SU1267414A1 - Микропрограммное устройство управлени с контролем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области , автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в ЭВМ и вычислительных системах с микропрограммным управлением. Цель изобретени  повышение быстродействи  устройства. Микропрограммное устройство управлени  с контролем содержит посто нное запоминающее устройство микрокоманд, регистр адреса, регистр микроопераций , регистр возврата, мультиплексор адреса, мультиплексор логических условий, дешифратор, шифратор, триггер пуска, генератор тактовых импульсов , триггер ошибки, элемент И-НЕ, первый, третий элементы И, первый, второй элементы ИЛИ. Данное техническое решение позвол ет повысить быстродействие устройства пуi тем исключени  пустых микрокоманд при проверке непрерывно контролируеСЛ мых логических условий. 2 ил.

Description

to

О5

Claims (2)

1. . 1 Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в ЭВМ и вычислител ных системах с микропрограммным -управлением . Целью изобретени   вл етс  увеличение производительности устройства На фиг. 1 приведена функциональна схема микропрограммного устройства управлени  с контролем, на фиг, 2 функциональна  схема мультиплексора адреса. Микропрограммное устройство управ лени  с контролем (фиг, 1) содержит блок 1 пам ти микрокоманд, содержаш;и выход 1.1 старших (немодифицируемых) разр дов адреса, выход 1.2 г-шкроодераций; выход 1,3 младшего (модифицируемого ) разр да адреса, вызсод 1 .4 признака проверки логических условий выход 1.5 кода логических условий; регистр 2 адреса, регистр 3 микроопе раций, регистр 4 адреса возврата, блок 5 мультиплексировани , мультиплексор 6 логических условий, первый дешифратор 7, шифратор 8 триггер 9, пуска, генератор 10 тактовых импульсов , триггер 11 ошибки, элемент И-НЕ i2, первьш 13, второй 14, третий 15 элементы И, первьш 16, второй 17 эле менты ИЛИ, вход 18 кода операции уст ройства, вход 1У значений логических условий устройства, вход 20 пуска устройства, выход 21 микроопераций устройства, выходы 21.1-21.3 микроопераций конца команды, конца работы и конца обработки прерываний соответственно, выход 22 сигнала ошибки устройства, первый: 23 и второй 24 выходы генератора 10 тактовых импульсов, первый 25 и второй 26 выходы мультиплексора соответственно . На фиг, 2 представлен блок . плексировани  адреса, содержащий второй дешифратор 27, коммутатор 28, третий элементы ИЛИ 29. Супщость способа контрол  состоит в следующем,. , В поле логических условий каждой н&чальной микрокоманды занос т фиксированньй код, который соответствует номеру неиспользуемого логического уровн . Например, если всего устройством провер етс  дес ть логических условий у, 5 у,, ,,,,, , которые кодируютс  четырехразр днь(ми код,ами 0001,. 0010, ,,., 1010 соответственно 42 то такими фиксированными кодами могут быть коды 1011, 1100, .,.,1111. Предположим , что в качестве такого фиксированного кода выбран код 1100. Тогда код 1100 записьгоаетс  в поле логических условий всех начальных микрокоманд, Множество всех логических условий может быть условно разбито на два подмножества: периодически контролируемых (провер емых) логических условий п - -fx 1 , непрерывно контt-1 - W ролируемых логических условии Мц ( Х.Ч . . J1. 1J, Логические услови  л-  вл ютс  услови ми , по которым осуществл ютс  ветвлени  в микропрограмме в определенных точках, предусмотренных управл ющим алгоритмом. Если же необходимо (параллельно с его выполнением ) осуществл ть дополнительный контроль параметров управл емого объекта с помощью логического услови  Х в течение выполнени  всей микропрограммы R или ее фрагмента й(, то он преобразуетс  к виду У U Ч UNi-ftijX.p Т I... A-.Jp f , U,,.i где A.|) - микрокоманды, вход щие в /iRi., которые не  вл ютс  микрокомандами ветвлени , 0 ГГки Д(Хр) - микропрограмма обработки прерывани  при Хр 1 (выходе контролируемого параметре за пределы допуска). Сущность изобретени  состоит в повышении быстродействи  устройства путем обеспечени  возможности npoBejprки непрерывно контролируемых логических условий без введени  пустых микрокоманд; организации возврата в точку основной микропрограммы, в которой был обнару7кен выход из допуска непрерывно контролируемого параметра; исключени  части пустых микрокоманд при выполнении фрагментов микропрограмм , содержащих точки схождени  от группы микрокоманд условного перехода; организации оперативного контрол  по влени  запрещенных комбинаций, значений меток (конца команды, конца команды прерьшани ) и единичного значени  непрерьшно контролируемого логического услови . Введение признака проверки логических условий (один разр д) в фор3 мат микрокоманд позвол ет различать обычные микрокоманды ветвлени  от микрокоманд с непрерывно контролируе мыми логическими услови ми. Непрерыв но контролируемые логические услови  будем различать как аварийные и неаварийные . Аварийные логические усло ви  привод т к останову устройства. Неаварийные логические услови  требуют прерывани  и выполнени  соответствующей микропрограммы обслуживани  прерывани . Предлагаемое микропрограммное уст ройство управлени  с контролем работает в следующих режимах:реализаци  линейных микрокоманд реализаци  мик рокоманд ветвлени -, реализаци  микро команд ветвлени  с непрерывно контро лируемыми логическими услови ми, организаци  контрол  соответстви  первой считанной микрокоманды начальным микрокомандам микропрограмм. В исходном состо нии все элементы схемы приведены в О. Только в разр де микрооперации, соответствующем выходу 21.1 регистра 3 записана единица. Цепи приведени  схемы в исходное состо ние условно не показаны . Работа устройства начинаетс  после поступлени  на вход 20 сигнала Пуск, по которому устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 9. По первому тактовому импульсу с выхода 23 генератора 10 в регистр 2 заноситс  код с входа 18. Этот код записываетс  в регистр 2 через мультиплексор , на первый управл ющий вход которого поступает единичный сигнал с выхода 21.1 регистра 3. По коду, считанному из регистра 2, с блока па м ти (БП) 1 выбираетс  микрокоманда Рассмотрим работу устройства в приведенных выше режимах. 1-й режим.Пусть реализуема  микрокоманда - линейна  микрокоманда. Опе рационна  часть кода линейной микрокоманды по заднему фронту второго та тового импульса с выхода 24 генератора 10 заноситс  в регистр 3 и на выход 21 устройства. Старшие (немодифицируемые ) разр ды адреса с выхо да 1.1 БП 1 поступают на соответствующие входы второго информационного входа мультиплексора 5, а младший разр д без изменени  через второй элемент ИЛИ 17 поступает на вход младшего разр да второго информаци144 онного входа блока 5 мультиплексировани  адреса. Если на выходах 21.1 и 21.2 присутствуют нулевые сигналы то по очередному тактовому импульсу с выхода 23 генератора 10 текущий адрес очередной микрокоманды заноситс  в регистр 2. При реализации всех линейных микрокоманд устройство функционирует аналогично описанному выше алгоритму. 2-й режим. Пусть реализуема  микрокоманда - микрокоманда условного перехода. Старшие разр ды адреса с пол  БП 1.1 поступают на соответствующие входы второго информационного входа блока 5 мультиплексировани  адреса. Операционна  часть поступает в регистр 3. Значение цол  1.4 в формате микрокоманды равно 0. Младший разр д адреса очередной микрокоманды поступает на первый вход , второго элемента ИЛИ 17. По коду логических условий, записанному в -поле 1.5 БП 1, с входа 19 выбираетс  значение провер емого логического услови  и поступает на первый элемент И 13. Мпадший разр д адреса модифицируетс  значением О или 1 и поступает на соответствующий вход второго информационного входа блока 5 с выхода элемента ИЛИ 17. Далее устройство работает аналогично описанному выше алгоритму, 3-й .режим. Пусть реализуема  микрокоманда - микрокоманда ветвлени  с непрерывно контролируемым логическим условием. В формате микрокоманды в поле 1,4 пр - сутствует единичный сигнал . По коду логических условий с пол  1.5 БП 1 определ етс  тип провер емых непрерывно контролируемых логических условий. При проверке аварийных логических условий сигнал с второй группы выходов дешифратора через первый элемент ИЛИ 16 поступает на R-вход триггера 9 пуска и устанавливает его в исходное состо ние, тем самым прекраща  работу генератора Ю тактовых импульсов и работу устройства в целом. При проверке неаварийных логических условий сигнал с первой группы выходов дешифратора 7 поступает на вход шифратора, который обеспечивает запись адреса прерывани  через мультиплексор 5 адреса в регистр 2. По адресу прерывани  обеспечиваетс  выход в точку микропрограммы, с которой начинаетс  отработка сигнала 5 Не норма. По окончании отработки ,с выхода 21,3 регистра 3 на соответ-ствующий управл ющий вход блока 5 поступает единичный сигнал, разреша  считывание адреса возврата (на котором произошло прерывание) с регист ра 4. По очередному первому тактовому импульсу с выхода 23 генератора 10 адрес возврата заноситс  в регист
2. 2. Далее устройствй работает аналогично описанному выше алгоритму. 4-й режим. Организаци  контрол  соответстви  первой считанной микрокоманды начальным микрокомандам микропрограмм . Предлагаемое микропрограммное устройство управлени  с кон ролем обеспечивает эффективный контроль однократных, двухкратных и т.д. ошибок в поступившем коде операции либо при его прохо/кдении через блок 5 и регистр 2, если адрес начальных микрокоманд микропрограмг-J выбран таким образом, что кодовое рассто ние между ними равно двум, трем и т.д. Обеспечить это при програгП шровании БП 1 не составл ет труда, т.е. в реальных задачах управлени  число начальньк микрокоманд составл ет дес т и менее дтроцентов от общего числа микрокоманд. В общем случае в поле логических условий каждой начгшьной микрокоманды заноситс  фиксированньй код, который соответствует номеру не используемого логического услови . После считывани  каждой первой микро команды провер етс  содержимое пол  кода логических условий на элементе И-НЕ 12, Если оно отлично от значени  фиксированного кода (на выходе элемента И-НЕ 12 единица), то это оз качает, что код, поступивший на вход 18 устройства, не  вл етс  кодом опе рации вследствие его искажени  в результате сбо  или отказа аппаратных (программных) средств верхнего уровн , В этом случае устройством формируетс  сигнал ошибки на выходе 22 и устройство прекращает работу. В тех случа х, когда одна или нес колько микропрограмм начинаютс  с микрокоманд ветвлени , у которых поле логических-условий зан то, то при программировании этих микропрограмм также как и в прототипе ввод тс  дополнительно специальные пустые микрокоманды . Способность устройства ис ключить часть пустых микрокоманд при выполнении фрагментов микропро14S грамм, содержащих точки схождени  от группы микрокоманд условного перехода , позвол ет также повысить быстродействие устройства. Суть данного режима заключаетс  в том что если имеетс  операторна  вершина с двум  входами , устройство способно формировать альтернативные адреса двум  способами: обычным, что требует дополнительную пустую микрокоманду дл  разв зки таких фрагментов, через шифратор 8. ч„ В данном случае адрес прерывани  i запоминаетс  в регистре возврата, но возврат не нужен, так как прерывание произошло внутри микропрограммы. Если будет необходим выход на микропрограмму , то очередной адрес прерывани  (возврата) запрет содержимое регистра 4 адреса возврата. Организаци  оператизного контрол  по влени  запрещенных комбинаций значений меток конца команды, конца команды прерываний :д единичного значени  непрерывно ко:чтролируемого логического услови  осуществл етс  на элементе ИЛИ 29. При наличии запрещенных кодовых комбинаций на управл ющих входах мультиплексора 5 сигнал на выходе 26 через первый элемент И 16 поступает на триггера пуска, тем самыг- останавлива  работу устройства. Формула изобретени  MiiKponporpai-n-iHoe устройство управлени  с контролем 5 содержащее блок пам ти микрокоманд, регистр адреса, регистр микрооперац)й, коммутаторы, мультиплексор логических условий, триггер пуска, генератор тактовых импульсов , триггер ошибок, элемент И-НЕ, первьй элемент ИЛИ, причем вход кода операции устройства соеди- : нен с первым инфО змационным входом коммутатора, вьгход которого соединен с информадионньм входом регистра адреса, выход которого соединен с адресньщ входом блока пам ти ivfHKpoкоманд5 выходы пол  старших разр дов адреса и пол  микроопераций которого соединены соответственно со старвшми разр дами второго икформационного входа ко14мутатора и с информационным входом регистра ьшкроопераций, выход пол  логических условий блока пам ти микрокоманд соединен с управл ющим 71 входом мультиплексора логических условий и с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с информационным входом триггера ошибки, вход логических условий устройства соединен с информационньм входом мультиплексора логических условий, вход пуска устройства соединен с входом установки в единицу триггера пуска, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, первый и второй выходы которого соединены с входами синхронизации регистра адреса и регистра микроопераций соответственно , выход признака конца команды регистра микроопераций соедине с входом синхронизации триггера ошиб ки, выход которого соединен с выходо ошибки устройства и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход признака конца работы регистра микрооперации соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход -которого соединен с входом установки в О триггера пуска, выход регистра микроопераций соединен с управл ющим выходом устройства, отличающеес  ем, что, С целью повышени  быстродействи , в него введен регистр адре са возврата, первый и второй дешифра торы, шифратор, с первого по третий элементы И, второй и третий элемент ИЛИ, причем выход регистра адреса соединен с информационным входом регистра адреса возврата, выход которо го соединен с третьим информационным входом коммутатора, выход пол  младшего разр да адреса блока пам ти микрокоманд соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с младшим разр дом второго 148 информационного входа коммутатора, выход признака проверки непрерывно контролируемых логических условий блока пам ти микрокоманд соединей с инверсным входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, выход мультиплексора логических условий соединен с пр мым входом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, выход .которого соединен с первым входом третьего элемента И, стробирующим входом первого дешифратора и с первым входом второго дешифратора, перва  группа выходов которого соединена с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с Третьим входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход признака конца обработки прерывани  регистра микроопераций соединен с вторым входом второго дешифратора, первый выход генератора импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом син- , хронизации регистра адреса возврата, выход пол  логических условий блока пам ти микрокоманд соединен с информационным входом первого дешифратора, перва  и втора  группа выходов которого соединены с входами первого элемента ШШ и с входами шифратора соответственно , выход которого соединен с четвертым информационным входом коммутатора, втора  группа выходов второго дешифратора подключена к соответствующим управл ющим входам коммутатора,выход признака конца команды регистра микроопераций соединен с третьим входом второго дешифратора.

   7.1-1 3«7 W4ffflrCyS 18 l ffHfT

   Q P О

   ffmfSf l;

   от ffe/