SU1211725A1 - Микропрограммное устройство управлени с контролем - Google Patents

Description

са и входом блокировки блока синхронизации , вход запуска блока синхронизации  вл етс  входом запуска устройства, а вход останова соединен с выходом триггера ошибки, информационный вход триггера ошибки соединен ,с выходом элемента ИШ, пер вый вход которого соединен с выходом ошибки блока свертки по модулю два, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , в него введены счетчик зон пам ти микрокоманд и мультиплексор контрол , информационные входы которого соединены с выходами соответствующих зон блока пам ти микро- оманд, управл ющие входы мульти- .

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  повьш1ени  надежности вычислительных систем с микропрограммным управлением.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол .

На фиг.i представлена функциональна  схема г-шкропрограммного устройства управлени  с контролем; на фиг.2 - то же, блока коммутации адреса; на фиг.3 - то же, блока декодировани ; на фиг. 4 - то же 5. блока синхронизации; на фиг.5 - то же, блока свертки по модулю два;, на фиг,6 - то же,блока формировани  контрольной суммы: на фиг,7 - временные диаграммы работы устройства в режиме контрол .

Микропрограммное устройство управлени  с контролем содержит (фиг. блок 1 пам ти микрокоманд, первый 2 и второй 3 счетчики команл, блок 4 коммутации адреса, элемент ИЗ, элемент ИЛИ 6, триггер 7 признака контрол , триггер 8 ошибки, регистр 9 адреса, регистр 10 микрокоманд, блок ,1 декодировани , блок 12 синхронизации , блок 13 свертки по модулю два, блок 14 формировани  контрольной суммы, счетчик 15 зон пам ти микрокоманд, мультиплексор 16 контрол , первый вход 17 блока 13 вьпсод 18 адреса микрокоманд устройплексора контрол  соединены с соответствующими выходами разр дов счетчика зон пам ти микрокоманд, а выход подключен к информационному входу блока формировани  контрольной суммы, разрешающий вход которого соединен с выходом триггера признака контрол , а выход ошибки блока формировани  контрольной суммы соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход переполнени  счетчика зон пам ти микрокоманд соединен с вторым входом элемента И, а входы сброса и синхронизации соединены соответственно с третьим вькодо м блока коммутации адреса и выходом переполнени  первого счетчика команд.

стоа, второй вход 19 блока 13, выход 20 микрокоманд устройства, вход 21 записи переноса блока 14, информационный вход 22 блока 11, первый

23 и )зторой 24 выходы блока 1 1 ,

третий выход 25 блока i, выходы 26- 3 блока 123 первый 32, второй 33 и гретий 34 выходы блока 4, четвертый выход 35 блока 4, первый информационный вход 36 блока 4, вход 37 записи ошибки блока 14;. второй информационный вход 38 блока 4, второй управл ющий вход 39 блока 4, разрешаюш 1Й вход 40 блока 14, вход

41 блокировки блока 12, вход 42 запуска блока 12, вход 43 останова блока 12, выход 44 ошибки блока 13, информационный вход 45 блока 4, вы- код 46 ошибки блока 14,

Блок 4 коммутации адреса (фиг.2) содержит мультиплексор 47 адреса и элементы ИЛИ 48, 49,50.

Блок 11 декодировани  (фиг.З) содержит трн дешифратора 51, 52, 53

кода микроопераций.

Блок 12 синхронизации (фиг.4) содержит синхронизатор 54 и элемент ИШ. 55.

Блок 13 свертки пр модулю два

(фиг,5)содержит сумматор 56 по модулю два и схему 57 сравнени .

Блок 4 формировани  контрольной cji MMH (фиг. 6) содержит унив ер- сальн1.1й сумматор 58, мультиплексоры

59, 60, мультиплексор 61 признаков, регистры 62, 63, накапливающий регистр 64 результата, триггер 65 нул  результата, триггер 66 переноса.

Блок пам ти хранит микрокоманды и по адресу с регистра 9 адреса микрокоманд и синхросигналу на тактовом , входе выдает их в регистр Ю микрокоманд.

Первый счетчик 2 команд предназначен дл  адресации блока 1 в режиме контрол  и перехода на микроподпрограмму контрол  по адресу перехода, приход щего на информационный вход. Второй счетчик 3 команд осуществл ет адресацию блока 1 пам ти при работе по основной микропрограмме.

Блок 4 коммутации адреса производит выдачу адреса микрокоманд в регистр 9 адреса либо с первого 2 либо с второго 3 счетчиков команд в зависимости от состо ни  триггера 7 признака контрол , а также управл ет режимами работы счетчиков 2 и 3; при нулевом состо нии триггера 7 признака контрол  счетчик 2 находитс  в режиме хранени , а счетчик 3 - в режиме счета, при единичном состо нии триггера 7 наоборот.

Триггер 7 признака контрол  осуществл ет управление работой всех блоков в режиме контрол .

Триггер 8 ошибки предназначен дл  индикации четной или нечетной ошибки блока 1 в режиме контрол  и выработки строба останова синхронизатора при наличии этих ошибок.

Регистр 10 микрокоманд предназначен дл  записи микрокоманд по синхро импульсу на тактовом входе и их хранению .

Блок 11 декодировани  осуществл ет дешифрацию кода микроопераций и выработку трех управл ющих стробов: настройки блока 14, загрузки счетчика 2 адресом перехода и установки триггера 7 признака контрол  в состо ние высокого уровн .

Блок 12 синхронизации по сигналу запу ска на входе 42 осуществл ет управление работой всех блоков устройства путем выработки серий синхро импульсов.

Блок 14 формировани  контрольной суммы предназначен дл  выполнени  операции контрольного суммировани  с циклическим переносом в режиме контрол .

117254

Блок 13 свертки осущестЕзл ет кон- троль по модулю два адреса и микрокоманды и выработку сигнала нечетной ошибки при обнаружении ошибки. 5 Счетчик 15 зон пам ти микрокоманд осуществл ет управление мультиплексором 16 контрол  и адресацию зон пам ти.

Мультиплексор 16 контрол  пред- 10 назначен дл  согласован 1  разр дности блока 14 и блока 1 и ввода контролируемых микрокоманд в блок 14 по зонам: сначала суммируютс  все микрокоманды первой зоны пам - 15 ти, потом второй и т.д.

Устройство работает образом.

В исходном состо нии триггер 7 признака контрол  пам ти микроко- 20 манд обнулен, а устройство работает по основной микропрограмме,

В этом режиме работы устройства адресаци  блока I пам ти микрокоманд идет по первому синхроимпуль- 25 су с второго 3 счетчика команд, первый 2 счетчик команд находитс  в режиме хранени .

г

Режим контрол  блока 1 пам ти микрокоманд начинаетс  после записи

в регистр 10 микрокоманд (фиг.) микрокоманды условного перехода с возвратом на микроподпрограмму контрол  (фиг.7, диаграммы 1 и 2). Эта микрокоманда имеет в своем фор35 мате два пол : первое поле адреса, содержащее 12-разр дный адрес перехода , равный 000(5 который с первого выхода регистра 10 поступает на информационный вход первого счет40 чика 2 (фиг.7, диаграмма З); и второе поле кода микроопераций, после декодировани  которого на выходах 23, 24 и 25 блока 11 декодировани  по вл ютс  три управл ющих строба.

45 Пока триггер 7 признака контрол  обнулен (фиг.7, диаграмма 5), по стробу загрузки и сброса происходит загрузка первого счетчика 2 адресом перехода и обнуление тригге50 ра 8 ошибки, триггеров 65,66 и регистров 62, 63, 64 блока 14.

Одновременно с этим по первому синхроимпульсу происходит модификаци  второго счетчика 3 на +1 с

55 запоминанием на нем адреса возвра- та в основную микропрограмму (фиг.7, диаграмма 4). После этого по второму синхроимпульсу и стробу установки на выходе 23 блока 1 осуществл етс  установка триггера 7 признака контрол  в состо ние высокого уровн , что означает переход первого счетчика 2 в режим счета по первому синхроимпульсу, переход второго счетчика 3 в режим хранени  адреса возврата и блокировку записи контролируемых микрокоманд в регистр 10 микрокоманд с помовдью элемента ИЛИ 55 блока 12 синхронизации. Адрес контролируемой микрокоманды поступает с информационного выхода пе вого счетчика 2 через блок 4 коммутации адреса на информационньш вход регистра 9 адреса микрокоманд и по третьему синхроимпульсу (фиг . 7 ,, диаграмма 6) записьшаетс  в него, С в хода регистра 9 этот адрес поступает дл  контрол  его корректности.на первый вход 17 блока 13 свертки по модулю два.

По четвертоьгу синхроимпульсу происход т обращение к блоку пам ти микрокоманд и выборка контролируемой микрокоманды по данному адресу .

Микрокоманда с выхода блока 1 пр ходит на второй вход 19 блока 13 и через мультиплексор 16 контрол  на информационный вход 45 контролируемых микрокоманд блока 14.

При обнаружении нечетной ошибки в слове микрокоманды с выхода 44 блока 13 на первый вход элемента ИЛИ 6 приходит строб нечетной ошибки , а при несравнении контрольной и эталонной сумм с выхода 46 блока 14 на второй вход элемента ИЛИ 6 поступает строб многократной опл1бки. Эти стробы устанавливают триггер 8 ошибки в состо ние высокого уровн , что приводит к по влению на выходе триггера 8 строба останова синхронизатора в блоке 12 синхронизации.

Контроль блока 1 пам ти микрокоманд при этом прекращаетс , а содержимое регистра 9 адреса микрокоманд и регистра 10 микрокоманд выдаетс  соответственно на выходы iS и 20 устройства и высвечиваетс  на экране диспле  с целью определеник адреса ошибки.

При отсутствии ошибок в блоке 1 процесс контрол  продолжаетс  автоматически до переполнени  счетчика 5 зон пам ти микрокоманд

О

5

5

О

Сигнал переполнени  с выхода переполнени  счетчика 15 приходит на второй вход элемента И 5 и устанаЬ- ливаат в состо ние низкого уровн  триггер 7 признака контрол , что означает возвращение в основную мик- ропрограмт у по адресу возврата на втором счетчике 3, переход первого счетчика 2 в режим хранени , а второго счетчика 3 в режим счета по .

Блок 4 коммутации адреса микрокоманд (фиг,2) осуществл ет через мультиплексор 47 адреса Быд,ачу адреса микрокоманды с второго счетчика

3либо с первого счетчика 2 в зависимости от состо ни  триггера 7 приз нака контрол . Когда триггер 7 обнулен , к выходу мультиплексора 47 подключаетс  вход 36, в противном случае - вход 38.

На первый управл ющий вход блока

4с выхода 24 блока 11 декодировани  приходит строб загрузки первого счетчика 2 адресом перехода. На выходах 33 и 34 блока 4 по вл ютс  сигналы счета по 1 второго 3 и первого 2 счетчиков, В блоке 11 (фиг.З) происходит декодирование на дешифратора: ,53 кода микроопераций, приход щего на вход 22 блока I1.

На выходе 23 блока 11 по вл етс  отрицательный строб установки триггера 7 в состо ние высокого уровн  на выходе 24 - отрицательный строб настройки универсального сумматора 58 блока 14 на режим вьшолнеки  операции арифметического суммировани  С циклическим переносом. Блок 12 синхронизации (фиг.4} осуществл ет согласование работы всех блоков устройства после прихода на вход 42 запуска внешнего сигнала запуска.

Синхронизатор 54 вырабатывает дес ть синхроимпульсов отрицательной пол рности, сдвинутых один относительно другого. На выходах 26- 31 блока 12 по вл ютс  соответственно первый, второй, третий, четвертый , дев тый и дес тый синхроим- nyjrbCb. Ь а вход останова 43 блока 2 приходит строб останова синхро- низа гора с выхода триггера 8 ошибки .

Элемент ИЛИ 55 необходим дл  блокировки записи контролируемых микрокоманд в регистр 10 микрокоманд , Пока триггер 7 признака контрол  находитс  в состо нии высокого уровн , на входе 41 блокировки и на выходе 30 блока I2 высокий уровень напр жени  и запись микрокоман в регистр 10 непроизводитс . В блоке 14 формировани  контрольной суммы (фиг.6j происходит контрольное суммирование  чеек пам ти 1. Так как разр дность блока 14 меньше разр дности пам ти микрокоманд, необходимо разбить блок 1 пам ти микрокоманд на зоны. Разр дность  чейки каждой зоны равна разр дности блока 14. Вследствие такого разбиени  на зоны можно использовать дл  контрольного суммировани  АЛУ, уже имеющеес  в составе ЭВМ, и вводить минимальный объем контрольного оборудовани  . . Число таких зон блока 1 равно

,

где m - разр дность слова микрокоманды в блоке i; п - разр дность универсального

сумматора 58 в блоке 14, тогда, например, при и N 4.

Контрольное суммирование микрокоманд блока 1 провод т по зонам: сначала суммируетс  содержимое первой зоны, потом - второй зрны и т.д. В первой зоне находитс  часть слова микрокоманды с 1-го по 16-й разр ды, во второй зоне - с 17-го по 32-й разр ды и т.д.

В последней  чейке каждой зоны пам ти записана в дополнительном коде эталонна  сумма всех предыдущих  чеек зоны. Поэтому при отсут- ствии ошибок в зоне пам ти накапливающий регистр 64 результата и триггер 65 нул  результата после суммировани  в универсальном сумматоре 58 содержимого  чеек одной зоны пам ти обнул ютс .

Процесс суммировани  происходит следующим образом.

В исходном состо нии регистры 62 63, 64 и триггеры 65 и 66 обнулены стробом, приход щим на вход сброса блока 14. Потом на информационный вход 45 приходит контролируема  микрокоманда , котора  через мультиплексор 60 поступает на регистр 63 операнда, на вход регистра 62 операнда поступает через мультиплексор 59 содержимое регистра 64 результата . В универсальном сумматоре 58

0

5

0

5

0

5

0

5

происходит суммирование содержимого регистров 62 и 63 по переднему фронту дес того синхроимпульса, приход щего на вход синхронизации блока 14. Настройку сумматора 58 на режим выполнени  операции арифметического суммировани  с циклическим переносом осуществл ет строб, приход щий на вход режима. После суммировани  результат записываетс  по заднему фронту дес того синхроимпульса в регистр 64 результата, а перенос - в триггер 66 переноса. Перенос через мультиплексор 61 признаков приходит на вход переноса сумматора 58 дл  участи  в последующих операци х суммировани .

После окончани  суммировани  всех  чеек одной зоны пам ти первый счетчик 2 переполн етс  и на вход 37 записи блока 14 приходит сигнал переполнени , разрешающий запись в триггер 65.

Если в зоне пам ти были обнаружены ошибки, то триггер 65 нул  результата находитс  в состо нии высокого уровн  и на выходе 46 ошибки блока 14 по вл етс  строб ошибки. Этот строб устанавливает триггер 8 ошибки в состо ние высокого уровн  что приводит к останову синхронизатора 54 в блоке 12 синхронизации. При этом содержимое регистра 9 адреса микрокоманд высвечиваетс  на экране диспле  дл  определени  адреса зоны пам ти микрокоманд с четной ошибкой.

Блок 13 свертки по модулю два (фиг.5 осуществл гет контроль адреса и слова микрокоманды путем их сум мировани  по модулю два в многовхо- довом сумматоре 56 по модулю два и сравнени  в схеме 57 полученной суммы с контрольным разр дом, дополн ющим полученную сумму до нечетности .

При обнаружении нечетной ошибки с выхода ошибки блока 13 на первый вход элемента ИЛИ 6 приходит строб нечетной ошибки, устанавливающий триггер 8 ошибки в состо ние высокого уровн , что приводит к по влению на входе 43 останова синхронизатора 54 строба останова.

Мультиплексор 16 контрол  (фиг.1 предназначен дл  ввода контролируемых микрокоманд в блок 14 по зонам пам ти. Число зон пам ти равно числу информационных входов мультиплек

9

сора 16 кор трол , тогда разр г;ность счетчика 15 зон пам ти микрокоманд составл ет ,

где М - -П-1СЛО разр дов счетчика 15;

N - число зон пам ти, и«например, при .

В первоначальньдЧ момент времени счетчик- 15 обнулен и к выходу нуль- тиг Лсксора 6 контрол  подключаетс  Ci O перцы й информа:. чИонный нход, т.е. в блок 14 поступают  чейки первой зоны Ям тк, Тактовый вход счетчика 15 соединен с вьссодом перепопне- Hi-irj первого счетчика 2 команд. Поэтому после окончани  суммироЕ:ани   чеек первой зоны пам ти первый счет чик 2 переполн етс  и сбрасываетс  в нуль, а содержимое сметчика 15 увеличиваетс  на +1 и к выходу мультиплексора 16 контрол  подключас:тс  его нторой информационный вход т.е. в блок 14 приходит содержимое,  чеек второй зоны пам ти и т.д.

Одновременно с у зеличением содержимого счетчика 15 на +1 разрешаетс  запись пул  результата в триггер 65 блока 14. После контрольного суммировани   чеек всех зон блока 1 пам ти микрокоманд с -гетчик 15 зон пам ти микрокоманд переполн етс  и сбрасываетс ; в куль.

Сигнал переполнени  е выхода счет- ч ика 15 поступает на второй вход элемента И 5 и сбрасьюает- в nyjjb триггер 7 признака контрол  (фиг.7, ди- аграмм:а 5/ , что означает конец ре-- 7Аима контрол  и возвращение в основ- iryir: микропрограмму по адресу воз- :г;рата ка втором счетчике 3 комак.-з, фиг.7, диаграмма 4).

t:::t::.,r : .i:

ОЛ.1,.1 ЖБРГ | ::эЁ:$г1

Ч.(::

.,-„

V™

i:

J

W i 1.

) J/ff

35 36 ЗЭ От Ьлока синхро- 000о низоции

(N t

7 X

Zl

/ J2

922

f уФ Ф ф ф ф ф

От 6ло/(а деко- 0 dt poduHuR

1

f

jf у , W

Arg I I jy I

VV

t/г. 2

J4

J О

/ о

51

53

23

f

2 }Н25Ж

Фиг. 3

f

5Ж

55

f f

/

26Ж 29Ж ОЖ Фиг. tf

фиг, 5

Ф

w

Claims (1)

1. МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ С КОНТРОЛЕМ, содержащее блок памяти микрокоманд, первый и второй счетчики команд, блок коммутации адреса, элемент И, элемент ИЛИ, триггер признака контроля, триггер ошибки, регистр адреса, регистр микрокоманд, блок декодирования, блок синхронизации, блок сверт· ки по модулю два, блок формирования контрольной суммы, причем выход регистра адреса соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд и первым входом блока свертки по модулю два и является выходом адреса микрокоманд устройства, выход блока памяти микрокоманд соединен с информационным входом регистра микрокоманд и с вторым входом блока свертки по модулю два и является выходом микрокоманд устрой· ства, первый информационный выход регистра микрокоманд соединен с информационным входом первого счетчика команд, а второй информационный выход регистра микрокоманд соединен с входом записи переноса блока формирования контрольной суммы и информационным входом блока декодирования, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с перзьы входом элемента И, первым управляющим входом блока коммутации адреса и входом режима блока формирования контрольной суммы, с первого по шестой выходы блока синхронизации подключены соответственно к синхронизирующим' входам блока коммутации адреса, триггера признака: контроля, регистра адреса микрокоманд, блока памяти микрокоманд, регистра микрокоманд и блоха формирования контрольной суммы_t информационный вход регистра адреса микрокоманд соединен с первым выходом блока коммутации адреса, второй выход которого соединен с тактовым входом первого счетчика команд, третий выход блока коммутации адреса соединен с установочным входом первого счетчика команд и входами сброса блока формирования контрольной суммы и триггера ошибки, а четвертый выход'блока коммутации адреса соединен с тактовым входом второго счетчика команд, выход которого соединен с первым информационным входом блока коммутации адреса, выход переполнения первого счетчика команд соединен с входом записи ошибки блока формирования контрольной суммы, а информационный выход соединен с вторым информационным входом блока коммутации адреса, выход элемента И соединен с информационным входом триггера признака контроля, выход которого соединен с входом синхронизации триггера ошибки, с вторым управляющим входом блока коммутации адреsmTzr^n,Tis

   12ί1725 са и входом блокировки блока синхронизации, вход запуска блока синхронизации является входом запуска устройства, а вход останова соединен с выходом триггера ошибки, информационный вход триггера ошибки соединен с выходом элемента ИЖ, пер. вый вход которого соединен с выходом ошибки блока свертки по модулю два, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены счетчик зон памяти микрокоманд и мультиплексор контроля, информационные входы которого соединены с выходами соответствующих эон блока памяти микрокоманд, управляющие входы мульти- . плексора контроля соединены с соответствующими выходами разрядов счетчика зон памяти микрокоманд, а выход подключен к информационному входу блока формирования контрольной суммы, разрешающий вход которого сое динен с выходом триггера признака контроля, а выход ошибки блока формирования контрольной суммы соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход переполнения счетчика зон памяти микрокоманд соединен с вторым входом элемента И, а входы сброса и синхронизации соединены соответственно с третьим выходом блока коммутации адреса и выходом переполнения первого счетчика команд.