Микропрограммное устройство управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1) Р 9/22 2)5 ОПИС Е ИЗОБ ТЕН ВИДЕТЕПЬСТВУ ВТОРСНО ар.тенко,мотт Г,Иых мапптц432,СССР198 .ГГсСР1984 .1 ТВ 0 У 11 с 1 с к вычибыть и а цл ецття товий без цооборудовалте Необходимость прогерок групп логических условий может возникать в следуюпплх ситуациях: прп контроле параметров, отражатопптх движение объекта или процесс, где роль проверяемых логических условий выполняют значения контролируемых параметров, число значений параметров в группе определяется Функциональными возможностями контролируемого устройства и требует организации ветвления вйточках анализа по 2 направлетттттт,ов ения является со 1 елью изобр птеттттс емкостиВ устройств чение возможно такте группы л одновременно с циональном бло ка памяти конс крокоманд,вано обеспетамяти али за в одном условий,нных в Функьэование блоти анали гических Формироваке, исполтант и с умматора, обесое определе ритмиче хода дл печиваюпплх ални е адр ес а п любого чиходов из нии возможных нап ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относитсяслительной технике и можетпользовацо в устройствах уп Изобретение относится к вьгтислительной технике и может бьггь использовано в устройствах управления и диагностирования дискретных объек и диагностирования дискретцттх объектов. Цел ь из обр ет ения - с оттттаттецттеемкости памяти микрокоматтд за счетобеспечения одновременной проверкигрупп логических условий в одномтакте. Устройство содержит два комтлутато)та, счетчик, блок памяти тплкрокомлцд, два регистра, мультиплексор, триггер, элемет:т Н, регистр,блок памяти коцстацт, 1 К-рттттер,генератор тактовых импульсов, дептиФратор и сумматор. 11 сль д стттгаетсяза счет вцедетцтл в устроттспс тсо дептттФратора и сумматора, 1 зобр Ртетиепозттоляет обесттечтттзатт, вомт жцостьанализа в одном такте группы ттогттческих условий, одновременно сттормттрованцьтх В Футкттт отальтос бл оте,6 ил.,очки анализа прц любой глуби котсгроля логич Рских уе полнительных затрат нагде К - число проверяемых параметров в группе.Необходимость проверки. групплогических условий,. сформированныходновременно, возникает также прианализе состояния устройств по результатам диагностики функциональных блоков методом тестирования,При этом число логических условий(ЛУ) в группе, конструктивно заложенное в устройстве, определяет количество адресов переходов, а конкретное значение логических условийв группе - зйачение адреса. Такимобразом, по результатам анализа состояния тестируемого устройства управление будет передано из основнойпрограммы на один из возможных адресов или на продолжение основной программы.На фиг.показана функциональная схема микропрограммного устройства управления и диагностирования;на фиг. 2 - временная диаграмма выполнения микрокоманды формата ФЗ;на фиг. 3 - граф-схема алгоритмапроверки логических условий (ЛУ) стрех альтернативных ветвлений длятрех ярусов контроля; на фиг, 4форматы микрокоманд (МК), применяемые в устройстве, и соответствующиеим способы формирования адреса перехода; на фиг 5 - таблица, поясняющая принцип формирования адресаперехода на выходе сумматора в соответствии со значением константы,хранимой в блоке памяти констант,и в зависимости от значения группыЛУ; адрес блока памяти констант задается номером проверяемой группыЛУ; на фиг. 6 - фрагменты ГСА анализа ЛУ в виде бинарного (а, б) иК-го (в, г) деревьев,Устройство (фиг, 1) содержитблок 1 памяти микрокоманд с выходами полей: 1,1 - микрооперации, 12 -адреса следующей микрокоманды (старших разрядов адреса перехода), 1,3номера группы логических условий,1.4 - признака формата выполняемоймикрокоманды; регистр-счетчик 2(адреса перехода на три входа), второй коммутатор 7 (номера логическогоусловия на два входа), сумматор 8(комбинационный), дешифратор 9 (признака формата), элемент И 10, триггер11 (пуска), генератор 12 тактовыхимпульсов, первый .12,1, второй 12.2и третий 12.3 выходы генератора тактовых импульсов, 1 К-триггер 13 (управления коммутатором), второй регистр 14 (номера группы логическихусловий), вход 15 пуска устройства,выход 16 микрооперации, разряд 16.1признак конца команды, разряд 16.2 -признак. конца работы, вход. 17 устройства ("код операции"), первая 8,1К-я 18,К группы входов логическихусловий (ЛУ) .На фиг, 2-5 использованы следующие обозначения:КОЛ - код операции;Р ЛУ , - номер группы логическогоусловия;л л, льт, с- импульсы синхронизации;ПФ - признак формата микрокоманды;25 КС - регистр;ТУ - триггер управления;С- значение константы для1.-й группы ЛУ ( = 1 К)Ф 1 Ф 2, - форматы микрокоманд естестФЗ венного (ЕП), безусловного(БП) и условного (УП) переходов соответственно;А - адрес слецующей микрокомансмкды;35А и - адрес перехода;А- адр ес т екущий;Р - код значения группы текущихтЛУ;Б - значение старших адресов адреса перехода;В,а - сумматор,Устройство микропрограммного управления работает в режимах: 1) принудительной адресации; 2) определе 45 ния адреса перехода в зависимости отпоследовательного анализа групп логических условий, сформированных вузлах операционной части,В исходном состоянии блок памяти50 микрокоманд ранит коды микрокомандфна его выходе находится нулевой код,а в поле ПФ - код 11, блок памятиконстант хранит набор констант, соотеветствующих реализуемому алгоритмуконтроля, остальные элементы памятинаходятся в нулевом состоянии, разряд 16.1 микрооперации "Конец команды" находится в единичном состоянии.По сигналу "Пуск" с входа 15 устрой5 162 Оства переводится в единичное состояние триггер 11 и запускается генератор 12, при этом на его выходе появляется серия тактовых импульсов(фиг. 2), Благодаря единичному зна 5чению сигнала "КК" первый вход коммутатора 6 открыт, а второй и третий - закрыты. Поступивший с входа17 код операции через первый инфор 10мационный вход коммутатора 6 по заднему Фронту импульса с выхода 12. 1генератора записывается в счетчик2, Это обеспечивается нуленьм сигналом на управляющем, входе счетчика 2,Являясь адресом начала микропрограммы, код операции обеспечиняет выбориз блока 1 памяти первой микрокомяцди,В режиме прицудитеттьной яттресяцицвозможна реализация устройством ми- Окрокоманд двух с)орматов - Ф 1 цги ст 2При выборе из блока тлмяти МК Ф 1в поле 1,4 находится код 00., Появляющийся вследствие этого цд первомвыходе дешифратора 9 есиничный сигнал через управляюпьий вход регистра-счетчика 2 переводит последний ирежим счет)тика, По тактовому импульсу (ТИ) код тпсрооиерятпи злтцсывается в регистр 3 для дяльц-.йпего 30управления микрооперяциогиой части,а по следующему ТИ с Оттер)дмос)регистра 2 адреса увс"цтитдес 1на единицу, При выборе 1 К Ф 2 н цс)лс)1,4 находится код 01, регистр 2 пе 35реводится в режим приема инд)ормлциипараллельным кодом, а единичный сипал на втором выходе деппФрдтора9 открывает второй 1 ц 1)орьациотцппвход коммутатора 6, чем Обеспечивается передача адреса безуслонцот оперехода из поля 1,2 МК и вход счетчика 2,В режиме адресаци ио результатам анализа логических условий цдб 5выход блока памяти мсросомацд выбирается МК ФЗ, В поле 1.4 находитсякод 1 Ф, Единичц 1 п 1 сигнал ця трстьемвыходе дешис)ряторя 9 открындет третий вход коммутатора 6, куда поступают старпе ра зряды адр ес а пер ехода из поля 1,2 МК,ется ;цыппипоступая ця ревс)дит ст о обеспечивс.т генератора 1 1 леии, пер сдс) Н ИСХОДНОС С тонно це покдздцы,нд Фиг, 3 полдлц Фрагмент ГОЛ,Огисывдющьй Оследоватс)т,ность проверос групп, состоябх из вуг логических условий кя)ддя, 1. сзультятпроверки группы ЛУ обесиечцвдет переход по одно-.к из трсх нозмо)сньхнаправлений Ба цсрном русе (перВый такт)грове 55 ется нулевая ГРУ 1 ИаЛУ, на. втором ярусе (второй тлкт) Триггер 13 находится в нулевом состоянии, чем обеспечивается открытое состояние второго информационного входа коммутатора 7, Пртт этом ко номера группы ЛУ из поля 1,3 МК через второй инФормационный вход коммутатора 7 поступает на вход регист 27 6ра 14. По первому ТИ код номера груп - пы ЛУ записывается н ре)истр 14, опновременно триггер 3 переключается в единичное состояние, Пжи этом открывается первый ил 1)ормационньй вход коммутатогя 7, чем обеспечивается прием кодов номеров групп ЛУ с вььсода сумматора 8 госледуащцм И. Код номера группь ЛУ, поступая ца адресный вход мультиплексора 5, Обеспечивает прием соответстнуюпего значения группы ЛУ чеРРЗ инфОрмлциоцньп 1вход мультиплексора 5, Этот же кодномера группы ЛУ, поступая на адресный вход блока 4 памяти констант,выбирает сооте", ст)тупгу) кот;с танту,.Втдтецие ) р уцтп Л, )с .т у 5 пдет цл нто: Рой, Л КОЦСтянта - т:Л с:Рвт 1": ЛХОЦсуматотя 8; ПцРР 1 Ня с)Опсеп 1 я лцухкОдОВ Обесц евин Рт РП 1) с ;с г.11. е код 1номера Оперенной рунть:,1 У, когсрыйс выходя суиторя 8 1 остус че 1 езпервый ттцс)Ор;дццоцтц)й ггход сот"утлтора 7 пд тег)тс:р. Эт) сбеспечизяется тослецотздте)тт,цд: проис ркл зцачРцит Груни 1.10 Ос 3)с 1 ему ТДКТОНОМУ 1.1 ПУ 1 С У с ТР СТЬЮО ЦЫХОДД генератор 12 цл ьХс.ДР Суммтора 8 буут сФОтмтР Он ць. и) с 1 л т 5 цы адреса перХО .ст: с рые н:сс тс) сэсгарппцги рл:гл)ям чс Рсз трег 1 ицФормятпоццый )сод соуттс); 6 лдреСя 110 СТУЯТ тЛ Н:,"0 РРСГРЛ - СЧРТгп 1 кя 2., Таким об. с . Ом, с т". рпп Р рд зряды цз ноля 1 2 МК и илипв рязрятц. с выхода суммгорл 8 с)брлзуптт полнып аДРЕС С)РЕ)отС, КС)ТОР:.й . О ОтРРЕГНОМУ ТЯКТООМУ ЦМЦУЬС ЗПРлСЯ в счетчик 2.Пр цптс)пцРццц посл:Лц)й мтсрслкомяццы цл иьхое 16,2 "к 1" с".вляый сиги.;т. сотар.и 1,11 - вхот трцггс гл 11. т 1 еН ЦУ;СОС СОСТОЯНЦЕ, ЕМс т,) гк 1)ле,1 П 1 е тлбОты2 ц устройстта ц цРпоы.,цтпце )1 емс.ц ) с Г,ОйсттяОстонцце, цд с)111621027 первая, вторая или третья группыЛУ, на третьем ярусе. (третий такт)одна из девяти групп ЛУ (с четвертойпо двенадцатую), на четвертом ярусе определяется один из двадцатисеми возможных адресов перехода(имеются в виду значения младшихразрядов адреса) с 13"го по. 39-й,Таким образом, на фиг. 3 показанаГСА анализа тринадцати групп ЛУ )снулевой по двенадцатую) по. два ЛУв каждой, задающих ветвления по одному иэ трех возможных направлений,Предлагаемое устройство обеспечиваетвыполнение данной ГСА за три такта,О 15 Формула изобретения Микропрограммное устройство уп Оравления, содержащее два коммутатора,счетчик, блок памяти микрокомацц, дварегистра, мультиплексор, триггер,элемент И, блок памяти констант,ТК-триггер, генератор тактовых импульсов, причем-вход кода операцииустройства соединен с первым информационным входом первого коммутатора,выход которого соединен. с информационным входом счетчика, информацион рный выход которого. соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд,выход поля микроопераций которогосоединен с информационным входом пер"вого регистра, выход которого подключен к выходу микроопераций устройства, выход поля адреса блока памяти микрокоманд соединен с вторыминформационным входом первогокоммутатора, выход старших разрядов поля 4 Оадреса блока памяти. микрокоманд соединен со старшими разрядами третьегоинформационного входа первого коммутатора, выходы признаков "КонецРаботы" и "Конец команды" регистрамикроопераций соединены соответственно с входом установки в "0" триггера и с первым управляющим входомпервого коммутатора, вход пуска устройства соединен с входом установкив " 1" 1 К-триггера, выход которого соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом синхронизации счетчика и с входом установП Ю 1ки в О 1 К-триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра, третий выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации и с 1-входом 1 К-триггера, и с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации второго регистра, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью сокращения емкости памяти микрокоманд, устройство содержит сумматор и дешифратор, причем выход поля логических условий блока памяти микрокоманд соединен с первым информационным входом второго коммутатора, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с адресным входом мультиплексора и с адресным входом блока памяти констант, выход которого соединен с входом первого слагаемого сумматора, выход суммы которого соединен с вторым информационным входом второго коммутатора и с младшими разрядами третьего инФормационного входа первого коммутатора, выход поля режима работы блока памяти микрокоманд соединен с входом дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом режима работы счетчика и с вторым управляющим входом первого коммутатора, третий выход дешифратора соединен с третьим управляющим входом первого коммутатора и с вторым входом элемента И, с первого по К-й входы групп логических условий (где К - количество групп логических условий) устройс гва соединены соответственно с первого по К-й инФормационными . входами мультинлексора, выход которого соединен с. входом второго согласного сумматора.62 027олн Ире Стар разрядИийш разряд1621027 Составитель С, СоикинТехред Л.Сердюкова Корре Малец Редакт Маковска аз 4247 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,. Ж - 35, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент, г, Ужгород, ул. Гагарин