Микропрограммное устройство управления

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 210881 (21) 3331236/18-24

И)М Кл з

С 06 F 9/22 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1503.83- Бюллетень № 10 (53) УДК681. 325 (088 ° 8) Дата опубликования описания 0383

Б.Б. Захаров и В.Л. Мишняков

f ! (72) Авторы изобретения

Pt) Заявитель (.54) -МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в устройствах управления.ЭВМ.

Известно микропрограммное устройство управления, в котором имеется возможность ветвления по условию.

При этом исполнительный адрес микрокоманды целиком содержится в ее адресной части, причем необходимость анализа нескольких условий ветвления 10 йодряд ; приводит к увеличению времени выполнения микропрограмм, т.е. к снижению производительности устройства 1)

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является микропрограммное устройство, которое содержит блок памяти микрокоманд, регистр микрокоманд, счетчик адресов микрокоманд, дешифратор кода условия, элементы И, элемент ИЛИ, причем выходы, первые и вторые входы элемен-. тов И соединены соответственно с входами элемента ИЛИ, выходами дешифратора кода условия и первыми входами устройства, входы, первые и вторые выходы регистра микрокоманд соединены соответственно с выходами блока памяти микрокоманд, входами дешифратора кода условия и установочными входами счетчика адресов микрокоманд, выходы, разрешающий вход и счетный вход которого соединены соответственно с адресными вхо дами блока памяти микрокоманд, входом элемента ИЛИ и вторым входом устройства (2).

Недостатком данного устройства является невысокая производительность при реализации алгоритмов, требующих анализа нескольких условий перехода подряд, так как для этого требуется выборка нескольких микрокоманд.

Цель изобретения — повышение производительности микропрограммного устройства управления.

Поставленная цель достнгастся тем, что s микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти микрокоманд:, регистр микрокоманд, счетчик адресов микрокоманд; дешифратор кода условий, группу элементов И, элемент ИЛИ, причем первые входы элементов И группы подключены к входу условий устройства, вторые входы — к выходу дешифратора кода условий, а выходы элементов И группы соединены с входами элемента

ИЛИ, выход которого соединен с разрешающим входом счетчика адреса, к счетному входу которого подключен управляющий вход устройства, выход

1005050 счетчика адреса микрокоманд соединен с адресным входом блока памяти микрокоманд, выход которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, дополнительно введены селектор кодов условий, селектор 5 адресов перехода и блок памяти условий и адресов перехода, адресный вход которого соединен с выходом регистра микрокоманд, выходы кода условий и адреса перехода блока па- . 10 мяти условий и адресов перехода подключены соответственно к информационным входам -селектора кодов условий и селектора адресон перехода, управляющие входы которых соединены 15 с входом синхроимпульсов устройства, ныход селектора кодов условий подключен к входу дешифратора кода условий, выход селектора адресов перехода соединен с установочным входом счетчика адреса микрокоманд.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого микропрограммного устройства управления; на фиг. 2 — структура микрокоманды предлагаемого устройства; на фиг.3 состав полей ячейки блока памяти условий и адресов перехода.

Микропрограммное устройство управления содержит б >к 1 памяти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд, 30 счетчик 3 адресов микрокоманд, дешифратор 4 кода условия, группу элементов И 5, элемент ИЛИ 6, селектор

7 кодов условий, селектор 8 адресов перехода, блок 9 памяти условий и 35 адресов перехода, вход 10 условий устройства, управляющий вход 11 устройства, вход 12 синхроимпульсов устройства.

На фиг. 2 и 3 обозначены микро- 40 операция (микрооперации) МО, код условия перехода (условие перехода)

С, адрес перехода А, адрес ячейки блока памяти условий и адресов перехода AC. - 45

Микропрограммное устройство управления работает следующим образом.

По значению счетчика 3 адресов микрокоманд иэ блока 1 памяти микрокоманд выбирается на регистр 2 микрокоманд очередная микрокоманда и выполняется. Сигнал по входу 11 устройства увеличивает значение счетчика 3 на 1. Из блока 1 выбирается и выполняется следующая микрокоманда и т.д. до тех пор, пока на регистр 2 не выбирается микрокоманда, в которой предусмотрен анализ условий переходов. По адресу, содержащемуся в этой микрокоманде, на первые и нторые выходы блока 9 памяти 60 условий и адресов перехода выбирается информация, содержащая коды проверяемых в данной микрокоманде условий и соответствуя>щи = им адреса перехода. 65

Синхросигналы, поступающие на вход 12 устройства, г озволяют подключать к дешифратору 4 кода условия и установочным входам счетчика 3 через селектор 7 кодов условий и селектор 8 адресов перехода соответственно коды условий и адреса перехода. В каждый момент времени проверяется одно услоние. Коды и соот.нетстнующие им адреса подключаются последовательно.

Дешифратор 4 возбуждает один из своих выходов, сигнал с которого поступает на вход элементов И 5. Сигналы проверяемых условий принимаются на вход 10 устройства. Если сигнал, соответствующий проверяемому коду, присутствует, возбуждаются выход элементов И 5 и выход элемента

ИЛИ б. Сигнал с выхода элемента 6 поступает на вход разрешения счетчика

3, позволяя тем самым принять на него адрес перехода. Следующая микрокоманда ныбирается по этому адресу.

Предлагаемое микропрограммное устройстно управления позноляет в одной микрокоманде анализировать любое число условий перехода. Это число определяется разрядностью ячейки блока памяти условий и адресов перехода. Предлагаемое устройство позволяет также организовать и безусловные переходы в микропрограммах.

Для этого. на вход 10 должен быть подан постоянный сигнал логической единицы.

Покажем преимущества предлагаемого устройства на примере базового образца, которым является прототип.

В нем блок памяти микрокоманд содержит 1024 72-разрядные ячейки ° В каждой микрокоманде имеются б-разрядное поле кода условия (всего 56 кодов) и 20-разрядное поле адреса перехода.

Условия .анализируются примерно в

30% микрокоманд, причем в большинстве случаев требуется анализ подряд

3-4 условий, т.е. число ситуаций анализа составляет около 100.

Предлагаемое устройство позволяет в цикле одной микрокоманды анализировать любое число переходов, при этом не требуется увеличения объема запдминающей среды. Объем памяти условий и адресов перехода мог бы составить 100хб4 (100 ячеек, в каждой по 4 6-разрядных поля кода условия и по 4 10-разрядных поля.адреса) — примерно 1 килобайт. Если бы дополнительно ввести в основную микрокоманду еще три поля кода условия и три поля адреса перехода, то увеличение объема памяти микрокоманд составило бы 1024х3(6+10), т.е. 6 килобайт, причем 4 килобайта бы не использовались.

1005050

В предлагаемом устройстве микрокоманда не содержит поле адреса перехода, т.е. разрядность микрокомандЫ уменьшается на 10, а объем памяти микрокоманд на 1024х10 -. примерно килобайт. Другими словами, введение 5 блока памяти условий н адресов перехода компенсируется-с точки зрения оборудования уменьшением объема памяти микрокоманд.

Таким образом, предлагаемое мик- 10 ропрограммное устройство управления, позволяющее в пределам, одной иикрокоманды анализировать несколько условий перехода, имеет производительность, большую чем у известных, при- g чем положительный эффект достигается

: без увеличения объема запоминающей среды (памятей).

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления, содержащее блок памяти

;микрокоманд, регистр микрокомакд, счетчик адреса микрокоманд, дешифратор кода условий, группу элементов

И, элемент ИЛИ, причем первые входы элементов И группы подключены к входу условий устройства, вторые входык выходу дешифратора кода условий, ЗО а выходы элементов И группы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с разрешающим входом счетчика адреса, к счетному входу которого подключен управляющий вход устройства, выход счетчика адреса микрокоманд соединен с адресным входом блока памяти микрокомаЯд, выход которого подключен к информационному входу регистра микрокоманд, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что| с целью повиаения производительности, оНО дополкительно содержит се-. лектор иодов условий, селектор адресов перехода и блок памяти условий и адресов перехода, адресный вход которого соединен с выходом регистрй микрокоманд, выходы кода условий-к адреса перехода блока памяти условий и адресов перехода подключены соответственно к информационным входам селектора кодов условий и селектора адресов перехода, управлякщие входы которых соединены с входом синхроимпульсов .устройства, выход селектора кодов условий подключен к входу дешифратора кода условий, выход селектора адресов перехода соединен с установочным входом счетчика адреса микрокоманд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Майоров С.A., Новиков Т.И. принципы организации цифровых машин.

Л., "Машиностроение", 1974, с. 215.

2. Канал мультиплексный универсальный. ЕС4001. Техническое описание

Д.53.057.104 (прототип).

Составитель Л. Логачева

Редактор Л. Алексеенко Техред Л.Пекарь Корректор M. Демчик

Заказ 1900/64 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4