RU1786486C - Устройство микропрограммного управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике. Целью изобретени   вл етс  2 сокращение емкости блока пам ти микрокоманд . Устройство микропрограммного управлени  содержит блок формировани  импульсов, регистр адреса, с первого по третий мультиплексоры, блок пам ти микрокоманд , регистр микрокоманд, первый и второй регистры-счетчики, генератор тактовых импульсов, первый и второй триггеры пуска, дешифратор, с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, вспомогательный регистр, одновибратор. Введение в состав известного устройства регистра адреса, вспомогательного регистра , второго и третьего мультиплексоров, 6д- новибратора и блока формировани  импульсов и р да новых св зей позвол ет достичь цели изобретени . 3 ил.

Description

ел С

Устройство относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  управлени  аппаратурой со сложным алгоритмомработы , в частности, контрольно-измерительным оборудованием .

Целью изобретени   вл етс  сокращение емкости блока пам ти микрокоманд.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - блок-схема блока управлени ; на фиг.З - временна  диаграмма работы устройства.

Устройство содержит блок 1 управлени , регистр адреса 2, второй мультиплексор 3, первый 4 и второй 5 регистры-счетчики, блок пам ти 6 микрокоманд , регистр микрокоманд 7, исполнительное устройство 8, третий мультиплексор 9, первый мультиплексор 10, регистр 11, вход

сброса 12, вход запуска 13 и выход состо ни  14.

Блок 1 содержит дешифратор 15, пер- вый 16 и второй 17 элементы ИЛИ, первый 18, второй 19 и третий 20 элементы И, генератор тактовых импульсов 21, первый 22 и второй 23 триггеры пуска, одновибратор - формирователь импульсов 24 и блок формировани  импульсов 25.

Формирователь импульсов и блок формирователей импульсов представл ют собой схемы, вырабатывающие из входных тактовых импульсов сигналы с задержкой и длительностью в соответствии с временной диаграммой работы устройства, и могут быть выполнены, к примеру, на основе од- новибраторов.

В частности, каждый из формирователей может быть реализован с помощью микросхемы К155АГЗ, содержащей два

vj со

О

4

00 О

одновибратора. При последовательном включении одновибраторов первый из них обеспечивает формирование задержки относительно входного импульса, а второй элемент формирует длительность выходного импульса.

Все остальные блоки устройства могут быть непосредственно реализованы соответствующими цифровыми интегральными микросхемами,

Под исполнительным устройством подразумеваетс  некоторое устройство, работающее под микропрограммным управлением и имеющее, как минимум, перечисленные выше входы и выход. Подобным устройством могут быть различные АЛУ, операционные устройства, микропроцессорные секции и т.п. При этом управл ющие входы служат дл  задани  кода микрокоманды, вход синхронизации - дл  временной синхронизации работы исполнительного устройства в ув зке с работой устройства в „Целом, например, дл  фиксации результата выполнени  микрокоманды во внутренних регистрах, аккумул тора и пр. Выход сЬйтрййи   индицирует результат выполнени  микрокоманды.

Устройство работает следующим образом . , , . ./ ... .;.... ........

Управление работой устройства осуществл етс  путем лодачи сигналов извне на входы 12,13 и анализа сигнала на выходе 14 блока управлени  1 любым из известных способов, числе с помощью ЭВМ при наличии соответствующего контроллера. Установка устройства в исходное состо ние производитс  подачей импульса на вход 1.2 блока управлени  1. Проход  через элемент ИЛИ 17 на вход сброса первого триггера 22, сигнал ycfaHавливаетИа его выходе уровень логического нул , который подаетс  на информационный вход второго триггера 23 и проходит на его выход после поступлени  на вход синхронизации триггера 23 очередного импульса с выхода генератора 21, что индицируетс  на выходе 14 и преп тствует прохождению тактовых импульсов с выхода генератора 21 через третий элемент И 20 на вход блока 25. В результате этого устройство находитс  в исходном (неработающем) состо нии. ..- . ..

Запуск работьГустройства осуществл етс  подачей импульса на вход 13 (вход установки первого триггера 22). При этом первый триггер 22 взводитс  в единичное состо ние, что по аналогии с описанным выше приводит к по влению логической единицы на выходе второго триггера 23.

Сигнал с выхода триггера 23 поступает на выход 14, указыва  на работу устройства,

и разрешает прохождение тактовых импульсов через третий элемент И 20 на блока формирователей импульсов 25, на в л- ходах которого начинаетс  генераци  ий-.

пульсов в соответствии с временной диаграммой фиг.3. : i

Кроме того, по фронту сигнала на вы(о- де триггера 23 первый формирователь 24 обеспечивает по вление на третьем 28 в ыходе блока управлени  1 импульса с д/|и- тельностью, равной такту работы устройства. Поступа  на вход разрешени  мультиплексора 3, этот импульс запрещает его работу, устанавлива  на его выходах код

нул , поступающий далее на адресные управл ющей пам ти 6 и на входы первого 4 и второго 5 регистров-счетчикфв.

Этим обеспечиваетс  принудительна  $ыборка микрокоманды по нулевому адресу в

первом такте работы устройства, В каждом следующем такте работы выборка кода che- дующей микрокоманды из управл ющей Пам ти 6 на входы регистра 7 буДет выполн тьс  по адресу, определ емому текущим кодом на вторых выходах регистра 7, содержимым регистра 2 и состо нием исполнительного устройства 8..

В зависимости от кода на вторых выходах регистра 7 устройство реализует сле|ду ющиевиды -управлени  последовательностью:

О - безусловный переход к следующей микрокоманде;

1 - безусловный переход по адресу, ука- занному на первых выходах регистра 7;

2 - переход по адресу регистра 7 При выполнении услови  или переход к следующей микрокоманде при невыполнении услови , причем условием служит определенное состо ние устройства 8;

3 -останов по концу микропрограмМы. В начале такта работы устройства проводитс  дешифраци  кода микрокоманды, поступающего со вторых выходов регистра

7 через первые входы 34 блока 1 на деи|иф- ратор 15. В результате дешифрации микрокоманд 1, 2 или 3 по вл етс  сигна на одном из соответствующих выходов деЦмф- ратора 15. .

Рассмотрим выполнение микроко ан- ды 2. Сигнал с первого выхода блокф 25 управл ет прохождением сигнала со второго выхода дешифратора 15 через элеме -пг И 18 на второй вход элемент ИЛИ 16 и д злее

через выход 26 блока 1 на вход управлени  мультиплексора 3. При этом, как показано на фиг.З, в первомлотгутактепрохождение сигнала разрешено, а во втором - но. Это обеспечивает подачу на выводе

мультиплексора 3 в первом полутакт информации с выхода регистра 2, хран щего адрес следующей микрокоманды, а во втором полутакте - информации с первых выходов регистра 7, указывающих адрес перехода. По окончании переходных прб- цессов на выходе мультиплексора 3 происходит запись информации в регистр-счетчик 4 по сигналу с выхода 29 блока 1 и наращивание содержимого регистра-счетчика 4 по сигналу с выхода 30 блока 1. Тем самым в регистре-счетчике 4 устанавливаетс  адрес следующей микрокоманды по отношению к микрокоманде, подлежащей выполнению в следующем такте, дл  случа  последовательной выборки, т.е. при невыполнении услови . Одновременно по адресу, определ емому содержимым регистра 2, из управл ющей пам ти 6 проводитс  выборка следующей микрокоманды, код которой записываетс  в регистр 11 с помощью импульса , поступающего с выхода 33 блока 1 в конце первого полутакта. Аналогично во втором полутакте в регистре - счетчике 5 устанавливаетс  адрес следующей микрокоманды дл  случа  перехода по условию. При этом используютс  импульсы загрузки и наращивани , подаваемые на входы регистра-счетчика 5 соответственно с выходов 31 и 32 блока 1. Адрес выбираемый микрокоманды дл  случа  перехода по условию подаетс  во втором полутакте с первых выходов регистра 7 через мультиплексор 3 на адресные входы управл ющей пам ти 6. Таким образом, к концу такта на первых входах мультиплексора Юс выходов пам ти 6 установлен код следующей микрокоманды дл  случа  перехода по уславию, а с выходов регистра 11 на вторые входы мультиплексора 10 поступает код микрокоманды дл  случа  невыполнени  услови .

В это же врем  исполнительное устройство 8 проводит выполнение текуа(ей микрокоманды в соответствии с состо нием третьих выходов регистра микрокоманд 7. С выхода состо ни  устройства 8 результат выполнени  микрокоманды в конце такта поступает на входы управлени  мультиплексоров 9 и 10. При наличии логической единицы на выходе состо ни  устройства 8 (условие выполнено) мультиплексор 9 обеспечивает прохождение на его выходы информации со второго 5 регистра-счетчика, в результате чего на входы регистра 2 поступает адрес следующей микрокоманды относительно выполн емой в следующем такте микрокоманды дл  случа  выполнени  услови  в текущем такте. В противном случае на входы регистра 2 поступит информаци  с выходов первого 4 регистра-счетчика, что соответствует переходу к следующей микрокоманде при невыполненном условии. После установлени  информации на выхо- дах мультиплексора 9 она может быть записана в регистр 2,

5Аналогично описанному сигнал с выхода состо ни  устройства 8 управл ет мультиплексором 10, обеспечива  к концу такта по вление на его выходах одного из двух возможных (в зависимости от выполнени 

0 услови ) кодов следующей микрокоманды. Импульс, поступающий с выхода 27 блока 1 в конце такта, обеспечивает запись правильной информации в регистры 2 и 7. В следующем такте работы устройство готово

5 выполн ть аналогичные действи .

В отличие от микрокоманды 2 при выполнении микрокоманды 0 на выходе 26 блока 1 в течение всего такта поддерживаетс  нулевой уровень, а при выполнении

0 микрокоманды 1 - единичный уровень благодар  наличию единичного сигнала на пер вом выходе дешифратора 15. Тем самым обеспечиваетс  соответственно безусловный переход к следующей микрокоманде и

5 безусловный переход по заданному адресу. В первом случае мультиплексор 3 обеспечивает прохождение на свои выходы и дал ее на другие блоки устройства информации с выходов регистра 2, а во втором случае - с

0 первых выходов регистра 7. Поскольку состо ни  входов мультиплексоров 9 и 10 к концу такта попарно неразличимы, то сигнал на выходе состо ни  устройства 8 не вли ет на работу схемы.

5 . Устройство выполн ет микрокоманду, хранимую в управл ющей пам ти 6, по тактам , каждый из которых выполн етс  аналогично описанному до по  влё й й   микрокоманды конец микропрограммы, в

0 результате дешифрации которой сигнал с третьего выхода дешифратора 15 поступает на первый вход элемента И 19, стробируе- мого импульсом со. второго выхода блока 25, и далее через элемент ИЛ И 17 на входсбро5 са первого 22 триггера. Это приводит к установке логического нул  на выходе второго 23 триггера после прихода на его вход синхронизации очередного импульса с выхода генератора 21, что индицируетс  на выходе

Claims (1)

1. 0 14 устройства и преп тствует прохождению тактовых импульсов через первый элемент И 20 на другие блоки устройства. Формула изобретени  Устройство микропрограммного управ5 леии , содержащее блок пам ти микрокоманд , регистр микрокоманд, первый и второй регистры-счетчики, первый мультиплексор , генератор тактовых импульсов, первый и второй триггеры пуска, дешифратор , с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, причем выход блока пам ти микрокоманд соединен с первым информационным входом первого мультиплексора, выход которого соединен с информационным входом регистра микро- команд, выход пол  переходов которого соединен с входом дешифратора, с первого по третий выходы которого соединены с первыми входами первого элемента ИЛИ, первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в О первого триггера пуска, выход которого соединен с информационным входом второго триггера пуска, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего элемента И и с входом синхронизации второго триг- гера пуска, входы сброса и пуска устройства соединены соответственное вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом установки в 1 второго триггера пуска, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  емкости блока пам ти микрокоманд, оно содержит регистр адреса, вспомогательный регистр, второй и третий мультиплексоры, одновибратор, блок формировани  импульсов , причем выход пол  адреса регистра микрокоманд соединен с первым информационным входом второго мультиплексора, выход которого соединен с информационными входам первого и второго счетчиков и адресным входом блока пам ти микроко- манд, выход которого соединен с информационным входом вспбмогательногд регистра, выход которого соединен с вторым информационным входом первого мультиплексора, выходы первого и второго регистров-счетчиков соединены соответс|- венно с первым и вторым информационнь - ми входами третьего мультиплексора, выход которого соединен с информационным входом регистра адреса, выход которого соединен с вторым информационным входим второго мультиплексора, выход пол  операций регистра микрокоманд подключен куЬ- равл ющему выходу устройства, вход логических условий устройства подключен; к управл ющим входам первого и третьего мультиплексоров, выход третьего элемента И соединен с входом запуска блока формировани  импульсов, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И. второй выход блока формировани  импульсов соединен с входами запи си регистров адреса и микрокоманд, третий выход блока формировани  импульсов cbe- динен с вторым входом второго элементу И и с входом записи первого регистра-счетчика , с четвертого по седьмой выходы блрка формировани  импульсов соединены сфт- ветственно с входом прибавлени  единицы первого регистра-счётчика, с входами заЬи- си и прибавлени  единицы второго регистра-счетчика и с входом записи вспомогательного регистра, выход второго триггера пуска соединен с выходом состо ни  устройства, с вторым входом третьего элемента И и с входом одновибратора, выход которого соединен с входом стробйро- вани  второго мультиплексора, ,вы;ход первого элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом второго мультиплексора.

   Т

   Фиг.

   Фиг.1