DE2322674A1

DE2322674A1 - Mikroprogramm-steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2322674A1
Application number: DE2322674A
Authority: DE
Inventors: John Curtis Kemp
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-06-02
Filing date: 1973-05-05
Publication date: 1973-12-13
Also published as: IT981606B; JPS5342380B2; GB1358534A; US3760369A; DE2322674B2; JPS4951839A; CA990411A; DE2322674C3; FR2195372A5

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: EN 9 71 040

Mikroprograirjn-Steuereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Mikroprogramm-Steuereinrichtung für eine elektronische Datenverarbeitungsanlage.

Es ist an sich bekannt. F¹Xt Hilfe der Mikroprogrammtechnik die Einheitlichkeit des Entwurfs, die Effektivität"und Flexibilität von Datenverarbeitungsanlagen zu verbessern. Bei der Mikroprogrammtechnik wird bekanntlich eine Liste komplexerer Instruktionen wie Makroinstruktionen, die komplexe Funktionen darstellen, die von einem Informationsverarbeitungssystem verarbeitet werden sollen, in eine Reihe von MikroOperationen oder elementare Systemzustände übersetzt. Jede Mikrooperation wird von einem entsprechenden Mikroinstruktionswort gesteuert, das in einem Steuerspeicher gespeichert ist, wobei dieser Steuerspeicher ein permanenter oder simi-permanenter Speicher sein kann. Die grundlegenden Zugriffssteuerungen für die Realisierung der Mikroprogrammfolgen werden sequentiell von Signalen angesteuert, die von den Ausgangssignalen des Steuerspeichers und von Verzweigungssteuerungssignalen von Quellen außerhalb dieser Steuerungen abgeleitet werden.

In dem Maße, wie der Zugriff zu dem Steuerspeicher von dem Ausgangssignal der laufenden Mikroinstruktion dieses Speichers gesteuert wird, kann gesagt werden, daß die Auswahl der nächsten

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Mikroinstruktionen vorherbestimmt ist. Daher wird die Größe oder der Umfang der Gruppe von 'Steuerspeicheradressen, aus der die nächste Adresse ausgewählt werden wird, nur von dem Unfang der unabhängig variablen Verzweigungssteuersignale bestimmt. Normalerweise ist die maximale Anzahl von Verzweigungsauswahlmöglichkeiten von der Auswahl einer vorgegebenen Zahl von Verzweigungssteuerungssignalen aus einem größeren Feld von variablen Signalen festgelegt, und zwar in Übereinstimmungen mit Bedingungen, die von dem Mikroprogramm zu erfüllen sind.

Die Mikroprogrammsteuerungen enthalten daher gewöhnlich zwei verschiedene funktioneile Bereiche. Der erste ist derjenige Teil des Steuerspeichers, der* Steuersignale oder MikroOperationen er- · zeugt, die den Umlauf von Information durch das gesteuerte System auf zyklischer Basis steuern. Der zweite .Bereich ist der Bereich der Zugriffssteuerungen, der die Adressensignale erzeugt, die für die Steuerung der Folge von Mikroinstruktionen erforderlich sind, die von der ersten Gruppe von Steuerungen erzeugt wird. Derjenige Teil des Steuerspeichers, der die nächste Adresse liefert, ist ein Teil der Zugriffssteuerungsfunktion.

In der Vergangenheit war der Stand der Komponenten- und Schaltkreisentwicklung so, daß es vorteilhaft war, die Hilfselektronik für die Steuerspeicher gering zu halten, indem ein einziger Steuerspeicher vorgesehen wurde, dessen Kapazität so klein gehalten wurde, wie es gerade noch mit den Erfordernissen der Datenverarbeitungsanlage verträglich war. Dieser einzige minimale Steuerspeicher bedingte wegen der großen Anzahl von Verzweigungssteuerungssignalen, die zur Definition aller Phasen der Operationen erforderlich sind, e'ine komplizierte Zugriffssteuerung.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, diese komplizierten Zugriffssteuerungen zu vereinfachen. Im Zuge der Lösung dieser Aufgabe ist es für die Erfindung wesentlich, die Mikroprogramms teuer ungen durch verteilte Elemente wirksamer zu machen,

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indem insbesondere die Zugriffssteuerungen in mehreren unabhängigen Steuerspeichern implementiert sind.

Es ist weiterhin wesentlich für die Erfindung, daß die Folgesteuerung über eine Gruppe von Steuerspeichern ausgeübt wird, um eine Gesamtmikroprogrammsteuerung für ein Informationsverarbeitungssystem zu erreichen.

Die Mikroprogramm-Steuereinrichtung für eine elektronische Datenverarbeitungsanlage gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch mehrere verteilt angeordnete Mikroprogrammspeicher, von denen jeder nur einen Teil der Operation der Anlage zu einer bestimmten Zeit steuert, durch eine Ablaufsteuerung/ die in Abhängigkeit von der Information in einem bestimmten Feld des Instruktionswortes die Mikroprogrammspeicher gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge zur Steuerung der Operation freigibt, durch eine Prioritätssteuerung, die in Abhängigkeit von Anforderungssignalen einen ersten Mikroprogrammspeicher gemäß einer vorgegebenen Priorität beeinflußt, durch eine Schalteinrichtung, die auf Bedingungen im Datenfluß während der Ausführung einer Instruktion mit einer Umschaltung auf eine andere Mikroinstruktionsfolge eines anderen Mikroprogrammspeichers umschaltet und durch eine Einrichtung zur übertragung der von den Mikroprogrammspeichern erzeugten Mikroinstruktionen zum Hauptspeicher, Datenfluß und den Ein-/Ausgabesteuerungen.

Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen .

Durch die Aufteilung des Steuerspeichers in mehrere kleinere Speicher wird also der Vorteil einer vereinfachten Zugriffssteuerung erzielt, wobei weiterhin diese Speicher nun aufgrund ihrer noch geringeren Größe als monolithische Speicher ausgeführt werden können. Die vereinfachte Zugriffssteuerung wird dadurch erreicht, daß für die Ansteuerung der Mikroprogrammspeicherteile

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eine sehr einfache Ablaufsteuerung verwendet wird. Zu diesem Vorteil trägt weiter bei, daß drei Gruppen von Steuerspeicherteilen vorgesehen sind. In der ersten Gruppe wird die Mikroprogrammunterbrechungsfolge, die Unterbrechungsfolge und die Instruktionsaus führungsfolge gesteuert. Zur Mxkroprogrammunterbrechung ist zu bemerken, daß hierunter eine solche Unterbrechung zu verstehen ist, bei der in der Anlage keine Zustandsänderung auftritt, wie es bei den normalen Unterbrechungen der Fall ist. Es müssen deshalb auch keine Bedingungsinformationen zwischen den Registern für das alte und neue Programmstatuswort übertragen werden.

In der zweiten Gruppe von Steuerspeichern werden Mikroaufträge erzeugt, die für solche Operationen erforderlich >sind, wie Adressenerzeugung und Operandenabruf.

In der dritten Gruppe werden schließlich solche Mikroaufträge erzeugt, die für die Instruktionsausführung, einschließlich eventueller Verzweigungen, erforderlich sind.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Informationsverarbei-■ tungssystems, das die Beziehungen der Mikroprogrammsteuerungen zu den anderen Komponenten des Systems veranschaulicht,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm der für das Informations

verarbeitungssystem erforderlichen Steueroperationen,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Mikroprogramm-Steuer

subsystems gemäß der Erfindung,

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Fig. 4 ■ eine Darstellung des Bitmusters, das von dem

in Fig. 3 dargestellten Prioritätskodierer erzeugt wird,

Fig. 5 eine Ausführungsform eines Folgesteuergenerators

für das Mikroprogramm-Steuersubsystem gemäß der Erfindung,

Fig. 6 eine Ausführungsform der in Fig. 3 dargestellten

Sprunglogik für das Mikroprogrammspeicherelement für den Zustand 4,

Fig. 7A eine Prinzipdarstellung eines Mikroprogrammspeicherelementes, wie es im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 verwendet wird, und

Fig. 7B das Blockschaltbild einer alternativen Ausführungsform der Mikroprogrammspeicherelemente für die Steuerung der Zustände 1, 2 und 3 einer Operationsfolge des Mikroprogramm-Steuersystems nach Fig. 3 für ein Informationsverarbeitungssystem.

Fig. 1 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild eines Informationsverarbeitungssystems, in dem ein Steuer- und Datenspeicher 10 mit einer Verarbeitungseinheit 20, einschließlich ihrer Rechenkreise und Register und mit einer Steuersammelleitung 51 Information austauschen kann. Der Speicher 10 empfängt Steuersignale von der Steuerlogik 50 über die Steuersammelleitung 51 und überträgt Zustandsinformation zurück an die Steuerlogik 50. Zwischen der Verarbeitungseinheit 20 und dem Speicher 10 werden Instruktionen, Adressen und Daten ausgetauscht. Die Steuerlogik 50 überträgt Steuersignale für den Datenfluß zu der Verarbeitungseinheit 20 und sie empfängt Zustands- und Instruktionsinformationen.

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Die Verarbeitungseinheit 20 übertägt Daten zu der Ein-/Ausgabegerätelogik (E/A-Logik) 30 un'd sie empfängt Steuersignale von der Steuerlogik 50 und überträgt Anforderungs- und Zustandssignale zu der Steuerlogik 50 über die Steuersammelleitung 51. Die E/A-Logik 30 überträgt Daten und Steuersignale zu den Ein-/Ausgabegeräten (E/A-Geräten) 40 und empfängt Daten und Zustandssignale als Antwort von den E/A-Ge'räten.

Das Blockschaltbild -in Fig. 1 stellt eine an sich bekannte Realisierung eines Informationsverarbeitungssysteins dar, bei dem eine Steuerlogik 50 dazu dient, die Informationsverarbeitung über den gesamten Datenfluß wirkungsvoll zu steuern.

In Fig. 2 ist ein typischer Steuerzyklus dargestellt, dessen Operation dadurch eingeleitet wird, indem festgestellt wird, ob noch eine Mikroprogrammunterbrechungsanforderung oder eine Unterbrechungsanforderung aussteht oder ob eine Instruktionsabruffolge ausgeführt werden soll. Mikroprogrammunterbrechungsanforderungs-, Unterbrechungsanforderungs- und Instruktionsabruffolgen v/erden von einem Mikroprogramm-Speicherelement gesteuert, das im folgenden als Zustand O-Steuerung definiert ist.

Der Instruktionsabruffolge schließen sich stets die Adressenerzeugung, der Datenoperandenabruf (Zustände 1, 2 und 3) und die Instruktionsausführungsfolgen (Zustand 4) an. Erläuterungen zu diesen Steuerzuständen 0 bis 4 werden noch ausführlicher gegeben.

Alle in Fig. 2 dargestellten Operationen werden von der Steuerlogik 50 ausgeführt, die in Fig. 1 und ausführlicher in Fig. 3 dargestellt ist. Am Ende jedes Instruktionsausführungszyklus des Informationsverarbeitungssystems wird der Zustandsgenerator 150 der die Operationenfolge der Steuerlogik steuert, auf den Zustand 0 eingestellt, wodurch das Mikroprogrammsteuerelement für den Zustand 0 freigegeben wird. Während der Operation des Zustandes 0 steuert das Mikroprogrammsteuerelement 100 das Informationsverarbeitungssystem. Ein Prioritätskodierer 102 erzeugt ein Auswahl--

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signal für eine .Multiplex Steuerung (MPX) 104, die dafür sorgt, daß eine vorherbestimmte Anfangsadresse in einen Adressenzähler 106 durch geschaltet (übertragen) wird.

Der Prioritätskodierer 102 erzeugt Auswahl ■ und Freigabesignale gemäß der in Fig. 4 dargestellten Tabelle. Wenn beispielsweise ein Operationsendesignal oder ein Instruktionsabruf--Anforderungs~ signal von dem Zustandsgenerator 150 erzeugt v/ird, dann geben die Auswahlleitungseingänge zu der Multiplex-Steuerung 104 ein Ol-Bitipuster ab, so daß die Freigabeleitung aktiv ist. Dieses Auswahlleitungsbitmuster ergibt die Anfangsadresse der Instruktionsabruf folge , die durch die Hultiplex-Steuerung 104 zu dem Adressenzähler 106 durchgeschaltet werden soll.

^wenn ein Unterbrechungsanforderungssignal vorlage, dann wäre das AuswahlIeitungs Bitnuister 10, wobei die Freigabeleitung aktiv wäre und so die Mulitplex-Steuerung 104 veranließe, die Anfangsadresse der Unterbrechungsfolge zu den? Adressenzähler 1O6 durchzuschalten. Wenn das wikroprograinmunterbrechungs-Anforderungssignal aktiv ist, erzeugt der Prioritätscodierer 102 ein 11-Auswahlleitungs-Bitornister mit einer aktiven Freigabeleitung, wodurch die Multiplexsteuerung 104 dazu veranlaßt wird, die Anfangsadresse der Mikroprograinirrunterbrechungsfolge zu deit¹ Adressenzähler 106 durchzusehalten.

Die Priorität der Behandlung der Anforderungssignale wird von dep Prioritätscodierer 102 auf folgende reise zugeteilt:

Fenn ein '■!ikroprograranunterbrechungs-Anforderungssignal vorliegt, dann erhält dieses die erste Priorität über alle anderen Anforderungssignale, so daß ein 11-Auswählleitungs-Bitrnuster erzeugt wird.

"enn ein Unterbrechungs--/nforderunqssignal vorliegt, dann erhält closes Priorität über rl.as Endcperations der Instruktionsabruf-/nf or'-Icrunqssignal und es v.-ird dann ein 1° -Auswahlleitungs-Bit·-

; 'j7i 'mo 309850/0829

muster erzeugt. Das Operationsende- oder Instruktionsabruf-Anforderungssignal hat die niedrigste Priorität und wird nur dann berücksichtigt, wenn kein Signal höherer Priorität vorliegt.

Die Multiplex-Steuerung (MPX) 104 kann einen bekannten Aufbau besitzen, bei dem vier Leitungen auf eine Leitung komprimiert werden, wobei aber im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur drei Gruppen von Eingangsleitungen benötigt werden.

Das Operationsendesignal auf der Leitung 161, wird während des letzten Zyklus der Instruktionsausführung erzeugt, die von dem Zustand 4-Steuerspeicherelement 140 gesteuert wird. Das Operationsendesignal wirkt als ein Anforderungssignal für einen Instruktionsabruf.

Wie Fig. 5 zeigt, wird das Operationsendesignal auf der Leitung 161 von einem NAND-Tor 168 erzeugt, wenn ein Weiterschaltesignal des Zustandsgenerators auf-der Leitung 105 während des Zustandes 4 empfangen wird. Das Ausgangssignal des■genannten NAND-Tores 168 aktiviert das Operationsendesignal auf der Leitung über den Inverter 124 und stellt die Verriegelungsschaltung für den Zustand 0 ein, der die Freigabeleitung 160 für den Zustand 0 wirksam werden läßt.

Das Mikroprogrammsteuerelement 100 für den Zustand 0 hält die Steuerung des Informationsverarbeitungssystems aufrecht, bis die erforderliche Mikroprogrammunterbrechungs-, Unterbrechungsverarbeitungs- oder Instruktionsabruffolgen vollständig durchgeführt sind. Die Folgen des Zustandes 0 enthalten keine internen Verzweigungen, sondern sie werden vielmehr von dem Adressenzähler 106 gesteuert, der als ein konventioneller Binärzähler aufgebaut sein kann.

Die Instruktionsabruffolge ruft die Instruktion, die von dem Programmzähler (nicht dargestellt) angegeben wird, vom Hauptspeicher 10 in Fig. 1 ab und stellt sie in das Instruktionsreqister

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20O₇ dargestellt in Fig. 3.

Wen die Instruktionsabruffolge vollständig ausgeführt ist, erzeugt das Mikroprogrammsteuerelement 100 für den Zustand 0 den Mikroauftrag "stelle den Zustandsgenerator über die Leitung 103 ein^!!. Dieser Mikroauftrag bewirkt, daß der Zustandsgenerator in Fig. 3 einen Zustand annimmt, der gesteuert wird von dem Inhalt des Feldes M des Instruktionsregisters 200, der über die Leitungen 205 dem Zustandsgenerator 150 zugeführt wird.

Die Mikroprogrammsteuerelemente 110, 120 und 130 für jeweils die Zustände 1, 2 und 3 werden nur dann aktiviert, wenn die bestimmte auszuführende Instruktion Mikroaüfträge erfordert, die in einem dieser Steuerelemente gespeichert sind, zu dem dann ein Zugriff erfolgen muß. So kann beispielsweise eine indirekte Adressierungsinstruktion erfordern, daß der Zustandsgenerator das Mikroprogrammsteuerelement 110 freigibt, damit die Adressenerzeugung und der Operandenabruf im Zustand 1 beginnen kann.

Andere Instruktionen können den Zustandsgenerator 150 benötigen, um mit der Adressenerzeugung und dem Operandenabruf entweder im Zustand 2 oder 3 zu beginnen, indem er die Mikroprogrammsteuerelemente 120 oder 130, je nachdem, freigibt.

In Fig. 5 ist der Zustandsgenerator 150 ausführlicher dargestellt. Von dem M-FeId des Instruktionsregisters 200 wird ein zwei Bit umfassendes Eingangssignal zu einem Decodierer 156 übertragen, der ein Ausgangssignal auf vier Leitungen erzeugt und an ein Schieberegister 158 weiterleitet. Wenn das Muster des M-Feldes eine "11" ist, dann wird zuerst der Zustand 1 freigegeben und das Schieberegister 158 progressiv über die nachfolgenden Zustände 1,2, 3 und 4 verschoben, wobei das Weiterschaltesignal auf der Leitung 105 die Schiebeoperation nach rechts bewirkt.

Wenn das Bitmuster des M-Feldes "01" ist, dann wird zuerst der Zustand 2 freigegeben und die Zustandsfolge, wie zuvor, durch das

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Weiterschaltesignal auf der Leitung 105, weitergeschaltet.

Wenn das Bitmuster des M-Feldes eine "00" ist, dann wird zuerst der Zustand 3 freigegeben, wenn aber das Muster eine "10" ist, dann wird zuerst der Zustand 4 freigegeben.

Das Schieberegister 158 führt nur Rechtsverschiebungen durch, so daß der Zustand 4 stets der letzte Zustand ist, der für die Instruktionsausführung eingegeben wird. Das Mikroprogrammsteuerelement 140 für den Zustand 4 gibt stets die Steuerung an das Mikroprogrammsteuerelement 100 für den Zustand 0 zurück, und zwar über das NAND-Tor und die Verriegelungsschaltung 162 in ihrer O-Stellung.

Das Weiterschaltesignal für den Zustandsgenerator ist ein Mikroauftrag, der von jedem Mikroprogrammsteuerelement 110, 120, 130 und 140 erzeugt wird, wenn das entsprechende Mikroprogrammsteuerelement den Teil der Operation des Informationsverarbeitungssystems vollständig beendet hat, dessen Steuerung dieses Element übernommen hat.

Die Mikroprogrammsteuerelemente 110, 120 und 130 für die Zustände 1, 2 und 3 steuern die Operation des Informationsverarbeitungssystems jeweils für einen Zyklus und sie benötigen auch keine örtlichen Adresseneinrichtungen. Das Mikroprogrammsteuerelement 140 für den Zustand 4 hat eine mehrfache ZyklusSteuerfähigkeit, und zwar für Instruktionen für das Verschieben, Multiplizieren und Dividieren.

Der Operationscode (OP-Code) auf den Leitungen 201 wird über die Tore 144 als Startadresse benutzt, wenn die erste Adressenleitung aktiv ist. Die Tore 144a übertragen den Operationscode in das Adressenregister 146, das seinerseits den Zugriff zu dem Mikroprogrammsteuerelement 140 durchführt.

Das Mikroprogrammsteuerelement 140 erzeugt Steuersignale auf den _EN97_IO4O 309850/0829

Leitungen 141, die die sogenannte Sprunglogik 142 (ausführlich dargestellt in Fig. 6) und die Tore 144o betätigt, um alternierende Adressen in dem Mikroprogrammsteuerelement 140 freizugeben, das angesteuert werden muß, nachdem verschiedene Bedingungen im Datenfluß während der Instruktionsausführung auftreten.

Die Sprunglogik 142, die in Fig. 6 dargestellt ist, gestattet verschiedenen Datenbedingungen auf den Leitungen 143 die Modifizierung der niedrigstelligen Bits der Adresse für das Mikroprogrammsteuerelement 140, wobei dieses von den Signalen auf den Leitungen 141 gesteuert wird. Die Multiplexsteuerung 148 kann den gleichen Aufbau besitzen wie die bereits kommerziell verfügbare MuItiplexsteuerung 104.

Die Multiplexsteuerung 148 gestattet den Datenbedingungen das niedrigstellige Bit der nächsten Adresse, gesteuert von dem Mikroprogrammsteuerelement 140, umzuschalten, so daß eine alternative Mikroinstruktion in Abhängigkeit von den Datenflußbedingungen ausgeführt wird.

Auf diese Weise steuert das Mikroprogrammsteuerelement 140 für den Zustand die Operation des Informationsverhandlungssystems während der Instruktionsausführungszyklen in einer von den Bedingungen, die in dem Datenfluß auftreten können, abhängigen Weise, wobei es erforderlich ist, daß alternative Makroinstruktionen erzeugt werden.

Nachdem die Instruktionausführung vollständig beendet ist, erzeugt das Mikroprogrammsteuerelement 140 den Mikroauftrag für das Weiterschalten des Zustandsgenerators mittels eines Signals auf der Leitung 105, das bewirkt, daß der Zustandsgenerator 15O zu dem Zustand 0 weiterschaltet und ein Operationsendesignal erzeugt, das einen Operationszvklus abschließt.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel wurde zwar anhand eines Informationsverarbeitungssystems beschrieben, es ist jedoch nicht

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auf eine derartige Anwendung beschränkt, sondern es kann auch für die Steuerung von Ein--/Ausgabegeräten, Zeichengeneratoren und anderen logischen Systemen verwendet werden, die eine gesteuerte Operationsfolge erfordern.

Jedes dieser Mikroprogrammsteuerelemente 100, 110, 120, 130 und 140 kann als monolithisch integrierter Festwertspeicher realisiert sein, der bereits auf dem Markt erhältlich ist.

Die Fign. 7A und 7B zeigen zwei Alternativen für die Realisierung der Mikroprogrammsteuerelemente für die Zustände 1,2 und 3. Fig. 7A zeigt, ebenso wie das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel, ein separates Festwertspeicherelement, das einen Adresseneingang, einen Freigabeeingang und einen Mikroauftrags-Ausgang besitzt. Die Größe des Mikroprogrammsteuerelements ist durch KxN bestimmt, wobei K die Anzahl der Adressen im Mikroprogrammsteuerelement und N die Anzahl der Bits in jedem Mikroauftrag darstellen, der in dem Mikroprogrammsteuerelement gespeichert ist.

Fig. 7B zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem eine größere Matrix vorteilhafter ist. Die Zustände 1,2 und 3 sind in einer einzigen monolithischen Struktur kombiniert, bei der der Adresseneingang nun fünf parallele Bits benötigt, im Gegensatz zu den drei parallelen Bits, wenn die Mikroprogrammsteuerelemente für die einzelnen Zustände separat angeordnet sind. Diese fünf Bits bestehen aus drei Adreßbits, von den "b"- und "m"-Feldern des Instruktionsadressenregisters 200 und aus zwei zusätzlichen Bits, die von den Leitungen für die Zustände 1, 2 und 3 von den Toren 354, 356 und den Invertern 358, 360 und 36 2 erzeugt werden. Das Ausgangssignal des Tores 354 ist logisch gleich sT & sT & S~3. Das Aus gangs signal des Tores 356 ist logisch gleich ST & S2 & S3".

Die Freigabesignale werden in dem ODER-Tor 352 kombiniert, um das Mikroprogrammsteuerelement 350 freizugeben, so daß eine be-

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liebige von 32 Adressen der Länge N angesteuert wird. Die in Fig. 7 dargestellte Schaltkreisstruktur kann auch im Zusammenhang mit dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet werden, ohne daß eine Änderung des Zustandsgenerators 150 erforderlich ist.

Die vorstehend erläuterte Erfindung gestattet den Aufbau eines effizienten und ökonomischen Mikroprogrammsteuer-Subsystems, das mit weniger gespeicherten Bits für eine gegebene Steuerfunktion auskommt, als bekannte Systeme.

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Claims

PATENTAN SPR ti CHE

1. Mikroprogramm-Steuereinrichtung für eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, gekennzeichnet durch mehrere verteilt angeordnete Mikroprogrammspeicher (100, 110, ..., 140; Fig. 3), von denen jeder nur einen Teil der Operation der Anlage zu einer bestimmten Zeit steuert, durch eine Ablaufsteuerung (150), die in Abhängigkeit von der Information in einem bestimmten Feld des Instruktionswortes die Mikroprogrammspeicher gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge zur Steuerung der Operation freigibt, durch eine Prioritätssteuerung (102, 104), die in Abhängigkeit .von AnforderungsSignalen einen ersten Mikroprogrammspeicher

(100) gemäß einer vorgegebenen Priorität beeinflußt, durch eine Schalteinrichtung (142, 144a,b, 149). , die auf Bedingungen im Datenfluß während der Ausführung einer Instruktion mit einer Umschaltung auf eine andere Mikroinstruktionsfolge eines anderen Mikroprogrammspeichers umschaltet und durch eine Einrichtung (101) zur übertragung der von den Mikroprogrammspeichern erzeugten Mikroinstruktionen zum Hauptspeicher, Datenfluß und den Ein-/Ausgabesteuerungen.

2. Mikroprogramm-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprogrammspeicher (100, 110,..., 140; Fig. 3) für die Steuerung eines Teils der Operation der Datenverarbeitungsanlage während eines bestimmten von mehreren Operationszuständen getrennt von den anderen freigegeben wird.

3. Mikroprogramm-Steuereinrichtungen nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprogrammspeicher (100; Fig. 3) für die Erzeugung von Mikroinstruktionen für eine Mikroprogramm--Unterbrechungsfolge, für eine Unter-

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brechungsfolge und für eine Instruktionsabruffolge, daß andere Mikroprogrammspeicher (110, 120, 130) für die Erzeugung von Mikroinstruktionen in Abhängigkeit von der Information in einem Adressenfeld einer Instruktion, die von der Anlage ausgeführt werden soll (z.B. Erzeugung der effektiven Adressen, Operaridenabruf), daß ferner ein weiterer Mikroprogrammspeicher (140) zur Erzeugung von Mikroinstruktionen zur Ausführung der genannten Instruktionen in Abhängigkeit von der Information im Operationscode-Feld der genannten Instruktionen und von Signalen, die im Datenfluß während der Ausführung der genannten Instruktionen auftreten und daß schließlich eine Ablaufsteuerung (150) für die serielle Freigabe der genannten Mikroprogrammspeicher während der Instruktions- und Ausführungszyklen der Anlage vorgesehen sind (vgl. Fig. 2).

4. Mikroprogramm-Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl derjenigen Mikroinstruktionsfolge des Mikroprogrammspeichers für die Steuerung der Mikroprogrammunterbrechung, der Programmunterbrechung und des Instruktionsabrufs, die zuerst ausgeführt werden soll, durch ein Signal der Prioritätssteuerung (102, 104; Fig. 3) gesteuert wird (vgl.

. Fig. 2) .

5. Mikroprogramm-Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl alternativer Mikroprogrammfolgen des weiteren Mikroprogrammspeichers (140; Fig. 3) in Abhängigkeit von Bedingungen erfolgt, die während der Ausführung von Operationen auftreten, die von der genannten Instruktion spezifiziert werden.

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