DE2206810C2 - Steuerwerk für einen Mikroprogrammspeicher - Google Patents
Steuerwerk für einen MikroprogrammspeicherInfo
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/22—Microcontrol or microprogram arrangements
- G06F9/223—Execution means for microinstructions irrespective of the microinstruction function, e.g. decoding of microinstructions and nanoinstructions; timing of microinstructions; programmable logic arrays; delays and fan-out problems
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Description
Für die Steuerung elektronischer Rechenaniagen wurden unter dem Begriff Mikroprogrammierung
Verfahren entwickelt, die die Ausführung einer Reihe komplizierter Operationen dadurch ermög
liehen, daß man jeder dieser Operationen einen sogenannten Makrobefehl zuordnet, der seinerseits
aus einer zeitlichen Folge einfacher Elementaroperationen, den sogenannten MikroOperationen,
aufgebaut ist.
Die Ausführung der Operationen wird durch Rechenbefehle angestoßen, die sinngemäß Makrobzw.
Mikrobefehle genannt werden. Ein Makrobefehl enthält im allgemeinen eine Angabe über die auszuführende
Operation und eine Angabe über den Ort, an dem die der Operation zu unterwerfenden
Daten zu finden sind. Demgegenüber besteht ein Befehlswort eines Mikroprogrammspeichers aus
mehreren Teilen, und zwar mindestens aus einer Steuerangabe, die die auszuführende Operation
spezifiziert, und einer Folgeadresse, die angibt, welches Befehlswort nach Abarbeitung des aktuellen
Mikrobefehls ausgelesen und abgearbeitet werden soll. Daneben können in bekannter Weise auch
Konstanten, Sprungbefehle usw. im Befehlswort eines Mikroprogrammspeichers enthalten sein.
Der Mikrobefehl, die Folgeadresse und gegebenenfalls die Konstanten und Sprungbefehle bilden somit
in ihrer Gesamtheit ein Mikrobefehlswert, wie es im Mikroprogrammspeicher abgespeichert ist.
Bei den bekannten Anordnungen werden die Makrobefehle bzw. die ihnen entsprechenden Folgen
von Mikrobefehlsworten meist in Festwertspeichern abgespeichert, da diese einerseits ein sehr schnelles
Lesen gestauen und andererseits ein einmal festgelegtes
Mikroprogramm nicht mehr geändert werden muß.
Die vorliegende Erfindung baut auf diesem Stand der Technik auf und betrifft ein Steuerwerk für einen
Mikroprogrammspeicher mit abgespeicherten Mikrobefehlen und deren Folgeadressen, bei dem jeder
Mikrobefehl durch einen Taktimpuls zur Ausführung gebracht wird.
Wie bereits beschrieben, setzt sich ein Makrobefehl aus einer Mehrzahl von Mikrobefehlen zusammen,
die ihrerseits je nach spezifizierter Mikrooperation eine unterschiedlich lange Ausführungszeit
(Zykluszeit) bedingen. Bei bekannten Mikroprogiammspeichersteuerungeii
wird mit einem Takt generator gearbeitet, dessen Taktfolgefrequenz konstant
ist. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß bei Ausführung von Mikrobefehlen, deren
Zykluszeiten kürzer sind, als es der Taktfolgefrequenz entspricht, Totzeiten auftreten. Da es
andererseits wenig sinnvoll ist, die Taktfolgefrequenzen
der grüßten auftretenden Ausführungszeit eine^. Mikrobefehls anzupassen, müssen gegebenenfalls
Kriterien ausgewertet werden, die solchen langer dauernden Mikrobefehlen einen
doppelten oder gar mehrfachen Takt zuweisen.
Als Beispiel für solche unterschiedliche Zeit beanspruchenden Mikrobefehle seien erwähnt ein
Mikrobefehl, der einen Schiebeschritt in einem Register auslöst, und ein Mikrobefehl, der einen
Vergleich der in zwei Registern gespeicherten Daten auslöst. Es ist leicht einzusehen, daß ein Mikrobefehl
der letztgenannten Art eine längere Ausführungszeit benotigt als ein Mikrobefehl der erstgenannten Art.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, jedem Mikrobefehl entsprechend seiner durch die auszuführende
Operation bedingten Ausführungszeit so anzusteuern, daß nach Ablauf der Ausführungszeiten
jeweils der durch die Folgeadresse bestimmte nachfolgend auszuführende Mikrobefehl angestoßen wird.
Damit entstehen keine Totzeiten, und die Arbeitsgeschwindigkeit einer vom Mikroprogrammspeicher
angesteuerten Rechenanlage ist den Mikrobefehlsfolgen optimal angepaßt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine zusätzliche Speichereinheit
vorgesehen ist, in welcher den Mikrobefehlen fest zugeordnete Angaben über deren Ausführungszeiten
abgespeichert sind, und daß eire Verzögerungsschaltung mit einer der Anzahi der verschiedenen
Zeitangaben entsprechenden Mehrzahl von diesen entsprechend wählbaren Ausgängen vorgesehen ist.
die die Abgabe der Taktimpulse bestimmen.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Zugrundelegung der Zeichnung an Hand der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
In der Zeichnung ist schematisch ein Mikroprogrammspeicher 1 dargestellt, der in der angegebenen
Weise zeilenweise organisiert ist. In jeder
^ Ah riff h der längsten Ausführungszeit
Zeile ist somit ein Mikrobefehlswort gespeichert, das zei<" ™°..%£ Dg symrnetrischem Aufbau der Vermindestens
die auszuführende Operation und die e?teP™hV*2 1J* entspricht die längste Aus-Adresse
des nachfolgend auszuführenden Mikro- zögerungssch^g h ^n (aligemein 2n-fachen)
befehls charakterisiert In e^-ündungsgemäßcr Weise ^rungszet dem^A .,
ist diesem Mikroprogrammspeicher 1 eine zusätzliche 5 αεΓ ρ^52ε2κ η εΓΧπιεη, daß ein Mikrobefehl mit der
Speichereinheit 2 zugeordnet, die für jedes Wort m ^ fflg»J · Q Q ausgeiesen wird Die
spezieller Zuordnung für jeden Mikrooefehl eine Spdierten Z«tang* seU und der entsprechende
Zeitangabe enthält, die die Ausführungszeit des ent- Zeitangabe TT Verzögerungsschaltung 4 durchgesprecnenden
Mikrobefehls kennzeichnet. Ia vorteil- Abgriff α der ν s^ ^^ ^ folgend
haftet Ausgestaltung der Erfindung ist der Mikro- io schaUet _ Dadur daß der momentan abprogrammspeicher
hinsichtlich seiner Speicher- Mikrobefehls so =, ^ ^ A
Lpazität so erweitert, daß diese Zeitangaben selbst JJ«^11^,,' erhält. Am Ausgang des
mit den Worten im Mikroprograflimspeicher ab- ^ngszeU * S ^ sjgnalj d dem Steuergespeichert
sind. Im einfachsten Fall genügt zui ^Jf^ „onostabilen Kippstufe 5 zugeführt
Kennzeichnung von 2» verschiedenen Zeitangaben i5 eingang «««« ^ kunzcitig ihren Zustand und
eine n-stellige Binärkombination. Entsprechend dem wird. uies. dje Verzögerungsschaltung 4
dargestellten Beispiel sei angenommen, daß .2» gbt einen ^Puls daß dem Mikrobefehl genau
(„ = 3) verschiedene Zeitangaben genügen, eine ab D^ ti e AusführUngszcit zur Verfugung
optimale Zeitausnutzung zu erreichen. Diese acht die erroroen
verschiedenen Zeitangaben seien durch die Binar- ao sten r 1· Fol°eadrese des hier angenommenen
kombinationen OOO...LLL angegeben und in Vf™e«t fie tο ^. ^ OOO auf ei«-
dieser Form jeweils zusammen mit dem entsprechen- \J ^be « s ™ be L L L, so wird diese
den Mikrobefehlswort eingespeichert. Serum deSdiert. Am Ausgang des Decodierer. 3
Somit enthält ein im Mikroprogrammspeicher ge- wede^™ J„ SiEna, das die monostable Kippstute ?
speichertes Wort zusätzlich zu den bekannten An- >5 erscheint ein *gn ^ entstehende Impuls lauit
gaben in Ausgestaltung der Erfindung eine binar- aküviert D« ar,^ ^^ dje Verzogcrungs-
codierte dreistellige Zeitangabe. Der spezielle Code nun bi, zum . dem zugehörigen M.krobefehl
sei ein (n - 1)-Dualcode. , "?1 a\c 7ueehörige Ausführungszeit zu.
Die einem Mikrobefehl zugeordnete Zeitangabe ^™ ^SpÄer monostabilen Kippstute 5
wird jeweils mit diesem parallel aus dem Mikro- 3° ""^^ P einem Adreßregister 6 zugeleitet.
Programmspeicher 1 ausgelesen und einem De- *ird je*6^" ammspeicher 1 fest zugeordnet
codierer (oder Datenselektor) 3 zur Auswertung zu- das dem M^^ den Folgeadressen den zu-
86Sr Decodierer 3 weist eine der Zahl vet- gehörigen Mikrobefehl^tößt^ ^^^ ^
schiedener Zeitangaben entsprechende Anzahl von 35 ™Ηε° zu den Mikrobefehlen wird somit c.-
Eingängen auf, die jeweils mit j.nem Abgriff einer Ze.tanL3 des % folgenden lakt-
Ver^ögerungsschaltung 4 verbunden sind. D.ese Ve - reiLh . M Anstoß des } eils durch d,e
zögerungsschaltung hat dementsprechend ebenfalls «™P"^U™ bestimmten Mikrobefehls zum genaa
eine der Zahl von Zeitangaben äquivalente Anzahl ^S6n Zeitpunkt erfolgt.
von Abgriffen, die in der Zeichnung mit den Buch- 4o ^%f^X^hnU ^n sich durch Zeitangaben
stäben a...h belegt sind. Der Decodierer 3 west We^cnon ne Taküntervalle charakten-
außerdem eine der Zahl der Bmarstellen (all- mi^ Decodierer eine 1-aus-n-Selekt.on
gemein ») der Zeitangaben entsprechende Anzahl «tren *0Dei
weiterer Eingänge auf. [S Vollständiekeit halber sei noch erwähnt, daß
Der Decodierer 3 besteht aus einer loschen Ver- 45 ,er%^pr a ogrammspeicher 1 bei Arbeitsbeginn
knüpfungsschaltung. die entsprechend dem Beispiel der ^roprogr ^.^^ ? a Q d der
einerseits drei Eingänge zur Aufnahme der binar- über cmenu, ^ ^ Makrobef hl und da.
codierten Zeitangabe und andererseits acht Eingänge über ^"V B den ersten Mikrobefehl dieses
zur Durchschaltung des der Zeitengabe entsprechen- mit m-^JPf ™ Ausführung bringt. Mit dem ersten
den Abgriffs der Verzögerungsschaltung auiweist. 5o ^^"^krobefehl wird über die monostabile
Diese inigesamt elf Signalleitungen werden so korn- »u^es™|n aJJh ώβ entsprechende Ausfuhrungsze.t
biniert, d!ß jeweils nur ein Abgriff der Verzogerungs- Kippte 5
schaltung 4 aktiviert ist. . pes"™ , voriiegenden Erfindung ist eine einfache
Die Abgriffe der in der Zeichnung wieder- M der vorheg^ ^ Taktimpulse den ]eweihgen
■*Ä. JSfCSH^Ä^Äh^ Sobefehle^eitlich optimal anzupassen.
Ausführungs-Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Steuerwerk für einen Mikrobefehle und deren Folgeadressen enthaltenden Mikroprogrammspeicher,
bei dem jeder Mikrobefehl durch einen Taktimpuls zur Ausführung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine
zusätzliche Speichereinheit (2) vorgesehen ist, in welcher den Mikrobefehlen fest zugeordnete Angaben
über deken Ausführungszeiten abgespeichert sind, und daß eine Verzögerungsschaltung (4) mit einer der Anzahl der verschiedenen
Zeitangaben entsprechenden Mehrzahl von diesen entsprechend wählbaren Ausgängen
vorgesehen ist, die die Abgabe der Taktimpulse bestimmen.
2. Steuerwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kennzeichnung von 2"
verschiedenen Zeitangaben /i-stellige Binärkombinationen
abgespeichert sind.
/. Steuerwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprogrammspeicher
(I) und die zusätzliche Speichereinheit (2) eine Einheit bilden, indem die Kapazität
des Mikroprogrammspeichers um den Umfang der Zeitangaben erweitert ist.
4. Steuerwerk nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Decodierer (3)
vorgesehen ibt. der die mst einem Mikrobefeh!
ausgelesene Zeitangabe entschlüsselt und den entsprechenden Ausgang der Verzögerungsschaltung (4) durchschaltet.
5. Steuerwerk nach Anspruch 1 oder 4. dadurch gekenn/cichnet, daß eine monostabile
Kippstufe (5) vorgesehen ist, die von der Verzögerungsschaltung (4) bzw. dem Decodierer (3)
angesteuert wird und die Takiimpulse abgibt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722206810 DE2206810C2 (de) | 1972-02-12 | 1972-02-12 | Steuerwerk für einen Mikroprogrammspeicher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722206810 DE2206810C2 (de) | 1972-02-12 | 1972-02-12 | Steuerwerk für einen Mikroprogrammspeicher |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2206810A1 DE2206810A1 (de) | 1973-03-01 |
DE2206810B1 DE2206810B1 (de) | 1973-03-01 |
DE2206810C2 true DE2206810C2 (de) | 1973-09-20 |
Family
ID=5835883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722206810 Expired DE2206810C2 (de) | 1972-02-12 | 1972-02-12 | Steuerwerk für einen Mikroprogrammspeicher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2206810C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3934466A1 (de) * | 1989-10-16 | 1991-05-16 | Andreas Raseghi | Selbsttaktende zentrale verarbeitungseinheit bei rechnenden maschinen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3036849C1 (de) * | 1980-09-30 | 1981-11-26 | Computer Gesellschaft Konstanz Mbh, 7750 Konstanz | Schaltungsanordnung zur Steuerung von Mikrobefehlen mit unterschiedlich Iangen Ausfuehrungszeiten |
-
1972
- 1972-02-12 DE DE19722206810 patent/DE2206810C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3934466A1 (de) * | 1989-10-16 | 1991-05-16 | Andreas Raseghi | Selbsttaktende zentrale verarbeitungseinheit bei rechnenden maschinen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2206810A1 (de) | 1973-03-01 |
DE2206810B1 (de) | 1973-03-01 |
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