SU1444762A1 - Устройство микропрограммного управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники, а именно к программному управлению технологическим оборудованием, и может быть использовано при построении программируемых контроллеров. Цель изобретени  - расширение области применени  за счет самоконтрол . Устройство микропрограммного управлени  содержит блок пам ти, регистр микрокоманд , дешифраторы, мультиплексор, генератор тактовых импульсов, группу триггеров, группы элементов ИСКЛОЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ, элемент ИСКЛОЧАКЯЦЕЕ ИЛИ, элементы И, триггеры, элементы ИЛИ, элементы задержки, группу элементов задержки, одновибратор, элементы 2И-ИЛИ, группу элементов И. Устройство позвол ет идентифицировать три приоритетных уровн  ошибки, переходить к выполнению микропрограммы по обработке аварийного режима или „осуществл ть экстренное отключение устройства, а также обеспечивает сигнализацию наличи  и уровн  -ошибки. 4 ил., 1 табл. о S (Л

Description

N

4i Ч О5 ЬР

Изобретение отйоситс  к вычислительной технике, а именно к программному управлению технологическим оборудованием , и может быть использовано при построении программируемых устройств управлени .

Цель изобретени  - расширение области применени  устройства за счет самоконтрол .

На фиг.1 изображена структзгрна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства, иллюстрирующие взаимное расположение сигналов на выходах блоков устройства} на фиг.З - переключательна  схема, изображенна  в виде диаграммы релейной символики; на фиг,4 - блок-схема алгоритма работы устройства;;

J Устройство содержит дам - ти, регистр 2 микрокоманд, первый дешифратор 3, мультиплексор 4, генератор 5 импульсов, группу триггеров 6, Вход 7 начальной установки устройст- за, вход 8 логических условий ус трой- ства, инфррмационньй вькод 9 устрой- ства, выход 10 номера модифицируемого разр да кода микрооперации, выход 11 номера анализируемого логического услови , выход 12 кода микрооперации , выход 13 признака разрешени  выдачи кода микрооперации, второй дешифратор 14, второй 15 и первый 16 элементы И, первьй 17 и второй 18 . Триггеры, второй 19 и первьй 20 элементы ИЛИ, первьй 21, второй 22 и тртий 23 элементы задержки, одновибра- Тор 24, первую группу элементов ИСК- ЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, втору группу ИС ШОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27, группу элементов 28 задержки , выходы 29 триггеров группы, элемент 2И-Ш1И 30, группу элементов И 3t, выход 32 признака аварии, вы- ход 33 признака ошибки и вьтод 34 типа ошибки.

Устройство работает спедуюшдм образом .

Значени  логических условий поступают через вход 8 устройства -и циклически анализируютс . Вычисленные в виде кода микрооперации значени  фунций запоминаютс  в триггерах 6 и поступают на вькод 9 устройства. В каждом такте микрокоманда из блока 1 пам ти загружаетс  в регистр 2 микрокоманд . Адрес следующей микрокоманды формируетс  в соответствии со значе

0

s 0

5 о д дд

0

5

нием (О или 1) анализируемого аргумента - логического услови  или промежуточного результата вычислени  (фракции), подаваемого через мультиплексор 4 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 на третий адресный вход блока 1 пам ти и содержимого регистра 2 микрокоманд, поступающего.на адресные входы блока 1 пам ти. Если ана- лизируемьй аргумент входит в вычисл емую булевую функцию с инверсией и равен 1 или входит без инверсии и равен О, то из блока 1 пам ти выбираетс  следующа  микрокоманда, соответствующа  аргументу, вход щему в дизъюнкцию к анализируемой части функции . Если така  дизъюнкци  отсутствует , то выбираетс  следующа  икpoкo- манда, инициализирующа  через первьй , дешифратор 3 установку в О соответствующего триггера 6 группы. Если анализируетс  аргумент, вход Щий в вычисл емую булевую функцию с инверсией и равньй О 1-ши вход щий без инверсии и равньй 1, то из блока 1 пам ти выбираетс  следующа  микроко- анда,.соответствующа  аргументу,вход щему в конъюнкцию к анализируемой части функции. Если такова  конюнк- ци -отсутствует, то выбираетс  еле- дующа  микрокоманда, инициализирующа  через дешифратор 3 установку в 1 соответствующего триггера 6 группы .

Если вьшолн етс  микрокоманда, инициализирующа  установки триггеров 6 группы в состо ние О или 1, то выход триггера 6 контролируетс  через элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 пбр- вой группы, мультиплексор 4 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26. Если состо ние триггера 6 группы совпадает с желаемым, то выбираетс  следующа  микрокоманда, соответствующа  проверке аргумента дл  вычислени  очередного кода микрооперации. Если состо ние триггера 6 группы не совпадает с желаемым, то снова выбираетс  микрокоманда , соответствующа  требуемой .установке.

Выбранна  микрокоманда в следующем такте загружаетс  в регистр 2 микрокоманд , и вьш1еуказанньй процесс возобновл етс .

Запись в регистр 2 микрокоманд может инициализировать по положительному фронту импульсов с генератора 5, а запись кода микрооперации в тригrep 6 группы - по отрицательному фронту .

Перед началом работы устройства на вход 7 начальной установки подаетс  иг пульс установки в исходное состо ние , длительность которого превьша- ет максимально возможное врем , необходимое дл  вычислени  кода микрооперации , при этом осуществл етс  сброс триггеров 6 группы, а также с первого по третий триггеров устройства (фиг,2).

В случае нормального функционировани  О с выхода первого элемента 21 задержки обеспечивает блокировку второго дешифратора 14, при этом низкие уровни сигналов на выходах послед .

15 новкой сигнала 1 на выходе 33 признака ошибки устройства. Единичньй сигнал с выхода элемента Х1 задержки разрешает работу дешифратора 14, который обеспечивает перевод элемента

него, поступа  на одни входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 первой гр1Т1пы, 20ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 первой группы, дают возможность дл  работы этихсоответствующего выходу устройства, элементов в режиме повторени  сигна- определ емому номером модифицируемо- лов на их других входах. Сигнал О .го разр да кода микрооперации, в ре- с выхода второго элемента 22 задержкижим инвертировани  входной информа- поступаег через второй элемент И 15 25.ции. При этом по переключению выходов на вход элемента ИСКЛОЧАЮГЩЕ ИЛИ 26,регистра 2 микрокоманд суд т о на- обеспечива  прохождение сигнала с мультиплексора 4 на блок 1 пам ти без инверсии. Сигнал О с выхода третьего триггера 18 через одновибратор 24 зомикрокоманд не протпо через врем , поступает на входы элементов 2И-ИЛИ 30превышающее длительность одного цик- иИ 31,обеспечива  беспреп тственноела генератора 5, то срабатывает вто- прохождение информации с выхода ре-рой элемент 22 задержки и через гистра 2 микрокоманд на входы бло-элемент И 15 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ.

ка 1 пам ти.ЧсИЛИ 26 переводитс  в режим инверти 5Ь„ . J

В случае нарушени  работы устройства (например, из-за нарушени  конличии ошибки первого р да (например, перегорание одного из предохранителей ) . Если переключение регистра 2

ровани  входной информации. Йсли и после этого переьслючение регистра 2 микрокоманд, свидетельствующее о наличии ошибки второго рода, ие протактов разъемных соединений, св зывающих узлы устройства, выхода из

обеспечивающее достоверное определение нарушени  в работе устройства и имеет малое врем  восстановлени . Элементы 28 задержки группы настроены на врем  задержки, равное половине длительности периода генератора 5, обеспечивающее формирование на выходе элемента ИЛИ 20 импульса, перекрывающего по длительности врем  восстановлени  элемента 21 задержки. По в- ление 1 на выходе элемента 21 задержки фиксируетс  в триггере 17 усI111I

15 новкой сигнала 1 на выходе 33 признака ошибки устройства. Единичньй сигнал с выхода элемента Х1 задержки разрешает работу дешифратора 14, который обеспечивает перевод элемента

0ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 первой группы, соответствующего выходу устройства, определ емому номером модифицируемо- .го разр да кода микрооперации, в ре- жим инвертировани  входной информа- 25.ции. При этом по переключению выходов регистра 2 микрокоманд суд т о на- зомикрокоманд не протпо через врем , превышающее длительность одного цик- ла генератора 5, то срабатывает вто- рой элемент 22 задержки и через элемент И 15 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ.

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 первой группы, соответствующего выходу устройства, определ емому номером модифицируемо- го разр да кода микрооперации, в ре- жим инвертировани  входной информа- ции. При этом по переключению выходов регистра 2 микрокоманд суд т о на- микрокоманд не протпо через врем , превышающее длительность одного цик- ла генератора 5, то срабатывает вто- рой элемент 22 задержки и через элемент И 15 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ.

личии ошибки первого р да (например, перегорание одного из предохранителей ) . Если переключение регистра 2

„ . J

ровани  входной информации. Йсли и после этого переьслючение регистра 2 микрокоманд, свидетельствующее о наличии ошибки второго рода, ие про

стро  триггеров 6 группы, регистра 2 40 изошло через врем , превьшгающее дш1тельность цикла генератора 5, то срабатывает третий элемент 23 задержки, в результате чего на выходе 32 устроймикрркоманд , мультиплексора 4, генератора 5 и т.п.) информаци  на выходе регистра 2 микрокоманд перестает смен тьс . Обеспечение фиксации одной и той же информации в регистре 2 45 зирующий об аварии, через элемент микрокома щ может быть.осуществлено ИЛИ 19 осуществл етс  сброс тригге- программно, т.е. в результате повто- реьш  циклов выбора одной и той же микрокоманды при неудовлетворительной инициализации циклов записи очередно- 50 го кода микрооперации в триггеры б группы. При этом на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27 второй группы перестают по вл тьс  импульсы, осуществл ющие через элемент ИЛИ 20 сброссс с первого по третий элементы задерж- первого элемента 21 задержки. Эле- .ки, в.результате чего на выходе элемент 21 задержки обеспечивает задерж- мента И 16 по вл етс  1, устанар- . ку сигнала высокого уровн  на вре- .ливающа  триггер 18. При этом в триг- м  (несколько циклов генератора 5), . гере 35 фиксируетс  тип ошибки: О

ства по вл етс  сигнал 1, сигнапиров 6 группы и обеспечиваетс  отключение устройства от объекта управлени .

Если была зафиксирована ошибка первого или второго рода, т.е. про- изопшо переключение регистра 2 микрокоманд ., то на выходе элемента ИЛИ 20 формируетс  импульс, сбрасывающий

изошло через врем , превьшгающее дш1тельность цикла генератора 5, то срабатывает третий элемент 23 задержки, в результате чего на выходе 32 устройзирующий об аварии, через элемент ИЛИ 19 осуществл етс  сброс тригге- с первого по третий элементы задерж- .ки, в.результате чего на выходе элемента И 16 по вл етс  1, устанар- . .ливающа  триггер 18. При этом в триг- гере 35 фиксируетс  тип ошибки: О

зирующий об аварии, через элемент ИЛИ 19 осуществл етс  сброс тригге- с первого по третий элементы задерж- ки, в.результате чего на выходе элемента И 16 по вл етс  1, устанар- . ливающа  триггер 18. При этом в триг гере 35 фиксируетс  тип ошибки: О ства по вл етс  сигнал 1, сигнапизирующий об аварии, через элемент ИЛИ 19 осуществл етс  сброс тригге- с первого по третий элементы задерж- .ки, в.результате чего на выходе элемента И 16 по вл етс  1, устанар- . .ливающа  триггер 18. При этом в триг гере 35 фиксируетс  тип ошибки: О ров 6 группы и обеспечиваетс  отключение устройства от объекта управлени .

Если была зафиксирована ошибка первого или второго рода, т.е. про- изопшо переключение регистра 2 микрокоманд ., то на выходе элемента ИЛИ 20 формируетс  импульс, сбрасывающий

514

ошибка первого рода ИЛИ Т - ошибка второго рода. Единица с выхода триггера, 18 блокирует через дешифратор 14 и элемент И 15 переключение элементов ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 в режим инвертировани  и осжествл ет запуск одновибратора 24-, формирующего импульс , длительность которого превышает длительность периода генерато- pa 5. Указанный импульс, поступа  на элементы 2И-ИЛИ 30 и И 31, обеспечивает формирование вектора (следующего адреса микрооперации), соответствую

щего роду ошибки. Дальнейша  обработ- jg регистра 2 микрокоманд и тем самым

ка микропрограммы осуществл етс  в зависимости от рода Ьшибки. Тип ошибки может быть считан с выхода 34 устройства.

Проиллюстрируем работу устройства при реализации булевых функций,представленных в виде диаграммы -релейной символики (фиг.3).

Идентификациоиньй номер .контактов Саргументов) и катушек реле (функций ) указан на диаграмме (фиг.З) цифрой , сто щей перед точкой. Этот номер занимает пол  10 и 11 микрокоманд. Пусть в процессе вычислений аргумент анализируетс  на более восьми раз, тогда разр дность пол  12 микрокоманды равны 3,

Очередность проверки аргумента с одним идентификационным номером в процессе обработки микропрограммы указаны на диаграмме (фиг.З) цифрами,сто - щщ после точки. При реализации переключательной схемы (фиг,3) в случае нормального функционировани  устрой- , ство будет работать по алгоритму

45

(фиг.4), лопиеские блоки которого вы- . да кода микрооперации регистра микро- полн ют следующие действи ;

тфовер ют логическое условие I на

равенство

провер ют логическое условие 2

на равенство

провер ют логическое условие 3

на равенство

провер ют значение функции 4 на

50

команд подключен к информационному входу первого дешифратора и к перво- му управл ющему входу мультиплексора , выход номера анализируемого логи- ,ческого услови  регистра микрокоманд подключен к первому стробирующему входу первого дешифратора и второму управл ющему входу мультиплексора, выход кода микрооперации регистра микрокоманд подключен к информационным входам триггеров группы, вькод признака ра зрешени  вьщачи кода микрооперации регистра микрокоманд подключен к второму стробирующему входу .первого дешифратора, К-й выход которого подключен к синхровходу К-го триггера группы, выход генератора такравенство

провер ют значение функции 5 на

равенство

устанавливают значение функции 4

равным

устанавливают значение 5 равным

)

устанавливают значение функции 4 равным

устанавливают значение функции 5 равным О.

В таблице представлен пример программировани  блока 1 пам ти по пе- реключательной схеме (фиг.З) где 1 - логическа  единица- О - логический ноль; X - безразличное состо ниеj идентификационный номер аргумента или функции. В данном -примере в случае ошибки второго рода обеспечиваетс  программна  блокировка изменени  состо ни 

генераци  сигнала Авари , В случае ошибки первого рода иницианализирует- с  отключение функций 4 и 5 и включение функций б (на диаграмме (фиг.З) не показана), с помощью которой может быть осуществлено отключение вводного контактора питани  системы управлени  сто щего на самоблокировке и сн ти  питаюпрсс напр жений.

Claims (1)

1. Формулаизобретени 

   Устройство микропрограммного управлени , содержащее блок пам ти, регистр микрокоманд, первьй дешифратор, генератор тактовых импульсов и группу триггеров, причем выход блока пам ти подключен- к информационному входу регистра микрокоманд, синхровход которого подключен к вькоду генератора тактовых импульсов-, вход К-го логического услови  устройства подключен к К-му. информационному входу мультиплексора (К-1,Ы, где М - число логических условий устройства) вькод номера модифицируемого разр 5

   . да кода микрооперации регистра микро-

   0

   5

   команд подключен к информационному входу первого дешифратора и к перво- му управл ющему входу мультиплексора , выход номера анализируемого логи- ,ческого услови  регистра микрокоманд подключен к первому стробирующему входу первого дешифратора и второму управл ющему входу мультиплексора, выход кода микрооперации регистра микрокоманд подключен к информационным входам триггеров группы, вькод признака ра зрешени  вьщачи кода микрооперации регистра микрокоманд подключен к второму стробирующему входу .первого дешифратора, К-й выход которого подключен к синхровходу К-го триггера группы, выход генератора тактовых импульсов соединен с синхро- входом регистра микрокоманд и третьим стробирующим входом первого дешифратора , отличающеес   тем, что, с целью расширени  области применени  за счет самоконтрол ,оно содержит второй дешифратор, первую и вторую группы элементов ИСКЛОЧАЮПЩЕ ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮП1ЕЕ ИЛИ, первый и второй элементы И, с первого по третий триггеры, первый и второй элементы ИЛИ, с первого по третий элементы задержки, группу элементов задержки, одновибратор, элемент 2И-ИЛИ и груп- пу элементов И, выходы которых соединены с группой адресных входов блока пам ти, первый и второй адресные входы которого подключены соответственно к выходу элемента 2И-ИЛИ и выхо ду элемеитд ИСКЛОЧАЮР ЕЕ ИЛИ, вькод третьего триггера соединен с третьим адресным входом блока пам ти, входом одновибратора,инверсным входом второго элемента И и инверсным стробирую щим входом второго дешифратора, информационный вход которого соединен с выходом номера модифицируемого разр да кода микрооперации регистра микрокоманд , выход первого элемента за- держки подключен к пр мому стробирую- щему входу второго дешифратора, инверсному входу первого элемента И, входу установки первого триггера и входу второго элемента задержки, вы- ход которого соединен с пр мым входом второго элемента И, входом третьего элемента задержки и входом установки в } второго .триггера, вход сброса которого подключен к входу сброса первого триггера, первому входу второго элемента ИЛИ и входу установки устройства в исходное состо ние, выход К-го триггера группы соединен с К-ым информационным выходом устройства и

   первым входом К-го элемента ИСКЛОЧАЮ- LHEE ИЛИ первой группы, выход которого соединен с (М+К)-ым информационным входом мультиплексора, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛОЧАКИ1ЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮ- I lEE ИЛИ первой группы соединены с соответствующими выходами второго де- шифратора, пр мые входы элементов И группы подключены поразр дно к выходам номера модифицируемого разр да кода t-шкрооперации, номера анализируемого логического услови  и признака разрешени  вьщачи кода и NftiKpoonepa- ции регистра микрокоманд, выход кода микрооперации которого соединен с первым пр мым входом элемента 2И-ИЛ1 1, второй пр мой вход которого подключен к выходу второго триггера и выходу признака ошибки устройства, выход одновибратора соединен с третьим пр мым и инверсным входами элемента 2И-ИЛИ и инверсными входами элементов И группы , выход второго элемента ИЛИ соединен с входами сброса триггеров группы выход третьего элемента задержки соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и выходом признака аварии устройства , вход установки которого соединен с выходом первого триггера и сигнальным выходом ошибки устройства, выходы регистра микрокоманд прразр д- но подю1ючены к входам соответствующего элемента задержки группы и первому входу соответств5п6щегр элемента ИСКЛОЧАКЯЦЕЕ ИЛИ второй группы, второй вход и вькод которого подключены к выходу соответствующего элемента задержки группы и входу первого элемента ИЛИ, инверсный выход которого соединен с входом первого элемента задержки.

   О

   о 1 1 1

   1 о о о 1

   (0) (0) (4) (5) (6)

   0о

   11 11 11 11

   1 о

   о .1

   о

   (0) (4) (5)

   (6) (4)

   S A/VAyVX/WWX/

   Stf/xod у-YTT з/1Рмента26 -л лЛ

   BiJ/xodf e- у-u-V sucffipa 2

   4V

   f

   Bb/xiy 9/fe-- n rv r мента Л7 AJ VJ VJ J

   23

   .Вход 7

   . XX XX

   4VXX

   Фие.г

   Фиг.З

   Фиъ. It