SU1559340A1 - Arithmetic device with microprogram control - Google Patents
Arithmetic device with microprogram control Download PDFInfo
- Publication number
- SU1559340A1 SU1559340A1 SU884457327A SU4457327A SU1559340A1 SU 1559340 A1 SU1559340 A1 SU 1559340A1 SU 884457327 A SU884457327 A SU 884457327A SU 4457327 A SU4457327 A SU 4457327A SU 1559340 A1 SU1559340 A1 SU 1559340A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- register
- address
- node
- inputs
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании арифметических устройств вычислительных машин. Цель изобретени - повышение быстродействи операции умножени при одновременном сокращении оборудовани . Устройство содержит арифметический блок, выполненный из N вычислительных чеек и узла ускоренного переноса, шинный формирователь интерфейса, контроллер состо ний, регистр адреса пам ти, два узла выбора операндов, каждый из которых содержит соединенные мультиплексор адреса и буферный регистр, и блок микропрограммного управлени , состо щий из регистра команд, дешифратора команд, дешифратора прерываний, узла микропрограммного управлени , узла пам ти микрокоманд, первого регистра микрокоманд и блока обработки прерываний, а также источник посто нного тока, шину данных, шину адреса, вход тактовых пр мых сигналов и св зи между указанными блоками согласно чертежам. Новым вл етс введение регистра формировани адреса, второго регистра микрокоманд, дешифратора битовых управл ющих сигналов, в первый узел выборки операндов введен дешифратор адреса, включенный между выходом мультиплексора адреса и вторым входом буферного регистра адреса, а также введены входы "Установка" и тактовых инверсных сигналов и св зи между введенными и известными блоками устройства согласно чертежам. 7 ил. 2 табл.The invention relates to computing and can be used in the design of arithmetic devices of computers. The purpose of the invention is to increase the speed of the multiplication operation while reducing the equipment. The device contains an arithmetic unit made of N computational cells and an accelerated transfer node, a bus interface driver, a state controller, a memory address register, two operand selection nodes, each of which contains a connected address multiplexer and a buffer register, and a firmware control block command register, command decoder, interrupt decoder, firmware control node, microinstructions memory node, first microcommand register and interrupt handling unit, as well as the source DC, data bus, address bus, the input clock signal and straight communication between said blocks according to the drawings. New is the introduction of the address generation register, the second microinstruction register, the bit control signal decoder, the first address operand node has an address decoder connected between the address multiplexer output and the second input address register register, and also the "Setup" and clock inverse inputs are entered and the relationship between the inserted and known device blocks according to the drawings. 7 il. 2 tab.
Description
Изобретение относитс к области вычислительной техники и может быть использовано при проектировании арифметических устройств вычислительных машин.The invention relates to the field of computing and can be used in the design of arithmetic devices of computers.
Целью изобретени вл етс повышение быстродействи операции умножени при одновременном сокращении оборудовани .The aim of the invention is to increase the speed of the multiplication operation while reducing the equipment.
На Лиг. 1 и 2 представлено арифметическое устройство с микропрограммным управлением; на фиг. 3 - схема первого узла выбора операндов; на фиг. 4 - формат микрокоманды; наOn league. 1 and 2 presents an arithmetic unit with firmware; in fig. 3 is a diagram of the first operand selection node; in fig. 4 - microcommand format; on
фиг. 5 - структурна схема организации микрокомандного управлени ; на фиг.6 - временна диаграмма организации микропрограммного управлени ; на фиг. 7 алгоритм умножени .FIG. 5 is a block diagram of the organization of the microcommand control; 6 is a time chart of the organization of the firmware control; in fig. 7 multiplication algorithm.
Устройство содержит арифметико-логический блок 1, выполн ющий арифметические и логические -операции над операндами, блок 2 микропрограммного ю управлени , управл ющий работой блока 1.The device contains an arithmetic logic unit 1 that performs arithmetic and logical operations on operands, a microprogram control unit 2 that controls the operation of unit 1.
Блок 1 содержит арифметико-логический узел 3 (АЛУ), состо щий из вычислительных чеек 4 - 1 (больших J интегральных схем, например, БИС 1804 ВС1), узел 8 ускоренного переноса (БИС 180 ВР1), контроллер 9 состо ний , шинный Формирователь 10, регистр 11 адреса пам ти, первый узел 12 выбо-2 ра операндов, второй узел 13 выбора операндов.Block 1 contains arithmetic logic unit 3 (ALU), consisting of computational cells 4-1 (large J integrated circuits, for example, BIS 1804 BC1), node 8 of accelerated transfer (BIS 180 BP1), controller 9 states, bus driver 10, the memory address register 11, the first node 12 of the choice of 2 operands, the second node 13 of the choice of operands.
Блок 2 микропрограммного управлени содержит регистр 14 команд, дешифратор 15 прерываний (БИС 550РТ7 2 ( 2Кх8), дешифратор 16 команд, узел 17 микропрограммного управлени (БИС 1804ВУ4), регистр 18 формировани адреса , узел 19 пам ти микрокоманд (четыре восьмиразр дные секции БИС3 556РТ16 (8«х8), первый регистр 20 микрокоманд , второй регистр 21 микрокоманд , узел 22 обработки прерываний (БИС 585ИК14), дешифратор 23 битовых управл ющих сигналов, шину 24 данных, 3 шину 25 адреса, источник 26 посто нного тока, вход 27 тактовых пр мыхThe microprogram control unit 2 contains a register of 14 commands, a decoder 15 interrupts (BIS 550PT7 2 (2Kx8), a decoder of 16 commands, a microprogram control unit 17 (BIS 1804VU4), an address generation register 18, a microcommand memory node 19 (four eight-bit BIS3 556РТ16 sections (8 "x8), first register 20 microinstructions, second register 21 microinstructions, interrupt handling unit 22 (BIS 585IK14), decoder 23 bit control signals, data bus 24, 3 bus 25 addresses, DC source 26, clock input 27 right
сигналов, вход 28 тактовых инверсных сигналов, вход 29 Установка.signals, input 28 clock inverse signals, input 29 Installation.
Схема узла выбора операндов (фиг.3)4 содержит мультиплексор 30 адреса, дешифратор 31 адреса и буферный регистр 32.The circuit node selection operands (figure 3) 4 contains the multiplexer 30 address 30, the decoder address 31 and the buffer register 32.
Прием информации в регистрах 20 и 21 осуществл етс синхронно тактам (Т) и (Т).The reception of information in registers 20 and 21 is carried out synchronously to the cycles (T) and (T).
Дл синхронизации временных процессов информации об адресе микрокоманды на регистре 32 должна быть синхронна с работой узла 3- С этой целью при-5 ем адреса по третьему входу регистра 32 стробирован синхроимпульсом Т, стробирующим и работу узла 3. , Дешифратор 31 нулевого разр да адреса узла 22 эмулирует нулевой раз- 5 р д адреса d в зависимости от входных сигналов С1, С2, СЗ по формулеIn order to synchronize the time processes, the microcommand address information on register 32 must be synchronous with the operation of node 3- With this purpose, when the address is received, the third input of register 32 is gated with clock T, gating and the operation of node 3. The decoder 31 is a zero-bit address of the node 22 emulates a zero-range of 5 d address d, depending on the input signals C1, C2, Sz by the formula
d (С1 н- С2) СЗ,d (C1 n-C2) NW,
4four
где С1, С2, СЗ - входы дешифратора 31} d - выход дешифратора 31 В табл. 1 представлена истинностьwhere C1, C2, NW are the inputs of the decoder 31} d is the output of the decoder 31 In the table. 1 represents the truth
состо ний входных и выходных сигналовstates of input and output signals
дешифратора 31.decoder 31.
Таблица 1Table 1
С1C1
С2C2
СЗNW
X соответствует любому значении (О или 1)„X matches any value (O or 1) „
В каждой микрокоманде Умножение (фиг. 7) под управлением значени младшего разр да регистра-сдвигател О, содержащего значение множител , эмулируетс нечетное (исходное) значение адреса регистра общего назначени в четное согласно табл. 2.In each microcommand Multiplication (Fig. 7), under the control of the low-order value of the shift register O containing the multiplier value, the odd (initial) value of the address of the general purpose register is even in accordance with Table 2. 2
Таблица 2table 2
Эмулируемое нечетное значение адреса регистра общего назначени Emulated odd value of general register address
О 1About 1
Четное (14) Нечетное (15)Even (14) Odd (15)
0 0
0 0
Примечание. За неметный адрес выбран 15 за чет- ный -14.Note. For the non-enumerated address, 15 is selected for the even -14.
Слово микрокоманды содержитс в регистрах 20 и 21 (0-31 и 32-63 разр ды микрокоманды соответственно)..The word microcommands is contained in registers 20 and 21 (0-31 and 32-63 bits of microcommands, respectively) ..
Разр ды в регистрах объедин ютс 5 в пол управлени устройства (всего 9 полей).Register bits are combined into 5 control fields of the device (a total of 9 fields).
Количество полей микрокоманды (0-63) соответствует разр дности выходов блоков регистров 20 и 21.The number of microcommand fields (0-63) corresponds to the size of the outputs of the blocks of registers 20 and 21.
Пол управлени регистра 20 (0-31 разр ды микрокоманды):Register control floor 20 (0-31 micro-command bits):
первое поле управлени ( раз- р дыУ - управление функци ми узла 3the first control field (bit depth - control functions of node 3
второе поле управлени (20-22 разр ды ) - управление загрузкой начальных адресов микропрограмм команд (дешифратор 16), векторов микропрограмм обработки прерываний (дешифратор 15)the second control field (20-22 bits) - control of loading the initial addresses of the instruction microprograms (decoder 16), interrupt handling microprogram vectors (decoder 15)
155155
обратных адресов микрокоманд {регистр 20);return addresses of microinstructions (register 20);
третье поле управлени (12-15 раз- р °ды) - управление приемом данных формировател 10 данных с шины 24 данных, the third control field (12-15 bits) is the control of data reception of the data generator 10 data from the bus 24 data,
четвертое поле управлени (16-19 разр ды) - управление функци ми формировани адреса микрокоманды узла 17$the fourth control field (16-19 bits) - management of the functions of forming the address of the microcommand node $ 17
п тое поле управлени участвует в формировании микрокоманды 3-х параллельных форматов:the fifth control field participates in the formation of a microcommand of 3 parallel formats:
первый формат (0-Н разр ды) Ад first format (0-N bit) Hell
ресres
|| формирование константы адреса|| forming an address constant
узла 17;node 17;
второй формат (0-8 разр ды) Константа - формирование константы, как операнда АЛУ 3;second format (0-8 bits) Constant — formation of a constant, as an operand of ALU 3;
третий формат (0- разр ды) Сдвиг - формирование функций сдвигов контроллера 9.third format (0 bits) Shift - shaping the functions of controller shift 9.
Использование многоформатности микрокоманды (употребление отдельных разр дов и полей слова микрокоманды дл формировани функций управлени различных устройств) позвол ет сократить необходимую длину слова микрокоманды. Например, в рассматриваемой структуре блока 2 необходима длина словаThe use of the multi-format microcommand (the use of individual bits and word fields of the microcommand to form the control functions of various devices) reduces the required word length of the microcommand. For example, in the block 2 structure under consideration, the word length is required.
25 по нечетному, а затем по четном ресу. Считанна информаци из у 19 записываетс на первые групп дов регистров 20 и 21 в момент него фронта сигналов Т и Т, пос25 odd and then even resu. The read information from 19 is written to the first groups of registers 20 and 21 at the time of its front of the signals T and T, after
микрокоманды сокращаетс на 15 разр - 30 ющих на первые входы регистров.microinstructions are reduced by 15 register-breaking registers to the first inputs.
В структурной схеме организации микропрограммного управлени (фиг. 5} показаны взаимосв зи основных потоков информации блоков t и 2 между узлами 17 - 21, 12, 13, 3 и 9.In the block diagram of the organization of the firmware control (Fig. 5}, the interrelations of the main information flows of blocks t and 2 between nodes 17-21, 12, 13, 3 and 9 are shown.
С выхода узла 17 по 12-разр дной шине адрес микрокоманды поступает на первую группу входов регистра 18. КодFrom the output of node 17 to the 12-bit bus, the address of the microcommand goes to the first group of inputs of the register 18. Code
адреса микрокоманды фиксируетс пе- - редним фронтом строба Т по синхровхо- ду регистра 18.Microcommand addresses are fixed by the front edge of the gate T according to the synchronization register 18.
Временный строб Т - сигнал с периодом 0,5 мкс, скважностью 2. Времен5 ной, сигнал Т - инверсный сигнал Т. С выхода регистра 18 двенадцать старших разр дов адреса с микрокоманды поступают на вход узла 19 Туда же подсоединен сигнал Т, вл ющийс вThe time strobe T is a signal with a period of 0.5 µs, a duty cycle of 2. Time, a signal T is an inverse signal T. From the register 18 output, the twelve most significant bits of the address from the microcommand are fed to the input of node 19 There is also a signal T connected,
0 этом случае нулевым (младшим) разр дом адреса.In this case, the zero (low) address resolution.
Поэтому за период прохождени сигнала Т дважды будет выбиратьс из узла 19 информаци по 32-разр дной шинеTherefore, during the period of passing the signal T, the information on the 32-bit bus will be twice selected from node 19
5 по нечетному, а затем по четному адресу . Считанна информаци из узла 19 записываетс на первые группы входов регистров 20 и 21 в момент перед- него фронта сигналов Т и Т, поступа0 ющих на первые входы регистров.5 at an odd, and then at an even address. The read information from node 19 is written to the first groups of inputs of registers 20 and 21 at the time of the leading edge of the signals T and T arriving at the first inputs of the registers.
дов.Dov.
Пол управлени регистра 21 микрокоманд:Control register floor 21 microcommands:
первое поле управлени - управление операндами портов А и В узла 3 (48 - 59 разр ды) раздел етс на управление узла 12 ( разр ды) и на управление узла 13 ( разр ды);the first control field — the control of the operands of ports A and B of node 3 (48 to 59 bits) is divided into the control of node 12 (bits) and the control of node 13 (bits);
3535
Сигналы управлени работой узла 3 с первой группы выходов регистра 20 поступают на входы секций k - 7 уз- ла 3«The control signals for the operation of the node 3 from the first group of outputs of the register 20 are fed to the inputs of sections k - 7, node 3 "
Информаци с первой группы выходов регистра 21 о выборе источников операндов, сдвинута на полтакта вперед относительно такта работы узла 3 поступает на входы узлов 12 и 13 иInformation from the first group of outputs of the register 21 about the choice of sources of operands shifted forward half a step relative to the operation cycle of the node 3 enters the inputs of the nodes 12 and 13 and
50-53 и 56-59 разр ды первого пол 4д синхронизируетс стробом Т. участвуют в выборе номера регистра че-С выбранными узлами 12 и 13 по сорез порты А и В узла 3 и 48, 9 и 5,50-53 and 56-59 bits of the first field 4d are synchronized by the T gate. They participate in choosing the register number Che-C by selected nodes 12 and 13 by cutting ports A and B of node 3 and 48, 9 and 5,
ответствующим входам чеек Ц - 7 операндом производ тс арифметические или логические операции в АЛУ 3.Arithmetic or logical operations in ALU 3 are performed by the corresponding inputs of the C - 7 cells with an operand.
55 разр ды в выборе источника операнда в АЛУ 3;55 bits in the choice of the source of the operand in ALU 3;
второе поле управлени - управление дешифратора 23 (60-63 разр ды), служащее дл формировани шестнадцати битов признаков управлени микрокоманды;the second control field is the decoder 23 (60-63 bits) control, which is used to form sixteen bits of the micro-command control features;
третье поле управлени - управле- ние записью признаков состо ни и формировани флага контроллера 9 (32 kk разр ды);the third control field is the control of the recording of the signs of the state and the formation of the flag of the controller 9 (32 kk bits);
четвертое поле управлени - формирование признаков интерфейса, служащих сигналами сопровождени информации интерфейса и управлени работой формировател 10 и регистра 11 (k$ - kj разр ды).the fourth control field is the generation of interface features that serve as signals for maintaining the interface information and controlling the operation of the generator 10 and register 11 (k $ - kj bit).
Сигналы управлени работой узла 3 с первой группы выходов регистра 20 поступают на входы секций k - 7 уз- ла 3«The control signals for the operation of the node 3 from the first group of outputs of the register 20 are fed to the inputs of sections k - 7, node 3 "
Информаци с первой группы выходов регистра 21 о выборе источников операндов, сдвинута на полтакта вперед относительно такта работы узла 3 поступает на входы узлов 12 и 13 иInformation from the first group of outputs of the register 21 about the choice of sources of operands shifted forward half a step relative to the operation cycle of the node 3 enters the inputs of the nodes 12 and 13 and
синхронизируетс стробом Т. С выбранными узлами 12 и 13 по со45synchronized with strobe T. With selected nodes 12 and 13 through co45
0 0
5five
ответствующим входам чеек Ц - 7 операндом производ тс арифметические или логические операции в АЛУ 3.Arithmetic or logical operations in ALU 3 are performed by the corresponding inputs of the C - 7 cells with an operand.
Результатом операций вл етс выборка признаков состо ни с выходов чейки kt поступающих на соответствующие входы контроллера 9 Дл хранени и модификации.The result of the operations is a selection of status indications from the outputs of the kt cell arriving at the corresponding inputs of the controller 9 for storage and modification.
Результатом после обработки сигналов состо ни на 13-разр дной шине, поступающих на вход контроллера 9 вл етс выработка сигнал F, поступающего в узел 17.The result after processing the state signals on a 13-bit bus arriving at the input of the controller 9 is to generate a signal F arriving at node 17.
При выработке сигнала F с выхода контроллера 9 информаци по 12-разр дной шине с выходов регистра 20 проходит по входам узла 17 как информаци следующего адреса МК.When generating the signal F from the output of the controller 9, the information on the 12-bit bus from the outputs of the register 20 passes through the inputs of the node 17 as information of the next address MK.
715715
В случае отсутстви сигнал F от контроллера 12-разр дный адрес из узла 17 формируетс в зависимости от кодовой комбинации на 4-разр дной ши- не входов узла 17.In the absence of a signal F from the controller, the 12-bit address from node 17 is formed depending on the code combination on the 4-bit width of the inputs of node 17.
Рассмотрим сущность взаимодействи блоков 1 и 2 совместноConsider the essence of the interaction of blocks 1 and 2 together
Начало работы инициируетс сигналом Установка, поступающим на вто- рой вход регистра 20, по которому Адрес микрокоманды с п того выхода регистра 20 записываетс синхронно с сигналом Т за два такта через узел 17 в регистр 18. Это и вл етс ис- ходным состо нием дл начала работы устройства.The start of operation is initiated by the Setup signal arriving at the second input of register 20, at which the Microcommand address from the fifth output of register 20 is recorded synchronously with the T signal in two cycles through node 17 to register 18. This is the initial state for start the device.
Адрес микрокоманды на входе узла 19 последовательно за период сигнал Т формируетс дважды: в полупериод нечетный и полупериод четный, отличающиес между собой на единицу младшего разр да.The microinstruction address at the input of the node 19 is sequentially formed over a period, the signal T is formed twice: in the half period odd and half period even, differing among themselves by a unit of the least significant bit.
Тогда в регистре 20 (циклограммы и 4) существует информаци , управл юща работой А-й микрокоманды, а в регистре 21 в течение первого полупериода существует информаци дл Амикрокоманды , а в течение второй поИнформаци , выбранна по нечетному 25 ловины периода - дл А+1 микрокоманадресу , записываетс в регистр 21 по сигналу Т, а по четному - в регистр 20 по сигналу Т.Then in register 20 (cyclograms and 4) there is information that controls the operation of the A-th micro-command, and in register 21 during the first half-period there is information for the A-micro command, and during the second information, selected by an odd 25 period, for A + 1 micromanagement address is written to register 21 by the signal T, and even by the even one to register 20 by the signal T.
Информаци , хран ща с в регистре 20, управл ет работой узла 3.The information stored in register 20 controls the operation of node 3.
Номер регистра общего назначени (РОН) узла 3 вырабатываетс узлами 12 и 13 синхронно сигналу Т.The number of the general purpose register (RON) of node 3 is generated by nodes 12 and 13 synchronously to signal T.
Пунктирами на фиг. 5 показано прохождение информации одновременно дл трех последовательных значений следующего адреса микрокоманд (А, А - 1, А + 2).The dotted lines in FIG. 5 shows the passage of information simultaneously for three consecutive values of the next address of microinstructions (A, A - 1, A + 2).
В момент интервала времени х происход т следующие действи :At the time interval x, the following actions occur:
под управлением регистров 20 и 21 выполн ютс арифметические или логические операции в узле 3 формируютс признаки слова состо ни процессаunder the control of registers 20 and 21, arithmetic or logical operations are performed in node 3; signs of the word of the process state are formed
ды.dy
В то же врем под управлением регистра 18, содержащего информацию о номере микрокоманды А+1 (циклограмма 30 9) выбираетс из узла 19 (циклограм ма 7) нечетный, а затем четный адрес А + 1 микрокоманды, из узла 19 по не четному адресу записываетс в регист 21 (циклограмма 4) и по четному адр су в регистр 20 (циклограмма 3)At the same time, under the control of register 18, containing information about the number of microcommand A + 1 (sequence diagram 30 9), the odd is selected from node 19 (sequence diagram 7), and then the even address of A + 1 microcommand is recorded from node 19 at the even odd address in regist 21 (cyclogram 4) and on the even adres su in register 20 (cyclogram 3)
Номер регистра общего назначени узла 3, содержащий операнд, необходи мый дл выполнени операции, хранитс в узле 12 или 13 синхронно с работой узла 3 (циклограмма 10).The number of the general purpose register of node 3, containing the operand necessary to perform the operation, is stored in node 12 or 13 synchronously with the operation of node 3 (sequence diagram 10).
Из временной диаграммы (фиг. 6) и структурной схемы организации управлени (фиг. 5) видно, что в предложенной схеме реализован конвейер нFrom the timing diagram (Fig. 6) and the block diagram of the management organization (Fig. 5), it can be seen that the proposed scheme implements a conveyor
3535
4040
и записываютс по концу интервала вре-д 2-е выработки следующего адреса микро- мени в контроллер 9;команды, т,е., когда выполн ютс дейпод управлением регистра 18 и признака Т дважды выбираетс (нечетный, затем четный адрес МК А - 1) информаци из узла 19 и по окончании интер- ,. вала времени х записываетс , соответственно в регистр 21 (нечетный адрес) и регистр 20 (четный адрес);and recorded at the end of the time-interval of the 2nd generation of the next micro address into the controller 9; commands, i.e., when the control of register 18 is executed and the sign T is selected twice (odd, then the even address MK A - 1 ) information from node 19 and at the end of the inter-,. time shaft x is recorded, respectively, in register 21 (odd address) and register 20 (even address);
под управлением 4-разр дной шины с группой выходов регистра 20 в узле 17 формируетс следующий адрес выборки , микрокоманды А - 2 и по окончании интервала времени х записываетс в регистр 18.under the control of a 4-bit bus with a group of outputs of register 20, node 17 generates the next sampling address, micro-commands A-2 and, at the end of time interval x, is written to register 18.
5555
стви под управлением микрокоманды А, в узле 3 под управлением регистра 18 выбираетс из узла 19 инфомраци А+1 микрокоманды, а в узле 17 вырабатываетс адрес А + 2 микрокоманды.Under the control of the microcommand A, in the node 3 under the control of the register 18 is selected from the node 19 of the information A + 1 of the microcommand, and in the node 17 the address A + 2 of the microcommand is generated.
Совмещение процесса выработки следующего адреса дл микрокоманд А, А + 1, А + 2 создает возможность значительного сокращени времени его выполнени .Combining the process of generating the next address for microinstructions A, A + 1, A + 2 creates the possibility of a significant reduction in its execution time.
Оператор 1 подготавливает операнды умножени , т.е. размещает множимое и множитель в устройствах 3« МножительOperator 1 prepares multiply operands, i.e. places the multiplicand and multiplier in devices 3 "multiplier
8eight
Q 5 Q 5
00
Динамику формировани следующего адреса микрокоманды, работу узлов 3 и 9 по сн ет временна диаграмма, представленна на фиг. 6, на которой по вертикали обозначены сверху вниз номера циклограмм, по горизонтали - длительности и виды циклограмм с выделением интервала времени х..The dynamics of the formation of the next microcommand address, the operation of nodes 3 and 9 are explained in the timing diagram shown in FIG. 6, on which the numbers of cyclograms are vertically marked from top to bottom, horizontally - the durations and types of cyclograms with the allocation of the time interval x.
На циклограммах 1 и 2 показана последовательность синхроимпульсов Т и Т, синхронизирующих работу устройства.The cyclograms 1 and 2 show the sequence of sync pulses T and T, synchronizing the operation of the device.
На циклограммах 1-10 рассмотрена работа последовательности микрокоманд от А-1 до А+5.On cyclograms 1-10, the work of the sequence of micro-instructions from A-1 to A + 5 is considered.
Предположим, что момент времени х соответствует выполнению микрокоманды А по циклограмме 5 в узле 3Suppose that time point x corresponds to the execution of micro-command A according to the cyclogram 5 in node 3
Тогда в регистре 20 (циклограммы 3 и 4) существует информаци , управл юща работой А-й микрокоманды, а в регистре 21 в течение первого полупериода существует информаци дл Ай микрокоманды, а в течение второй по5 ловины периода - дл А+1 микрокоманды .Then in register 20 (cyclograms 3 and 4) there is information controlling the operation of the A-th micro-command, and in register 21 during the first half-period there is information for the A-micro-command, and during the second half of the period for A + 1 micro-command.
В то же врем под управлением регистра 18, содержащего информацию о номере микрокоманды А+1 (циклограмма 0 9) выбираетс из узла 19 (циклограмма 7) нечетный, а затем четный адрес А + 1 микрокоманды, из узла 19 по нечетному адресу записываетс в регистр 21 (циклограмма 4) и по четному адресу в регистр 20 (циклограмма 3)At the same time, under the control of register 18, containing information about the number of microcommand A + 1 (sequence diagram 0 9), odd is selected from node 19 (sequence diagram 7), and then the even address of A + 1 microcommand, from node 19, at an odd address is written into the register 21 (cyclogram 4) and at an even address in register 20 (cyclogram 3)
Номер регистра общего назначени узла 3, содержащий операнд, необходимый дл выполнени операции, хранитс в узле 12 или 13 синхронно с работой узла 3 (циклограмма 10).The number of the general purpose register of node 3, containing the operand necessary to perform the operation, is stored in node 12 or 13 synchronously with the operation of node 3 (sequence diagram 10).
Из временной диаграммы (фиг. 6) и структурной схемы организации управлени (фиг. 5) видно, что в предложенной схеме реализован конвейер наFrom the timing diagram (Fig. 6) and the block diagram of the management organization (Fig. 5), it can be seen that the proposed scheme has a conveyor for
5five
00
стви под управлением микрокоманды А, в узле 3 под управлением регистра 18 выбираетс из узла 19 инфомраци А+1 микрокоманды, а в узле 17 вырабатываетс адрес А + 2 микрокоманды.Under the control of the microcommand A, in the node 3 under the control of the register 18 is selected from the node 19 of the information A + 1 of the microcommand, and in the node 17 the address A + 2 of the microcommand is generated.
Совмещение процесса выработки следующего адреса дл микрокоманд А, А + 1, А + 2 создает возможность значительного сокращени времени его выполнени .Combining the process of generating the next address for microinstructions A, A + 1, A + 2 creates the possibility of a significant reduction in its execution time.
Оператор 1 подготавливает операнды умножени , т.е. размещает множимое и множитель в устройствах 3« МножительOperator 1 prepares multiply operands, i.e. places the multiplicand and multiplier in devices 3 "multiplier
засылаетс в регистр-сдвигатель, множимое-- в регистр общего назначени по нечетному адресу (например, 15), в регистре общего назначени , отличаю- щемс по адресу на единицу младшего разр да (Е нашем примере с адресом 14), размещаетс перед процедурой умножени информаци с кодом 0...0, а в дальнейшем - сумма частичных произве- JQ дений„ ,is sent to the shift register multiplied in the general register at an odd address (for example, 15), in the general register that is different at the address of the low-order bit (E of our example with address 14), placed before the multiplication procedure information with the code 0 ... 0, and in the future - the sum of partial products
Оператор 2 загружает в счетчик циклов , размещенный в узеп 17 информацию , равную количеству циклов умножени (при 16- разр дном множителе 16). $Operator 2 loads into the cycle counter, placed in node 17, information equal to the number of multiplication cycles (with a 16-bit multiplier 16). $
При выполнении цикла умножени оператор 3 вычитает единицу из содержимого счетчика Циклов в узле 17 и передает управление:When performing a multiplication cycle, operator 3 subtracts one from the contents of the Cycle counter at node 17 and transfers control:
на оператор 4 в случае информации 20 з счетчике циклов, не равной нулю;operator 4 in the case of information 20 of the loop counter, is not equal to zero;
на оператор 7 в случае информации в счетчике циклов, равной нулю, т.е. по окончании цикла умножени .operator 7 in the case of information in the loop counter is zero, i.e. at the end of the multiplication cycle.
Оператор Ц анализирует в каждом 25 цикле значение младшего разр да ре- гистра-сдвигател Q узла 3, передает управление на оператор 5 в случае Q6 0, на оператор 6 в случае Q0 1, .In each 25 cycle, the C operator analyzes the value of the lower bit of the Q shift register of node 3, transfers control to operator 5 in the case of Q6 0, to operator 6 in the case of Q0 1,.
Оператор 5 выполн ет суммирование 30 регистра общегс назначени накопител суммы частичных произведений с регистром 14 общего назначени , содержащим информацию, равную нулю, и перепись полученной суммы частичных произведе- ,5 ний в регистр 9 общего назначени . Этот же оператор сдвигает содержимое регистров 9 и Q общего назначени (суммы частичных произведений и множител на разр д вправо), причем млад-до шие разр ды содержимого регистра 9 общего назначени (хвост) перетекают в старшие разр ды регистра Q.Operator 5 performs a summation of the general register of the accumulator of the sum of partial products with general register 14, containing information equal to zero, and a census of the obtained sum of partial products 5 into general register 9. The same operator shifts the contents of general registers 9 and Q (the sum of partial products and the multiplier by bit to the right), and the younger bits of the contents of general register 9 (tail) flow into the higher bits of register Q.
Младший разр д регистра Q выталкиваетс из регистра и пропадает. 45The low-order bit of the register Q is pushed out of the register and disappears. 45
Оператор 6 выполн ет суммирование регистра общего назначени 9 (накопител суммы частичных произведений) с регистром 15 общего назначени , содержащим множимое, и перепись получен- ной суммы частичных произведений в регистр 9 общего назначени . Оба оператора осуществл ют безусловную передачу управлени оператору 3« Цикл повтор етс .55Operator 6 performs a summation of general purpose register 9 (accumulator of the sum of partial products) with general register 15 containing the multiplicand, and a census of the obtained sum of partial products into general register 9. Both operators unconditionally transfer control to operator 3 "The cycle is repeated .55
По окончании цикла оператор 7 осуществл ет формирование признаков ело- ва состо ни по результату умножени At the end of the cycle, the operator 7 generates the signs of the state of the state by the result of the multiplication
и производит выборку следующей команг ды.and sampling the next command line.
Выполнение операторов 3 - 5 ветви А и 3, 4 и 6 ветви В совмещаетс в одной микрокоманде (1 микротакт). При длительности микротакта 250 не врем выполнени цикла умножени составит 250 не.The execution of operators 3 - 5 branches A and 3, 4 and 6 of branch B is combined in one micro-command (1 micro-tact). With the duration of microtact 250, the multiplication cycle time is not 250 ns.
При умножении двух 16-разр дных чисел -Тц 250 не х 16 4000 не.When multiplying two 16-bit numbers, Tz 250 is not x 16 4000 not.
Выполнение всех операторов цикла умножени одной микрокомандой осуществл етс с помощью узла 12 (фиг 3)The execution of all operators of the multiplication cycle by one micro-command is carried out with the help of node 12 (Fig. 3)
В микрокоманде цикла Умножение выполн ютс одновременно следующие действи :In the microcommand of the cycle Multiplication, the following actions are performed simultaneously:
декремент содержимого счетчика циклов узла 17;decrement the contents of the cycle counter node 17;
суммирование содержимых регистров общего назначени с нечетным номером, например 15, где предварительно зафиксировано значение множимого, и с любым номером в диапазоне 0-13, в котором накапливаетс значение суммы частичных произведений, например 9summation of the contained general purpose registers with an odd number, for example, 15, where the multiplicative value is preliminarily recorded, and with any number in the range 0-13, in which the value of the sum of partial products accumulates, for example, 9
посылка результата суммировани в выбранный в диапазоне 0-13 регистра общего назначени , например 9;sending the result to the selected in the range of 0-13 general register, for example 9;
эмул ци нулевого разр да адреса под управлением сигналов С1, С2 (при С2 0, d 0, т.е. адрес из исходного нечетного становитс четным при значении младшего разр да множител (С2) равным нулю и, наоборот, при С2 1, d 1, т.е. при значении младшего разр да множител (С2) равным единице остаетс нечетным;emulation of the zero bit of the address under control of the signals C1, C2 (at C2 0, d 0, i.e. the address from the original odd becomes even at the value of the lower order multiplier (C2) equal to zero and, conversely, at C2 1, d 1, i.e., with the value of the least significant bit, the multiplier (C2) equal to one remains odd;
сдвиг на один разр д вправо регист ра-сдвигател Q узла 3, содержащего значение множител и регистра 9 общего назначени частичных произведений (младший разр д множител в каждый такт присутствует на входе узла 12 как управл ющий сигнал С2);shift one bit to the right of the shift register Q of node 3, containing the multiplier value and general purpose register 9 of partial products (the lower bit of the multiplier is present at the input of node 12 as a control signal C2);
анализ содержимого счетчика циклов узла 17 и формирование адреса передачи управлени (при (/К.ц/) 0 передаетс управление на повторение микрокоманды Умножение, при /Rc4iU(/ 0 на выполнение микрокоманд оператора 7 (фиг. 6) Причем в регистр 14 общего назначени засылаетс предварительно информаци Оо..О.analysis of the contents of the cycle counter of node 17 and the formation of the transfer control address (when (/K.ts/) 0 control is transferred to the repetition of the microcommand Multiplication, when / Rc4iU (/ 0 to execute the microcommands of the operator 7 (Fig. 6)) Sent pre-information OO..O.
Основные действи в операции умножени выполн ютс в блоке 1 между секци ми 4 - 7 и контроллера 9 как сдвиговые операции над регистрами множител . и регистром частичных произведений , вл ющиес сдвиговыми регистра10The main operations in the multiplication operation are performed in block 1 between sections 4-7 and controller 9 as shift operations on the multiplier registers. and the register of partial products, which are shift register 10
1515
D-входы чеек 4 - 7 в качестве операнда следующей операции или через входы - выходы формировател 10 на шину 2k данных дл запоминани во внешних носител х информации.The D inputs of cells 4–7 as an operand of the next operation or through the inputs – outputs of the imaging unit 10 to the data bus 2k for storing in external media.
В случае запоминани результата вычислений во внешнем ОЗУ микрокоманды генерируют адрес чейки внешнего ОЗУ с первых выходов регистра 11 на шину 25, обеспечивают работу интерфейса по приему адреса с регистра 11 и данных с формировател 10 по шине 2k во внешние ОЗУ.In case of storing the result of calculations in the external RAM, the microcommands generate the address of the external RAM cell from the first outputs of the register 11 to the bus 25, provide the interface for receiving the address from the register 11 and data from the generator 10 via the bus 2k to the external RAM.
За счет свертки временных процессов , происход щих в блоке 2 во врем выборки адреса следующей микрокоманды , достигаетс при сокращении оборудовани блока 2 более короткий тактDue to the convolution of the time processes occurring in block 2 during the sampling of the address of the next microcommand, a shorter time step is achieved when the equipment of block 2 is reduced
ми Q и S узла 3 mi q and s node 3
Работа по выполнению арифметических и логических операций над операндами в узле 3 производитс под управлением полей микрокоманды с первых групп выходов регистра 21 (12-разр дна шина) и регистра 20 (9-разр дна ши на),The work on performing arithmetic and logical operations on operands in node 3 is carried out under the control of the microcommand fields from the first output groups of register 21 (12-bit bus) and register 20 (9-bit bus);
Под управлением сигналов на группе выходов регистра 21 производитс выбор узлов 12 и 13 источников адресов операндов внутреннего оперативного запоминающего устройства узла 3 (источник 1-й - регистр 14, источник 2-й - регистр 21).Under the control of signals, a group of outputs of register 21 selects nodes 12 and 13 of the sources of addresses of operands of the internal random access memory of node 3 (source 1 — register 14, source 2 — register 21).
С выходов регистра 20 производитс From the outputs of register 20 is produced
управление арифметическими или логи- 20 обработки информации (250 не), ческими операци ми в узле 3 над операндами .control of arithmetic or logic-20 processing of information (250 non), by scaling operations in node 3 over operands.
Операнды могут быть использованы в зависимости от значений функций управлени узла 3 поступающих с 25 включени , р дной шины и 5-разр дной шины регист-Сигнал 11Установка по шине 29, сигOperands can be used depending on the values of the control functions of the node 3 arriving from 25 inclusions, a regular bus and a 5-bit bus register-Signal 11, bus installation 29, sig
ра 20, из внутреннего оперативного запоминающего устройства узла 3 или с шины данных через формирователь 10 на D-входы узла 3.30ra 20, from the internal random access memory of the node 3 or from the data bus through the driver 10 to the D-inputs of the node 3.30
По результатам выполнени операций над операндами в АЛУ 3 вырабатываютс признаки (Z,C,V,N-Bxoflbi контроллера 9) слова состо ни узлов.According to the results of operations on operands in ALU 3, signs (Z, C, V, N-Bxoflbi of controller 9) of the word state of nodes are generated.
По сигналам управлени с 13-разр д- лающего с группы выходов по 4-разр дной шины выходов регистра 21 в конт- ной шине на группу входов узла Т, роллер 9 запоминаютс и обрабатываютс признаки слова состо ни и в зависимости от их комбинаций вырабатываетс сигнал F дл организации процес- 40 са ветвлений микропрограммы. Процесс . - обмена информацией с внешними устройствами производитс по интерфейсным ,Control signals from a 13-bit output from a group of outputs to a 4-bit bus of outputs of the register 21 in the control bus to a group of inputs of the node T, the scooter 9 memorizes and processes the status word and, depending on their combinations, produces a signal F to organize the process of branching the microprogram. Process - the exchange of information with external devices is done via interface,
Рассмотрим работу АУ, начина с мс мента включени , т,е„ инициализации начального адреса микропрограммыConsider the work of AU, starting with the ms of the moment of inclusion, t, e „initialization of the initial address of the microprogram
нализирующий об отсутствии вторичных напр жений питани или наличии переходных процессов при их установлении, поступает на второй вход регистра 20, В регистре 20 под управлением CHI- нала Установка полем 4 (фиг. 4) вырабатываетс функци управлени узла 17 дл выработки адреса О..О, постуУзел 17 вырабатывает 12-разр дный адрес (0...0) и выставл ет его на выходеidentifying the absence of secondary supply voltages or the presence of transients when they are established, goes to the second input of register 20, In register 20, under control of CHI-nal. Setting field 4 (Fig. 4) produces control function of node 17 to generate address O.O. , post 17 produces a 12-bit address (0 ... 0) and exposes it to the output
Регистр 18 по синхросигналу Т записывает указанный 0...0 (четный) адрес и начинаетс выборка содержимого нулевой чейки узла 19 (старшие разр ды, 32-63) с записью информации 45 по синхросигналу Т в регистр 21.The register 18 writes the specified 0 ... 0 (even) address using the clock signal T and begins to fetch the contents of the zero cell of the node 19 (most significant bits, 32-63) with the recording of information 45 using the clock signal T into the register 21.
шинам адреса 25 и данных 24.address bus 25 and data 24.
При необходимости перехода обмен информацией с внешними носител ми информации по интерфейсу типа Узка шина шины Адрес и Данные объедин ютс If it is necessary to transfer, the exchange of information with external data carriers over the interface is a type. Bus bus. Address and Data are combined.
С первых выходов регистра 11 в ши CQ ну 25 адреса поступает 16-разр дный код адреса и признаки дл его сопровождени .From the first outputs of register 11, a 16-bit address code and signs to accompany it are sent to the CQ of well 25 address.
Результат операций над операндамиThe result of operations on operands
Регистр 18 по синхросигналу Т записывает указанный 0...0 (четный) адрес и начинаетс выборка содержимо го нулевой чейки узла 19 (старшие разр ды, 32-63) с записью информации 45 по синхросигналу Т в регистр 21.Register 18 on the clock signal T writes the specified 0 ... 0 (even) address and begins sampling the content zero cell of node 19 (most significant bits, 32-63) with recording information 45 on the clock signal T in register 21.
Синхроимпульс Т подключает младший разр д адреса на входе узла 19 Адрес 00...01 (нечетный) выбирает из узла 19 содержимое первой чейки и записывает по синхросигналу Т в регистр 20 (младшие разр ды 0-31). Так заканчиваетс процесс инициализацииThe clock pulse T connects the lower-order address at the input of the node 19. Address 00 ... 01 (odd) selects from the node 19 the contents of the first cell and records the clock signal T into register 20 (lower bits 0-31) from the clock signal T. This ends the initialization process.
.начального адреса микропрограммы Ин циализаци , в процессе выполнени initial address of the firmware Incialization, in progress
которой загружаютс ,, устанавливаютс which is loaded, installed
с первых выходов чеек k - 7 поступав 5 значени различных счетчиков и узлов на входы формировател 10 дл заломи- блоков 1 и 2 в исходное состо ние. нани в буферном регистре и трансл ции через выходы формировател 10 наFrom the first outputs of the k-7 cells, 5 values of various counters and nodes at the inputs of the imaging unit 10 for the zalomy-blocks 1 and 2 returned to the initial state. nani in the buffer register and broadcast through the outputs of the former 10 on
Программа инициализации заканчиваетс загрузкой в регистр 4 первой командыThe initialization program ends with loading into register 4 of the first command.
D-входы чеек 4 - 7 в качестве операнда следующей операции или через входы - выходы формировател 10 на шину 2k данных дл запоминани во внешних носител х информации.The D inputs of cells 4–7 as an operand of the next operation or through the inputs – outputs of the imaging unit 10 to the data bus 2k for storing in external media.
В случае запоминани результата вычислений во внешнем ОЗУ микрокоманды генерируют адрес чейки внешнего ОЗУ с первых выходов регистра 11 на шину 25, обеспечивают работу интерфейса по приему адреса с регистра 11 и данных с формировател 10 по шине 2k во внешние ОЗУ.In case of storing the result of calculations in the external RAM, the microcommands generate the address of the external RAM cell from the first outputs of the register 11 to the bus 25, provide the interface for receiving the address from the register 11 and data from the generator 10 via the bus 2k to the external RAM.
За счет свертки временных процессов , происход щих в блоке 2 во врем выборки адреса следующей микрокоманды , достигаетс при сокращении оборудовани блока 2 более короткий тактDue to the convolution of the time processes occurring in block 2 during the sampling of the address of the next microcommand, a shorter time step is achieved when the equipment of block 2 is reduced
обработки информации (250 не), information processing (250 not),
включени , Сигнал 11Установка по шине 29, сиг on, Signal 11 Bus installation 29, sig
Рассмотрим работу АУ, начина с мс мента включени , т,е„ инициализации начального адреса микропрограммыConsider the work of AU, starting with the ms of the moment of inclusion, t, e „initialization of the initial address of the microprogram
лающего с группы выходов по 4-разр дной шине на группу входов узла Т, barking from a group of outputs on a 4-bit bus to a group of inputs of node T,
нализирующий об отсутствии вторичных напр жений питани или наличии переходных процессов при их установлении, поступает на второй вход регистра 20, В регистре 20 под управлением CHI- нала Установка полем 4 (фиг. 4) выабатываетс функци управлени узла 17 дл выработки адреса О..О, постулающего с группы выходов по 4-разр дной шине на группу входов узла Т, identifying the absence of secondary supply voltages or the presence of transients when they are established, is fed to the second input of register 20, In register 20, under control of CHI-nal. Setting field 4 (Fig. 4) turns out the control function of node 17 to generate address O.O. posting from a group of outputs on a 4-bit bus to a group of inputs of node T,
Узел 17 вырабатывает 12-разр дный адрес (0...0) и выставл ет его на выходеNode 17 generates a 12-bit address (0 ... 0) and exposes it to the output.
Регистр 18 по синхросигналу Т записывает указанный 0...0 (четный) адрес и начинаетс выборка содержимого нулевой чейки узла 19 (старшие разр ды, 32-63) с записью информации по синхросигналу Т в регистр 21.The register 18 writes the specified 0 ... 0 (even) address according to the clock signal T and begins to sample the contents of the zero cell of the node 19 (most significant bits, 32-63) with the recording of the information on the clock signal T in the register 21.
Синхроимпульс Т подключает младший разр д адреса на входе узла 19 Адрес 00...01 (нечетный) выбирает из , узла 19 содержимое первой чейки и записывает по синхросигналу Т в регистр 20 (младшие разр ды 0-31). Так заканчиваетс процесс инициализацииThe sync pulse T connects the lower-order address at the input of the node 19. Address 00 ... 01 (odd) selects from node 19 the contents of the first cell and writes the synch signal T to register 20 (lower bits 0-31). This ends the initialization process.
.начального адреса микропрограммы Инициализаци , в процессе выполнени initial address of the firmware Initialization, in progress
которой загружаютс ,, устанавливаютс which is loaded, installed
значени различных счетчиков и узлов блоков 1 и 2 в исходное состо ние. the values of the various counters and nodes of blocks 1 and 2 to the initial state.
значени различных счетчиков и узлов блоков 1 и 2 в исходное состо ние. the values of the various counters and nodes of blocks 1 and 2 to the initial state.
Программа инициализации заканчиваетс загрузкой в регистр 4 первой командыThe initialization program ends with loading into register 4 of the first command.
по сигна лу из дешифратора 23, поступившей из Запоминающего устройства. Разр ды команды с второй группы дов по 16-разр дной шине поступают на дешифрацию в дешифратор 16. Данные на второй группе входов дешифратора управл ют выходами дешифратора, пере- ключа выходы из состо ни высокого импеданса в активный режим. В то же врем сигналы на выходе дешифратора 15 и на п той группе выходов регистра 20 (обратный адрес) наход тс в состо нии высокого импеданса, т.е. отключены ., .J5by signal from the decoder 23, received from the storage device. The command bits from the second group of DSPs on a 16-bit bus go to decryption to the decoder 16. The data on the second group of inputs of the decoder control the outputs of the decoder, switch the outputs from high impedance to active mode. At the same time, the signals at the output of the decoder 15 and at the fifth group of outputs of register 20 (return address) are in a state of high impedance, i.e. disabled., .J5
С выхода дешифратора 16 по 12-разр дной шине начальный адрес микропрограммы команды поступает в узел 17, транслируетс им, эмулируетс в зави10From the output of the decoder 16 to the 12-bit bus, the starting address of the firmware of the command goes to node 17, is broadcast by it, is emulated depending on
мером, указанным в 0 - 2 разр дах к манды. Треть микрокоманда выставл содержимое указанного регистра обще назначени из узла 3 с выхода на вх регистра 11, фиксируетс в нем и вы тавл етс , как адрес операнда на маг страль 25. Выбранный из внешней пам ти операнда (множимое) с магистрали 2k поступает в формирователь 10 и с него на D-вход чеек 4-7.by the measure specified in 0 - 2 bits of the manda. The third microinstruction exposes the contents of the specified general register from node 3 to output 11 of register 11, is recorded in it and is set as the address of the operand on the trunk 25. Selected from the external memory of the operand (multiplicand) from highway 2k enters the driver 10 and from it to the D-input cells 4-7.
Шинный формирователь 10 осуществ ет процедуру интерфейсного обмена, т.е. прием информации по сигналам сопровождени и выдачу соответствую щих квитирующих сигналов о приеме и формации внешней пам ти. Следующа (четверта ) микрокоманда записывает информацию (множимое) в п тнадцатыйThe bus driver 10 performs an interface exchange procedure, i.e. receiving information on tracking signals and issuing appropriate acknowledgment signals on the reception and formation of external memory. The following (fourth) micro-command records information (multiplicative) in the fifteenth
симости от функции управлени переда- 2Q регистр общего назначени (в -нашемfunctions from the control function of the transmission-2Q general purpose register (in our
примере) узла 3. Двум последующими микрокомандами производитс посылка константы с п той группы выходов по 9-разр дной шине (в нашем случае 0...0). Через формирователь 10 в ре гистр 14 общего назначени (в нашем примере) и регистр 9 общего назначе ни . С помощью формировател 10 мож путем размножени старшего разр да (дев того) константы и обмена байт между собой скомбинировать любую ко станту во всем диапазоне 16-разр дн го числа.example) of node 3. Two subsequent microinstructions send the constant from the fifth group of outputs to a 9-bit bus (in our case, 0 ... 0). Through generator 10 in general register 14 (in our example) and general register 9. With the help of shaper 10, by multiplying the most significant bit of the (ninth) constant and exchanging bytes between each other, combine any constant in the whole range of the 16-bit number.
чи адреса, поступающего с четвертой группы выходов регистра 20. Эмулированный адрес поступает с выхода узла 17 на группу входов регистра 18 и в случае выборки адреса инициализации выбираетс дважды в течение такта из узла пам ти микрокоманд и записываетс в регистры 21 и 20.The addresses coming from the fourth group of outputs of the register 20. The emulated address comes from the output of node 17 to the group of inputs of register 18 and, in the case of sampling, the initialization address is selected twice during the clock cycle from the microcommand memory node and written to registers 21 and 20.
Предположим, что очередна выбран- на из внешнего накопител по шине 24 данных команда - команда Умножение . Из услови ,что в регистрах 20 и 21 выставлен код первой микрокоманды умножени , начинаетс выполнение микропрограммы умножени согласно ал- горитму (фиг. 7).Suppose that the next command is selected from the external storage device via the bus 24 data - the Multiplication command. From the condition that the code of the first multiplication microcommand is set in registers 20 and 21, the multiplication firmware is executed in accordance with the algorithm (FIG. 7).
Выполнение оператора 1 заключаетс в действи х по выборке информации множител и множимого из регистров общего назначени или чеек внешней пам ти. Местоположение исходное операндов и методы адресации пам ти определ ютс системой команд. Предположим что реализованна система команд типа СМ-4. В этом случае содержимое номе- ра регистра общего назначени , указанного в 6-8 разр дах слова к&манды, есть множитель. Перва микрокоманда выбирает содержимое регистра общего назначени (множитель) и переписывает его внутри узла 3 в регистр Q.The execution of statement 1 is to act upon a selection of information of a multiplier and a multiplicand of general registers or external memory cells. The location of the source operands and the methods for addressing the memory are determined by the instruction set. Assume that the implemented command system type SM-4. In this case, the contents of the general register number specified in the 6–8 bits of the word for the ampoule is a multiplier. The first microinstruction selects the contents of the general register (multiplier) and rewrites it within node 3 into the register Q.
Множимое, в зависимости от системы адресации, указанной в 0-5 разр дах команды, выбираетс по сформированному адресу из внешней пам ти.The multiplier, depending on the addressing system specified in the command's 0-5 bits, is selected by the generated address from the external memory.
Предположим, что используетс метод адресации, когда адрес размещаетс в регистре общего назначени с ноSuppose the addressing method is used when the address is placed in the general register with but
00
мером, указанным в 0 - 2 разр дах кот манды. Треть микрокоманда выставл ет содержимое указанного регистра общего назначени из узла 3 с выхода на вход регистра 11, фиксируетс в нем и выставл етс , как адрес операнда на магистраль 25. Выбранный из внешней пам ти операнда (множимое) с магистрали 2k поступает в формирователь 10 и с него на D-вход чеек 4-7.the measure specified in 0 - 2 bits of the cat manda. A third microinstruction exposes the contents of the specified general register from node 3 to the output of register 11, is recorded in it and set as the address of the operand to the highway 25. Selected from the external memory of the operand (multiplicand) from the highway 2k enters the driver 10 and From it to the D-input cells 4-7.
Шинный формирователь 10 осуществл ет процедуру интерфейсного обмена, т.е. прием информации по сигналам сопровождени и выдачу соответствующих квитирующих сигналов о приеме информации внешней пам ти. Следующа (четверта ) микрокоманда записывает информацию (множимое) в п тнадцатыйThe bus driver 10 performs an interface exchange procedure, i.e. receiving information on tracking signals and issuing appropriate acknowledging signals on receiving information from an external memory. The following (fourth) micro-command records information (multiplicative) in the fifteenth
регистр общего назначени (в -нашемgeneral purpose register (in our
Q регистр общего назначени (в -нашемQ general purpose register (in our
2525
30 $$ 30 $$
о 45 0about 45 0
5five
примере) узла 3. Двум последующими микрокомандами производитс посылка константы с п той группы выходов по 9-разр дной шине (в нашем случае 0...0). Через формирователь 10 в регистр 14 общего назначени (в нашем примере) и регистр 9 общего назначени . С помощью формировател 10 можно путем размножени старшего разр да (дев того) константы и обмена байт между собой скомбинировать любую константу во всем диапазоне 16-разр дного числа.example) of node 3. Two subsequent microinstructions send the constant from the fifth group of outputs to a 9-bit bus (in our case, 0 ... 0). Through driver 10, into general register 14 (in our example) and general register 9. With the help of shaper 10, it is possible by multiplying the most significant bit of the (ninth) constant and exchanging bytes among themselves to combine any constant in the whole range of the 16-bit number.
Выполнив действи оператора 1 , выполн ем оператор 2 по алгоритму умножени фиг. 7. Следующа микрокоманда осуществл ет посылку информации по 12-разр дной шине с1 группы выходов регистра 20 константы Адрес в узле 17, где информаци запоминаетс в специальном счетчике циклов.Having performed the action of operator 1, we perform operator 2 according to the multiplication algorithm of fig. 7. The following microinstruction sends information on a 12-bit bus C1 of the output group of register 20 of the constant Address in node 17, where the information is stored in a special cycle counter.
Выработка следующего адреса микрокоманды при переходе от первой микрокоманды ко второй и т.д. осуществл етс с выходов регистра 20 по 4-разр дной шине. Причем кажда микрокоманда под номером N указывает адрес выборки из ЗУМК N+2 микрокоманды.Generating the next micro-command address when moving from the first micro-command to the second, etc. carried out from the outputs of the register 20 on the 4-bit bus. Moreover, each microinstruction number N indicates the address of the sample from the NULL N + 2 microinstructions.
Выполнив действи операторов 1 и 2 (фиг. 7) выполн ем операторы 3 - 5 цикла умножени . Эти операторы выполн ютс во врем выполнени одной микрокоманды Умножение. Дл по снени рассмотрим все пол микрокоманды Умножени (фиг. 4). В поле 5 регистра 20 примен етс формат 3 Сдвиг, выполн етс управление функци ми сдвига контроллера 9: сдвиг вправо регистров 9 и Q общего назначени .Having performed the actions of operators 1 and 2 (Fig. 7), we perform operators 3–5 multiplication cycles. These statements are executed during the execution of one microcommand Multiplication. For explanation, consider all the fields of the Multiply microcommand (Fig. 4). In field 5 of register 20, the 3 Shift format is used, the shift functions of the controller 9 are controlled: right shift of registers 9 and Q of general purpose.
151559340151559340
В поле 4 выставл етс информаци , управл юща узлом 17 таким образом, чтобы производилс декреметр регистра-счетчика циклов и анализ его состо ни с переходом по состо нию (Rt4 ) 0 на повторение микрокомандыIn field 4, information is set that controls node 17 so that the register-counter of cycles is analyzed and its state is analyzed to go to (Rt4) 0 to repeat the microcommand.
16sixteen
умножени , а по состо нию (/Нсц/ ) multiply, but by state (/ N / c /)
0 - на выполнение дейсУвий операто ра 17. 0 - to perform operator operation 17.
Первым полем регистра 20 управл етс узел 3 - производ тс операци суммировани и пересылка полученной суммы частичных произведений по адресу, указанному в первом поле узла 13. В первом поле узла 12 указываетс ад рее (номер РОН), информаци в котором - множимое (адрес в нашем примере 15). Разр ды нерассмотренных полейThe first field of register 20 is controlled by node 3 — a summation operation is performed and the received sum of partial products is sent to the address specified in the first field of node 13. In the first field of node 12, an address (POH number) is indicated, in which is multiplicand (address in our example 15). Unreviewed fields
11. Считанна из внешней пам ти информаци (команда) записываетс в регистр 14 и начинает выполн тьс следующа команда.11. The read out information from the external memory (command) is written to register 14 and the next command starts to be executed.
Необходимо дать разъ снени принципа приема и обработки сигналов пре рываний узла 22. Узел 22 в течение выполнени текущей микропрограммы коIt is necessary to clarify the principle of receiving and processing the interrupt signals of node 22. Node 22 during the execution of the current firmware to
JQ манды принимает, запоминает сигналы прерываний от ЦВМ и осуществл ет обработку прерываний согласно присваиваемым им приоритетам. Наивысший из прин тых сигнал прерываний преобразуJQ commands receive, memorize interrupt signals from the digital computer and carry out interrupt processing according to the priorities assigned to them. Highest Received Interrupt Signal
15 етс в 3-разр дный вектор, поступающий на входы дешифратора 15. Выборка по адресу вектора разрешаетс после выполнени микропрограммы команды в момент загрузки начального .адреса15 into a 3-bit vector arriving at the inputs of the decoder 15. Sampling at the address of the vector is resolved after the command firmware is executed at the time of loading the initial address
микрокоманды устанавливаютс таким следующей из дешифратора 16. С выхоmicroinstructions are set as follows from the decoder 16. From the output
дов регистра 20 поступает управление выбора и загрузки адреса и микрокоманды из трех возможных источников с выходов узлов 20, 15 и 16.Dov register 20 receives control of the selection and loading of addresses and microcommands from three possible sources from the outputs of nodes 20, 15 and 16.
разом, чтобы действи управл емыми ими устройств не создавали взаимных помех , (блокировались).at once, so that the actions of the devices controlled by them do not create mutual interference (blocked).
Узел 12 эмулирует с помощью дешифратора 31 нулевой разр д адреса ре- 25 гистра общего назначени под управлением младшего разр да регистра-сдвига- тел Q.Node 12 emulates a zero-bit address of the general register of the general-purpose register under the control of the low-order bit-register of the Q body using the decoder 31.
При Qo 0 адрес с выхода узла 12With Qo 0, the address from the output of node 12
дов регистра 20 поступает управление выбора и загрузки адреса и микро команды из трех возможных источников: с выходов узлов 20, 15 и 16.Dov register 20 receives control of selecting and loading addresses and micro commands from three possible sources: from the outputs of nodes 20, 15 and 16.
Состо ние выходов этих истбчникое в любой момент времени таково, что активным может быть только один, а остальные должны находитьс в состо нии высокого импеданса (отключены),The state of these outputs at any one time is such that only one can be active, and the rest must be in a high impedance state (turned off)
четный (14), При Q0 1 адрес с выхо-30 возможно отключение и всех трех источ да узла 12 нечетный (15).even (14), With Q0 1 address from output-30 it is possible to disconnect all three sources of node 12 odd (15).
В регистре 15 общего назначени содержитс информаци - множимое.General register 15 contains multiplicative information.
В регистре 14 общего назначени содержитс информаци 0...0.д5General register 14 contains information 0 ... 0. d5
Поэтому выполн ютс действи операторов 4,5 или 4,6, а именно:Therefore, actions of operators 4,5 or 4,6 are performed, namely:
РОН + РОН - РОН, при 0 ш 1; РОН, - РОН, при 0 0, и последующий сдвиг вправо на одинRON + RON - RON, with 0 sh 1; RON - RON, at 0 0, and the subsequent shift to the right by one
4040
разр д содержимого регистров-РОНд и Q. В качестве управлени на вх. 4 уз- ла 12 поступит следующий разр д множител и все действи повтор тс столько раз, сколько разр дов во мно-45 жителе,bit of the contents of the registers ROND and Q. As a control on the input. 4 nodes 12 will enter the next bit multiplier and all actions will be repeated as many times as bits in the multiplier-45 inhabitant
НИКОВ.NIKOV.
Если с выходов узла 22 вырабатываетс по 3-разр дной шине сигнал Прер., свидетельствующий о наличии требовани хоть одного прерывани , происходит определенна коммутаци выходов тристабильных источников адреса микрокоманды узлов 15 16 и 20, а именно активным становитс выход дешифратора 15.If a 3-bit bus signal is generated from the outputs of node 22, indicating that there is a requirement of at least one interrupt, certain outputs of the tristable sources of the microcommand of nodes 15–16 and 20 are switched, namely, the output of the decoder 15 becomes active.
Результатом вл етс то, что вместо загрузки начального адреса следующей команды из дешифратора 16 происходит загрузка начального адреса микропрограммы обработки прерываний сигнала прерывани высшего приоритета из прин тых.The result is that instead of loading the starting address of the next command from decoder 16, the starting address of the interrupt signal of the highest priority interrupt signal from the received one is loaded.
По окончании цикла умножени последовательностью микрокоманд выполн ютс действи оператора 7, формирующего по результатам умножени призна-f ки слова состо ни контроллера 9 (1-2 микрокоманды),At the end of the multiplication cycle, the sequence of microinstructions is performed by the actions of operator 7, which, based on the results of multiplying the recognition of the word of the controller 9 state (1-2 microcommands),
Далее производитс формирование адреса выборки следующей микрокоманды в регистр 11, т.е. информаци одного из регистров общего назначени узла 3 (счетчик команд) с информационных выходов узла 3, поступает в регистрNext, the sampling address of the next microcommand to register 11 is generated, i.e. information from one of the general purpose registers of node 3 (command counter) from the information outputs of node 3 is entered in the register
JJ
16sixteen
11. Считанна из внешней пам ти информаци (команда) записываетс в регистр 14 и начинает выполн тьс следующа команда.11. The read out information from the external memory (command) is written to register 14 and the next command starts to be executed.
Необходимо дать разъ снени принципа приема и обработки сигналов прерываний узла 22. Узел 22 в течение выполнени текущей микропрограммы команды принимает, запоминает сигналы прерываний от ЦВМ и осуществл ет обработку прерываний согласно присваиваемым им приоритетам. Наивысший из прин тых сигнал прерываний преобразуюIt is necessary to explain the principle of receiving and processing the interrupt signals of node 22. During the execution of the current firmware, the command 22 accepts, memorizes interrupt signals from the digital computer and processes the interrupts according to the priorities assigned to them. The highest received interrupt signal transforms
етс в 3-разр дный вектор, поступающий на входы дешифратора 15. Выборка по адресу вектора разрешаетс после выполнени микропрограммы команды в момент загрузки начального .адресаinto a 3-bit vector arriving at the inputs of the decoder 15. Sampling at the address of the vector is resolved after the command firmware is executed at the time of loading the initial address
следующей из дешифратора 16. С выхоfollowing from the decoder 16. From the output
дов регистра 20 поступает управление выбора и загрузки адреса и микро команды из трех возможных источников: с выходов узлов 20, 15 и 16.Dov register 20 receives control of selecting and loading addresses and micro commands from three possible sources: from the outputs of nodes 20, 15 and 16.
Состо ние выходов этих истбчникое в любой момент времени таково, что активным может быть только один, а остальные должны находитьс в состо нии высокого импеданса (отключены),The state of these outputs at any one time is such that only one can be active, and the rest must be in a high impedance state (turned off)
возможно отключение и всех трех источ it is possible to turn off all three sources
НИКОВ.NIKOV.
Если с выходов узла 22 вырабатываетс по 3-разр дной шине сигнал Прер., свидетельствующий о наличии требовани хоть одного прерывани , происходит определенна коммутаци выходов тристабильных источников адреса микрокоманды узлов 15 16 и 20, а именно активным становитс выход дешифратора 15.If a 3-bit bus signal is generated from the outputs of node 22, indicating that there is a requirement of at least one interrupt, certain outputs of the tristable sources of the microcommand of nodes 15–16 and 20 are switched, namely, the output of the decoder 15 becomes active.
Результатом вл етс то, что вместо загрузки начального адреса следующей команды из дешифратора 16 происходит загрузка начального адреса микропрограммы обработки прерываний сигнала прерывани высшего приоритета из прин тых.The result is that instead of loading the starting address of the next command from decoder 16, the starting address of the interrupt signal of the highest priority interrupt signal from the received one is loaded.
Концом выполнени микропрограммы обработки прерывани вл етс вновь микрокоманда загрузки начального адреса микрокоманды из дешифратора 16. Ее- ли прерывани отсутствуют,то происходит переход на выполнение следующей команды, поступающей из регистра 14 команд.The end of the interrupt processing microprogram execution is again the micro-command of loading the micro-command's initial address from the decoder 16. There are no interrupts, then the next command from the register 14 of the commands is executed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884457327A SU1559340A1 (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Arithmetic device with microprogram control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884457327A SU1559340A1 (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Arithmetic device with microprogram control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1559340A1 true SU1559340A1 (en) | 1990-04-23 |
Family
ID=21388389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884457327A SU1559340A1 (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Arithmetic device with microprogram control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1559340A1 (en) |
-
1988
- 1988-07-08 SU SU884457327A patent/SU1559340A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Самофалов К.Г. Электроника цифровых вычислительных машин. Киев: Ви- ща школа, 1976, с. 298-308, Дж. Мик, Дж. Брик. Проектирование микропроцессорных устройств с разр д- номодульной организацией. М.: Мир, 1984, с. 152-162, рис. 323. ( АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С МИКРОПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3689895A (en) | Micro-program control system | |
US4228498A (en) | Multibus processor for increasing execution speed using a pipeline effect | |
EP0045634B1 (en) | Programmable digital data processing apparatus arranged for the execution of instructions in overlap | |
EP0282825B1 (en) | Digital signal processor | |
US4754421A (en) | Multiple precision multiplication device | |
US4591981A (en) | Multimicroprocessor system | |
EP0127508A2 (en) | Full floating point vector processor | |
US4658355A (en) | Pipeline arithmetic apparatus | |
EP0249720A2 (en) | Shared storage multiprocessors | |
US3337854A (en) | Multi-processor using the principle of time-sharing | |
GB1108750A (en) | Digital computer central processor | |
KR880001170B1 (en) | Microprocessor | |
JPH05108341A (en) | Microprocessor | |
JPH05313998A (en) | Memory device | |
EP0589662A2 (en) | Digital signal processing system | |
SU1559340A1 (en) | Arithmetic device with microprogram control | |
US4053947A (en) | Method and apparatus for executing sequential data processing instructions in function units of a computer | |
GB1594066A (en) | Method and arrangement for speeding up the calculation of the address of a microinstruction in a data processing system | |
JPS63147255A (en) | Calculation processor having several series connection stages and computer and calculation applying the same | |
JPH01500065A (en) | Apparatus and method for microprogram information processing system with multiple control stores | |
JP2574312B2 (en) | High speed Hadamard converter | |
SU613402A1 (en) | Storage | |
RU2198422C2 (en) | Asynchronous synergistic computer system | |
SU1559341A1 (en) | Arithmetic device with microprogram control | |
JPS6285383A (en) | Vector processor |