SU949657A1 - Микропрограммное управл ющее устройство - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматике 1и вычислительной технике, в частности к микропрограммным устройствам управления, и может быть использовано в , цифровых вычислительных системах, а также терминальной аппаратуре.

Известно микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокбманд, дешифратор, двоичный . счетчик, генератор импульсов, блок проверки условий, группу элементов И, причем выходы двоичного счетчика Соединены с соответствующими входами дешифратора , выходы блока проверки условий* подключены к входам регистра адреса,вы- ходы которого подключены к входам блока памяти микрокоманд,выхода которого соединены с информационными входами регистра микрокоманд, адресные выхода „ которого подключены к информационным входам блока проверки условий, управляющие входы которого соединены с л первой группой входов устройства, управляющие выходы регистра микрокоманд соединены с первыми входами эле- 25 ментов И группы элементов И [11. ^υ Недостатком указанного устройства является сложный и большой объем обо- ’ рудования, а также то, что оно не позволяет формировать длительность микро-30 программного такта в соответствии с действительным временем выполнения микрокоманда в операционных схемах и не имеет возможности реализовать микропрограммы, состоящие из линейных групп микрокоманд с переменной длительностью такта.

Наиболее близким к предлагаемому является микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, регистр микрокоманд, дешифратор, двоичный счетчик, генератор импульсов, блок проверки условий, группу элементов И, делитель частоты, элемент ИЛИ, шифратор, причем выходы двоичного счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора, выхода блока проверки условий подключены к входам регистра адреса, выхода которого подключены к входам блока памяти микрокоманд, выхода последнего соединены с информационными входами регистра микрокоманд, адресные выходы которого подключены к информационным входам блока проверки условий, управляющие входа которого соединены с первой группой входов устройства, управляющие выхода регистра микрокоманд ’ соединены с первыми входами элемен- *

9.49657 'тов И группы элементов И и с входами шифратора, выходы .которого соединены соответственно с установочными входами двоичного счетчика, выход переполнения которого подключен к управляющему входу регистра микро- 5 команд, счетный вход двоичного счетчика соединен с выходом делителя частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход делителя частоты соеди- 10 нен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И группы элементов И и с второй группой выходов устройства, вторые входы элементов И группы эле- 15 ментов И соединены с соответствующими выходами дешифратора, информационные выходы регистра микрокоманд, подключены к первой группе выходов устройства [2]. 2Q

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие из-за непроизводительной потери времени при переходе в одной микрокоманде из одного используемого микротакта к 25 следующему через несколько неисполь-. зуемых. Кроме того, реализация устройства требует больших аппаратурных затрат.

Цель изобретения - повипение быст-,_п родействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное управляющее устройство, содержащее блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса, блок проверки 35 условий, генератор импульсов и группу элементов И, причем выхода блока проверки условий соединены с входами регистра адреса, выходы которого соединены с входами блока памяти микро- 40 команд, выхода которого соединены с информационными входами регистра микрокоманд, адресные выхода которого соединены с информационными входами блока проверки условий,управляю-45 щие входы которого являются входом устройства, управляющие выхода регистра микрокоманд соединены с первыми входами каждого элемента И группы элементов И. выхода которых являются первым, выходом' устройства, а информационные выхода регистра микрокоманд являются вторым выходом устройства, введены элемент И и регистр блокиройки, причем выход каждого эле-,, *лента И группы элементов И соединен ⁵ с.инверсными входами всех последующих элементов И группы элементов И, с инверсным входом элемента И и с установочным входом регистра блокировки, выходы регистра блокировки· ⁶⁰ соединены с вторыми входами элементов И, выход элемента И соединен с управляющим входом регистра микрокоманд и с входом установки в исходное состояние регистра блокировки, так- 65 тирующий вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема микропрограммного управляющего устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма выполнения одной микрокоманды.

Выходы блока 1 памяти микрокоманд подключены к входам регистра 2 микрокоманд, а входы - к выходам регистра 3 адреса. Входа регистра 3 соединены с выходами блока 4 проверки условий. Информационные входа блока 4 подключены к адресным выходам регистра 2 микрокоманд. Управляющие выходы регистра 2 микрокоманд подключены к входам элементов И группы элементов И 7. Выход каждого элемента И группы элементов И 7 подключен к инверсным входам всех последующих элементов И 7. Кроме того, выхода всех элементов И 7 подключены одновременно к инверсным входам элемента И 8 и к установочным входам регистра б блокировки так, что порядковый номер входа регистра 6 соответствует порядковому номеру элемента И 7. Выхода регистра 6 подключены к другим входам элементов И 7 так, что их порядковые номера соответствуют порядковым номерам элементов И 7. Выход элемента И 8 подключен к управляющему входу регистра 2 микрокоманд и входу установки в исходное состояние регистра б блокировки. Генератор 5 импульсов подключен к тактирующему входу регистров . Управляющие входа блока 4 проверки условий являются входами 10 устройства, а информационные выходы регистра 2 микрокоманд и выходы элементов И 7 являются выходами 9 и 11 устройства.

Управляющие выхода регистра 2 микрокоманд несут информацию о номерах микротактов, которые необходимы для обработки микрокоманды в операционных схемах. Эти выходы подключены к прямым входам элементов И 7. Каждый из элементов И 7 имеет два прямых входа, один из которых подключен к управляющему выходу регистра 2 микрокоманд, при этом порядкб-₍ вый номер управляющего выхода регистра 2 микрокоманд равен порядковому номеру элемента И 7. Другой прямой вход каждого элемента И 7 подключен к выходу регистра б блокировки, при этом порядковый номер (выхода регистра б блокировки равен' порядковому номеру элемента И 7. Количество инверсных входов каждого элемента И 7 равно числу предшествующих ему элементов И 7, так как к инверсным входам каждого элемента Й 7 подключены выхода всех предшествующих ему элементов и 7.

Регистр 6 блокировки предназначен для запирания тех элементов И 7, на выходе которых вырабатывается единичный сигнал.

Периодом тактовых импульсов с выхода генератора 5 задается длитель- 5 ность микротактов обработки микрокоманды. Дополнительный элемент И 8 предназначен для выработки сигнала, по которому регистр б устанавливается в исходное состояние, а в регистр 2 Ю микрокоманд заносится следующая микрокоманда.

На временной диаграмме (фиг. 2) введены следующие обозначения: 12 импульсы на выходе генератора 5; 13 - импульс, на выходе элемента И 8; 14, 15, 16 - импульсы на выходе, например, первого, пятого и двенадцатого элементов И.группы элементов И 7 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Из блока 1 памяти очередная микрокоманда заносится в регистр 2 микрокоманд, при этом регистр б блокировки__ устанавливается в исходное состояние и на^всех его выходах присутствует единичный сигнал.

Для .выполнения этой микрокоманды; например, необходимы три микротакта, причем в течение первого, второго и 30 третьего микротактов единичный сигнал должен присутствовать, например, на выходе первого, пятого и двенадцатого элементов И 7 соответственно. В силу этого на первом, пятом и две- 35 надцатом управляющих выходах регистра 2 микрокоманд присутствует единичный сигнал, а на остальных - нулевой. Тогда на выходе первого элемента И 7 в течение первого микротакта присут- 40 ствует единичный-сигнал, вследствие чего все последующие элементы И 7 будут закрыты.

Во втором микротакте по сигналу генератора 5 и при наличии единично- 45 го сигнала на первом установочном входе первый разряд регистра 6 устанавливается в воль. При этом первый элемент И 7 закрывается, открывая тем самым все последующие элементы И 7, но, так как второй, третий и четвертый элементы И 7 закрыты нулевыми сигналами с управляющих выходов регистра 2 микрокоманд, единичный сигнал вырабатывается на выходе пятого элемента И 7. В третьем микротакте аналогично будет установлен в ноль пятый разряд регистра 6, при этом состояние остальных разрядов регистра б не изменяется. В результате этого пятый ®0 элемент И 7 закрывается, первый элемент И 7 остается в закрытом состоянии, а на выходе двенадцатого элемента И 7, аналогично предыдущим, выработается единичный сигнал. 65

После того, как в очередном микротакте двенадцатый разряд регистра б устанавливается в ноль и вследствие этого закрывается двенадцатый элемент И 7, на выходах всех элементов И 7 единичный сигнал отсутствует,так как нулевой сигнал присутствует на всех последующих после двенадцатого управляющих выходах регистра 2 микрокоманд. в результате этого на выходе элемента И 8 вырабатывается сигнал, по которому все разряды регистра б блокировки устанавливаются в единичное состояние. Одновременно следующая микрокоманда из блока 1 памяти заносится в регистр 2 микрокоманд, и единичный сигнал вырабатывается на выходе того элемента и 7,на вход которого поступает единичный сигнал с управляющего выхода регистра 2 микрокоманд, имеющего наименьший порядковый номер.

До этого момента на входы 10 блока 4 проверки условий из операционных схем поступают логические условия, по которым формируется адрес следующей микрокоманды и записывается в регистр 3 адреса. Поэтому чтение микрокоманды по сигналу с выхода элемента И 8 происходит по заранее подготовленному адресу. Дальнейшая работа устройства происходит аналогично вышеописанной.

Таким образом, в предлагаемом устройстве в отличие 'от прототипа отсутствуют временные интервалы между микротактами, что сокращает время исполнения каждой микрокоманды. Кроме того, за счет введения регистра блокировки и указанных связей для функционирования устройства нет необходимости в использовании шифратора, дешифратора, двоичного счетчика и делителя частоты, что значительно упрощает устройство.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

431515, кл. G 06 F 9/12, 26.05.72.

2.Авторское свидетельство СССР

640294, кл. G 06 F 9/16, 30.12.78.