DE1774883C - Mikroprogrammwerk - Google Patents
MikroprogrammwerkInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Mikroprogrammwerk für Datenverarbeitungsanlagen, insbesondere für kleinere
Rechenmaschinen, die über Speicher gesteuert werden, deren Stellen oder Speicherplätze den durchzuführenden
Operationen entsprechend programmierbar sind, so daß jeder Funktionsablauf der Maschine
durch den programmierten Mikrobefehlen entsprechende Signale gesteuert wird.
Bei der Programmierung wird allgemein davon ausgegangen, daß der erste Befehl von einem Makroprogramm
abgeleitet wird. Die hierdurch angewählte Adresse bzw. der durch den Makrobefehl angesprochene
Speicherplatz beinhaltet das Mikroprogramm, so daß der nachfolgende Ablauf ausschließlich
Mikrobefehlen unterliegt und im wesentlichen von den Maschinenbcdingiingcn abhängt. Da in kleinen
Rechenmaschinen die Rel'ehle in Serie verarbeitet werden, war es bisher nicht möglich, nach Eingäbe
eines Befehls während des anschließenden Programmablaufes
mit einer weiteren Eingabe von Daten einzugreifen.
Für größere Maschinen sind Schaltungen entwickelt worden, mit welchen unter bestimmter Vornussetziing
in dun Programmablauf eingcgrilTen werden kann. Bei einer dieser bekannten Schaltungen sind
bestimmte Bereiche des Mikroproiiranimspcichers
mit einem dem Hauptspeicher zugeordneten Dekotier
verbunden. Andere Bereiche dieses Speichers sind mit einem weiteren Dekoder verbund-n, welcher seinerseits
mit dem Operationsbereich des Hauptspeichers verbunden ist. In beiden Dekodern werden Steuersignale
erzeugt, welche die Adresse des folgenden Mikrobefehls über UND-Kreise bestimmen. Eine derartige
Speicheranordnung ist für kleine Rechenmaschinen zu aufwendig.
Es sind auch Steuerschaltungen bekanntgeworden, welche die Übertragung von Befehlen zwischen den
Speichern und Dekodern steuern. Mit einer dieser bekannten Schaltungen ist es möglich, Befehle mit
gleichbleibender Datenmenge von einem Speicher auf den anderen zu übertragen. Bei einer anderen bekannten
Schaltung ist es zwar möglich, ^ie zu übertragende
Datenmenge zu verändern, jedoch wird hier die Anordnung noch aufwendiger dadurch, daß über
eiiicn ersten Zähler der Beginn der Datenübertragung
und über einen zweiten Zähler die Datcnmenge bestimmt wird. Der erste Zähler bestimmt hier die Anfaniisadresse
innerhalb einer Datenmenge und wird durch einen ersten Teil des Befehlswortes geladen,
wahrend der zweite Zähler durch einen zweiten Teil des Befehlswortes geladen wird und die Länge des zu
übertragenden Bereichs bestimmt. Auch diese bekannte Anordnung eignet sich nicht für kleinere
Rechenmaschinen.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht,
für eine kleine Datenverarbeitungsanlage eine Steuerschaltung bzw. ein Mikroprogrammwerk vorzusehen,
welches bei Ablauf eines Mikroprogramms durch ein Zwischenprogramm mit zusätzlicher Eingabe von
Daten unterbrochen werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß einer Mikroprogrammschritte erzeugenden
Anordnung in Form eines aus zwei Bereichen bestehenden Speichers zwei auf bistabilen Kreisen aufgebaute
und gekoppelte Eingabeschaltungen derart zugeordnet sind, daß durch einen Makrobefehl über
die erste Eingabeschaltung das Mikroprogramm des ersten Speicherbereiches abrufbar ist bis zum Anliegen
eines Stop-Signals und über die zweite Eingabeschaltung
durch eine Zwischeneingabe von zusätzlichen Daten der zweite Speicherbereich ansprechbar
ist und das Mikroprogramm des ersten Speicherbereiches nach dem letzten Programmschritt für die
Zeit des Zwischcnprogramms unterbricht und nach dessen Beendigung wieder anlaufen läßt.
Der Vorteil dieses Mikropiogrammwerkes besteht insbesondere darin, daß nur sehr wenig Einzelteile
für den Schaltungsaufbau benötigt werden. Trotzdem gestattet diese Schaltungsanordnung, ein laufendes
Mikroprogramm ohne nachteilige Auswirkung zu unterbrechen. Unabhängig vom Zeitpunkt der Elingabe
des Zwischenprogramms läuft erst das Mikroprogramm durch, bis auch der letzte Mikroprogramnischriit
getan ist. I'rst dann wird das anstehende Signal zum Aufruf des Zwisehenprogramms angenommen
und verarbeitet. Danach schaltet sich automatisch wieder das Mikroprogramm ein und weder
Daten noch Befehle gehen verloren.
Nachfolgend wird ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung
Linier Mc/ugnahmc auf die Zeichnung beschrieben.
Die Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung mil einem Mikroprogriimmsehntl-Gc-nerator
uesleuerlen Zähler, dessen zehn ΛιΐΜ'ΐιημ.schritte
bis 10 die Mikroprogrammschrittf darstellen. I »ie
weiteren sechs Aiisuaugsschritle Il I1Is 16 sind die
Mikroprogrammschritte für die Eingabebearbeitung. Es muß hierbei darauf hingewiesen werden, daß an
Stelle des Mikroprogrammschritt-Generator gesteuerten Zählers jede andere steuerbare Speichereinrichtung
benutzt werden kann. Der Zähler wird deshalb auch im weiteren Verlauf der Beschreibung als Speicher
bezeichnet.
Der Speicherbereich I umfaßt die Mikrobefehle 1 bis 10 und wird über das Befehls-Flip-Flop FF-B
ίο angesteuert. Dem zweiten Speicherbereich ist das Eingabe-Flip-Flop
FF-E zugeordnet. Der Einstelleingang des FF-B wird mit einem entsprechenden Befehl
angesteuert, und der Einstelleingang liefert über Leitung B einen Eingang an das LJnd-Tor t/l.
Einen zweiten Eingang liefert über Leitung T der Taktgenerator und einen dritten über Leitung ST die
Start-Schaltung. Der Ausgang des Und-Tores U1
liegt über Leitung IS an der ersten Stufe oder am ersten Speicherplatz.
Der Eingang der Rückstellseite des FF-B ist über Leitung 23 und 11 mit dem Ausgang des Und-Tores
t/2 verbunden, das einen ersten Eingang vom Ausgang des Oder-Tores O 1 über Leitung 20 und 21 erhält
und dessen zweiter Eingang über einen Inverter vom Befehlsende über Leitung 25 und 23 angesteuert
wird. Der Ausgang des Oder-Tores O\ liegt auch über Leitung 20 und 22 am Eingang des Und-Tores
i/3, dessen zweiter Eingang, wie beim Und-Tor U2,
vom Befehlsende über Leitung 25 und 24 zur Verfügung gestellt wird.
Das Oder-Tor Ol erhält einen ersten Eingang vom Ausgang des Und-Tores UA und einen zweiten über
Leitung 26 und 27 vom Ausgang der letzten Speicherslclle 16.
Am ersten Eingang des Und-Tores U4 liegt der
Ausgang der Speicherstelle 10 über Leitung 18, und der zweite Eingang dieses Tores ist über Leitung 17
mit dem Rückstellausgang E des FF-E verbunden, das den Speicherbereich II steuert. Der Rückstelleingang
des FF-E ist mit Leitung 28 im die Leitung 26 geschaltet, so daß er vom Ausgang der Speicherstelle
16 gesteuert wird.
Der Einstelleingang des FF-E erhält sein Signal von einer Eingabeschaltung. Der Einstellausgang E
liegt an einem ersten Eingang des Und-Tores t/5. Einen zweiten Eingang erhält dieses Tor von der
Taktgenerator-Schaltung über Leitung T und schließlich ist sein dritter Eingang über Leitung Ή mit dem
Rückstellausgang 77 des FFB verbunden. Der Ausgang des Und-Tores t/5 ist mit Leitung 16 an den
Eingang der Speicherstellc Il gelegt.
Diesem Schaltungsanbau entspricht folgende Arbeitsweise:
Das Taktsignal liegt über Leitung T mit dem Einschalten der Maschine an einem Eingang des Und-Tfvs
i/1. Mit einem Startsignal auf dem zweiten Eingang des Und-Tores t/l wird die Schaltung mit
dem Ausgangssignal über Leitung 15 vorbereitet. Dieses Signal versetzt das Eingungs-FF-B ebenfalls
in die Grundstellung, d. h., sein Riickstcllausgung 77
lieg! an einem Eingang des LInd-Tores US, so daß
über Leitung 16. 26, 28, den Riicksteüausj-ang E des
FFE und Leitung 17 die Bedingungen des Und-Tores
t'4 erfüllt sind. Erscheint nun auf dem Eingang
des FF-B ein Befehl, so wird dieser FF-B umgeschaltet, und über seinen Einstellaiisuani; B gelangt
tier Befehl auf den Eingang des Tores U I,"dessen Bedingungen
über die Taktlcituim 7' erfüllt sind.
Das Ausgangssignal des Und-Torcs V 1 steuert Hing unterbrochen waren. Soll nun die Bcfchlsbearüber
Leitung 15 die erste Speieherstclle 1 an und ver- beitung mil einer Hingabe unterbrochen werden, so
anlaßt die entsprechenden Mikroprogrammschrittc wird mil dem Hingabebefehl auf den Hinslellcingang
für die Befehlsbearbeitung aus den Speichcrstellen 1 des FF-Ii umgeschaltet. Der über die Leitung 17 am
bis 10. Nach dem Durchlaufen der Spcichcrslelle 10 5 Und-Tor i/4 siehende Impuls wird unterbrochen, so
steuert das Signal über Leitung 18 das Und-Tor 4 an, daß dieses Und-Tor gesperrt wird. Diese Sperre tritt
dessen Bedingung, wie oben vermerkt, über Leitung aber erst dann ein, wenn der laufende Befehl aus
17 erfüllt ist. Über Leitung 19, das Oder-Tor Ol und allen Speichorstcllcn 1 bis 10 Mikroprogrammscliritte
die Leitung 20 und 22 steuert das Signal das Und- erzeugt hai. Über den Ausgang des Und-Tores U3
Tor U 3 an, wenn über Leitung 25 und 24 kein Signal io bleibt die Schaltung weiterhin vorbereitet, weil nun
das linde des Befehls anzeigt. In diesem Fall steuert mit dem Hingabebefehl über das Und-Tor 175 und
der Atisgang des Und-Torcs L/3 über Leitung 14 er- Leitung Ki die Speichcrstellen 11 bis 16 für die Licncul
die Spcichcrslelle 1 an und der Befehlszyklus ferung von Mikroprogrammschrittcn herangezogen
wird wiederholt. Liegt über Leitung 25 und 23 das werden und die le'zte Spcicherstellc 16 über Leitung
Signal des Befehlsendcs am Inverter des Und-Tores 15 26, 27, Oder-Tor O\ und Leitung 20 und 22 den
i/2, so wird über Leitung 11 und J2 die erste Spei- zweiten Eingang des Und-Torcs L/3 sperrt und gleichchcrstelle
für einen neuen Befehl vorbereitet und über zeitig über Leitung 26 und 28 das FF-E zurückschal-Leitung
11 und 13 das FF-B zurückgeschaltet, so tet, so daß über Leitung 17 die Bedingungen des
daß über seinen Ausgang 7? auch die Bedingungen Und-Torcs U4 wieder erfüllt sind. Über den Einstclldes
Und-Tores L/5 wieder erfüllt, die durch die Um- 20 eingang des FF-B kann ein neuer Befehl die Speicherschaltung
des FF-B für die Dauer der Bcfehlsbcarbci- stellen ansteuern.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Mikroprogrammwerk für Datenverarbeitungsanlagen, insbesondere für kleinere Rechenmaschinen,
die über Speicher gesteuert werden, deren Stellen oder Speicherplätze den durchzuführenden
Operationen entsprechend programmierbar sind, so daß jeder Funktionsablauf der Maschine durch den programmierten Mikrobefehlen
entsprechende Signale gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß einer Mikroprogrammschritte
erzeugenden Anordnung in Form eines aus zwei Bereichen bestehenden Speichers
(I und II) zwei auf bistabilen Kreisen (FF-B und FF-E) aufgebaute und gekoppelte
Eingangsschaitungen derart zugeordnet sind, daß durch einen Makrobefehl über die erste Eingabeschaltung
das Mikroprogramm des ersten Speicherbereiches (I) abrufbar ist bis zum Anliegen
eines Stop-Signales und über die zweite Eingabeschaltung durch eine Zwischeneingabe von zusätzlichen
Daten der zweite Speicherbereich (II) ansprechbar ist und das Mikroprogramm des ersten
Speicherbereiches (I) nach dem letzten Programmschritt für die Zeit des Zwischenprogrammes unterbricht
und nach dessen Beendigung wieder anlaufen läßt.
2. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Mikroprogrammschritte
erzeugende Anordnung eine in einer Richtung zählende Schaltung ist.
3. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über die erste Eingangsschaltung
zugeführten Befehle mit zwei Kriterien ausgestattet sind, von denen eines die eine
Seite und das andere über einen separaten Eingang die andere Seite des bistabilen Kreises ansteuert.
4. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem separaten Eingang
für die andere Seite des bistabilen Kreises der ersten Eingangsschaltung ein Inverter geschaltet
ist.
5. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellausgang
des bistabilen Kreises der ersten Eingangsschaltung an einem Eingang eines Und-Tores(i71)
liegt, das außerdem mit der Taktschaltung und mit der Startschaltung verbunden ist.
6. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Und-Tores
(t/l) die erste Zählstufe der Mikroprogrammschritte
liefernden Anordnung ansteuert.
7. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der separate Eingang
(25) mit je einem Eingang der Uncl-Tore (U 2, U 3) verbunden ist.
8. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des IJiul-Tores(t/2)
ein Signal auf den Riickstcllcingang des bistabilen Kreises der ersten Eingangsschaltung
und auf den Einstelleingang der ersten Zähl-">tiifc
der Mikroprogrammschritle erzeugenden Anordnimg liefert.
l). Mikroprogrammwerk nach Anspruch 7. dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausgang ties Und-
Tores (i/3) die erste Zählstufe der Mikroprogrammschritte
erzeugenden Anordnung ansteuert. K). Mikroprogrammwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellausgang
des bistabilen Kreises der ersten Eingangsschaltung mit einem Eingang des Und-Tores (US) verbunden
ist, das einen weiteren Eingang von der Taktschaltung und vom Einstellausgang des bistabilen
Kreises der zweiten Eingangsschaltung erhält.
11. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Und-Tores (US) an eine der Zählstufen der Mikro-Programmschritte
erzeugenden Anordnung gelegt ist.
12. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der
Zählstufe (10), die unmittelbar vor der mit dem Ausgang des Und-Tores (U5) verbundenen Zählstute
(II) liegt, mit einem Eingang des Und-Tores (£/4) verbunden ist.
13. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der letzten
Zählstufe (16) der Mikroprogrammschritte erzeugenden Anordnung mit dem Rückstelleingang
des bistabilen Kreises der zweiten Eingangsschaltung und über ein Oder-Tor (01) mit den zweiten
Eingängen der Und-Tore (i/2, i/3) verbunden
ist.
14. Mikroprogrammwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Riickstellausgang
des bistabilen Kreises der zweiten Eingangsschaltung am zweiten Eingang des Und-Tores
(i/4) Megt, dessen Ausgang über ein Oder-Tor
(Öl) die zweiten Eingänge der Und-Tore (U2, U3) ansteuert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681774883 DE1774883C (de) | 1968-09-27 | Mikroprogrammwerk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681774883 DE1774883C (de) | 1968-09-27 | Mikroprogrammwerk |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1774883A1 DE1774883A1 (de) | 1972-01-20 |
DE1774883B2 DE1774883B2 (de) | 1972-10-12 |
DE1774883C true DE1774883C (de) | 1973-05-10 |
Family
ID=
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