеству.При подаче на вход 14 прерывания устройства сигнала 39 или 40 на выходах заема счетчиков 7 и 13 по импульсу 27 вырабатываются соответственносигналы 29 и 30 заема. По сигналам29 и 30 заема происходит прием текущего адреса следующей микрокомандыв регистр 3 адреса, ввод в регистр3 адреса признаков через группу 4элементов И и загрузка новой микрокоманды в регистр 2 микрокоманды исчетчики 6, 7 и .13, как описано выше. После выдачи микроприкаэа 31 прои"ходит прерывание текущей микрокоманды и переход на новую подпрограмму (К -я микрокоманда).Пунктиром на фиг.5 показаны микроприказы 32-35, которые должны вырабатываться при отсутствии сигнала внешнего прерывания,Пересчетная схема по фиг,2 работает следующим образом.После подачи на вход 24 пересчетной схемы сигнала 28 установки в "0"(фиг, 6) по синхросигналу 27, поступающему на вход 23 пересчетной схемы и первый вход элемента И-НЕ, навыходе элемента И-НЕ вырабатываетсясигнал 41 отрицательной полярности,поступающий на счетный вход счетчика 6, на выходе которого вырабатывается сигнал заема, поступающий на1-вход триггера 20. Ра выходе 9 пересчетной схемы вырабатывается сигнал 42 заема, имеющий низкий уровень,который, поступая с выхода триггера20 на второй вход элемента И-НЕ 17,блокирует (прерывает) синхросигнал41 на выходе элемента ИР (счетномвходе 26 счетчика 6) и при соединении выхода 19 ,с входом 18 (Фиг.2,пунктир) обеспечивает прием с входов 22 пересчетной схемы кода числа,который Фиксируется в счетчике 16 поокончании сигнала 42 заема на выходе 19, что обеспечивается установкойтриггера 20 в "1" по Б-входу приокончании синхроимпульса на входе 23пересчетной схемы. При поступленииследующих синхросигналов на вход 23пересчетной схемы происходит уменьшение содержимого счетчика 6 на единицу, после обнуления счетчика посигналу 27 на входе 23 пересчетнойсхемы на выходе 19 вырабатываетсясигнал 42 заема и может быть э аг ружен новый код в счетчик 6. Если впроцессе счета после подачи на выход 23 пересчетной схемы переднегофронта сигнала 27 синхронизации навход 25 Формирования заема подаетсясигнал 39 прерывания, то на выходе 9 пересчетной схемы формируется сигнал 42 заема и ввод нового содержимого в счетчик 6 можно произвести до обнуления этого счетчика, т,е.5 в любом микротакте. При этом вне устройства должна быть обеспечена временная привязка сигнала 39 на входе 25 формирования заема к синхросигналу 27 на входе 23 пересчетной схемы.11 ересчетная схема по фиг.3 раббтает следующим образом.После подачи на вход 24 пересчетной схемы сигнала 28 установки в "0" 15 (фиг.7) на выходе заема счетчика 16 по синхросигналу 27 на входе 23,поступающему на счетный вход счетчика 16 через первый вход элемента И-НЕ 17, появляется сигнал заема, который устанавливает в "0" генератор 21 одиночного импульса, и на выходе 19 заеиа пересчетной схемы вырабатывается сигнал 42 заема, имеющий уровень 0, который, поступая с выхода генератора 21 одиночного импульса на второй вход элемента И-НЕ 17, блокирует (прерывает) синхросигнал 4 на выходе элемента И-НЕ (счетном входе счетчика 16) и при соединении выхода 19 пересчетной схемы с входом 18 (фиг.3, пунктир) обеспечивает прием с входов 22 пересчетной схемы кода числа, который фиксируется в счетчике 16 по окончании сигнала заема на выходе 19, что обеспечивается сбросом сигнала на инверсном выходе гене ратора 21 одиночного импульса по окончании синхроимпульса 27, поступающего на вход формирующей частоты генератора одиночного импульса с входа 23 пересчетной схемы.11 ри поступлении следующих синхросигналов иа вход 23 пересчетной схемы происходит уменьшение содержимого45 счетчика 16, и после его обнуления по сигнапу 27 на входе 23 пересчетной схемы на выходе 19 вырабатывается сигнал 42 заема и в счетчик 16 может быть загружен новый код. Если в процессе счета на вход 25 формиро 50 вания заема пересчетной схемы подается асинхронный сигнал 40 прерывания, то на выходе 19 пересчетной схемы по сигналу 27 на ее входе 23 формируется сигнал заема и ввод нового содержимого в счетчик 6 можно произвести до обнуления этого счетчика, т.е. в любом микротакте. При этом временная привязка асинхронного сигнала 40 прерывания обеспечивается структурой пересчетной схемы,Таким образом, предлагаемое микропрограммное управляющее устройство позволяет организовать циклы по количеству за счет введения дополнительного счетчика и осуществлять переход на новую микрокоманду в любом микротакте путем прерывания микрокоманды или микропрограммы эа счет введения входа внешнего прерывания.Реализация счетчиков 7 и 13 в виде пересчетных схем повышает устойчивость их работы.Введение дополнительного (третьего) счетчика 13 компенсируется сокращением числа разрядов регистра 2 микрокоманд за счет исключения из последнего разрядов текущего адреса следующей микрокоманды.Формула из обр ет енияМикропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микро команд, регистр адреса, регистр микрокоманд, группу элементов И, два счетчика и шифратор, причем выход регистра адреса подключен к адресному входу блока памяти микрокоманд, выход кода микрооперации которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к выходу кода операции устройства, первому информационному входу. шифратора и к входу управления направлением счета первого счетчика, выход которого подключен к второму информационному входу шифратора,выходы группы которого подключены к руппе управляющих выходов устройства, выход кода комбинации управляющих сигналов блока памяти микрокоманд подключен к информационному входу первого счетчика, выход количества повторений микрокоманды блока памяти микрокоманд подключен к информационному входу второго счетчика, выход сигнала заема которого подключен к синхровходу регистра микрокоманд, входам записи информации первого и второго счетчиков, вход синхронизаЦии устройства подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, вход начальной установки устройства подключен к входам начальной установки регистра адреса и второго счетчика, вход К-го логическогсустройства подключен к первому входуК-го элемента И группы, К = 1, И,где М - количество логических условий, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью упрощения, оно содержит третий счетчик, причем выход заема второго счетчика подключен к синхровходам третьего счетчика и регистра адреса, К-й вход установки в 1которого подключен к выходу К-го элемента И группы, второй вход которого подключен к выходу заема третьего счетчика и соединен с входом записитретьего счетчика, выход адреса следующей микрокоманды .блока памяти микрокоманд подключен к информационномувходу регистра адреса, выход кодаколичества микрокоманд в микропрограмме блока памяти микрокоманд под ключен к информационному входу О третьего счетчика, вход установки вОн которого подключен к входу начальной установки устройства, входвнещнего прерывания устройства подключен к вторым входам записи второго и третьего счетчиков.138504 Составитель М, СилинРедактор И.Рыбченко Техред Л.Олийнык Корре И.Мус з 118 сное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,/45 Тираж 704 ВНИИПИ Государственного по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Рамитета СССРи открытийская наб., д.4