SU696454A1 - Асинхронное устройство управлени - Google Patents

Description

(54) АСИНХГОННОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

I

Изобретевие относитс  к вычиспитепьвой технике и может найтн приме- невве при построении устройств управпеви  вычвспитепьных машин.

Известны устройства асинхронного управлени  операпи ми цифровой вычвспитепьной машины, содержащие схемы управлени  операци ми, элемент ИЛИ, входы которого Подключены к выходам схем управлени  операци ми, входы которых подключены к вьгхо да м эле ментов И, одни входы которых подключены к выходу элемента ИЛИ, а другие - к выходам дешифратора кода операций l

Однако это устройство требует большого количества оборудовани , дл  реализации схемы, так как дл  каждой команды вычислительной машины требуетс  отдельный регистр управлени . Известен также блок микрокоманд асинхронных UBM, содержащий дешифратор операций , управл ющие линейки, вентили, элементы ИЛИ и выходные собирательные cxeNdbi, выходы которых  вл ютс 

выходвымв блока, а входы соединены с выходамн управл ющих линеек. Выходы ФЕНИШНЫХ свгвалов управл ющих линеек через первый элемент ИЛИ, вентиль и друтч)й элемент ИЛИ подключены ко входу нулевой управл ющей линейки, шина выходного сигнала которой подключена к одним входам вентилей. Другие входы вентилей подключены к выходам дешифратора операций. Выходы вентилей соединены со входами управл ющих линеек 2.

Однако в этом устройстве дл  реализации каждой команды требуетс  отдельна  управл кша  линейка, что требует большого количества оборудовани  при построении устройства управлени  ЦВМ, система команд которой насчитывает дес тки команд.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  устройство управлени  на регистрах дл  асинхронного управлени  операци ми ЦВМ, содержащее регистр команд, вход которого  вл етс  информационным входом устройства, дешифратор кода операций, вход которого подключен к выходу регистра команд, генератор, узеп пускаостанова , первый вход которого подключен к выходу генератора, а втора  группа входов  вл етс  управл ющим входом устройства, регистр управлени , тактирующий вход которого соединен с выходом узла пуска-останова, матрицу микроопераций, перва  группа входов которой св зана с выходами регистра управлени , а выходы соединены с вькодными шинами устройства з. Однако и в этом устройстве требуетс  отдельный регистр зтравлени  дл  реализации каждой операции, что усложн ет устройство в целом. 11ель изобретени  - сокращение обору довани  устройства. Это достигаетс  тем, что в устройство введены элементы ИЛИ, И, НЕ и регистр режимов. Втора  группа входов матрицы микроопераций соединена с выходами дешифратора кода операций. Выход первого элемента ИЛИ подключен ко входу блокировки дешифратора кода операций, .а входы соединены с третьей группой входов матрицы микроопераций и с выходами регистра режимов, первый информационный вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй информационный вход - с выходом второго элемента И, третий информационны вход - с выходом третьего элемента И. Вход записи регистра режимов подключе к выходу второго элемента ИЛИ. Первы вход пэрвого элемента И соединен с информационным входом устройства. Первы вход второго элемента И  вл етс  входом требовани  прерывани  программы устройства. Первый вход третьего элемента И  вл етс  входом требовани  пр мого доступа к запоминающему устройству устройства. Вторые входы первого, второго и третьего элементов И соединены между собой и подключены х выходу первого элемента НЕ. Первый вход второго элемента ИЛИ соединен с входом первого элемента НЕ и с выходом конец режима матрицы микроопераций , а второй вход второго элемента ИЛИ - с выходом конец команды мат рицы микроопераций. Первый вход треть го элемента ИЛИ подключен к выходу конец режима матрицы микроопераций второй вход - к выходу конец команды матрицы микроопераций, а третий вход третьего элемента ИЛИ - к вьпсоду вну1 реннего цикла матрицы микроопераций. Первый вход регистра управлени  св зан с выходом третьего элемента ИЛИ, второй и третий входы соединены между собой и  вл ютс  входом посто нного уровн  устройству. Четвертый вход регистра управлени  подключен к выходу второго элемента НЕ, вход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ. Введение второго элемента НЕ, третьего элемента ИЛИ и непосредственное подключение выходов дешифратора кода операции к матрице микрооперацлй позволило сократить оборудование за счет применени  в устройстве только одного регистра управлени . Введение первого элемента НЕ, первого и втррого элементов ИЛИ, регистра режимов и первого, второго и третьего элементов И ПОЗВОЛИЛО, расширив функциональные возможности устройства, исключить построениеместных устройств управлени  дл  реализации режимов выборки второго операнда из запоминающего устройства (ЗУ), дл  реализации микропрограммы выхода «а прерывание и микропрограммы обслуживани  пр мого доступа к ЗУ от внешних устройств ПВМ. На чертеже представлена структурна  схема устройства. Асинхронное устройство управлени  содержит регистр команд 1, дешифратор 2 кода операции, матрицу 3 микроопераций , регистр управлени  4, узел 5, пуска-останова, генератор 6, первый, второй и.третий элементы ИЛИ 7-9 , первый и второй элементы НЕ Ю и 11, первый, второй и третий элементы И 1214 , регистр режимов 15, информационный вход 16 от ЗУ, управл ющий вход 17 вход посто нного уровн  18, выходные шины 19, включающие выход конец команды, выход конец режима и выход внутреннего цикла, вход 20 требовани  пр мого доступа к ЗУ и вход 21 требовани  прерывани  программы . Информационный вход 16 от ЗУ соединен со вторым входом первого элемента И 12 и со входом регистра команд 1, выход которого соединен со входом дешифратора 2 кода операции, выходы которого соединены со второй группой входов матрицы 3 микроопераций , выходы которой соединены с выходными шинами 19. Перва  группа входов матрицы 3 микроопераций соединена с выходами регистра управлени  4, так5696454

товый вход которого соединен с вькодом узла 5 пуска-останова, первый вход которого соединен с выходом генератора 6, а остальные входы - с управл ющим входом 17, Треть  группа входов матри- 5 цы 3 микроопераций соединена с выходами регистра режимов 15 и со входами первого элемента ИЛИ 7, выход которого соединен со входом блокировки дешифратора 2 кода операции. Информационные входы регистра режимов 15 со динены с выходами элементов И 12 -1 первые входы которых соединены между собой и с выходом первого длемента НЕ Ю, вход которого соединен с выходом конец режима и с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ 8 и 9, вторые входы которых соединены между собой и с выходом конец команды . Выход внутреннего цикла соединен с первым входом параллельного вноса регистра управлени  4, со входом второго элемента НЕ 11, с третьим входом третьего элемента ИЛИ 9, вьгход которого соединен с управл ющим входом регистра управлени  4, второй вход параллельного вноса которого соединен с выходом второго элемента НЕ 11, Вход посто нного уровн  18 соединен со входом последовательного вноса и с остальными входами параллельного внос регистра управлени  4, Выход второго элемента ИЛИ 8 соединен со входом записи регистра режимов 15, вход 20 требовани  пр мого доступа к ЗУ сое динен со вторым входом третьего элемента И 14, Вход 21 требовани  прерывани  программы соединен со вторым входом второго элемента И 13, Предложенное асинхронное устройство управлени  работает следующим образом . В конце выполнени  очередной коман ды выбираетс  командное слово на информационный вход 16 от ЗУ и записываетс  в регистр команд I, При этом н выходе конец команды присутствует сигнал, который, поступа  через второй элемент ИЛИ 8 на вход записи регистра режимов 15, производит запись информации с выходов элементов И 1214 и, поступа  через третий элемент ИЛИ 9 на управл ющий вход регистра управлени  4, переводит его в режим записи. Тактовые сигналы, поступающие на тактирующий вход регистра управлени  4 из генератора 6 через узел

пуска-останова , производит загнись кода в регистр управлени  4 со входов параллельного вноса. При этом на втором входе параллельного впоса есть сигнал, на первом входе параллельного вноса сиг- нал с выхода внутреннего цикла отсутствует . На остальных входах параллельного вноса присутствует уровень, поступающий с входа 18 посто нного уровн , соответствующий отсутствию сигнала . При отсутствии сигналов на входе 20 требовани  пр мого доступа к ЗУ и на входе 21 требовани  прерывани  программы команды выполн ютс  в формате регистр-регистр, при котором сигнал на втором входе первого элемента И 12 отсутствует. При этом в регистре режимов 15 после записи будет нулевой код, и сигналы на его входе отсутствуют, В зависимости от выполн емой команды, код которой определ ет один из выходов дешифратора 2 кода операции, который не блок1фуетс  по входу блокировки так как ввиду отсутстви  сигналов на выходе первого элемента ИЛИ 7, матрица 3 микроопераций вырабатывает микрооперации, поступающие на выходные щины 19, При этдм отсутствие сигналов на входах и соответственно на выходе третьего элемента ИЛИ 9, переводит регистр управлени  4, в режим сдвига, и сигнал, записанный в регистр 4 управлени  в конце команды сдвигаетс  во врем  поступлени  тактов на его тактирующий вход. При этом на входе последовательного вноса присутствует уровень, подаваемый с входа посто нного уровн  18 и соответствующий отсутствию сигнала, что обеспечивает отсутствие сигналов на выходах регистра управлени  4, на которых до сдвига данный сигнал присутствовал. Если выполн етс  команда, в которой цикл должен повторитьс  И раз то п раз на выхбдной щине внутреннего цикла присутствует сигнал, который поступает на первый вход параллельного вноса регистра управлен.и  4, на вход второго элемента НЕ 11, на выходе которого сигнал отсутствует, и на третий вход третьего элемента ИЛИ 9, который переводит регистр управлени  4 в режим записи, В данном цикл е-про исходит запись , а не сдвиг кода в регистре управлени  4, После выполнени  h циклов регистр управлени  4 переводитс  в

режим сдвига и происходит поспедоватепьный сдвиг до тех пор пока в конце выпопнени  команды ие по витс  сигнал ва выходе конец команды , во врем  которого производитс  начальна  установка регистра управлени  4, запись кода на регистр режимов 15 и запись кода на регистр команд 1. В случае, когда сигналы на входе 20 требовани  пр мого доступа к ЗУ и входе 21 требовани  п|рерывани  программы отсутствуют , а на информационном входе 16 от ЗУ присутствует сигнал, поступающий на второй вход первого элемента И 12 и определ ющий формат выполнени  команды регистр- пам ть , сигнал с выхода первого элемента И 12 записываетс  в регистр режимов 15 и--поступает на один из входов третьей группы входов матрицы 3 микроопераций, а также через первый элемент ИЛИ 7 - на вход блокировки дешифратора 2 кода операци . .При этом на выходе дешифратора 2 кода операцви , а соответственно и ва второй группе входов матрицы 3 микроопераций снгкалы отсутствуют, поэтому на выходе матрицы 3 микроопераций ие .будет мв)сроопераций дл  выполнени  данной гсоманды, а вырабатываютс  только микрооперации дл  организации режима выборки операнда в режиме /регистр-пам ть. В последнем цикле выполнени  режима выборки операнда из пам ти вырабатываетс  сигнал на выходе режима , по которому регвстр управлевв  4 устававлвваетс  в исходное cocTpflHtJe, и сиг ал по вл етс  в первом разр де ванного регистра, а регистр 15 режимов обнул етс , так как -вышеуказанный сигнал, на вход первого элемента НЕ Ю запрещает срабатывание элементов И 12-14. Далее производитс  выполнение команд по алгоритму , описанному выше, так как на выходе первого элемента ИЛИ 7 отсутствует сигнал, блокнрзтс аий дешифратор 2 кода операции. Режимы выполнени . пр мого доступа к ЗУ и прерывани  про граммы отличаютс  только по длительности выполнени  и по- выработке различных микроопераций на выходных шинах 19 устройства и выполн ютс  аналогично выполнению режима выборки операнда из ЗУ в режиме регистр-пам ть выполнени  команды. Кроме того в данных режимах в Конце их выполнени  вырабатываетс  сигнал на выходе

конец команды , а не на выходе конец режима .

Режимы пуска, останова, поциклового или пооперационного выполнени  любой команды ЦВМ осуществл ютс  с помощью узла 5 пуска- останова , который пропускает или блокирует прохождение тактовых импульсов с вьрсода генератора 6 на тактирующий вход регистра управлени  4.

Таким образом предложенное устройство по сравнению с прототипом обеспечивает сокращение оборудовани , позвол  заменить необходимое количество регис- роь управлени  дл  выполнени  каждой однотипной команды из системы команд ЦВМ одним регистром управлени  и исключа  необходимость построени  местных устройств управлени  дл  реализаци режимов выборки операнда в режиме регистр-пам ть, пр мого доступа к ЗУ со стороны внешних устройств и выхода на прерь1ва1ощие программы по требованию прерывани  программы. Проведенный расчет показал, что при реализации Данного устройства на интегральных монолитных схемах, экономи  оборудовани  по сравнению с прототипом составл ет 15-20% без учета реализации режимов выборки операнда из пам ти, пр мого доступа к ЗУ и прерывани  программы в 2О-25% - с реализацией данных режимов .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Асинхронное устройство управлени , содержащее регистр команд, вход которо1л  вл етс  информационным входом устройства, дешифратор кода операций , вход которого подключен к выходу регистра команд, генератор, узел пуска-останова, первый вход которого подключен к выходу генератора, второй вход  вл етс  управл ющим входом устройства , регистр, управлени , тактирующий вход которого соединен с выходом узла пуска-останова, матрицу микроопераций , перва  группа входов которой св зана с выходами регистра управлени , а выходы соединены с выходными

   шинами устройства, отличаюшеес   тем, что, с целью сокрашени  обо- рудопани  устройства, оно содержит элементы ИЛИ, И, НЕ и регистр режи