Устройство числового программного управления

Союз Советсинк

Социалистически к

Респубики

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вy (22) Заявлено 29.08.77 (21) 2520474/18-24 с присоединением заявки УЙ (23) Приоритет

Опубликовано05 1 1.79 Бюллетень М41

Дата опубликования описания 07.1 1.79 (51) М. Кл.

О 05 В 19/18

Гасудврставннаа квинтет

СССР ка делам кзабрвтвнкй н аткритнй (53) УД9(681. .3 25 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Я. Кузьмин, В. П. Росляков, Е. П. Балашов и М. С. Куприянов

1 3б

"ъ

t (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО

УПР.АВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области применения устройств числового программного управления.

Известны микропрограммные устройства управления, содержащие микропрог раммное запоминающее устройство, схему приема микрокоманды, схему выдачи ад- реса микрокоманды, схему формирования адреса следующей микрокоманды, схему формирования управляющих сигналов, задающий автомат (11, 10

Наиболее близким техническим решением является устройство числового программного управления, содержащее счетчик, выход которого подключен к адресt5 ному входу запоминающего блока, информационные выходы которого подключены ко входам регистра, первый выход которого подключен к управляющему входу первого дешифратора и через инвертор к управляющему входу второго дешифратора, второй выход регистра подсоединен к информационным входам первого и второго дешифраторов, выхопы которых являются

2 группой выходов устройства, а третий выход регистра — к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых связаны с выходом первого элемента И, а выходы подключены к информационным входам счетчика, управляющий вход которого объединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к входу условий устройства (21.

Основным недостатком этих устройств с является ограниченность их функционал ных возможностей: невозможность реализации дополнительных алгоритмов управления при отсутствии свободной зоны. в ЗУ без коренной перестройки устройства, которая заключается в увеличении разрядности счетчика адреса, регистра и ЗУ.

Это, в свою очередь, ведет к изменению структуры и форматов управляющих слов и к перестройке всех алгоритмов.

Построение же систем управления, включающей несколько таких устройств, невозможно, так как в известном устрой3 696 стве отсутствуют элементы и внешние шины, которые обеспечивали бы взаимодействие данных устройств в системе и реализацию, тем самым, заданных алгоритмов.

Бель предлагаемого изобретения— расширение класса решаемых задач эа счет подключения..

Для этого устройство содержит второй, третий, четвертый и пятый элементы И щ и вторую группу элементов И, причем первый вход второго элемента И подключен к инверсному выходу второго разряда счетчика. Второй вход второго элемента И подсоединен к первому управляю- 15 шему входу устройства, а выход — к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, вторые входы каждого их которых .подключены к соответствую- щим тактовым входам устройства, а вы- г0 ходы подсоединены к управляющему вхоцу запоминающего блока, управляющим входам первого и второго дешифраторов и управляющему входу счетчика, соответст венно. Прямой -выход второго разряда 25 счетчика подключен ко второму управляющему входу устройства, нулевой вход второго разряда счетчика — к третьему управляющему входу устройства, прямой выход первого разряда счетчика — к 30 четвертому управляющему входу устройся ва. Первые входы элементов И второй группы связаны с первой группой входов передачи устройства. Вторые входы подключены к пятому управляющему входу З5 устройства., а выходы — к информацион ным входам счетчика, причем второй выход регистра подключен ко-второй группе входов передачи устройства.

Такое введение в известное устройся 40 о во новых элементов и организация их связей обеспечивает расширение набора реализуемых алгоритмов путем простого подключения такого же устройства, в запоминающем устройстве которого раэме-45 щены недостающие алгоритмы.

На фиг. 1 приведена структурная схе- ма предлагаемого устройства для числового программного управления (модуля), а на фиг. 2 — схема соединений с другим

50 аналогичНым устройством (модулем) .

Предлагаемое устройство (фиг. 1 j содержит счетчик 1, часть выходов которого подключена к адресным входам запоминающего блока 2, информационные

55 выходы которого подключены ко входам регистра 3, первый разряд 4 которого. подключен к управляющему входу первого

413 4 дешифратора 5 и через инвертор 6 к управляющему входу второго дешифратора

7, одна часть 8 разряда регистра 3 подключена к информационным входам дешифраторов 5 и 7, выходы которых подключены к группе выходов устройства 9, а другая часть 10 разрядов регистра

3 — к первым входам группы элементов

И 11, вторые входы которых подключены к выходу элемента И 12, а выходы подключены к информационным входам счеч чика 1. Управляющий вход счетчика подключен к первому входу элемента И 12, другой вход которого подключен к входу

13 условий.

Устройство содержит также четыре элемента И 14, 15, 16, 17, причем первый элемент И 14 подключен. к инверсному выходу второго разряда счет чика 1, второй вход схемы И 1 4 подключен к управляющему входу 18, а выход к первым входам элементов И 15, 16, 17, вторые входы которых подключены соответственно к тактовым входам 19, 20, 21, а выходы — к управляющему входу запоминающего блока; управляющим входам дешифраторов 5 и 7 и управляющему входу счетчика 1, прямой выход второго разряда 22 которого подключен к управляющему входу 23, нулевой вход второго разряда 22 .— к управляющему входу 24, прямой выход первого разряда 25 — к управляющему входу 26.

Первые входы введенной дополнительной группы элементов И 27 подключены к первой группе входов 28 передачи, вторые входы 27 групп подключены к управляющему входу 29, выходы — к информационным входам счетчика 1, а вы— ходы части 10 разрядов регистра 3 подключены ко второй группе входов 30 передачи.

Предположим, что в одном устройстве, например, в верхнем, (фиг. 2) в исходном состоянии разряды 22 н 25 счетчика установлены в нулевое состояние, а в другом устройстве — в одиночное и нулевое соответственно. Из этого следует, что функция управления выполняется верхним на чертеже устройством, так как в нем разрешено прохождение сигналов по тактовым шинам через элемент И 15, 16, 17.

Бикл работы устройства составляет три такта и происходит под действием сигналов, подаваемых на тактовые входы 19, 20, 21.

5 6964

В нервом такте производится считывание микрокоманды (МК) по адресу, установленному на счетчике 1, на регисгр 3 при подаче сигнала на тактовый вход 19. Сигнал проходит через открытый элемент 15, поступает на управляющий вход запоминающего блока и является сигналом чтения.

Во втором такте производится выполнение микроопераций, проверка логичес- 10 ких условий, а также передача управления соседнему сверху или снизу устройству.

Если первый разряд регистра, а также последний и предпоследний разряды равны нулю, то происходит выполнение микроопераций. Это достигается подачей части 8 разрядов регистра на дешифратор 7, выходы которого подключаются к функциональным блоком системы управления.

Если первый разряд регистра равен

»1, последний разряд — "1, а предпоследний "0, то происходит передача управления соседнему снизу устройству.

Это достигается передачей части 10 разрядов иэ регистра 3 верхнего устройства через входы 29 и 30 передачи, группу

27 элементов И на информапионные входы счетчика 1. Для обеспечения такой передачи в часть 8 разрядов регистра должна кодировать микроопе30 рацию, при которой возбуждается вы. ход дешифратора 7, подключенный к управляющему входу 29 нижнего устройся ва и входу 13 условий верхнего устройся ва. Часть 9 разрядов регистра, передавае-З5 мая на счетчик 1 нижнего устройства, является адресом начала алгоритма, подлежащего реализации и размещенного в запоминающем блоке нижнего устройства.

Если первый и последний разряды регистра равны "О", а первый и предпоследний,1, то происходит передача управления соседнему сверху устройству аналогичным образом, т.е. каждое устройство может передавать управление двум соседним устройствам. Если первый разряд регистра равен l ", а последний и предпоследний О", то происходит анализ условий, путем подачи кода условий на дешифратор

5, выходы которого подключены к соответствующим схемам функциональных блоков, производящим анализ условий. Остальные сочетания значений первого, предпоследнего и последнего разрядов в устройстве не используются.

В третьем такте производится добавление 1» к содержимому счетчика 1, если во втором такте выполнялась микро13 6 ,операция. Если проверялась условно, значение которого поступает на вход

1 3, то происходит добавление 1 и передача части разрядов микрокоманды на информационные входы счетчика 1 при единичном значении условия и только добавление «1» нри нулевом значении условия. Если во втором такте производилась передача управления соседнему снизу устройству, то часть 10 разрядов регистра передается на счетчик 1, в результате чего разряд 25 устанавливае в- ся в»1», это приводит к установлению в О» разряда 22 счетчика нижнего ус ройства, что закрывает элемент И 14 верхнего устройства и открывает такой же элемент 1 4 нижнего устройства, обеопечивая прохождение тактовых сигналов через элементы 15, 16, 17 нижнего ус ройства и считывание микрокоманды по адресу, переданному из верхнего устройства. Если производилась передача соседнему сверху устройству, то аналогичным образом устанавливается в 1 разряд

22, что приводит к запрещению прохождения тактовых сигналов в устройстве, передающим управление и разрешение прохождения сигналов устройства, принимающим управление. В дальнейшем цикл работы предлагаемого устройства повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает расширение набора реализуемых алгоритмов, путем простого подключения такого же устройства, в запоминающем блоке которого размещены недостающие алгоритмы. При этом в нужных местах реализуемых алгоритмов помещаются микрокоманцы, обеспечивающие передачу управления в соседнее сверху или снизу устройство, что позволяет также реализовать один алгоритм путем объединения его частей, размещенных в разных запоминающих блоках. Передача управления может использоваться также при отказе функциональных блоков системы управления, что требует перевода системы на новые алгоритмы функционирования, которые удобно размещать в другом ЗУ.

Предлагаемое устройство для числового программного управления способствует повышению однородности системы, что отвечает требованиям больших питательных схем и увеличивает ее надежность.

Формула изобретения

Устройство числового программного управления, содержащее счетчик, выход

7 О,-i<> i которого подключен к адресному входу запоминающего блока, информационные выходы которого подключены ко входам регистра, первый выход которого подключен к управляющему входу первого

5 дешифратора, и через инвертор к управляющему входу второго дешифратора, второй выход регистра подсоединен к информационным входам первого и второго дешифраторов, выходы которых являются группой выходов устройства, а третий выход регистра — к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых связаны с выходом первого элемента И, а выходы подключены к ин- is формационным входам счетчика, управляющий вход которого объединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к входу условий yc ройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, гс что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит второй, третий, чет вертый и пятый элементы И и вторую группу элементов И, причем первый вход второго элемента И подключен к инверсному выходу второго разряда счетчика, второй вход второго элемента И подсоединен к первому управляющему входу устройства, а выход -: к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов

И, вторые входы каждого из которых

Я подключены к соотвегствуюшим тактовыг.. входам устройства, а выходы подсоединены к управляющему входу запоминающего блока, управляющим входам первого и второго дешифраторов и управляюшему входу счетчика, соответственно, прямой выход второго разряда счетчика подключен ко второму управляющему входу устройства, нулевой вход второго разряда счетчика — к третьему управляющему входу устройства и прямой выход первого разряда счетчика — к четвертому управляющему входу устройства, первые входы элементов И второй группы связаны с первой группой входов передачи устройства, вторые входы подключены к пятому управляющему входу устройства, а выходы — к информационным входам счетчика, причем второй выход регистра подключен ко второй группе входов передачи устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кравцов Л. Я., Черницкий Г. И.:

Проектирование микропрограммных устройств управления. Л., Энергия, 1976, с. 51.

2. М ай оров С. А., Н овик ов Г. И.

Принципы организации цифровых машин.

Л., Машиностроение, 1974, с. 217.

696413

Составитель В. Субботин

Редактор Б. Павлов Техред О. Андрейко Корректор Т. Скворпова

Заказ 6765/47 Тираж 1015 Подписное

IIHHHHH Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 (I (I ! (I

1 ( (— Ф

1(!

)! ! ! !! (l ((( ( (I

I

t .(