SU1272333A1 - Мультимикропрограммное устройство управлени с контролем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к облас ти автоматики и цифровой вычислительной техники и может быть использовано при проектировании мультимикропрограммных систем контрол  и управлени  сложными идентичными объектами . Цель изобретени  - уменьшение грёмени просто  объектов управлени , реализаци  режима селективных блокировок . Мультимикропрограммное устройство управлени  с контролем содержит блок пам ти микропрограмм, регистров адреса, N регистров кода логических условий, регистр микрокоманд, регистр маски, регистр копии маски, генератор тактовых импульсов, счетчик , первый триггер управлени , второй триггер управлени , регистр конца работы, мультиплексор кодов логических условий, первый и второй мультиплексоры логических условий, мультиплексор адреса, первый и второй мультиплексоры сигналов блокировок, демультиплексор, дешифратор, N коммутаторов , шесть групп элементов И, (О три группы элементов ИЛИ, п ть эле (Л ментов И, третий триггер управлени , три элемента ИЛИ, элемент И-НЕ, коммутатор маски. Цель достигаетс  с помощью указанной совокупности признаков . 2 ил. го IsD СО СО

Description

Изобретение относитс  к автоматик и цифровой вычислительной технике и может быть использовано при проектировании мультимикропрограммных систем контрол  и управлени  сложными идентичными объектами. Целью изобретени   вл етс  уменьшение времени просто  объектов управлени , реализаци  режима селективных блокировок. На фиг. 1-3 приведены функциональные схемы мультимикропрограммного устройства управлени  с контролем на фиг. 2-6 - временные диаграммы работы устройства. Мультимикропрограммное устройство управлени  с контролем (фиг. 1) содер жит блок 1 пам ти микропрограмм, N регистров 2.1-2.N адреса, N регистров 3.1-3.N кода логических условий, ре гистр 4 микрокоманд с выходами 4.1признака конца операции, 4.Z - признака конца работы, 4.3 пол  адреса, 4.4 - пол  микроопераций, 4.5 - пол  логических условий, регистр 5 маски регистр 6 копии маски, генератор 7 тактовых импульсов, счетчик 8, первый триггер 9 управлени , второй триггер 10 управлени , регистр 11 конца работы, мультиплексор 12 кодов логических условий, первый мультиплексор 13 логических условий, второй мультиплексор 14 логических условий . мультиплексор 15 адреса, первый мул типлексор 16 сигналов блокировок, второй мультиплексор 17 сигналов блокировок, демультиплексор 18, дешифратор 19, N коммутаторов 20f- 20д коммутатор 21 маски, группы элементов И 22-27, вторую и третью группы элементов ИЛИ. 28 и 29, элементы И 30-34, третий триггер 35 управлени  элементы ИЛИ 36-38, элемент И-НЕ 39 входы 40.1-40.N кодов команд устрой ства, вход 41 пуска устройства, вхо ды 42.1-42.N сигналов логических условий устройства, первый - четвертый выходы 43-46 генератора 7 тактовых импульсов, выходы 47.1-47.N дешифратора 19, выходы 48.1-48.N пол  кода маски блока 1 пам ти микр программ, выход 49 признака окончани  блокировки блока 1 пам ти микро программ, выход 50 признака разрешени  блокировки блока 1 пам ти мик ропрограмм, выходы 51.1-51.N микроопераций устройства, перва  группа элементов ИЛИ 52. Предлагаемое мультимикропрограмное устройство управлени  функциоирует в следующих режимах: реализаи  управлени  N объектами при отсутствии сигналов зан тости от объектов правлени  (режим 1); реализаци  правлени  N объектами при наличии сигналов зан тости объектов управлени  (режим 2); селективных блокировок (режим 3). Висходном состо нии регистры 5, 6, 11, триггеры 9, 10, 35 и счетчик В устройства наход тс  в нулевом состо нии. В поле 4.1 регистра 4 записана единица (цепи установки в исходное состо ние не показаны). Работа устройства начинаетс  с подачей сигнала Пуск на вход 41. На соответствующие входы 40.1-40.N устройства поступают ненулевые коды команд . При этом сигналы с выходов элементов ШШ группы 28, соответствующих работающим объектам, проход т через группу элементов И 26 и устанавливают соответствующие триггеры регистра 11 в единичное состо ние. При этом на выходе элемента И-НЕ 39 по вл етс  единичный сигнал, включающий генератор 7 тактовых импульсов. Сигнал с входа 41 устройства поступает через элементы ИЛИ 52 первой группы на входы синхронизации регистров 2.1-2.N адреса и записывает в эти регистры коды команд (начальные адреса микропрограмм), поступающие с выходов коммутаторов 20,1-20.N. Коды адресов с регистров 2.1-2.N поступают на информационные входы мультиплексора 15. На управл ющий вход мультиплексора 15 поступает управл ющий сигнал (номер первого объекта управлени , счетчик 8 находитс  в нулевом состо нии), разрешающий прохождение кода операции с регистра 1 адреса через мультиплексор 15 на вход блока 1 пам ти. При этом из блока 1 пам ти считываетс  перва  микрокоманда (МК1-1) дл  первого объекта управлени  и поступает на информационный вход регистра 4 микрокоманд. Рассмотрим особенности функционировани  устройства по режимам. Резким 1 . При по влении на выходе 43 генератора 7 импульса первой фазы (импульса Т1) происходит запись в регистр 4 микрокоманды, МК1-1. Импульс Т1 проходит через элемент И 30 на вход синхронизации регистра 4 и

по заднему фронту записывает в него код МК1-1. При этом на выходе 4.1 регистра 4 по вл етс  нулевой сигнал, разрешающий запись адреса второй микрокоманды дл  первого объекта управлени  МК1-2 с выхода 4,3 регистра 4 в регистр 2.1 и кода, провер емого после ее выполнени  логического услови  с выхода 4.5 регистра 4 в регистр 3.1. Сигналы микроопераций дл  перво го объекта управлени  с выхода 4.4 ; регистра 4 поступают через демультиплексор 18 на выходы микроопераций 51.1 (на управл ющий вход демультиплексора со счетчика 8 поступает адpec первого объекта управлени ).

Второй тактовый -импульс с выхода 44 генератора 7 (импульс Т2) проходит через открытый по первому и второму входам сигналами с выхода 4.1 регистра 4 и с выхода 47.1 дешифратора 19 элемент И 22.1 группы элементов И 22 навходы синхронизации регистров 2.1 и 3.1. По переднему фронту импульса Т2 в эти регистры записываютс  соответственно код адреса следующей микрокоманды и код логического услови , провер емого после ее выполнени . При по влении на выходе 45 генера тора 7 третьего тактового импульса (импульса ТЗ) происходит подготовка устройства к обслуживаниюследующего (второго) объекта управлени : регист 4 устанавливаетс  в нулевое состо ние , а содержимое счетчика 8 увеличиваетс  на единицу (фиг. 2). Управление работой с второго по г--й объектов управлени  будет происходить аналогично описанному алгорит му. BN+1 цикле работы устройства будет осуществл тьс  управление первым объектом управлени . При этом счетчик 8 будет находитьс  в нулевом состо нии. Сброс счетчика 8 в нулевое состо ние осуществл етс  по сигналу переполнени , который  вл етс  внутренним сигналом счетчика 8. Поэтому в цикле работы устройства N+1, 2N+1, 3N+1 и т.д. в регистре 4 будет записана микрокоманда МК1-2, МК1-3, МК1-4 и т.д. (фиг. 2). Адреса микрокоманд в устройстве формируютс  следующим образом. Старшие разр ды адреса с выхода мультиплексора 15 непосредственно поступают на вход блока 1 пам ти, а младший разр д адреса с выхода мультиплексора 15 поступает на вход младшего разр да адреса блока 1 пам ти через элемент ИЛИ 36. С помощью элемента ИЛИ 36 осуществл етс  модификаци  младшего разр да адреса значением провер емого логического услови , поступающего с выхода мультиплексора 13 (при нулевом значении провер емого логического услови  значение младшего разр да адреса ,сохран етс , а при единичном - замен етс  значением логического услови ).

При выдаче в регистр 4-последней микрокоманды текущей микропрограммы работы i-ro объекта управлени  (i 1, N) на выходе 4.1 по витс  единичное значение сигнала Конец операции . Этот сигнал разрешит прохождение на регистр 2.1 кода очередной операции с входа 40.1.

Claims (2)

1. Окончание работы устройства происходит следующим образом. При записи в регистр 4 последней микрокоманды дл  i-ro объекта управлени  на выходе 4.2 по вл етс  единичный сигнал Конец работы. Этот сигнал проходит через элемент И 25.1 группы элементов И 25, открытьш по второму входу сигналом с выхода 47.1 дешифратора 19 на вход установки в ноль триггера 11.1 регистра 11 и устанавливает его в нулевое состо ние. При установке всех триггеров регистра 11 в нулевое состо ние (что соответствует окончанию работы всеми объектами управлени ) на выходе элемента И-НЕ 39 сигнал исчезает. При этом генератор 7 отключаетс  и функционирование устройства прекращаетс . Режим 2. Функционирование устройства в этом режиме отличаетс  от рассмотренного тем, что при условии зан тости 1-го объекта управлени  (объект не успел закончить работу по предыдущей микрокоманде) запись очередной микрокоманды в регистр 4 микрокоманд, а также адреса очередной микрокоманды в регистр 2.1 и кода провер емого после ее выполнени  логического услови  в регистр . 3.1 происходить не должна. То есть устройство управлени  должно пропускать циклы управлени  1-м объектом до тех пор, пока он не выполнит микрокоманду , а после ее выполнени  вьщать очередную микрокоманду. Таким образом в устройстве произвольное врем  должна хранитьс  информаци  об очередной микрокоманде {ее адрес и код провер емого после ее выполнени  логического услови ). Рассмотрим алгоритм функционирова ни  устройства в предположении, что при выдаче очередной микрокоманды второму объекту управлени  последний оказалс  зан тым (т.е. второй объект еще не выполнил предыдущей микрокоманды ). При этом на входе 42,2 сигна лов зан тости входов логических уело вий устройства 42,1-42,N присутствует единичный сигнал. При переходе устройства к обслуживанию второго объекта упраззлени  содержимое счетчика 8 станет равным единице (cT8j 1). При этом сигнал зан ности второго о.бъекта с входа 42.2 устройства через мультиплексор 16 поступит на управл ющий вход триггера 35. При поступлении тактового импульса четвертой фазы (импульса.Т4, фиг, 2) триггер 35 переходит в единичное состо ние и выдает сигнал зан тости через элемент ИЛИ 38 на элемент И 30. При этом запрещаетс  передача импульсй Т1 на вход синхронизации регистра 4, а импульса Т2 - на вход синхронизации регистров 2,2 и 3,2. При этом будет запрещена запись очередной микрокоманды в регистр 4 и адреса следующей микрокоманды и провер емого после ее выполнени  логического услови  в регистры 2,2 и 3.2 соответственно. Таким образом, в текущем цикле на выходе 51,2 устройства сигналы микроопераций не поступают и на второй объект управлени  не вьщаютс . По тактовому импульсу ТЗ содержимое счетчика 8 увеличиваетс  на единицу ст8 2 и устройство перейдет к управлению работой третьего объекта, После окончани  выполнени  микрокоманды вторым объектом сигнал зан тости на входе 42,2 исчезает, при последующем управлении вторым объектом триггер 35 в единичное состо ние не переходит и устройство функционирует аналогично алгор тму работы в режиме 1, Режим 3, В данном режиме реализуетс  возможность блокировки нескольких объектов управлени  одним объектом управлени . Предлагаемое устрой1 33б тво начинает функционировать в этом ежиме, если при считывании очередой микрокоманды из блока 1 пам ти на на выходах 48.1-48.N кода маски блоируемых объектов по витс  ненулевой од (маска) блокировки (каждый разр д кода соответствует номеру блокируемого объекта управлени ). Маска блокировки с блока 1 пам ти при этом поступит на входы установки в единицу соответствующих триггеров регистра 5, а через блок элементов И 23 на входы у-становки в единицу триггеров регистра 6, Предположим, что i-й объект управлени  будет блокировать j-й и k-й объекты. Тогда при считывании микрокоманды блокировки триггеры 5.j, 5,,k и 6,j, 6.k перейдут в единичное состо ние, Ка отмечено, устройство должно осуп ествить блокировку j-ro и k-ro объектов управлени  только при выполнении ими участков микропрограмм, где блокировка возможна. Рассмотрим функционирование устройства в режиме 3 на приведенном примере. После записи маски в регистры 5 и 6 на выходе коммутатора 21 по вл етс  единичный сигнал. При этом на выходе элемента И 31 присутствует единичньм сигнал. При поступлении импульса Т1 триггер 9 переходит в единичное состо ние и код очередной микрокоманды дл  i-ro объекта управле- . ни  в регистр 4 не записьшаетс . Адрес очередной микрокоманды в регистре 2,1 и код провер емого логического услови  в регистре 3.1 остаютс  прежними. При поступлении импульса ТЗ содержимое счетчика 8 увеличиваетс  на единицу и устройство переходит к управлению работой (i+1)-ro объекта . Далее устройство функционирует аналогично функционированию в режиме 2. Если j-й (k-й) объект управлени  блокировать нельз , то при считывании микрокоманды дл  управлени  J-м (k-м) объектом на выходе 50 блока 1 пам ти сигнал отсутствует и устройство функционирует аналогично описанному алгоритму. Если блокировка j-ro (k-ro) объекта возможна, то на выходе 50 блока 1 пам ти по вл етс  единичный сигнал. При этом элемент И 24.j (24.k) группы элемен тов И 24, открытый по второму входу сигналом с выхода 47.j (47.k) дешиф ратора 19 выдает на вход установки в ноль триггера 6.j (6.k) единичный сигнал и устанавливает его в нулевое состо ние. Если все блокируемые объекты буду выполн ть участки микропрограмм, где блокировка возможна, то триггеры 6.J и 6.k регистра 6 установ тс  в нулевое состо ние. При пов торном считывании микрокоманды управлени  J-M объектом на выходе элемента ИЛИ 37 по вл етс  единичньсй сигнал. Так как на выходе коммутатора 21 сигнал отсутствует (регистр 6 находитс  в нулевом состо нии), то на выходе элемента И 31 будет нулевой сигнал. При поступлении импульса Т1 в регистр 4 будет записана микрокоманда дл  управлени  J-M объектом и триггер 10 установитс  в единичное состо ние. При поступлении импульсов Т2 и ТЗ устройство будет функционировать аналогично описанному алгоритму. Блокировка работы j-ro (k-ro) объектов происходит следующим образом . При переходе к управлению устройства J-M (k-м) объектом единичный сигнал с выхода триггера 5.j (5.k) через мультиплексор 17 и элемент И 34 поступает на элемент ИЛИ 38 и запрещает выдачу очередной микрокоманды дл  j-ro (k-ro) объекта в регистр 4. После выполнени  i-м объектом управлени  участка микропрограммы в. режиме блокировки работы j-ro и k-r объектов управлени  режим 3 функционировани  устройства заканчиваетс . Окончание режима 3 происходит следующим образом. При формировании очередной микрокоманды i-му объекту управлени  на выходе 49 блока 1 пам ти по вл етс  единичный сигнал. При этом регистр 6, триггеры 9 и 10 уста навливаютс  в нулевое состо ние. Вре менна  диаграмма работы устройства при приведена на фиг. 2. В цикле 1 осуществл етс  .управление объектом 1. В цикле 2 осуществл  етс  управление объектом 2. В цикле 3 выдача МК1-2 на объект 1 не проис ходит, так как на вход 42.1 устройст ва поступает сигнал зан тости. В цик ле 4 объект 2 выполн ет микрокоманду МК2-2. В цикле 5 выдаетс  микрокоманда блокировки первым объектом второго объекта. В цикле 6 на объект 2 выдаетс  микрокоманда МК2-3. При этом сигнал разрешени  блокировки на выходе 50 блока 1 пам ти отсутствует . В цикле 7 на объект 1 микрокоманда МК1-2 не вьщаетс . В цикле 8 на объект 2 выдаетс  микрокоманда МК2-4 и разрешаетс  блокировка объекта 2 . В цикле 9 на объект 1 микрокоманда МК1-2. В цикле 10 на объект микрокоманда МК2-5 не вьщаетс , так как объект 2 блокирован. В цикле 11 на объект 1-выдаетс  микрокоманда МК1-3 и снимаетс  блокировка объекта
2. 2. В цикле 12 на объект выдаетс  микрокоманда МК2-5. Формула изобретени  Мультимикропрограммное устройство управлени  с контролем, содеражщее блок пам ти микропрограмм, N регистров адреса, регистр микрокоманд, N коммутаторов адреса, N регистров кода логических условий, мультиплексор адреса, два мультиплексора значений логических условий, мультиплексор кода логических условий, первый мультиплексор сигналов блокировок, демультиплексор ,три триггера управлени , счетчик, регистр конца работы, состо щий из N триггеров, генератор тактовых импульсов, дешифратор, первую группу элементов ИЛИ, первый элемент ИЛИ, п ть элементов И, элемент И-НЕ, причем вход пуска устройства соединен с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, выход признака конца операции регистра микрокоманд соединен с управл ющими входами с первого по N-й коммутаторов адреса , выходы которых соединены с информационными входами с первого по N-й регистров адреса соответственно, выходы с первого по N-й регистров адреса соединены с первым по N-й информационными входами мультиплексора адреса, выход младшего разр да адреса мультиплексора адреса соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом младшего разр да адреса блока пам ти микропрограмм, выход старших разр дов адреса мультиплексора адреса соединен с информационным входом пол  старших разр дов адеса блока пам ти микропрограмм, выход ПОЛЯ микрокоманд которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд, выход пол  микроопераций которого соединен с информационным входом демультиплексора, входы кодов команд устройства соединены с вторыми информационными входами с первого по N-й коммутаторов адреса, выход пол  логических условий регистра микроопераций соединен с ин-. формационными входами с первого по N-Й регистров логических условий, выходы которых соединены с первого по N-й информационными.входами муль типлексора кода логических условий, выход которого соединен с управл ющим входом первого мультиплексора л логических условий, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход счетчика соединен с входом дешифратора, управл ющим входом пер вого мультиплексора сигналов блокировки , управл ющим входом мультиплексора кода логических условий, управл ющим входом второго мультиплексора логических условий и управл ющим входом демультиплексора, выходы которого  вл етс  выходами мик рооперации устройства дл  первого п N-й объектов управлени , входы сигналов логических условий устройства и входы сигналов блокировки устройства соединены соответственно с информационными входами второго мультиплексора логических условий и с информационными входами первого мул типлексора блокировок, о т л и ч а щ е е с   тем, что, с целью уменьш ни  времени просто  объектов управлени , . реализации режима селективны блокировок, в него введены регистр маски и регистр копии маски, состо  щие из N триггеров каждьп, второй мультиплексор сигналов блокировок, коммутатор маски, шесть групп элементов И, втора  и треть  группы эл ментов ИЛИ,второй и третий элементы ИЛИ, причем выходы пол  маски блока пам ти микропрограмм соединены с первыми входами элементов И второй группы, с входами установки в 1 с первого по N-й триггеров регистра маски и входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И, выход призн ка разрешени  блокировки блока пам ти микропрограмм соединен с первыми входами элементов И третьей группы, . выходы которых соединены с входами установки в О с первого по N-й триггеров регистра копии маски, выходы которых соединены с управл ющими входами коммутатора маски, выходы регистра маски соединены с информационными входами коммутатора маски, выход- которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И, выход йторого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьими входами элементов И первой группы и с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации регистра микрокоманд , первый выход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом третьего элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом установки в 1 первого триггера управлени , .инверсный выход которого соединен с вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с входами установки в 1 с первого по N-й триггеров регистра копии маски, выходы регистра маски соединены с информационными входами второго мультиплексора сигналов блокировок, выход которого соединен с первым вхо- дом п того элемента И, выход третьего элемента И соединен с входом установки в 1 второго триггера управлени , выход которого соединен с вторым входом п того элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход признака окончани  блокировки блока пам ти микропрограмм соединен с входами установки в О триггеров регистра маски, с входом установки в ноль второго триггера управлени , выход признака конца работы регистра микрокоманд соединен с первыми входами элементов И четвертой группы, выходы которых соединены с входами I установки в О с первого по N-й триггеров регистра конца работы, инверсные выходы которых соединены с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с управл ющим входом генератора тактовых импульсов,третий вход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого сое11

   динен с управл ющим входом второго мультиплексора сигналов блокировок, каждый из входов кодов команд устройства соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ второй группы , выходы которых соединены с первыми входами элементов И п той группы , выходы которых соединены с входами установки в 1 триггеров регистра конца работы, выход признака конца операции регистра микрокоманд соединен с вторыми входами элементов И шестой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ третьей группы, выходы которых соединены с вторыми входами элементов И .й той группы, выходы дешифратора соединены с вторыми входами элементов И первой группы, с вторыми входами элементов И третьей и четвертой групп, с первыми входами

   2723332

   элементов И шестой группы, выходы элементов И первой группы соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ третьей группы и с вхоJ дами синхронизации с первого по N-й регистров кода логических условий, выход первого мультиплексора сигналов блокировок соединен с информационным входом третьего триггера уп10 равлени , выход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, четвертый выход генератора тактовых импульсов соединен с входом .синхронизации третьего триггера уп15 равлеци , второй выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами элементов И первой группы , третий выход, генератора тактовых

   с входом

   соединен в О регистра микЦ I UuKflt I цамг I Uu/fffJ I UuKntf

   -W/ Ifffl

   liSi

   ff6l

   Ш

   SSI

   ffl

   i5

   Фиг. 6