DE2706877C2

DE2706877C2 - Mikroprogramm-Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2706877C2
Application number: DE2706877A
Authority: DE
Inventors: Toshio Sagamihara Kanagawa Awaji; Kazuo Yokohama Kanagawa Furukawa; Syoji Tokio/Tokyo Kajitsuka; Yoshio Tokio/Tokyo Sakurai; Shigeki Tokorozawa Saitama Yamada; Takahiko Tokio/Tokyo Yamada
Original assignee: Fujitsu Ltd; Hitachi Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Oki Electric Industry Co Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph And Telephone Corp Nec Corp Hit
Priority date: 1976-02-17
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1984-10-25
Also published as: US4145736A; JPS5646607B2; GB1578241A; JPS5299034A; SE419381B; DE2706877A1; SE7701783L

Description

ern auswählen.

Vor dem Auslesen des Mikroprogrammspeichers «ann also die Art des auszuführenden Mikrobefehls Festgestellt werden, so daß der entsprechende Mikrobefehl in Abhängigkeit davon ausgelesen werden kann, welche Mikrobefehl-Register zur Zeit nicht benutzt werden; dadurch ergibt sich ein sehr effektiver Zugriff zu dem Mikroprogrammspeicher, so daß die Verarbeitung mit hohem Wirkungsgrad erfolgt.

Wenn kein Mikrobefehl ausgeführt werden muß, wird keine Anforderung zur Durchführung von Mikrobefehlen übertragen, so daß die entsprechende »Leerlaufzeit« zur Ansteuerung von anderen gesteuerten Einrichtungen verwendet werden kann.

Außerdem läßt sich die Auslösung eines Mikrobefehls von den gesteuerten Einrichtungen aus unterdrücken, wenn ein Mikrobefehl selbst die Ausführung des nächsten Mikrobefehls einleitet. Selbst wenn also die entsprechenden Schaltungen für die Mikrobefehle erster oder zweiter Art vorgesehen werden, ergibt sich eine sehr wirtschaftliche Mikroprogramm-Steuerung in einer Folge von Schritten, die durch die Mikrcbefehle festgelegt wird; diese Mikroprogramm-Steuereinrichtung wird also als einfache und gleichzeitig einzige, die Mikrobefehle auslösende Quelle betrachtet, ohne daß hiermit irgendwelche Nachteile verbunden sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des Grundaufbaus eines üblichen Rechnersystems,

Fig.2 ein Blockschaltbild des Grundaufbaus eines verbesserten, herkömmlichen Rechnersystems,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung für die Bestimmung von Steuerpunkten,

Fig.4 ein Blockschaltbild des Grundaufbaus einer erfindungsgemäßen Mikroprogramm-Steuereinrichtung,

F i g. 5A bis 5D ein detailliertes Blockschaltbild dieser Mikroprograi.im-Steuereinrichlung,

Fig.6 eine Erläuterung der logischen, in den Blockschaltbildern verwendeten Symbole,

Fig. 7A bis 7E ein detailliertes Blockschaltbild einiger Schaltungen der Mikroprogramm-Steuereinrichtung nach F i g. 5,

Fig.8 eiü Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Mikroprogramm-Steuereinrichtung,

F i g. 9 die Felder eines Mikrobefehls,

Fig. 10 eine Tabelle vo.j Befehlen, die in dem nächsten, in Fi g. 9 dargestellten Feld MYTgcspeichcrt werden,

Fig. Ii ein detailliertes Blockschaltbild der Zeit-Zuordnungsschaltung,

Fig. 12 ein Flußdiagramm der Reihenfolge bei der Ausführung von Mikrobefehlen,

Fig. 13 ein zeitliches Abiaufdiagramm,das dem Flußdiagramm nach Fig. 12entspricht,

Fig. 14 ein zeitliches Ablaufdiagramm der nicht unterbrochenen Ausführung von Mikrobefehlen,

Fig. 15 ein zeitliches Ablaufdiagramm der parallelen Ausführung von Mikrobefehlen,

Fig. 16 ein Flußdiagramm der Reihenfolge bei der parallelen Ausführung von Mikrobefehlen,

Fig. 17 ein Flu3cli»gramm der Reihenfolge bei der Adressenübertragung in Adressenregistern,

Fig. 18 ein zeitliches Ar. laufdiagramm, das dem Flußdiagramm nach F i g. 17 entspricht,

Fig. 19 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Art des Adressenaustausches in einem Adressenregister eines zentralen Rechners,

F i g. 20 ein zentrales Ablaufdiagramm, das dem Flußdiagramm nach Fig. 19 entspricht,und

Fig. 21 ein Programm für verschiedene Datenkanäle, die aufgrund eines einzigen Mikrobefehls verschiedene Operationen ausführen.

In den Figuren sind die gleichen beziehungsweise einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Bevor die bevorzugte Ausführungsform der Mikroprogramm-Steuereinrichtung im Detail beschrieben wird, soll an Hand von F i g. 1 ein herkömmliches Rechnersystem und die dabei auftretenden Schwierigkeiten erörtert werden.

Das in F i g. 1 dargestellte, herkömmliche Rechnersystem weist einen Hauptspeicher 12, eine Zentraleinheit 11. mehrere gemeinsame Datenkanalteile 14i bis 14„. die jeweils aus einer Steuereinheit 12 für die Verbindung zwischen dem Hauptspeicher 12, der .iintraleinheit 11 und einer Dateneinheit 13 bestehen, weitewiin mehrere individuelle Datenkanalteile 18t bis 18«, die jeweils aus einer Ein/Ausgabe-Anschlußsteuereinheit 16 und einer Dateneinheit 17 bestehen, die zwischen die Anschlußsteuerein;.eit 12 und die Dateneinheit 13 geschaltet ist, sowie mehrere Ein/Ausgabe-Einheiten 19| bis 19„ auf, die mit den einzelnen Teilen 18| bis 18„ verbunden sind. Wenn die Datenkanäle 15_; bis 15„, die jeweils aus einem

jo gemeinsamen Teil 14 und einem individuellen Teil 18 bestehen, Multiplexer-Kanäle sind, werden die gemeinsamen Teile 14i bis 14„ Kanalmultiplexer genannt, während die individuellen Teile 18. bis 18„ als Unterkanäle bezeichnet werden.

Da die Unterkanäle 18| bis 18„ jeweils Ein/Ausgabe-Anschlußsteuereinheiten 16 enthalten, hat dieses Rechnungssystem den Nachteil, daß sich der Aufbau proportional zur Zahl der Unterkanäle 18 vergrößert. Außerdem sind die Steuereinheiten 12 und 16 auf jeden Kanalmultiplexer 14 und jedem Unierkanal 18 verteilt, so daß ein Speicher für die entsprechenden Steuerbefehle in jeder Steuereinheit 12 und 16 vorgesehen sein muß. Ferner werden die Steuerung der Verbindungen zwischen den Steuereinheiten 12 und 16 und ihre Synchronisation komplizierter. Bei einer Erhöhung der Zaiil der Unterkanäle 18 nehmen daher die Gesamtbetriebskosten zu. während der Steuerwirkungsgrad abnimmt.

Um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden, ist ein Rechnersystem entwickelt worden, bei dem (siehe F i g. 2) statt der gemeinsamen Steuereinheit 12 und der gemeinsamen Dateneinheit 13 in jedem Kanalmultipiexer 15 eine gemeinsame Steuereinheit 12 und eine gemeinsame Dateneinheit 13 zusammen mit einer Zustandsanzeigeschaltung 20 für die Zeitmultiplex-Mchrfachsteuen-ng der Unterkanäle 18i bis 18„ in dem Kanalmultiplexer 14 vorgesehen sind.

Wenn eine zu kleine Zeitaufteilung bei der Zeitmultiplcx-Mehrfachsteuerung angewendet wird, die auf (fest) verdrahteten ,ogischen Steuerverfahren basiert,

bo nimmt die Zu hl der Teile von Schaltanordnungen zum Schalten der Unterkanäle 18 erheblich zu. Wenn andererseits eine zu lange Zeilaufteilung angewendet wird, wird die Wartezeit von einigen Unterkanälen 18 zu lang wegen der langen Zeit, die zum Verarbeiten einer Datenübertragungsanforderung von einer Ein/Ausgabe-Einheit erforderlich ist, so daß die Ansprechzeit für die Datenübertragungsanforderung eine vorbestimmte Zeitdauer überschreitet.

Als nächstes wird der grundlegende Gedanke der erfindungsgemäßen Mikroprogramm-Steuereinrichtung beschrieben. Bei der Mikroprogrammsteuerung der Kanäle werden die Befehle für die arithmetische Operations-Hauptieitung des Datenteiis (der Einheit 13) und Befehle zum Setzen oder Rücksetzen eines Hallc-Flip-Flops verwendet, um das Ansprechen der Ein/Ausgabe-Verbindung auf Befehle zum Prüfen des Zustands von Flip-Flops und der Zustände der Datenteile 17 der Unterkanäle 18, bis 18„ zu steuern. Einer der Befehle für die arithmetische Operations-Hauptleitung wird gemeinsam für die Unterkanäle 18| bis 18„, oder der andere wird zum Ausführen nur eines Unterkanals 18 verwendet. Beispielsweise wird für die Datenübertragung zwischen dem Hauptspeicher 12 und dem Untcrkanal 18 nur einem Unterkanal Zugriff zum Hauptspeicher erlaubt. Da die Speicherzugriffszeit vergleichsweise länger ist als eine Befehlsausführungszeit, wird ein Mikrobefehl in mehreren Schritten durchgeführt. Während der Durchführung des Mikroprogramms wird jedoch der Schritt auf eine Antwort von dem Hauptspeicher 12 zu warten, so gesteuert, daß die zu steuernde Folge, d. h. die gesteuerten Einrichtungen entsprechend kleiner in der Zahl sind, so daß der andere (Teil) der in wenigen Maschinenzyklen ausgeführten Steuerung allein durch nur einen Mikrobefehl genau festgelegt sein kann. Bei einer großen Zahl von gesteuerten Einrichtungen kann die Zeitfolgesteuerung mehrerer gesteuerter Einrichtungen durch die Verbindung einer ein Zeitsignal erzeugenden Schaltung 21. eines Dekodierers 22 und eines in Fig.3 dargestellten Folgesteuerungsfeldes 23 genau festgelegt werden, so daß sich Wirkungen erhalten lassen, die denen ähnlich sind, die bei der Ausführung mehrerer Mikrobefehle erhalten werden. Beispielsweise ist bei der Durchführung der Schritte für vier Maschinenzyklen, die einem Mikrobefehl entsprechen, eine gesteu-

.... c:„.;„u...„_ ...„!»ι ι u _:_ r-u -i : ι r-_i

*-l *v. L.IIII ivmuilg, TTdVIIV UUtCII VIII I CIU Λ III UVIII IVHgC* stcuerungsfeld 23 genau festgelegt ist. in dem zweiten Zyklus definiert, während eine gesteuerte Einrichtung, die durch das Feld 3 festgelegt ist. durch den ersten und dritten Zyklus definiert ist. usw.

Außer den Mikrobefehlen für die Steuerungen in einigen Maschinenzyklen gibt es Mikrobefehle, die unabhängig voneinander durchgeführt werden können, um gesteuerte Stellen zum Setzen oder Rücksetzen der FUp-Flops zu bestimmen. Bei der nachstehend beschriebenen Ausführungsform können eine erste Art von Mikrobefehlen, die in einigen Maschinenzykicn ausgeführt werden, und eine zweite Art von Mikrobefehlen, die in einem Maschinenzyklus ausgeführt werden, parallel verarbeitet werden.

In Fig.4 ist ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, wobei ein Kanalmultiplexer 24 mit mehreren gesteuerten Einrichtungen, nämlich Unterkanälen 25| bis 25„ verbunden ist und einen Mikroprogrammspeicher 26 für die Mikroprogramme, erste und zweite Mikrobefehlregister 27 und 28 für die erste bzw. zweite Art von Mikrobefehlen, eine den nächsten Mikrobefehl auswählende Schaltung 29, eine Mikrobefehl-Durchführungssteuerschaltung 30, eine gesteuerte Schaltung 3Z wie beispielsweise eine Recheneinheit, in dem Kanalmuhiplexer 24, und einen Befehl-Dekodierer 31 zum Erzeugen von Steuersignalen aufweist, die an die gesteuerte Schaltung 32 anzulegen sind leder Unierkanal 25i bis 25„ weist eine gesteuerte Schaltung 33, Dekodierer 34 und 35 zum Abgeben von Steuersignalen an die gesteuerte Schaltung 33 sowie Prüfschaltungen 36 und 37 auf. um die gesteuerte Schaltung 33 entsprechcnd der ersten und zweiten Art von Mikrobefehlen zu prüfen. Die Unterkanäle 25i bis 25„ sind über eine Ein/ Ausgabe-Verbindung jeweils mit Ein/Ausgabe-Einheiicn38i ois38„ gekoppelt.

■> Anhand von F i g. 5 wird als nächstes der Aufbau und die Arbeitsweise dieser Mikroprogramm-Steuereinrichtung im einzelnen beschrieben. Der Einfachheit halber wird ein Steuersystem erörtert, das aus einem Kanalmultiplexcr 24 und zwei Unterkanälen 254 und 25ß

κι besteht. Die Schaltung 29 zur Auswahl des nächsten Mikrobefehls weist ein Mikroadrcssenregister 40 zum Steuern der Verbindung mit der Zentraleinheit 11 entsprechend deren Ein/Ausgabcbcfehl. Mikroadressenregister41 und 42 zum Steuern der Unterkanäle 254 bzw. 25ß, einen Generator 43 für ein festes Adressenmuster, einen Selektor 44 zum Auswählen eines der Mikroadrcssenregister 40, 41 und 42 und des Generators 43 für das feste Adressenmustcr, ein Steuerspeicher-Adrcsscnregister 45 zum Speichern einer ausgewähiien Adresse, einen Plus-Eins-Addicrer 46 zum schrittweisen Fortschaltcn der Adresse, ein Sprungadressenregister 47 zum Speichern einer durch einen Mikrobefehl festgelegten Adresse, und einen Selektor 48 zum Auswählen des Ausgangssignals entweder des Plus-Eins-Addierers 46 oder des Sprungadressenregisters 47 auf. Das Ausgangssignal des Sclektors 48 kann in einem der Mikroadressenregister40,41 und 42 gespeichert werden.

Zur Vcfvinfachung der Darstellung ist in Fig.4 nur der Unterkanal 25_; gezeigt. In F i g. 5 sind jedoch beide Unterkanälc 254 und 25ß dargestellt. Die Teile 25,, 33, 34,35,36 und 37 von F i g. 4 entsprecnen also den Teilen 254.334,344.354.364 und 374 von F i g. 5.

Die ausgclesenen Ausgangssignale des Steuerspeichers 26 für den Mikrobefehl werden durch den Ausgang des Sclektors 44 der Schaltung 29 für die Auswahl des nächsten Mikrobefehls an jedes Mikrobefehlsregi-

Λίν-Ι Λ/" UIlU *O tlllgVIV^I. l-»IV r-\il3£ail₆»l₆ltCllV UVl iTir krobofchlsrcgister 27 und 28 werden über gemeinsame Sammelleitungen 49 und 50 zu den Unterkanälen 254 und 25 B übertragen.

Jeder Unterkanal 254 und 25ß weist einen ersten Mikrobcfehldekodierer 344 oder 34ß. einen zweiten Mikrobcfchldekodierer 354 oder 35ß, eine erste Schaltung 364 oder 36ß zur Auswahl einer Prüfstelle, die auf den ersten Mikrobefehl anspricht, eine zweite Schaltung 374 oder 37ß zur Auswahl einer Prüfstelle, die auf den zweiten Mikrobefehl anspricht, und eine gesteuerte Schaltung 334 oder 33ß auf.

Eine Anfordcrungsentscheidungsschaltung51 fällt die Entscheidung bezüglich der nächsten Mikrobefehls-rt, die im Anschluß an den Mikrobefehl durchzuführen ist, der entsprechend der ersten oder zweiten Art von Mikrobefehlen durchgeführt wird, bestimmt ob es eine Befehlsausführungsanforderung ist oder nicht und registriert eine Anforderung an einer ersten und zweiten Registerschaltung 52 und 53 für eine Mikrobefehls-Durchführungs-Anforderung in der Steuerschaltung 30 für eine Mikrobefehlsausführung, die der ersten bzw. zweiten Art von Mikrobefehlen entspricht

bo Die Steuerschaltung 30 für eine Mikrobefehlsausführung weist ferner folgende Einrichtungen auf: Halte-Flip-Flops 544 bis 54C die der Zentraleinheit und den beiden Unterkanälen 254 bzw. 25ß entsprechen, zur Steuerung der Durchführung der ersten Art von Mikro-

b5 befehlen. Haite-Rip-Rops 554 bis 55C die der Zentraleinheit 11 und den beiden Unterkanälen 254 bzw. 25ß entsprechen, zur Anforderung der Durchführung des zweiten Mikrobefehls, eine erste und eine zweite Aus-

wahlschaltung 56 und 57 für die Mikrobefehl-Anforderung; eine Befehlsart-Auswahlschaltung 58 zum Bestimmen und Festlegen der anzuschaltenden Auswahlschaltung 56 oder 57; eine Zeit-Zuordnungsschaltung 59 für die dynamische Auswahl der ersten Mikrobefehlsanforderung; Verzögerungs-Flip-Flops 6(M bis 6OC die der Zentraleinheit 11 und den Unierkanälen 25,4 bzw. 25ß enisprr,-]en, zum Empfang der ersten Mikrobefehlsanforderung; und Verzögerungs-Flip-Flops 61/t bis 61C, die der Zentraleinheit 11 und den beiden Unierkanälen 25/4 bzw. 25ß entsprechen, um die zweite Mikrobefehlsanforderung zu erhalten.

Nur eines dieser Flip-Flops 60/4 bis 6OC und 61/4 bis 61C wird gesetzt und zeigt dadurch an, daß die Anforderung erhalten worden ist. Das Ausgangssignal eines der Register 40 bis 42 oder des Generators 43 für das feste Adressenmuster wird über den Selektor 44 in der Schaltung 29 für die Auswahl des nächsten Mikrobefehls zu 162 bis 166, während der Selektor 44 UND-Glieder 167 bis 173 und ein ODER-Glied 186 aufweist. Die Anforderungs-Entscheidungsschaltung 51 weist ein NOR-Glied 174 und ODER-Glied 183 bis 185, einen Dekodierer 175,

ι der verwendet wird, wenn der Sprungbedingung entsprochen ist, und einen zweiten Dekodiercr 176 auf, der verwendet wird, wenn der Sprungbedingung nicht entsprochen ist.

Die Befehlsfoige-Steuerschaltung 177 ist über einen

ι« Dekodiercr 178 mit dem Register 27 für den ersten Mikrobefehl verbunden. Weitere zugeordnete Schaltungen sind eine Festadressen-Steuerschaltung 179, ein Flip-Flop 180 und ODER-Glieder 181 und 182. die wie dargestellt, geschaltet sind (siehe F i g. 7D).

ir> Als nächstes wird anhand von F i g. 8 ein wesentlicher und grundlegender Schritt dieser Mikroprogramm-Steuereinrichtung beschrieben. Hierbei soll die Steuereinrichtung durch vier Arten von Taktimpulsen (d. h.

dem Speicher 26 übertragen. Folglich wird der Mikro einer Phase !.!!, !!! und !V) in einem Msschinenzyklus

befehl ausgelesen.

Die Steuerschaltung 30 weist ferner folgende Einrichtungen auf: Verzögerungs-Flip-Flops 64.4 bis 64C, die der Zentraleinheit 11 und den beiden Unterkanälen 25/4 und 25S entsprechen, auch durch das Ausgangssignal eines Verknüpfungsgliedes 198 (siehe Fig.7) rückgesetzt werden sowie die Durchführung der ersten Art von Mikrobefehl bestimmen; Flip-Flops 63A 63ß und 63C, die der Zentraleinheit 11 bzw. den beiden Unterkanälen 25/4 und 25ß entsprechen und zur Anzeige der Durchführung der zweiten Art von Mikrobefehl dienen; Mikrcijefehl-Anforderungs-Flip-Flops 62/4, 62ß und 62C, die der Zentraleinheit 11 und den beiden Unterkanälen 25/4 und 25ß entsprechen; ein Ein/Ausgabe-Befehlsregister 65 zum Speichern eines Ein/Ausga be-Befehls von der Zentraleinheit 11; einen Dekodierer zum Unterscheiden der Nummer oder der Adresse des Unterkana'.s 25.4 oder 25S; UND-Güeder 67 bis 72: ODER-Glieder 73 bis 80; einen Dekodierer 81; Signalleitungen 82a und 82b zum Übertragen des Signals zum Bestimmen des Unterkanals 25/4 oder 25ß entsprechend der ersten Art von Mikrobefehl; und Signalleitungen 83a und 836 zum Übertragen des Signals zum Bestimmen des Unterkanals 25/4 oder 25ß entsprechend dem zweiten Mikrobefehl.

Die logischen, in F i g. 5 verwendeten Symbole sind in F i g. 6 erläutert. In F i g. 7 sind im einzelnen die Schaltung 29 zur Auswahl des nächsten Befehls und die Steuerschaltung 30 für eine Mikrobefehlausführung dargestellt.

Die Registerschaltung 53 der Steuerschaltung 30 für die Durchführungsanforderung der zweiten Art von Mikrobefehl weist ODER-Glieder 84 bis 89, UND-Glieder 90 bis 92, Halte-Flip-Flops 934 bis 93C, UND-Glieder 94 bis 101 und ODER-Glieder 102 bis 104 auf. Die Registerschaltung 52 zur Durchführungsanforderung des ersten Mikrobefehls weist UND-Glieder 105 bis 109 und ODER-Glieder HO und 111 auf. Die Auswahlschaltung 57 für die zweite Mikrobefehls-Anforderung weist UND-Glieder 112 bis 122 und ODER-Glieder 123 bis 125 auf, während die Auswahlschaltung 56 für die erste Mikrobefehls-Anforderung UND-Glieder 126 bis 137, ODER-Glieder 138 bis 140 und ODER-Glieder 196 und 197 enthält. Die Befehlsart-Auswahlschaltung 58 weist ein Verknüpfungsglied 141 und ODER-Glieder 142 bis !44 auf.

Der Selektor 48 der Auswahlschaltung 29 für den nächsten Mikrobefehl enthält NAND-Glieder 145 bis 147, und UND-Glieder 148 bis 161 und ODER-Glieder betrieben werden. Zuerst wird die Steuerung des ersten Unterkanals 25/4 durch den Kanalmultiplexer 24 entsprechend drr zweiten Mikrobefehlsart beschrieben. Das Flip-Flop 55ß für eine Mikrobefehl-Durchführungsanfordcrung, das dem Unterkanal 25/4 in der Steuerschaltung 30 für eine Mikrobefehlsdurchführung entspricht, wird gesetzt. Die Prioritätsauswahl wird in der unten beschriebenen Weise ausgeführt, wenn mehrere Flip-Flops 54A bis 54Cund 55Λ bis 55Cfür eine Mikrobefehl-Durchführungsanforderung gesetzt sind.

jo Wenn die Anforderungen zur Durchführung der ersten und zweiten Art von Mikrobefehlen gleichzeitig auftreten, wenn die Flip-Flops 54/4 bis 54Cund 55/4 bis 55C gesetzt sind, wird das Verknüpfungsglied 141 in der Befehlsart-Auswahlschaltung 58 (siehe F i g. 7) entspre-

J5 chend dem Ausgangssignal 144/4 von der Auswahlschaltung 56 für die erste Mikrobefehlsanforderung in den logischen Zustand »!« gebracht; so daß die Anforderung für die Durchführung der zweiten Mikrobefehlsart an den UND-Gliedern 112 bis 114 gesperrt ist. Selbst

•to wenn die Anforderung zur Durchführung der ersten Mikrobefehlsart anliegt und wenn das Ausgangssignal 177a von der Befehlsfolge-Steuerschaltung 177 im logischen Zustand »1« ist, d.h. ein Befehl über mehrere Maschinenzyklen auszuführen ist, ist die Anforderung

4^r) zur Durchführung der ersten Mikrobefehlsart an den UND-Gliedern 129 bis 131 durch das ODER-Glied 143 gesperrt; die Anforderung zur Durchführung der zweiten Art von Mikrobefehlen wird jedoch über die UND-Glieder 112, 113 und 114 erhalten, da das Verknüpfungsglied 141 in den logischen Zustand »1« geschaltet ist Der logische Zustand »0« liegt am Ausgang 177a der Befehlsfolge-Steuerschaltung 177 bei dem letzten Zyklus der zweiten Mikrobefehlsart an, da die erste Mikrobefehlsart in dem Maschinenzyklus ausgeführt werden kann, der auf den letzten Maschinenzyklus der zweiten Mikrobefehlsart folgt Die Durchführung der ersten Mikrobefehlsart wird gegenüber der Durchführung der zweiten Mikrobefehlsart bevorzugt Nunmehr wird die Bevorzugungsoperation in der Auswahlschaltung 57 für die Durchführungsanforderung des Mikrobefehls beschrieben. Wenn das ODER-Glied 123 im logischen Zustand »1« ist, befinden sich auch die Glieder 118 und 119 im logischen Zustand »0«; wenn das ODER-Glied 124 im logischen Zustand »1«ist,

«>s ist auch das Glied 119 im logischen Zustand »0«. Die Bevorzugung oder Priorität bei den Durchführungsanforderungen der zweiten Mikrobefehlsart hat also die Reihenfolge 61/4.61 ß und 61C In ähnlicher Weise wird

die Bevorzugung der Ausführungsanforderung der ersten Mikrobefehlsart durchgeführt; sie wird allerdings dynamisch geändert, wie später noch in Verbindung mit der Zeit-Zuordnungsschaltung 59 beschrieben wird. Auf diese Weise wird in einem Maschinenzyklus nur eine Anforderung erhalten.

Nachdem jed°<; Flip-Flop 604 bis 6OC und 614 bis 61C für eine Anforderung der ersten und zweiten Mikrobefehlsart gtwähl: ist, ähnelt die Durchführung des Mikrobefehls einem Zustand bei dem nur eines der Flip-Flops 54/4 bis 54Cund 554 bis 55Cfür eine Durchführungsanforderung der ersten und zweiten Mikrobefehlsart gesetzt ist. Infolgedessen soll in der folgenden Beschreibung nur eines der Flip-Flops 54/4 bis 54Cund 55/4 bis 55Cgesetzt sein.

Um die Beschreibung zu vereinfachen, sollen alle Flip-Flops 54/4 bis 54C, 554 und 55C außer dem Flip-Flop 55Ö rückgesetzt werden. Das heißt, die Ausgänge ;.. der UND-Glieder 113. 116. 118 und 124 sind auf dem

logischen Zustand »1«; entsprechend dem Taktimpuls Phase III wird der Ausgang 61 ödes Flip-Flops 61Sden

■■' logischen Zustand »1« einnehmen, so daß das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 86 in der Rcgisterschaltung 53 den logischen Zustand »1« hat. Entsprechend dem vier- '2i ten Taktimpuls oder dem Taktimpuls der Phase IV wird

rß das Flip-Flop 93ß zum Sperren der Anforderung von

außen gesetzt. Danach wird die Mikroprogramm-Start-

M anforderung von dem ersten Untcrkanal 25,4 aus durch

>ί das UND-Glied 95 unterbunden. Die Freigabe des Ver-

, j bots, das Mikroprogramm anzufordern, wird entspre-

Ii chend dem Mikroprogrammbefehl durchgeführt. Wenn

'jti keine Anforderungen zur Erzeugung einer Festadresse

J, von der Festadressen-Steuerschaltung 179 vorliegt.

S wird der Ausgang 179a den logischen Zustand »0« an-

nehmen. Da das die Anforderung aufnehmende Flip-

Flop 61B den logischen Zustand »1« hat, wird infolge-

j dessen der Ausgang des UND-Gliedes 168 in dem Sc-

Sf lektor 44 über das ODER-Glied 86 den logischen Zustand »1« annehmen; der Inhalt des Mikroadressenregisters 41 für den Unterkanal 25/4 wird über das UND-Glied 171 zu dem Steuerspeicher 26 übertragen, und ein Mikrobefehl wird aus dein Speicher 26 ausgelesen. Da das Flip-Flop 61B zur Aufnahme einer Mikrobefehlsanforderung den logischen Zustand »1« hat. ist der Ausgang des ODER-Gliedes 77 im logischen Zustand »1«, und ein Mikrobefehl wird über das UND-Glied 71 in dem Register 28 für die zweite Mikrobefehlsart gesetzt. Die Feldbildung des Registers 28 für den zweiten Mikrobefehl ist in F i g. 9 dargestellt. Daten in den Feldern C 1 bis CZ werden an den Dekodierer 81 in dem Kanalmultiplexer, an die Dekodierer 35/4 und 35Ö und die Prüfstellen-Auswahlschaltungen 374 und 37ß in den beiden Unterkanälen 254 und 255 übertragen. Das die Mikrobefehldurchführung anzeigende Flip-Flop 63ß wird jedoch in den logischen Zustand »1« bei derselben Taktsteuerung zum Zeitpunkt i_M (siehe Fig.8) gebracht, bei welchem der Mikrobefehl in das Register 28 für die zweite Mikrobefehlsart geladen ist; das Ausgangssignal des Flip-Flops 63S wird über die den Unterkanal festlegende Signalleitung 83a an den Dekodierer 35/4 und die Prüfstellen-Auswahlschaltung 37A in dem ersten Unterkanal 25/4 übertragen, um sie anzuschalten. Damit wird der Inhalt des Registers 28 für den zweiten Mikrobefehl nur durch den Dekodierer 81 in dem Kanalmultiplexer. den Dekodierer 35/4 und die Prüfstellen-Auswahischaltung 374 in dem ersten Unicrkanal ausgewertet und ausgeführt.
Inzwischen wird entsprechend dem Taktimpuls der Phase IV zum Zeitpunkt t<,i (siehe F i g. 8) das Stcuerspcichcr-Adrcssen· :gistcr 45 in der Auswahlschaltung 29 für dun nächsten Mikrobefehl erneuert; sein Ausgangssignal wird über den Plus-Eins-Addierer 46 an das ■s UND-Glied 158 in dem Selektor 48 übertragen. Der Ausgang des Flip-Flops 180 ist während der Taktimpulse der Phasen Il bis IV den logischen Zustand »1«, und das UND-Glied 158 und das ODER-Glied 166 in dem Selektor 48 halten das Ausgangssignal von dem Plusin Eins-Addicrcr46 während der Taktimpulse der Phase I! bis IV. Der Ausgang 81a »0« des Dekodierers 81, der mit dem Register 28 für den zweiten Mikrobefehl verbunden ist, wird in diesem Fall an das UND-Glied 146 des Sclektors 48 angelegt, so daß der Ausgang des UND-r > Gliedes 152 den logischen Zustand »1« hat; entsprechend dem Taktimpuls l·*, der Phase IiI wird eine um eins (+ 1) erhöhte Adresse in das Mikroregister 41 für den Untcrkanal 254 in der Auswahlschaltung 29 für den nächsten Mikrobefehl geladen.

Wenn der Mikrobefehl in dem Register 28 für den zweiten Mikrobefehl ein Verzweigungsbefehl ist, wird das Ausgangssignal das Prüfergebnis von der Prüfstellen-Auswahlschaltung 374 in dem Unterkanal 254 über das ODER-Glied 79 an die Anforderungs-Entscheidungsschaltung 51 in dem Kanalmultiplexei 24 übertragen. Wenn die Prüfung erfolgreich ist, hat der Ausgang 181.) des ODER-Gliedes 181 den logischen Zustand »I«, so daß die Ausgänge des UND-Gliedes 149 und des ODER-Gliedes 162 in dem Selektor 48 bei dem Taktimjo puls /« der Phase I den logischen Zustand »1« einnehmen werden. Da die Ausgänge des UND-Gliedes 152 und des ODER-Gliedes 164 den logischen Zustand »1« haben, liegt der Ausgang des UN D-Gliedes 134 auf dem logischen Zustand »1«.

j5 Während der Taktimpulse der Phase IV bis Il hat der Ausgang des Flip-Flops 180, der mit dem Selektor 48 verbunden ist, den logischen Zustand »0«; während derselben Periode halten die Vcrknüpfungsglieder 148 und 166 des Selektors 48 das Ausgangssignal des Sprungadressenregisters 47 der Auswahlschaltung 29 für den nächsten Mikrobefehl. Das UND-Glied 160 des Selektors 148 wird bei dem Taktimpuls tv der Phase I geöffnet, und der Inhalt N\ des Sprungadressenregislers 45 (welcher in den Daten in dem Feld JA in F i g. 9 enthalten ist) wird in das Register 41 geladen.

Wenn die Prüfung nicht erfolgreich war, hat der Ausgang des UND-Glieds 149 in dem Selektor 48 den logischen Zustand »0«, so daß der Inhalt des Sprungadressenregisters 47 nicht an das Mikroadressenregister 41 für den ersten Untcrkanal 254 übertragen wird. Schließlich wird der zweite Mikrobefehl bei dem Taktimpuls tu der Phase II (siehe F i g. 8) durchgeführt, und eine um eins erhöhte Adresse wird in das Mikroadressenregister 51 für den ersten Unterkanal 254 entsprechend dem Zeittakt fst, der Phase III geladen; wenn aber die Prüfung erfolgreich war, wird die Sprungadresse entsprechend dem Zeittakt fs7 der Phase 1 in das Mikroadressenregister 41 geladen.

Die Steuerfolge entsprechend den Daten in dem in μ F i g. 9 dargestellten Feld NXT wird nachstehend beschrieben. Wie in F i g. 10 gezeigt, weist das Steuerfeld NXTfür den nächsten Mikrobefehl eine Information für einen Mikrobefehl auf. der als nächstes auszuführen ist. Das heißt, die Information an den 0-Bit- und 2-Bi!-Stell:n legen das Register 27 oder 28 für den ersten oder zweiten Mikrobefehl fest, welches zur Durchführung des nächsten Mikrobefehls verwendet wird. Diese Information, d. h, die an den 1- und 3-Bit-Stel!en gespeicher-

10

len Befehle definieren, ob die Diuchführungsanforderung für den nächsten Mikrobefehl auszugeben ist oder -seht, oder oi> der Kanalmultiplexer 24 das DtirchfühlUngs-Anforderungssignal von der Zentraleinheit 11 feststellt oder nicht, oder ob der nächste Schritt gehalten wird oder nicht, bis die Mikrobefehl-Ausführungsanforderung entsprechend der Änderung des Signals von der Ein/Ausgabe-Einheit aus ausgegeben wird, das mittels des Unterkanals festgestellt wird. Wenn beispielsweise die Bits in dem Feld NXTdes Mikrobefehls mit der Adressenzahl No die Werte »0 i 1 I 0« haben, wie in dem Flußdiagramm nach Fig. 12 dargestellt ist, ist die Anforderung des nächsten, in Fig. 10 wiedergegebenen Befehls die zweite Art Mikrobefehl der Adresse (N₀ + 1), die in dem Plus-Eins-Addierer 46 festgelegt ist, und ein erster Mikrobefehl mit einer Adresse Ni, die in dem Sprungadressenregister 47 definiert ist.

Wenn die Prüfung, die entsprechend der zweiten Art Mikrobefehl mit der Auresse /Vo durcngefü'ni i wuideii ist, erfolgreich ist, hat der Ausgang 185a des Dekodierers 175 in dtr Anforderungs-Entscheidungsschaltung 51 den logischen Zustand »1«: während der Durchführung dieses Mikrobefehls N₀ hat der Ausgang des ODER-Gliedes 87 in der Registerschaltung 53 den logischen Zustand »1«, so daß die Ausgänge der UND-Glieder 106 und 110 in der Schaltung 52 den logischen Zustand »1« haben. Folglich ist das Flip-Flop 54ß für eine Durchführungsanforderung des ersten Mikrobefehls entsprechend dem Takt der Phas: 1 gesetzt. Danach ist daj Anforderungs-Auswahlverfahrer: für den ersten Mikrobefehl ähnlich dem Anforderungs-Auswahlverfahren für den zweiten Mikrobefehl; um aber die Priorität bei der Anforderungs-Auswahl dynamisch zu ändern, wird, wenn der durch die Zeit-Zuordnungsschaltung 59 festgelegte Unterkanal 25Λ oder 25ß die erste Mikro- J5 befehl-Anforderung hat, das Ausgangssignal auf einer Ssgnaüekung 59s der Zcit-Ziiordnungsschaltung 59 der· logischen Zustand »1« einnehmen, so daß der normale Auswahlweg gesperrt ist.

lung 195 können erforderlichenfalls geändert werden, aber die Zuordnung eins-zu-eins muß zwischen ihnen erhallen bleiben, so daß entsprechend einem beliebig gewählten Inhalt des Zahlers 193 eins der ODER-Glieder 191 oder 190 ein Ausgangssignal mit dem logischen Zustand »1« abgibt, wodurch dann eins der UND-Glieder 188 oder 189 ein Ausgangssignal mit dem logischen Zustand »1« abgibt. Wenn infolgedessen der Ausgang eins der UND-Glieder 130 oder 131 in der Auswahlschaltung 56 den logischen Zustand »1« hat, und wenn entweder das UND-Glied 188 oder das UND-Glied 189 geöffnet ist, wird der Ausgang 59a der Zeit-Zuordnungsschaltung 59 den logischen Zustand »1« einnehmen. Infolgedessen wird die Zeit-Zuordnungsschaltung 59 bei den einfachen Prioritätsschaltungen 132 bis 134 in der Auswahlschaltung 56 für die Durchführungsanforderung des ersten Mikrobefehls bevorzugt. Der zyklische Zähler 193 für η Bits wird durch den Taktimpuls dei riläiC ii ü-FitSprCCiicnCi jedem ÄüägäügSSignäl iTiit einem logischen Zustand »1« von dem ODER-Glied 78 jedesmal danri weitergeschaltet, wenn der erste Mikrobefeh! ausgeführt ist.

Die Verbindungen oder Überbrückungen in der Kurzschlußschaltung 195 können so angeordnet sein, daß sie eier Häufigkeit des Auftretens der ersten Art von Mikrobefehlen entsprechen, die jedem Unterkanal zugeordnet sind, so daß die Anforderungen der Unterkanäle entsprechend ihrer Anforderungshäufigkeit ausgewählt werden können.

Als nächstes wird anhand der F i g. 12 und 13 die Steuerfolge beschrieben, wenn das Feld NXT einen Befehl zum Halten des nächsten Mikrobefehls erhält. Wie in F i g. 12 dargestellt, legt der Befehl auf der Adresse Nx das Halten der Durchführung des nächsten Mikrobefehls fest, bis der erste Unterkanal 25A eine Mikrobefchls-Durchführungsanforderung abgibt. Wenn der Mikrobefeh! auf der Adresse .Vi in das erste Mikrobefehl-Register 27 geladen ist. wird der Ausgang 183a des Dekodierers 176 in der Anfordcungs-Entscheidungsschal-

Folglich werden die Ausgänge 59ft und 59c der Zeit- 40 lung 51 den logischen Zustand »1« einnehmen: das dem Zuordnungsschaltung 59 den logischen Zustand »1« ein- Register zur Anforderung des ersten Mikrobefehls zunehmen, so daß die Anforderung des festgelegten Un- geordnete Flip-Flop 625 wird in den logischen Zustand terkanals beschleunigt bzw. erzwungenermaßen erhal- »1« entsprechend dem Taktimpuls der Phase '"! geten werden kann. Wenn die Anforderung ausgewählt ist, bracht (bei welchem der Mikrobefehl durchgelührt wird das die Anforderung erhaltende Flip-Flop 60S in 45 wird) und bleibv für einen Maschinenzyklus auf dem den logischen Zustand »1« gebracht, und der Inhalt des logischen Zustand »I«, so daß der Ausgang des UND-Gliedes 91 in der Registerschaltung 53 für eine Mikrobefehls-Durchführungsanforderung den logischen Zustand »1« einnimmt; entsprechend dem Taktimpuls der 50 Phase Γ (die ein wenig gegenüber dem Takt der Phase 1 verzögert ist) wird das ein externes Starten verhindernde Flip-Flop 93ß in den logischen Zustand »0« gebracht. Danach kann die Mikrobefehls-Startanforderung von

Mikroadressenregisters 41 für den ersten Unterkanal 25A wird über das UND-Glied 171 und das ODER-Glied 186 des Selektors 44 zu dem Speicher 26 übertragen. Da der Ausgang des ODER-Gliedes 78 den logischen Zustand »1« hat, wird der aus dem Speicher 26 ausgelesene Mikrobefehl Ober das UND-Glied 72 zu dem Register 27 für den ersten Mikrobefehl übertragen. Folglich wird beispielsweise die Steuerung eines Speiaußerhalb des Kanalmultiplexers 24 über das UND-

cherzugriffs über mehrere Maschinenzyklen durchge- 55 Glied 95 in der Registerschaltung 53 für eine Durchfühführt, (wobei ein Maschinenzyklus so festgelegt ist, daß rungsanforderung des ersten Mikrobefehls oder über

das UND-Glied 108 in der Registerschaltung 52 für eine Durchführungsanforderung des ersten Mikrobefehls erhalten werden. Nachdem der Mikrobefehl N₁ in dem

er von einem Takt der Phase II zu dem folgenden Takt der Phase II durchläuft).

Anhand von Fig. 11 wird nunmehr die Prioritäts-Operation durch die Zeu-Zuordnungsschaltung 59 im t>o Register 27 durchgeführt worden ist, wird die Stcuereineinzelnen beschrieben. Die Schaltung 59 weist UND- richtung zusammen mit der Adresse Nx + 1, die in dem Glieder 187 bis 189, ODER-Glieder 190 bis 192, einen Adressenregister 41 für den Unterkanal 25Λ gespeizyklischen Zähler 193 für η Bits, einen Dekodierer 194 chert ist, in den Haltezustand gebracht
zum Dekodieren des Ausgangssignals des Zählers 193 Wie oben beschrieben, bleiben während der Zeit- und eine Kurzschiußschahung 195 auf, um die Ausgänge 65 spanne, in der das Mikroprogramm die Durchführungsdes Dekodierers 194 und die Eingänge der ODER-Glie- anforderung für den nächsten Schritt erhält, die entspreder 190 und 191 zu verbinden. Die Verbindungen zwi- chenden, ein Starten von außen verhindernden Flipsehen den Eingängen, Ausgängen der Kurzschlußschal- Flops 93/4 bis 93C im gesetzten Zustand. Selbst wenn

also die das Mikroprogramm startenden Größen gleichzeitig von den externen Unterkanälen 25A und 25ß und/ oder von der Zentraleinheit 11 aus zugeführt werden, können sie unterdrückt werden, solange das Mikroprogramm gehalten ist, so daß die Mikroprogramm-Durchführungssteuerung nicht nachteilig beeinflußt werden kann.

Wenn die zweite Mikroprogramm-Startanfordening zum Zeitpunkt t₇₁ durch die gesteuerte Schaltung 33A in dem Unterkanal 25A erfolgt, nimmt der Ausgang des UND-Gliedes 95 in der Registerschaltung 53 zur Durchführungsforderung des zweiten Mikrobefehls den logischen Zustand »1« ein, und entsprechend dem Taktimpuls der Phase 1 zum Zeitpunkt (74 wird das Flip-Flop 5SB für eine Mikrobefehls-Durchführungsanforderung gesetzt, folglich wird die Anforderung mittels der Auswahlschaltung 57 ausgewählt, so daß das die Anforderung erhaltende Flip-Flop 61B entsprechend dem Takt der Phase IH gesetzt wird. Bei dem Takt der Phase Il zum Zeitpunkt Γ73 wird der Mikrobefehl in das zweite Mikrobefehlsregister 28 geladen, und die Durchführung des Mikroprogramms wird wieder begonnen (siehe Fig. 13).

Wie oben beschrieben, wird die Durchführung des Mikrobefehls von dem Zeitpunkt tn bis tu, wie in Fig. 13 dargestellt ist ohne die Durchführung eines Sch'eifenprüf-Mikrobefehls angehalten; nach dem Zeitpunkt tn wird, je nachdem ob den geforderten Bedingungen entsprochen wird oder nicht, entsprechend dem Prüfmikrobefehl vorgegangen. Infolgedessen kann ein Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten tu und t₇₎ den ersten und zweiten Mikrobefehlsregistern 27 und 28 zugeordnet werden, um den Unterkanal 25ßoder die Verbindung mit der Zentraleinheit 11 zu steuern. Auf diese Weise kann die Verarbeitungskapazität des Datenkanals erheblich verbessert werden.

Ferner besteht, wie in F i g. 8 dargestellt ist, zumindest während eines Maschinenzyklus eine Leerlaufzeit (vom Zeitpunkt U\ bis zum Zeitpunkt {42) von der Durchfühdes ODER-Gliedes 124 in der Auswahlschaltung 57 für eine Durchführungsanforderung der zweiten Mikrobefehlsart den logischen Zustand »1«, während der Ausgang des ODER-Gliedes 123 den logischen Zustand »0« hat. A?s Folge hiervon hat der Ausgang des UND-Gliedes 118 den logischen Zustand »1«, so daß das die Durchführungsanforderung für den zweiten Mikrobefehl aufnehmende Flip-Flop im logischen Zustand »1« bei dem Taktimpuls der Phase Hl zum Zeitpunkt fo gehalten wird. Gleichzeitig wird der Inhalt des Mikroadressenregisters 41 für den Unterkanal 2SA in N\ + 2 geändert der Zugriff zu dem Befehl an dieser Adresse in dem Speicher 26 begonnen, und zum Zeitpunkt I₉₃ der Mikrobefehl in das zweite Mikrobefehl-Register 28 geladen. Infolgedessen kann ein Unterkanal fortlaufend und ausschließlich dieses Mikrobefehl-Register verwenden, ohne durch die Mikrobefehls-Ausführungsanforderung unterbrochen zu werden, die von anderen Unterkanälen oder der Zentraleinheit erzeugt wird.

Ais nächstes wird die parallele Durchführung von Mikrobefehlen anhand der Fig.5, 7, 15 und 16 beschrieben. Hierbei sollen das für die zweite Mikrobefehlsanforderung vorgesehene Flip-Flop 55 S für den Unterkanal 25A und das für die erste Mikrobefehlsanforderung vorgesehene Flip-Flop 54Cfür den zweiten Unterkanal 25ß gleichzeitig zum Zeitpunkt foi gesetzt werden, während die übrigen Flip-Flops rückgesetzt werden. Da die fortlaufende Durchführung der ersten Mikrobefehlsart nicht im einzelnen festgelegt ist, befinden sich der Aus-

jo gang 176c des Dekodierers 176 in der Anforderungsentscheidungsschaltung 51 im logischen Zustand »0«. so dab die Ausgänge des UND-Gliedes 128 und des ODER-Gliedes 140 in der Auswahlschaltung 56 den logischen Zustand »1« haben. Wenn das erste Mikrobefehl-Register 27 verfügbar ist oder keine Daten speichert, oder wenn der letzte Maschinenzyklus der ersten Mikrobefehlsart erreicht ist, wird der Ausgang 177a der Befehlsfolge-Steuerschaltung 177 den logischen Zustand »0« einnehmen. Der Ausgang 1766 des Dekodie-

rung eines Mikrobefehls an bis zum Beginn des nach- 40 rers 176 in der Anforderungs-Entscheidungsschaltung

sten Mikrobefehls. Wenn aber die Mikrobefehle, welche mit höherer Geschwindigkeit verarbeitet werden müssen, fortlaufend aufeinanderfolgen, wird der logische Zustand »1« an der vierten Bitstelle definiert, um so die 51 hat den logischen Zustand »0«, und der Ausgang des ODER-Gliedes 143 in der Befehlsart-Auswahlschaltung 58 wird auf den logischen Zustand »0« geändert so daß die Ausgänge der UND-Glieder 131 und 134 in der Aus

fortlaufende oder unterbrochene Durchführung in dem 45 wahlschaltung 56 auf den logischen Zustand »1« ge-

in F i g. 9 dargestellten Feld NXZ genau festzulegen, so daß der Mikrobefehl fortlaufend für denselben Unterkanal oder dieselbe Zentraleinheit durchgeführt werden kann. Beispielsweise ist das zeitliche Ablaufdiagramm für den Fall, daß das Bit »1« zur Festlegung der fortlaufenden oder nicht unterbrochenen Durchführung durch den Befehl an der Adresse Λ/ο + 1 bestimmt ist, in Fig. 14 dargestellt.

Gemäß Fig. 14 wird, wenn der Unterkanal 25A die zweite Art Mikrobefehl in der Adresse /V₀ + 1 durchführt, der Ausgang 176ί> des Dekodierers 176 in der Anforderungs-EntscheidungsschaltungSl den logischen Zustand »1« einnehmen, so daß die Ausgänge der ODER-Glieder 142 und 143 in der Befehlsart-Auswahl· bracht werden. Folglich wird zum Zeitpunkt tn das die Durchführungsanforderung für den ersten Mikrobefehl aufnehmende Flip-Flop 6OC gesetzt. Da das Ausgangssignal 177a von der Befchlsfolge-Steuerschaltung 177 den logischen Zustand »0« hat. wird, selbst wenn nur ein erster Mikrobefehl angefordert wird, der Ausgang 144a des ODER-Gliedes 144 in der Befehlsart-Auswahlschaltung 58 auf den logischen Zustand »1« geändert; folglich werden die Ausgänge der Verknüpfungsglieder 141 und 142 in den logischen Zustand »1« gebracht. Dadurch wird die Anforderungsauswahl für die zweite Befehlsart nicht durchgeführt und zurückgestellt, bis die Auswahl der ersten Mikrobefehlsart beendet ist. Wenn die Durchführung des zweiten Mikrobefehls zi

schaltung 58 den logischen Zustand >»1« haben. Folglich t>o einem Zeitpunkt fm entsprechend dem Takt der Phase I

id i i i dll i i di

unterdrücken die UND-Glieder 112 bis 114 und 129 bis 131 alle Ausgangssignale der Flip-Flops 55A bis 55C und 54,4 bis 54C für eine Mikrobefehl-Durchführungsanforderung. Zum Zeitpunkt (»ι wird mit der Steuerung des Unterkanals 25A begonnen, so daß der Ausgang des Flip-Flops 63Ö zur Anzeige der Durchführung der zweiten Mikrobefehlsart den logischen Zustand »I« ist. Folglich haben die Ausgänge des UND-Gliedes 121 und

p p

begonnen wird, wie in Fig. 15 dargestellt ist, ist die Durchführungsanforderung für den zweiten Mikrobe fehl in dem Feld Λ/ATdes Mikrobefehls in der Adress« L, festgelegt, so daß entsprechend dem Takt der Phase zum Zeitpunkt Um das Ausgangssignal des UND-Glie des 101 oder des ODER-Gliedes 104 zu dem Flip-Flof 55 übertragen wird, um es in der Registerschaltung 5: für eine Mikrobefehls-Durchführungsanforderung zi

setzen.

Da die Anforderung erhalten worden ist und da das Flip-Flop 54Cbereits zum Zeitpunkt /« gesetzt worden ist wird der Ausgang des ODER-Gliedes 144 in der Befehlsart-Auswahlschaltung 58 auf den logischen Zustand »0« geändert, so daß die Ausgänge der Verknüpfungsglieder 141 und 142 auf den logischen Zustand »0« gebracht werden; der Ausgang des UND-Gliedes 113 in der Auswahlschaltung 57 wird auf den logischen Zustand »1« geändert Da das die Durchführung des ersten Mikrobefehls anzeigende Flip-Flop 64ß für den Unterkanal 25/4 im logischen Zustand »0« ist werden die Ausgänge der UND-Glieder 113 und 116 in der Auswahlschaltung 57 für eine Durchführungsanforderung des zweiten Mikrobefehls in den logischen Zustand »1« geändert und die Anforderung für den zweiten Mikrobefehl von dem Unterkanal 25,4 wird entsprechend dem Takt der Phase HI zum Zeitpunkt {94 erhalten, so daß der Mikrobefehl auf der Adresse L\ in das zweite Mikrobefchl-Rcgiälcr 28 entsprechend dein Takt der Phase !' zum Zeitpunkt /9$ geladen wird.

Somit wird während der Zeitspanne, in der die erste Art Mikrobefehl über mehrere Maschinenzyklen von dem Zeitpunkt f93 an ausgeführt wird, die zweite Art Mikrobefehl zum Steuern des Unterkanals 25/1 oder der Zentraleinheit 11 vom Zeitpunkt t<a an parallel durchgeführt, so daß die Verarbeitungskapazität des Datenkanals erheblich verbessert ist.

Ium Zeitpunkt f% ist das Flip-Flop 55ß für eine Durchführungsanforderung der zweiten Mikrobefehlsart gesetzt worden, und das Flip-Flop 55C wird gesetzt; jedoch ist das die Durchführung der ersten Mikrobefehlsart anzeigende Flip-Flop 64Cim logischen Zustand »1«, da die erste Art Mikrobefehl für den Unierkanal 25ß durchzuführen ist, so daß der Ausgang des UND-Gliedes 117 in der Auswahlschaltung 57 den logischen Zustand »0« hat Folglich wird die Durchführungsanforderung für die zweite Art Mikrobefehl von dem Unterkanal 25ß nicht erhalten, und das für eine Durchführungsanforderung für die zweite Art Mikrobefehl vorgesehene Flip-Flop 55ßfür den Unterkanal 25Λ ist ausgewählt worden, so daß das die zweite Mikrobefehlsanforderung aufnehmende Flip-Flop 61ßin den logischen Zustand »1« entsprechend dem Takt der Phase III zum Zeitpunkt t<n gebracht wird.

Inzwischen wird die Anforderung des Flip-Flops 55C für eine Durchführungsanforderung des zweiten Mikrobefehls für den Unterkanal 25ß gehalten, bis die erste Art Mikrobefehl durchgeführt ist; zum Zeitpunkt fw wird dann das die Anforderung für die zweite Art Mikrobefehl erhaltende Flip-Flop 61C entsprechend dem Takt der Phase III in den logischen Zustand »1« gebracht, so daß die Anforderung erhalten wird. Auf diese Weise wird die zweite Art Mikrobefehl in dem zweiten Mikrobefehl-Register 28 von einem Zeitpunkt faio an durchgeführt.

Bei der parallelen Durchführung wird, da der Inhalt des Feldes NXT (siehe Fig.9) die Art des nächsten Mikrobefehls genau festlegt, vorher festgestellt, ob der nächste, aus dem Speicher 26 ausgelesene Mikrobefehl in das erste oder zweite Mikrobefehl-Register 27 oder 28 geladen wird. Jeder Zyklus des Speichers 26 kann infolgedessen wirksam ohne Zeitverschwendung benutzt werden.

Als nächstes wird die Adressenbestimmung in den Mikrobefehls-Adressenregistern 40,41 und 42 beschrieben. Wenn der Kanalmultiplexer 24 den Ein/Ausgabe-Befehl von der Zentraleinheit 11 erhält, um die Ein/Atis- gabe-Einheit freizugeben, muß, wenn die Unterkanäle ' 25A und 25 B eine Ein-Ausgabe-Operation durchführen, die Zentraleinheit 11 »warten«. Dies ist der Grund dafür, weshalb das Adressenregister 40 vorgesehen ist um

s ein Leerlaufen der Unterkanäle 25Λ und 25ß zu überwachen. Wenn der entsprechende Unterkanal 25Λ oder 25ß verfügbar ist muß die höchste Mikroadresse zur Durchführung des Ein/Ausgabe-Befehls in die Register 41 oder 42 von dem Register 40 aus gespeichert werden.

ίο Hierzu wird bei dieser Ausführungsform eine Inkrementadresse des Adressenregisters 40 in dem Adressenregister 40 für die Zentraleinheit 11 gespeichert während eine Sprungadresse (beispielsweise die obsrste Mikroadresse zur Durchführung des Ein/Ausgabe-Befehls) in dem Adressenregister für den Unterkanal 25Λ oder 25ßzu verschiedenen Zeitpunkten jeweils in eii»c"ji Maschinenzyklus gespeichert wird.

Die Funktionsweise wird nunmehr anhand des folgenden Beispiels beschrieben. Entsprechend dem Inhalt

ZU ι uC5 nuivon.mv.5iatvi9 -rw tui ui\. c~wuvt αι\,ιιιιιι.ιι Ii

(siehe F i g. 17) wird der Speicher 26 abgefragt und ein Mikrobefehl wird in das zweite Mikrobefehl-Register 28 geladen. Während der Durchführung des Mikrobefehls auf der Adresse P wird eine Sprungadresse Q in das Adressenregister 41 für den Unterkanal 25Λ gespeichert der durch den Inhalt des Ein/Ausgabe-Befehlsregisters festgelegt ist, während die Adresse P + I in das Register 40 für die Zentraleinheit 11 gespeichert wird. Hierzu wird, wie in Fig. 18 dargestellt ist, zu einem Zeitpunkt fm das Flip-Flop 55A zur Anforderung der Durchführung des Mikrobefehls in der Adresse P entsprechend dem Takt der Phase I gesetzt, und die Anforderung wird entsprechend dem Takt der Phase III erhalten, die zum Zeitpunkt t\n anliegt, so daß das Mikrobe- fehls-Adressenregister 40 für den Zugriff zum Speicher 26 ausgewählt wird. Gleichzeitig wird entsprechend dem Takt der Phase H!, welcher zum Zeitpunkt im anliegt, die Adresse P über den Plus-Eins-Addierer erhöht; der Wert P + 1 (das Ausgangssignal des Plus- Eins-Addierers 46) wird in das Register 40 geladen. Wenn die Durchführung der zweiten Art Mikrobefehl entsprechend dem Taktimpuls der Phase II zum Zeitpunkt fi24 begonnen wird, wird das Signal auf der Adressenschaltlcitung 81 ύ des Dekodierers 81 auf den logi- sehen Zustand »I« geändert. Die Ausgangsleitung 66a des Dekodierers 66 zur Bestimmung der Einrichtungsnummer des Unterkanals 25/4, der durch den Inhalt des Ein/Ausgabe-Registers 65 genau festgelegt ist wird auf den logischen Zustand »I« geändert, so daß der Aus gang -les UND-Gliedes 153 des Selektors 48 auf den logischen Zustand ■-.··!« gebracht wird; folglich liefern das ODER-Glied 164 und das UND-Glied 154 Ausgangssignale mit dem logischen Zustand »1«, und das UND-Glied 160 wird geöffnet. Als Folge hiervon wird dann die Adresse P + 1 zeitweilig in das Adressenregister 41 für den Unterkanal 25/4 entsprechend dem Takt der

Phase III eingegeben, die zum Zeitpunkt fm über das UND-Glied 160 anliegt. Jedoch werden entsprechend dem Takt der Phase I,

der zum Zeitpunkt t\u anliegt, die Ausgänge des UND-Gliedes 149 und des ODER-Gliedes 162 in dem Selektor 48 auf den logischen Zustand »1« gebracht, so daß sich der Ausgang des UND-Gliedes 154 auf den logischen Zustand »I« ändert und das UND-Glied 158 geschlos-

b5 sen wird. Außerdem ist das UND-Glied 148 geöffnet, so daß der Inhalt Q des Sprungadressenregisters 45 über die UND-Glieder 148 und 160 und das ODER-Glied 166 in das Aclressenregister 41 zum Zeitpunkt tm gespei-

17

chert wird. Gleichzeitig wird das für eine Durchführungsanforderung des zweiten Mikrobefehls vorgesehene Flip-Flop 55B für den Unterkanal 25A entsprechend dem Signal gesetzt, das über UND- und ODER-Glieder 98 und 103 in der Registerschaltung 53 für eine Mikrobefehl-Durchführungsanforderung übertragen wird, so daß die Durchführung des Mikrobefehls zum Steuern des Unterkanals 25Λ begonnen wird. Obwohl die Adresse P + 1 in dem Adressenregister 41 für den Unterkanal 25A vorübergehend vorhanden ist, ergibt sich während des Zeitinlervalls vom Zeitpunkt tm bis zum Zeitpunkt (12s keine nachteilige Wirkung, da die Adresse P + 1 nicht verwendet wird.

In ähnlicher Weise kann entsprechend dem Mikrobefehl für den Unterkanal 25Λ der Inhalt oder die Adresse des Adressenregisters 40 für die Zentraleinheit 11 geändert werden, wie in F i g. 19 und 20 dargestellt ist.

Wenn die Ausgänge der Dekodierer 34/4. 34ß, ZSA ί« und 35B und die Eingänge der Prüfstellen-Auswahl-

²JjU ■.,»Uni·..».*»» OC Λ ΐ^Ο O7A _ιιη#1 17ΰίη «lar I Inlari/onqlon ^₁

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ISA und 25ß mit anderen Schaltungen verbunden sind

i| und der logischerweise gleiche Mikrobefehl in jedem

(i Unterkanal durchgeführt wird, ist dieser Mikrobefehl in

p jedem Unterkanal verschieden ausgelegt. Infolgedessen

H können verschiedene Unterkanäle durch die Mikropro-

;._:. gramm-Steuereinrichtung gesteuert werden. Wenn bei-

Yi spielsweise die Unterkanäle 25/4 und 25ß zu verschiede-

,; nen Unterkanälen gehören, wird ein Mikroprogramm in

ν einen gemeinsamen Programmbereich PRa, der ein bei-

:V den Unterkanälen 25,4 und 25ß gemeinsames Pro- jo

)i gramm enthält, und in Programmbereiche PR\ und PR2

i;'j unterteilt, die jeweils Programme ausschließlich für die

$ Unterkanäle 25/4 und 25ß enthalun, wie in F i g. 21 dar-

;·: gestellt ist. Da die Programme in den Bereichen PR\ und

£ PRj beispielsweise ausschließlich von den Unterkanälen y,

}. 2SA bzw. 25ß durchgeführt werden, legt der Unterkanal

25/4, selbst wenn die Bereiche PR\ und PRj denselben binärkodierten Befehl aufweisen, wie beispielsweise (0 0 1 10 010), diesen Befehl als »Übertrage ein Befehl-, Aussignal« aus, während der Unterkanal 25ß ihn als

;';'■; Befehl »Lösch den Ein-Ausgabe-Puffer« auslegt.

:.ΐί Beispielsweise soll die Zahl der Datenworte, die aus-

tf schließlich von dem Kanal 25/4 durchzuführen oder zu

verarbeiten ist, 23, die Zahl, die von dem Unterkanal 25ß zu verarbeiten ist, IO und die Zahl, die von beiden Un- -r, terkanälen 25/4 und 25S zu verarbeiten ist. soll 5 sein; weiterhin sollen exklusive Befehle erforderlich sein, damit diese Datenworte binärkodiert verarbeitet werden. Bei den herkömmlichen Systemen bestehen dann die Befehle aus mindestens 6 Bits, d. h. 23 + 10 + 5 = 38 < 2⁶; bei dieser Mikroprogramm-Steuereinrichtung können die Befehle, die aus nur 5 Bits (5 + 23 < 2⁵ und 5 + 10 < 2⁴) bestehen, vorteilhaft verwendet werden, und folglich kann eine minimale Anzahl von Teilen benutzt werden.

Hierzu 21 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikroprogramm-Steuereinrichtung mit einem Mikroprogrammspeicher zum Auslasen eines Mikrobefehls in einem Maschinenzyklus, mit einem ersten Mikrobefehl-Register für eine erste Art von Mikrobefehlen, die aus dem Mikroprogrammspeicher ausgelesen werden und während mehrerer Maschinenzyklen eine gesteuerte Einrichtung steuern, weiterhin mit einem zweiten Mikrobefehl-Register für eine zweite Art von Mikrobefehlen, die aus dem Mikroprogrammspeicher während eines Maschinenzyklus ausgelesen werden und eine andere gesteuerte Einrichtung parallel zur Durchführung von Mikrobefehlen der ersten Art steuern, und mit einer Schaltung zur Übernahme eines Mikrobefehls der ersten oder zweiten Art in das entsprechende Mikrobefehl-Register, gekennzeichnet durch erste, jeweils- iiner gesteuerten Einrichtung (25A — 25B) entsprechende Speicherglieder (545-54C,' für Anforderungen zur Durchführung von Mikrobefehlen der ersten Art, durch zweite, jeweils einer der gesteuerten Einrichtungen entsprechende Speicherglieder (55B—55C) für Anforderungen zur Durchführung von Mikrobefehlen der zweiten Art, durch eine Anforderungsentscheidungsschaltung (51) für die Entscheidung bezüglich einer Durchführungsanforderung für einen Mikrobefehl erster oder zweiter Art, der, wie in Informationsfeldern von in Ausführung befindlichen Mikrobefehlen angezeigt, als nächster ausgeführt werden soll, und zur Registrierung der Anforderung in dem entsprechenden Speicherglied (540-54C 55H-55C; und durch eine Einrichtung (erste und zweite Auswahlschaltung 56 und 57; Befehlsart-Auswahlschaltung 58; Zeit-Zuordnungsschaltung 59) für die Auswahl einer der anfordernden gesteuerten Einrichtungen und deren Zuordnung zu einem der Mikrobefehl-Register in jedem Maschinenzyklus in der Weise, daß ein Mikrobefehl der ersten Art die gesteuerte Einrichtung, die von den ersten Speichergliedern (54ß—54Q und einer ersten Auswahlschaltung (56) ausgewählt wird, über mehrere Maschinenzyklen steuert, während in jedem dieser Maschinenzyklen zur Steuerung durch einen Mikrobefehl der zweien Art eine andere gesteuerte Einrichtung von den zweiten Speichergliedern (55ß—55Q und von einer zweiten Auswahlschaltung (57) ausgewählt werden kann.

2. Mikroprogramm-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Registerschaltungen für eine Mikrobefehls-Durchführungs-Anforderung (52, 53) für die Registrierung von Anforderungen für die Durchführung der angegebenen Mikrobefehle durch Signale von den gesteuerten Einrichtungen {25A-25B) in den Speichergliedern (54ß— 54C; 55ß—55Q, wenn eine Anforderung für die Durchführung des als nächsten durchzuführenden Mikrobefehls gesperrt wird.

3. Mikroprogramm-Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (Sammelleitungen 49, 50 und Signalleitungen 82i), 826, 83.i, %Sb) für die Übertragung der Inhalte der Mikrobefehl-Register (27, 28) und der Ausgangssignalc der Auswahlschaltungen (56,57) zu den gesteuerten Einrichtungen {25Λ — 25Β), wenn die Durchführung der Mikrobefehle möglich ist.

Die Erfindung betrifft eine Mikroprogramm-Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Aus der DE-AS 22 21 926 ist eine Mikroprogramm-Steuereinrichtung mit einem Speicher für die Mikrobefehle bekannt, in dem ein aus mehreren Mikrobefehlen bestehendes Mikroprogramm für die Ansteuerung mehrerer gesteuerter Einrichtungen gespeichert is·; weiterhin ist eine Prioritätsschaltsing vorgesehen, mit de» entsprechend einer vorgegebenen Prioritätstabelle eine der gesteuerten Einrichtungen ausgewählt werden kann.

Diese bekannte Mikroprogramm-Steuereinrichtung arbeitet nach dem Prinzip des »TIM E-SH ARING«, d. h, sie spricht jeweils auf die Instruktionen der Eingabe/ Ausgabe-Einheiten an, wobei ein gerade ausgeführtes Mikroprogramm unterbrochen und das Mikroprogramm für die Verbindung mit den Eingabe/Autgabe-Einheiten durchgeführt wird.

Nachteilig ist bei dieser Mikroprogramm-Steuereinrichtung, daß zwar mehrere Mikroprogramme nach dem Prinzip des TIME-SHARING ausgeführt und mehrere Eingabe/Ausgabe-Einheiten angesteuert werden können, jedoch zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur eine einzige Eingabe/Ausgabe-Einheit angesteuert werden kann, da die Durchführung der Mikroprogramme Schritt für Schritt, dso seriell erfolgt Dadurch wird jedoch die Kapazität der gesamten Mikroprogramm-Steuereinrichtung stark eingeschränkt

jo Eine Mikroprogramm-Steuereinrichtung der angegebenen Gattung geht aus der US-PS 38 68 649 hervor und weist einen Mikroprogrammspeicher zum Auslesen eines Mikrobefehls in einem Maschinenzyklus, ein erstes Mikrobefehl-Register für eine erste Art von Mikro-

J5 befehlen, die aus dem Mikroprogrammspeicher ausgelesen werden und während mehrerer Maschinenzyklen eine gesteuerte Einrichtung steuern, weiterhin ein zweites Mikrobefehl-Register für eine zweite Art von Mikrobefehlen, die aus dem Mikropi jgrammspeicher während eines Maschinenzyklus ausgelesen werden und eine andere, gesteuerte Einrichtung parallel zur Durchführung von Mikrobefehlen der ersten Art steuern, sowie eine Schaltung zur Übernahme eines Mikrobefehls der ersten oder zweiten Art in das entsprechende Mikrobefehl-Register auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mikroprogramm-Sieuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiter zu bilden, daß eine parallele Steuerung von Einrichtungen möglich ist, die Anfordcrungen zur Durchführung von Mikrobefehlen erster oder zweiter Art stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung ο zielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß mittels eines »TIMF.-SHAR-ING«-Verfahrens mehrere Folgen von Mikrobefehlen

w) parallel zueinander ausgeführt werden können, wobei auch die Durchführung der einzelnen Mikrobefehle in den verschiedenen Mikroprogrammen durch TIMESHARING erfolgt. Es ist also keine vorgegebene Beziehung zwischen den Adressen der jeweiligen Mikropro-

h'> gramme und den Mikrobefehl-Registern erforderlich, sondern die Anfordcrungsentscheidungsschaltung kann die Beziehung zwischen den jeweiligen Adressen dynamisch und vollständig unabhängig von anderen Parame-