SU873241A1 - Устройство дл формировани команд - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОМАНД

Изобретение относитс  к вычисли тельной технике и может быть использовано дл  расширени  операционных врзможностей ЦВМ и программируемых, цифровых устройств. Известны устройства формировани и выполнени  команд в вычислителыид машинах, содержащее регистр команд, служащий дл  приема и ангшиза очеред ной команда, блок формировани  исполнительных адресов, блок выработки сигналов операций и св занные с регистром команд дешифратора счетчики , вспомогательные ,регистры. Дл  сокращени  объема программ в ЭТ1ОС устройствах используютс  различные приемы кодировани  информации 11;.. Недостатком этих устройств  вл етс  то что дл  расширени  состава программируемых сигналов (например, сигналов дл  внешнего управлени ) не обходимо введение новых операций, что, в свою очередь, требует значительнойдоработки большинства их схе Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство управлени  с. модификацией команд, содержащее счетчик команд, св занные с кодовыми магистрал ми регистр команд и буфер операндов, дешифратор операций, схему управлени  командами , схему модификации адресов. Схема управлени  командами при выполнении безадресных операций обеспечивает выдачу через магистральные усилители сигналов на внешние устройства. При этом тактирование выдачи управл етс  отдельным триггером, переключаемым по сигнал 1м дешифратора операций . Через эту же схему осуществл етс  прием в устройство информации при выполнении операций опроса состо ни  внешних схем, что в целом обеспечивает пр мое программное управление системными устройствами. Схемы модификации адресов позвол ют формировать новые команды на базе принимаемых команд, хранимых и пам ти 2. Недостатком данного устройства  вл етс  то, что модификаци  обеспечивает формирование новьпс команд только при обращени х к запоминающим устроствам и не пдзвал ет получать новые операции или командь управлени . В частности, такое расширение может быть достигнуто только при дополнении примененной системы команд новыми операци ми, реализаци  которых требует значительного изменени  схем устройства. Это соответственно усложн ет модернизацию действующих систем и не позвол ет примен ть устройство при разработке новых более .разветвленных систем. Кроме того, не предусмотрен аппаратный контроль устройства .

Цель изобретени  - повышение достоверности формировани  команд и повышение быстродействи  модификации команд.

Дл  достижени  указанной цели в устройство, содержащее дешифратор операций, регистр команд, группу регистрюв общего назначени , выдающую и приемную кодовые магистрали, тактируемые выходные усилители и триггер внешней вьщачи, единичный выход ко орого соединен с управл ющими входами тактируемых выходных усилителей , входы установки в единицу и в ноль триггера внешней выдачи подключены соответственно к первому и второму вьлходам дешифратора операций, третий выход которого соединен с первыми входами регистров общего назначени , вторые входы и выходы которых подключены поразр дно соответственно к приемной и вьщающей кодовым магистрал м, линии выдгиощей кодовой магистрали подключены к соответствующим входам тактируемых выходных усилителей, линии приемной кодовой магистрали подключены ко входу регистра команд, первый выход которого соединен со входом дешифратора операций, второй выход регистра команд подключен к выход щей кодовой магистрали, введены группа из элементов И и п групп из к элементов И выдачи(к),п триггеров направлени выдачи, триггер направлени  приема, группу служебных элементов И, триггер блокировки, m групп элементов И приема, m элементов И, m триггеров направлени  приема, группу контрольных элементов И, триггер контрол , первый второй и третий элементы И, причем информационные входы элементов И выдачи группы и служебных элементов И группы подключены к соответствукнцим выходам тактируемых выходных усилителей, управл емые вхо«ды элементов И выдачи всех групп соединены с единичным выходом соответствунвдего триггера направлени  выдачи, управл ющие входы служебных элементов И группы соединены с нулевым выходом триггера блокировки, выходы элементов И приема каждой группы и выходы контрольных элементов И группы подключены к соответствук цим лини м приемной кодовой магистрали , управл ющие входы элементов И приема каждой группы соединены с выходом соответствующего элемента и, первый, второй и третий вхоуцы каждого из которых подключены соответственно к четвертому выходу дешифратора операций, к единичному выходу соответствующего триггера направлени  приема и к нулевому выходу триггера контрол , управл ющие входы контрольных элементов И группы соединены с выходом первого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с четвертым выходом дешифратора операций и с единичным выходом триггера контрол , входы установки в единицу каждого из триггеров направлени  вьадачн и направлени  приема объединены со входами установки в ноль остальных о ноименных триггеров и соединены с выходами соответствующих служебных элементов И группы, к первом и второму управл ющим выходам которых подключены соответственно входы установки в единицу и в ноль триггера контрол , второй выход дешифратора операций соединен с первым входом второго элемента И и со входом установки в ноль триггера блокировки, единичный выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, ВЫХОД которого соединен со входом установки в ноль триггера направлени  выдачи, к единичному выходу которого подключен первый вход третьего элемента И, второй вхоп которого соединен с первым выходом дешифратора операций, выход третьего элемента И подключен ко входу установки в единицу триггера блокировки, выходы триггеров направлени  выдачи, триггеров направлени  приема, триггера внешней выдачи, триггера контрол  и триггера блокировки подключены к соответствующим входам группы контрольных элементов И, при этом входы всех групп элементов И приема и выходы всех групп элементов И выдачи  вл ютс  соответственно входами и выходами устройства.

На чертежеприведена функционгшьна  схема устройства дл  формировани  команд с контролем.

Устройство содержит регистр 1 р.оманд , регистры 2 общего назначени , триггер 3- внешней вьздачи, тактируемые выходные усилители 4, дешифратор 5 операции, группу 6 из f элементов И выдачи/ п групп 7 из к элементов И вьвдачи, п триггеров 8 направлени  выдачи, группу 9 служебных элементов И, триггер 10 блокировки, m групп 11 элементов И приема, m элементов И 12 m триггеров 13 направлени  приема группу 14 контрольных элементов И, первый.элемент И 15, триггер 16 контрол , второй и третий элементы И 17 и 18, выдающую и приемную кодовые магистрали 19 и 20, тригсер 21 направлени  выдачи, входы и выходы устойства 22 и 23.

Claims (2)

1. Устройство работает следующим образом . При функционировании помимо выпо нени  основных машинных операций де ствие устройства базируетс  на выг 1полнении двух, реализуемых в устрой стве прототипа, системных операций пр мой программной выдачи (ППВ) информации и пр мого программного опроса (ППО) состо ни  внешних устройс Лерва  предназначена дл  подготовки направлени  выдачи или приема инфор мации, а также дл  вьщачи самой информации , втора  осуществл ет прием информации от внешних схем и устрой В исходном состо нии все триггер 3,8,10,13 и 16 устройств наход тс  в нулевом состо нии, вследствие чего тактируемые выходные усилители 4 группы элементов И выдачи 6 и 7, группы элементов И приема 11, а так же группа контрольных элементов И 1 за счет запрещающих сигналов, посту лающих на их управл ющие входы либо непосредственно с единичных выходов триггеров 8 и триггера 21, либо через элементы И 12 и 15 с единичных выходов триггеров 13,16, блокированы а группа служебных элементов И 9 за счет разрешающего сигнала, поступающего на их управл ющие входы с нулевого выхода триггера блокировки 1 разблокирована. В этом состо нии. несмотр  на то, что по кодовым магистрал м 19 и 20 могут производитьс  передачи информации (не относ щиес  к наращиваемым операци м), на выходах устройства 23 сигналы отсутствуют , а сигналы со входов 22 в устройство не пропускаютс . При необходимости выдать сигналы в одну из внешних схем, подключенных к выходам групп из к элементов И выдачи 7 (внешние схемы иа чертеже не показаны), программа подготавливает информацию в двух регистрах общего назначени  2, в одном из которых позиционным кодом задаетс  направление выдачи, а в другом собственно выдаваема  информаци ; Причем вьщаваема  информаци  может размещатьс  только в разр дах, непересекающихс  с разр дами,отводимыми дл  задани  направлени  выдачи , приема и контрол  (эти режимы рассматриваютс  далее), что и определ ет неполноразр дность групп из к элементов и вьщачи 7. В частности, в рассматриваемом устройстве при 32-х разр дной сетке кодовых магистралей 19 и 20 и 7 разр дах, отводимых дл  задани  направлений вьвдачи , приема и контрол , разр дность групп из к элементов И выдачи 7 може достигать , т.е. 6 32,к 25. Состав собственно выдаваемой информации определ етс -функциональным назначением внешних схем и может представл ть собой унитарные сигналы , наборы унитарных сигналов, либо кодовые слова. После подготовки информации в регистрах 2 в устройстве по программе последовательно выполн ютс  две команды с операци ми ППВ. При выполнении первой из них сигналом с первого выхода дешифратора операций 5 устанавливаетс  в i состо ние триггер внешней выдачи 3, что разрешает прохождение сигналов через .выходные усилители 4, В следующий |Такг по сигналу с дешифратора 5 осуществл етс  выдача позиционного кода с регистра 2 в кодовую магистраль 19. При этом на выходе соответствующего разр да усилителей 4 по вл етс  сиг- нал, который поступает на выходы элементов И соответствующих разр дов в группе 6 и группе служебных элементов И 9. Ввиду блокированного состо ни  группы элементов И 6 данный сигнал на их выход 23 не пропускаетс , но через грулпу 9, котора  открыта , он , переключа  триггер заданно-го направлени  выдачи 8 в единичное состо ние. Одновременно подтверждгиотс  нулевые состо ни  ос- , тальных триггеров 8 и триггера 21. В следующий такт сигнал с второго выхода дешифратора 5 возвращает триггер внешней выдачи 3 в нулевое состо ние , одновременно подтверждаетс  нулевое состо ние триггера блокировки 10.„ При выполнении второй команды блоки 1,2,4,5 и триггер 3 действуют аналогичным образом, однако в кодовую магистраль 19 выдаетс  информаци , , подготовленна  в другом регистре
2. 2. При этом с выходов усилителей 4 данна  информаци  уже пропускаетс  на выход 23 той группы элементов И 7, триггер 8 которой в предыдущей команде был переключен в i состо ние . При выдаче из устройства информации по полноразр дному направлению в первой команде ППВ осуществлнехс  установка в i состо ние триггера 21, управл к цего группой из эле- . ментов И 6. При этом эти элементы И открываютс , а элементы И выдачи других групп 7 закрываютс  нулевым состо нием их триггеров 8. Переключение в состо ние триггера 21, св занного с группой из t элементов И б, открывает также первый вход третьего элемента И 18. При выполнении в данном случае второй команды ППВ сигнал с первого выхода дешифратора 5 одновременно.с установкой Ч состо ние триггера.внешней выдачи 3 через открытый элемент И 18 производит устаносвку в состо ние триггера блокировки 10, что закрывает группу служебных элементов И 9, открывает первый вход элемента И 17. Далее с регистра 2 Производитс  выдача полноразр дной И1 формации в кодовую магистраль 19, котора  пройД  через открытые усилители 4(они открыты единичным состо нием триггера 3),поступает на входы всех групп 6,7 и 9.Однако на выход этих групп и устройства 23 данна  ин формаци  проходит только через откры тую группу из i элементов И выдачи 6, В следующий такт по сигналу со второго выхода дешифратора 5 одновременно со сбросом в О триггера «внешней выдачи 3 производитс  установка в О триггера блокировки 10 и через открытый элемент И 17 тригге ра 21, управл ющего группой из t эле ментов И вьщачи 6. После этого узлы устройства, св занные с выдачей информации , оказываютс  в исходном соссто нии . Опрос состо ни  внешних схем производитс  также при выполнении двух последовательных команд, перва  из которых, как и при выдаче информации задает направление приема и содержит операцию ППВ, а втора  осуществл ет прием опрошенной информации в один из регистров 2 и содержит операцию ППО. Выполнение первой команды полностью аналогично рассмотренным случа м с той лишь разницей,что позиционный код направлени  приема задаетс  соответственно в других (своих) разр дах кодовой магистрали (как и при вьвдаче данный код готовит программа на одном из регистров 2). При выполнении первой команды заданный триггер направлени  приема 13 устанавливаетс  в состо ние, одновремен но остальные триггеры 13 сбрасываютПри . этом сигнал с единичного выхода переключенного триггера 13 открывает первый вход своего элемента И 12, причем третьи входы у всех элементов И 12 ввиду нулеврго . состо ни  триггера контрол  16 наход тс  уже в открытом состо нии. При выполнении второй команды, содержащей операцию ППО, вырабатываетс  сигнал на четвертом выходе дешифратора операций 5, который поступает на вторые, входы элементов И 12 и 15. Однако на выход этот сигнал проходит только через тот элемент И 12, триггер направлени  приема 13 состо нии которого находитс  в Далее прошедший сигнал опроса поступает на управл к ций вход заданной группы элементов И приема 11, подклю ча  информацию, наход щуюс  на их информационных входах 22, к цеп м приемной кодовой магистрали 20. Одновременно по сигналу с дешифратора 5 осуществл етс  запись информации, поступающей из приемной кодовой магистрали 20, на один из регистров 2 По окончанию операции ППО сигнал с четвертого выхода дешифратора 5 снимаетс , закрыва  сработавший элемент И 12, что, в свою очередь, блокирует прохождение информации с входов 22 опрошенной группы элементов И приема 11 в кодовую магистраль 20. Функционирование устройства охвачено логическим контролем, который реализуетс  с использованием группы контрольных элементов И 14 и триггера контрол  16. Выполнение режима контрол  полностью аналогично опросу состо ни  внешних схем с той лишь разницей,что при выполнении первой команды операци  ППВ задает установку в I .состо ние триггера контрол  . 16. При этом характерней тй, что осТсшьные триггеры устройства 8,10,13 и 21 не измен ют своего состо ни . Переключение триггера контрол  16 в 1 состо ние открывает первый вход элемента И 15 и закрывает аналогичные входы-у всех элементов И 12. Соответственно при выполнении второй команды, содержащей операцию ППО,. подключенными к приемной кодовой магистрали 20 оказываютс  единичные выходы всех триггеров устройства 3,8,10,13,16 и 21, а также нулевые выходы триггеров блокировки 10 и контрол  16. Получение данной информации на регистр 2 позвол ет путем выполнени  прогрг1ммных операций сравнить отрабртанное .устройством состо ние с задававшимс . При этом в устройстве полностью обеспечиваетс  вклинивание контрольных обрадеНИИ между командами рабочих обращений . Отключение контрол  осуществл етс  путем выполнени  команды с операцией Ш1В, задгиощей установку в iQii триггера контрол  16. Предлагаемое устройство дает возможность наращивать системные команды управлени , что осуществл етс  без изменени  (увеличени ) состава операций используемой системы команд, следовательно в значительной степени расшир ет функциональные возможности ЦВМ, либо цифровых программируемых устройств, примен кмцих данное устройство. Причем в устройствеПолностью сохранен состав системных операций прототипа, т.е. наращивание осуществл етс  без каких-либо видоизменений или ущемлений опера:ций , реализуемых в устройстве. Кроме того устройство характеризуетс  простотой построени  и минимальными затратами, св занными с введением схем в ЦВМ или систему, при зтом предложенные решени  не требуют доработок pro основных узлов: регистра команд, дешифратора операций, регистров общего назначени , устройства модификации адресов и т.д. Предлагаемое устройство обладает высокой достоверностью срабатывани , котора  обеспечив аетс  широкими возможност  ли проведени  как оперативного логического контрол  его состо ни , так и глубокой тестовой проверки ег работоспособности, В частности, прн любой выдаче информации после эада ии  направлени  выдачи имеетс  возможность опросить состо ние триггеров устройства и убедитьс  в правил ности отработки заданного напраёле ,ни . Аналогична организаци  контрол и отработки заданных направлений пр ема, она лишь требует выполнени  од ной дополнительной команды - сброса в О триггера контрол . При этом существенным  вл етс  то, что любые контрольные операции могут быть вклинены между рабочими обращен  ми-, никак не вли   на общую правильность их выполнени .Более трго, дл  сокращени  числа выполнений кон трольных команд триггер контрол  мо жет устанавливатьс  в состо ние одновременно с рабочими установками триггеров направлений вьщачи или приема. Высока  достовер ность обеспечиваетс  и прин той организацией формировани  неполноразр дной и полноразр дной выдачи сигналов . В частности, в последнем слу чае за счет работы триггера блокировки и группы служебных элементов И обеспечиваетс  автоматическа  бло кировка попадани  информационных . сигналов при полноразр дной выщаче в триггеры устройства и наоборот, попадани  сигналов установки триггеров устройства на выход полноразр дной группы элементов И выдачи. Возможности организации глубокой те стовой проверки работоспособности устройства обеспечиваютс  тем, что программа, установив в контрол ., может в разных- вариантах проверить правильность установок и сбросов триггеров устройства. При этом правильность работы триггё11 ов внешней выдачи и блокировки, Kovpрые программно не управл ет}, может быть оценена по правильной работе остальных триггеров и получению посто нного значени  кода О, их собственного состо ни . Формула изобретени  Устройство дл  формировани  ко- манд, содержащее дешифратор операций , регистр команд, группу регистров общего назначени , выдбшицую .и приемную кодовые магистрали, тактируемые выходные усилители и триггер внешней выдачи, единичный выход которого соединен с управл ющими входами тактируемых выходных усилителе входы установки в единицу и в ноль триггера внешней выдачи подключены соответственно кпервому и второму выходам дешифратора операций, трютий выход которого соединен с пертригге выми входами регистров общего назначени , вторые входы и выходы кото-1 рых подключены поразр дно соответственно к приемной и выдающей кодовь 1 магистрал м, линии выдающей кодовой магистрали подключены к соответствующим входам тактируемых выходных усилителей, линии приемной кодовой магистрали подключены ко входу регистра команд, первый выход которого соединен со входом дешифратора операций, второй выход регистра команд подключен к выдающей крдовой ма гистрали, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности формировани  команд и повышени  быстродействи  модификации команд , оно содержит группу из Е элементов И и п групп из к элементов И выдачи (), п триггеров направлени  выдачи, триггер направлени  выдачи , группу служебных элементов И, триггер блокировки, m групп элементов И приема, m элементов И, m триггеров направлени  приема, группу контрольных 3Jfej еитов И, триггер контрол , первый, второй и третийэлементы И, причем информационные входы элементов И выдачи группы и служебных элементов И группы подключены к соответствующим выходам тактируемых выходных усилителей, управл ющие входы элементов И выдачи всех групп соединены с единичным выходом соответствующего триггера направлени  выдачи, управл к цие входы служебных элементов И группы соединены с нулевым выходом -триггера блокировки, выходы э ементов И приема каждой группы и выходы контрольных элементов И группы подключены к соответствующим лини м приемной кодовой магистрали, управл ющие входы элементов И приема каждой группы соединены с выходом соответствуницего элемента И, первый, второй и третий входы каждого из которых подключены соотвественно к четвертому выходу дешифратора операций,. к единичному выходу соответствующего триггера направлени  приема и к нулевому выходу триггера контрол ,управл ющие входы контрольных элементов Игруппы соединены с выходом первого элемента И,первый и второй входы ко-, торого соединены соответственно с четвертым выходом дешифратора операций и с единичным выходом триггера г контрол ,входы установки в .единицу ксокдого из триггеров направлени  выдачи и направлени  приема объединенысо входами установки в ноль остальных одноименных триггеров и соединены с выходами соответствующих служебных элементов И группы,к первому и второму управл ющим выходам которых .подключены соответственно входы установки в единицу ив ноль триггера контрол , второй выход дешифратора операций соединен с первым входом второго эле