SU1381506A1 - Микропрограммное устройство управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ технике и может быть использовано при разработке микропрограммных устройств управлени  и средств диагностировани  отказоустойчивых вычислительных систем. Цель изобретени - распшрение области применени  за счет обеспечени  возможности управлени  группой объектов при наличии в них отказов. Устройство содержит блок пам ти микрокоманд , регистры кода команды, адреса , микроопераций, первый и второй триггеры управлени ., триггер пуска, блок пам ти начальных адресов микропрограмм диагностировани , генератор тактовых импульсов, дешифратор, счетчик , мультиплексор логических условий , мультиплексор адреса, группу коммутаторов данных, первую и вторую группы шинных формирователей, четыре элемента И, элемент ИЛИ. 5 ил. i (Л

Description

00

эо

ел

о сь

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке микропрограммных устройств управлени  и средств диагностировани  отказоустойчивых вычислительных систем.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  за счет обеспечени  возможности управлени  группой объектов при нашичии в ,них отказов.

На фиг.1 показана функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональна  схема мультиплексора; на фиг. 3 - функциональна  схема коммута тора данных; на фиг.4 - функциональна  схема блока начальных адресов микропрограмм дис1гностирова- ни  на основе программируемой логической матрицы;-на фиг. 3 - временна  диаграмма работы устройства в различных режимах функционировани .

Микропрограммное устройство управлени  (фИГ.1) содержит блок I Пе1МЯТИ

микрокоманд, регистр 2 адреса, регистр 3 кода команды, регистр 4 микроопераций , второй регистр 5 управлени , первый триггер 6 управлени , триггер 7 пуска, блок 8 пам ти на- чальных адресов микропрограмм диагностировани , генератор 9 тактовых импульсов, дешифратор 10, счетчик 11 мультиплексор 12 логических условий мультиплексор 13 адреса, группу объектов управлени  (ОУ) 14.1 - 14.N группу коммутаторов 15.I - 15.N данных, первую Ib.l - 16.N и вторую 1 7 . 1 -1 7 . N группы шинных формирователей , первый 18, второй 1У, четвертый 20, третий 21 элемен- ты Н, элемент ИЛИ 22, шину 23 мик роопер адий , шину 24 логических условий , шину 25 данных, вход 26 кода операций устройства, вход 27 останова устройства, вход 28 пуска устройства , единичный выход 2У триггера 6 управлени , единичный выход 30 триггера 5 управлени , выходы конца восстановлени  31, конца работы 32,кон ца командь 33 регистра 4 микроопераций , выход 34 мультиплексора 12, выход 35 модифицируемого разр да адреса выхода посто нного запоминающего устройства (ПЗУ) 1, выходы 36.1-36 дешифратора 10, выход 37 регистра 4 микроопераций, выход 38 разр да управлени  шины 23 микроопераций,выход ЗУ конца микроопераций 113У 1 , второй

5

0

40.1 и первый 40.2 выходы генератора У, выходы 4I и 42 соответственно второго 1У и первого 18 элементов И, входы-выходы 43.1-43.N устройства , информационные выходы 44. 1-44.N устройства, выход 45 блока 8 пам ти начальных адресов микропрограмм диагностировани , выход 4Ь разр да признака ошибки шины 24 логических условий , информационные входы 47.1-47.N устройства, выход 48 кода логических условий ПЗУ 1, выход 4У признака , ошибки диагностировани  и восстановлени  ПЗУ 1.

Мультиплексор 12 (фиг. 2) содержит коммутатор 50, элемент ИЛИ 51, дешифратор 52, группу 52.1 - 52.п выходов дешифратора 52, группу 53.1 - 53. выходов шины 24 логических условий.

Коммутатор 15.1 данных (фиг.З) содержит первый 54, второй 55 блок магистральных элементов, элементы 5 и 56, 57.

Блок 8 пам ти начальных адресов микропрограмм диагностировани  (фиг.4) содержит группу элементов НЕ 58. 1 - 58.5, две. группы резисторов , матрицу элементов И. Блок 8 пам ти начальных адресов микропрограмм диагностировани  построен на программируемой лог ической матрице. Функционирование устройства можно условно разделить на следующие режимы работы: режим реализации рабочих микропрограмм, режим диагности- .ровани  и восстановлени .

Режим реализации рабочих микропрограмм .

В исходном состо нии все триггеры, счетчик и регистры микропрограммного устройства управлени  и диагностировани  наход тс  в нулевом состо нии . В регистре 4 микроопераций записан код, содержаший единичное значение в разр де, соответствующем микрооперации Конец команды на выходе 33.

Работа устройства начинаетс  по сигналу Пуск, поступаклцему на вход 28 устройства и устанавливающему триггер 7 в единичное состо ние. По единичному сигналу с единичного выхода триггера 7 генератор У начинает формировать на своих выходах 40,1 и 40.2 две сдвинутые друг относительно друга последовательности тактовых импульсов Т и .

0

5

0

5

0

5

По тактовому импульсу

код

операции (начальный адре.с микропрограммы ) заноситс  в регистр 2, С выхода регистра 2 поступает исполнительный адрес первой микрокоманды на вход. ПЗУ 1, из которого считываетс  перва  микрокоманда. С выхода 39 конца микроопераций 1ВУ1 поступают

Режим диагностировани  и восстановлени .

В данном режиме при реализации рабочих микропрограмм с выхода 46 разр да шины 24 логических условий поступает единичный сигнал, который по тактовому импульсу осуществл ет установку триггера 6 управлени  в

сигналы микроопераций на вход регист- Q единичное состо ние. По единичному

ра 4 и записываютс  в него по тактовому импульсу Т . С выхода 47.1 ОУ через блок 17.1 шинных формирователей , шину 24 логических условий на вход мультиплексора 12 поступают сиг-( налы значений логических условий, так как на выходе 36.1 дешифратора 10,присутствует единичный си1 нал. С выхода 35 ПЗУ 1 на вход мультиплексора 12 поступает модифицируемый раз- 20 р д адреса кода адреса микрокоманды. Одновременно с выхода 48 кода логических условий ПЗУ 1 на вход мультиплексора 12 поступает код логических условий, который осуществл - 25 ет выбор значени  логического услови , поступающего с выхода 47,1 ОУ, Выбранное значение логического услови  с выхода коммутатора 50 поступает одновременно на вход элементазо ИЛИ 51 со значением сигнала модифицируемого разр да адреса на входе 53.П+1 информационного входа 24 мультиплексора 12 (см.фиг.2). Если проис- хо дит модификаци  модифицируемого разр да адреса, то последовательный ход микропрограмг-1ы нарушаетс  и происходит переход микропрограммы в со- ответствии со значением моди лщируе- мого разр да адреса. Если модификации модифицируемого адреса нет, то последовательный ход микропрограммы не нарушаетс . Таким образом, происходит формирование кода исполнительного адреса очередной микрокоманды, . который проходит через мультиплексор 13 под воздействием нулевых сигналов с выходов 31 и 33 регистра 4, выходов 29 и 30 соответственно триггеров 6 и 5 и записываетс  в регистр 2 по оче35

40

50

сигналу с единичного выхода 29 триг гера 6 с мультиплексора 13 адреса поступает на вход регистра 2 начгшь ный адрес микропрограммы диагностир ваний с зыхода 45 блока 8, и по так товому импульсу С код адреса запи сываетс  в регистр 2. По начальному адресу микропрограммы диагностирова ни  с выхода регистра 2 на вход ПЗУ поступает исполнительный адрес микр команды микропрограммы диагностировани . С выхода 39 ПЗУ1 поступают сигналы микроопераций на вход регис ра 4 и записываютс  в него по такто вому импульсу 7п . Сигначы микроопер ций с выхода регистра 4 поступают ч рез щину 23 и коммутатор 15.1 на объект 14.1. От объекта с выхода 47. 1 через шину 24 на вход мульти- luieKcopa 12 поступают сигналы логических условий, -В поле кода логичес ких условий ПЗУ) задаетс  код этого услови , а код адреса модифицируетс зиаче нием провер емого логического услови .

По последней микрокоманде микропрограммы диагностировани , если ОУ 14.1 исправен, с выхода 31 регист ра 4 формируетс  едл1шчный сигнал Конец восстановлени  и с выхода 33 - нулевой сигнал Конец команды

Единичный сигнал Конец восстанов лени  поступает на вход элемента И 19 и разрешает прохождение очередного тактового импульса l о -которому триггер 6 сбрасываетс  в нуле вое состо ние. По единичному сигналу Конец восстановлени  с выхода 3 1 , нулевому сигналу Конец команды с выхода 33 регистра 4, единичному сигналу с выходов 2У и 3Q соответственно триггеров 6 и 5 мультиплексор 13 разрешает прохождение кода операций с выхода регистра 3 на вход регистра 2. По очередному тактовому импульсу ;;. в регистр 2 записываетс  код начального адреса рабочей мик ропрограммы, который поступает на вход ПЗУ1. По коду адреса считываетредному тактовому импульсу i,

В

дальнейшем устройство работает аналогично . По тактовому импульсу Т в регистр 2 записываетс  исполнительный адрес очередной микрокоманды,по тактовому импульсу -2 в регистр 4 записью ают с   сигналы микроопераций,поступающие через тину 23 и блок 16.1 шинных формирователем на вход объекта.

Q единичное состо ние. По единичному

0 5 о

5

0

0

5

сигналу с единичного выхода 29 триггера 6 с мультиплексора 13 адреса поступает на вход регистра 2 начгшь- ный адрес микропрограммы диагностирований с зыхода 45 блока 8, и по тактовому импульсу С код адреса записываетс  в регистр 2. По начальному адресу микропрограммы диагностировани  с выхода регистра 2 на вход ПЗУ 1 поступает исполнительный адрес микрокоманды микропрограммы диагностировани . С выхода 39 ПЗУ1 поступают сигналы микроопераций на вход регистра 4 и записываютс  в него по тактовому импульсу 7п . Сигначы микроопераций с выхода регистра 4 поступают через щину 23 и коммутатор 15.1 на объект 14.1. От объекта с выхода 47. 1 через шину 24 на вход мульти- luieKcopa 12 поступают сигналы логических условий, -В поле кода логических условий ПЗУ) задаетс  код этого услови , а код адреса модифицируетс  зиаче нием провер емого логического услови .

По последней микрокоманде микропрограммы диагностировани , если ОУ 14.1 исправен, с выхода 31 регистра 4 формируетс  едл1шчный сигнал Конец восстановлени  и с выхода 33 - нулевой сигнал Конец команды.

Единичный сигнал Конец восстановлени  поступает на вход элемента И 19 и разрешает прохождение очередного тактового импульса l о -которому триггер 6 сбрасываетс  в нулевое состо ние. По единичному сигналу Конец восстановлени  с выхода 3 1 , нулевому сигналу Конец команды с выхода 33 регистра 4, единичному сигналу с выходов 2У и 3Q соответственно триггеров 6 и 5 мультиплексор 13 разрешает прохождение кода операций с выхода регистра 3 на вход регистра 2. По очередному тактовому импульсу ;;. в регистр 2 записываетс  код начального адреса рабочей мик ропрограммы, который поступает на вход ПЗУ1. По коду адреса считываетс  перва  микрокомш1да рабочей микропрограммы . Сигналы микроопераций поступают на первый объект.

Формирование кода адреса микрокоманды микропрограммы диагностировани  осуществл етс  аналогично коду адреса микропрограммы рабочей микропрограммы.

При функционировании предлагаемого устройства в режимах реализации рабочих микропрограмм диагностировани  и восстановлени  используютс  общие области пам ти а 113У1. При поступлении нулевого сигнала с выхода 29 триггера 6 на вход мультиплексора 12 в устройстве осуществл етс  режим реализации рабочих микропрограмм . В данном режиме при поступлении сигнала признак ошибки ОУ 14,1 провер етс  на работоспособность. В случае отказа объекта 14.1 при реализации микропрограмм диагностировани  и восстановлени  с выхода 49 ПЗУ1 поступает единичный сигнал Не норма диагностировани  и восстановлени  на вход элемента И 20 и разрешает прохождение тактового импульса t i на вход счетчика 1 1 , увеличива  содержимое последнего на единицу.На выходе счетчика I1 формируетс  код, который поступает на вход дешифратора 10. На выходах 36.1 и ЗЬ.2 дешифратора 10 формируютс  управл ющие сигналы, отрслючающие ОУ 14.1 и подключающие ОУ 14.2. Объект 14.2 начинает функционировать с данным устройством в режиме реализации рабочих микропрограмм.

В случае отказа ОУ 14.2 подключаетс  следующий объект. При последунг- щих отказах объектов происход т аналогичные подключени . Если при реализации рабочих микропрограмм происходит отказ объекта 14.N, то с выхода счетчика 1 1 по сигналу Признак ошиб ки диагностировани  и восстановлени  поступающему с выхода 49ПЗУ, формируетс  сигнал, который сбрасывает триггер 7 в нулевое состо ние, и геНера- тор 9 прекращает выдавать с выходов 40.2 и 40.1 тактовые импульсы t и

2Формирование тактовых импульсов L , и t . прекращаетс  также при пос-, туплении единичного сигнала Конец работы с выхода 32 регистра 4, котоос13813066

рый формируетс  после реализации всех рабочих микропрограмм.

б р е т

Claims (1)

1. Формула изо

   е и

   Микропрограммное устройство управлени , содержащее блок пам ти микрокоманд , регистр адреса, регистр кода команды, регистр микроопераций,мультиплексор адреса, мультиплексор логи-

   ческих условий, первый триггер управлени , триггер пуска, генератор тактовых импульсов, первый и второй элементы И,причем вход кода команды уст ройства соединен с первым информационным входом мультиплексора адреса , выход немодифицируемых разр дов адреса пол  адреса блока пам ти микрокоманд соединен с вторым информационным входом мультиплексора адреса, выход которсг- го соединен с информационным входом регистра адреса, выход которого соединен с адресньм входом блока пам ти микрокоманд выход модифицируемого разр да адреса пол  адреса которого соединен с информационным входом мультиплексора логических условий, выход которого соединен с вторым информационным входом мультиплексора адреса, выходы пол  логических условий и пол  микроопераций блока пам ти микрокоманд соединены соответственно с управл ющим входом мультиплексора логичесю1х условий и с информационным входом регистра микро- опера1;ий, вход логических условий

   устройства через шину логических условий соединен с информационным входом мультиплексора логических условий , вход пуска устройства соединен

   .с входом установки в 1 триггера пуска, выход которого соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом синхронизации регистра микроопераций и первым входом первого элемента И, выход которого сое-, дивен с входом установки в О первого триггера управлени , выход второго элемента И соединен с входом синхронизации первого триггера управлени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  устройства за счет обеспечени  возможности управлени  группой объектов при наличии в них отказов, оно содержит второй триггер управлени , счетчик, дешифратор, блок пам 

   ти начальных адресов микропрограмм диагностировани , группу коммутаторов данных, первую и вторую группы шинных формирователей, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ,причем вход кода команды устройства содинен с информационным входом регистра кода команды, выход которого соединен с третьим информационным входом мультиплексора адреса и адресным входом блока пам ти начальны адресов микропрограмм диагностировани , выход которого соединен с четвертым информационным входом мульти плексора адреса, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом второго элемента И и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, i-и выход которого (i I, N, где N - количество управл ю1цих выходов устройства ) соединен с входом разрешени  передачи i-ro шинного формировател  первой группы, выход которого соединен с i-м управл ющим выходом устройства, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации второго триггера управлени , регистра адреса и первым входом четвертого элемента И,выход которого соединен с входом синхронизации регистра кода команды, выход признака конца команды регистра микроопераций соединен с первым управл ющим входом мультиплексора адреса и вторым входом четвертого элемента И, выход признака конца восстановлени  регистра микроопераций соединен С вторым управл ющим входом мультиплексора адреса и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки в О второго триггера управлени , пр мей выход которого соединен с третьим управл ющим входом мультиплексора ад

   1381bUb8

   реса, пр мой выход первого триггера

   0

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   управлени  соединен с входом синхронизируемой установки в 1 второго триггера управлени , с информационным входом мультиплексора логических условий и с четвертым управл юсцим входом мультиплексора адреса, вход признака ошибки устройства через шину логических условий соединен с входом синхронизируемой установки в 1 первого триггера управлени ,инверсный выход которого соединен с вторым входом второго элемента И,выход Признака конца работы регистра микроопераций соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход пол  кода диагностировани  и восстановлени  блока пам ти микрокоманд соединен с вторым входом третьего элемента И, вьгход переполнени  счетчика соединен с вторым входом элемента ШШ,вход останова устройства соединен с третьим входом элемента ШШ, выход которого соединен с входом установки в о триггера пуска, i-й выход де- шифратора соединен с входом подклкг- чени  информационного входа i-ro шинного формировател  второй группы к шине логических условий и с первым управл ющим входом i-ro коммутатора данных групЛы, выход регистра микроопераций соединен через шину микроопераций с i-ми информадионными выходами устройства, i-й информационный вход устройства соединен с информационным входом i-ro шинного формировател  второй группы, выход которое Г1. соединен через шину логических условий с информационным входом мультиплексора логических условий, i-й вход-выход устройства соединен с пер вым входом-выходом i-ro коммутатора данных, второй вход-выход которого соединен с шиной данных,выход разр да управлени  регистра микроопераций через шину микроопераций соединен с вторым управл ющим вхоцон i-ro коммутатора данных.

   Г

   Mf umun effcop jfottjyecf ux yc oSutifi

   Фиг. 2

   .--7,

   т

   I« Hof i umttirtaf atuffft

   -/-1

   zrlJ