Устройство управления

Устройство управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 1щ650 О79

ИЗО БР ЕТ ЕН M $i

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.76 (21) 2382392/18-24 (51) М. Кл."6 06Г 9/20 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (53) УДК 681.14 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (72) Авторы изобретения

В. Н. Алексеев, С. H. Домарацкий и В. Г. Колосов (71) Заявитель (54} УСТРО 11 СТВО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в качестве управляющего устройства.

Известно устройство управления ЦВМ (1j, позволяющее частично: зменять и дополнять список команд за счет хранения части микропрограмм в основной памяти, содержащее основную память, служебные регистры, два триггера и логические схе.иы.

Такое устройство предполагает, что пользователь знаком с языком микропрограммирования конкретной ЦВМ.

Однако в условиях промышленной эксплуатации ЦВМ у пользователя, как правило, отсутствуют программисты столь высокого класса, а при небольшом количестве однотипных LIBM содержать таких программистов пользователю экономически не выгодно. Кроме того, в известном устройстве нет возможности использовать как команды стандартные подпрограммы, со«ратив при этом число потребных для реалп— зации одного алгоритма ячеек запоминающего устройства.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство (2), содержащее блок памяти, блок переклю ения выходных импульсов, блок формирования импульсов настройки, микропрограммный автомат, регистр кода операций, блок формирования исполнительных адресов, формирователь записи слова па5 мяти, дешифратор адреса основной области памяти, причем выход дешифратора адреса основной области памяти соединен с первым адресным входом блока памяти, информационные выходы которого соединены

10 с информационным входом блока переключения выходных импульсов, управляющий вход которого соединен с первым выходом никропрограммного автомата, второй выход которого подключен к входу блока

15 формирования импульсов настройки, выход которого подключен к второму адресному входу блока памяти, первый, второй, третий выходы блока переключения выходных импульсов подключены соответственно к

20 входу регистра кода операции, входу блока формирования исполнительных адресов, входу формирователя записи слова памяти, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, выход ре25 гистра кода операции соединен с входом микропрограммного автомата.

Недостатком известного устройства является невозможность изменять и дополнять в процессе эксплуатации список коЗО манд, например включать в список команд

650079

4О

6 )

65 наиболес часто используемые подпрограммы.

Целью изобретсния является увеличение гибкости программирования.

Для этого устройство содержит дополнительную область памяти, триггер управления, первую и вторую группы элементов И, дешифратор адреса дополнительной области памяти, причем первый и второй входы триггера управления соединены соответственно с третьим и четвертым выходами микропрограммного автомата, управляющие входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с прямым и обратным выходами триггера управления, информационные входы элементов И первой и второй групп соединены с выходом блока формирования исполнительных адресов, а выходы элементов И первой и второй групп соединены с входами дешифраторов адреса основной и дополнительной области памяти, а выход дешифратора адреса дополнительной области памяти соединен с третьим адресным входом блока памяти.

На чертеже представлена блок-схема устройства управления.

Устройство управления содержит блок памяти, в состав которого входят хранящая часть 1, дополнительная область 2 и функциональная часть 3, дешифраторы адреса основной 4 и дополнительной 5 областей, блок 6 формирования импульсов настройки, олок 7 переключения выходных импульсов, микропрограммный автомат 8, рсгистр 9 ..ода операций, форм ирова.ель 10 занп."i слова памяти, блок 11 формирования исполнительных адресов, элементы И первой группы 12, элементы И второй группы 13 и триггер 14 управления.

Устройство работает следующим образом.

В хранящей части 1 блока памяти находится программа в виде последовательности команд и операнды, над которыми команды производят предписанные им действия. Каждой команде соответствует микропрограмма в виде последовательности управляющих слов-микрокоманд, предписывающих выдачу определенных управляющих сигналов в заданные единицы автоматного времени. Все микропрограммы находятся в микропрограммном автомате 8, который может быть выполнен как с жесткой, т. е. схематехнической, так и с программируемой логикой. Инициируются микропрограммы кодом команды, который из регистра 9 кода операций передается в микропрограммный автомат 8, указывая адрес первой мпкрокоманды микропрограммы, соответствующей заданной команде.

Поразрядные логические операции надсловами выполняются в функциональной части 3 накопителя с помощью блока 6 формирования импульсов астройкп, который по сигналам от микропрограммного автомата 8 выдает совокупность различных по амплитуде и полярности импульсов тока, которая настраивает магнитные сердечники функциональной части накопителя как пороговые элементы на выполнение операций. Сдвиги реализуются путем соответствующего подключения блока 7 переключения выходных импульсов к входам формирователей 10 записи слова памяти. Арифметические операции реализуются микропрограммным способом, поэтому отсутствует имеющееся обычно арифметико-логическое устройство. В исходном состоянии триггер 14 управления находится в положении «1».

При выборе очередной команды в хранящей части 1 блока памяти возбуждается соответствующий адрес и на разрядных выходах накопителя появляется слово выбранной команды. Полноразрядное слово команды разделено на следующие поля: поле кода операции (КОП), поле адреса перехода (АП), поле адреса первого операнда (А1) и поле адреса второго операнда (А2).

В момент выбора слова команды микропрограммный автомат 8 выдает совокупность управляющих сигналов, которая обеспечивает запись слова с выходов накопи= теля через блок 7 в формирователь 10 записи слова памяти с последующей перезаписью этого слова в тот же самый адрес хранящей части 1. Одновременно с записью в адрес хранящей части 1 обеспечивается запись слова команды в ячейки функциональной части 3. В следующую единицу автоматного времени возбуждается одна из ячеек функциональной части

3, хранящая слово команды, и на информационных выходах блока памяти вновь появляется слово команды, однако теперь совокупность упр авляющих сигналов микропрограммного автомата такова, что поле

КОП через блок 7 переключения выходных импульсов передается на регистр 9 кода операции, а поле А1 передается в блок 11 формирования исполните Ibnbtx адресов и далее через первую группу элементов И 12 сформированный из принятого и базового (если имеется базирование) исполнительный адрес передается на дешифратор 4. В следующую единицу автоматного времени возбуждается адрес, хранящий первый операнд, и на разрядных выходах накопителя появляется слово первого операнда, которое затем переписывается в хранящую часть 1 с одновременной записью в требусмые ячейки функциональной части 3. Код команды из регистра 9 кода операции персдается в микропрограммный автомат 8, указывая там адрес первой микрокоманды из выбранной последовательности. Дальнейшая работа устройства по исполнению команды полностью определяется выбранной микропрограммой. В последней мпкро650079 команде всякой микропрограммы выдается совокупность управляющих сигналов, осуществляющих выбор из функциона IblioA части 3 слова исполненной команды и передачу поля адреса перехода через блок 7 в блок 11 формирования исполнительных адресов. При этом ключи блока 7 не включаются и слово с информационттого выхода блока памяти не записывается ца формирователь 10 записи слова памяти. В следующую единицу автоматного времепи будет выбрано слово следующей команды п так далее до конца программы.

Во многих программах можно выделить одинаковые однократно программируемые участки — подпрограммы. Часто возникают ситуации, когда отдельные подпрограммы используются столь же часто, как и команды, Такие подпрограммы и вспомогательные операнды в устройстве хранятся в дополнительной области 2. Причем имеется специальная команда перехода к дополнительной области и специальная команда возврата в основную область. В слове команды перехода к дополнительной области указывается: в поле КОП вЂ” двоичный код операции; в поле АП вЂ” адрес первой команды подпрограммы в дополнительной области 2; в полях А1 и А2 — адоеса операндов из основной области. Ячейки функциональной части 3 подключены к выходам дешифратора дополнительной области. При расшифровке кода команды перехода к дополнительной области микропрограммный автомат 8 выдает совокупность управляющих сигналов, обеспечивяющ,ю запись в функциональную часть 3 второго операнда. Пос,че этого выдается управляюцтий сигнал, переключающий триггер управления в состояние «О», .в резу.чьтате чего закрываются элементы И 12 и открываются элементы И 13. В следующую единицу автоматного времени выполняется последняя микрокоманда, которая передает в блок 11 формирования исполнительных адресов ачтзес перехода, который через элементы И 13 поступает на дешифратор дополнительной области 5, Далее происходит выбор команд в последовательности, заданной подпрограммой. Так как ячейки функциональной части являются адресами дополнительной области, возможно использование подпрограммой дополнительной области операндов, введенны в функциональные линейки, Конечной команде всякой подпрограммы соответствует микропрограмма, которая переключает триггер

14 управления в состояние «1» и передает л:правление команде основной области, адрес которой полл чается мо.чификацией (арифлтетической и??т логцческой1 адреса команчы, передавшей; правление допо IHHтельной области. При необходимости в список команд вводятся команды пересылки операндов из основной области в до5

55 ю

« полнительнуто, и наоборот. !лтикропрогралтМЫ Этик КОМанi ОтЧИ1?аЮтСЯ От Мц? РОпрогралтлт ооычиых пересы;?ок тол?.Tio ттереключештсм в требт емый лтомент времени

TIE?IT.T.epa 14 управления.

Такая организация областей памяти позволяет экономить по две ячейки памяти при каждом обращении к подпрогрямлт

ioTIoлнител.HolI ooляст1т. Эти чве я теттттц цспользовялцст. бы для команд засылки опсряттчов в подпрограмму. Прц зпачцтсльном количестве стандар Tíûê подпрогр ямм число сэкономленных ячеек столь велико, что позволяет дополнительно разместитт R памяти управляющие программы, которые ранее туда не помещались. Так, I?anpn ?cp, если имеется всего 25 — 30 обращений к стандартным подпрограммялт, что является нижним пределом для управляющих программ средней сложности в АСУ технологическими процессами или в пнтерполяторах систем числового программного упра вления, то дополнительно можно разместить в памяти программу из 50 — 60 команд, что для ряда объектов управления ттмеет принципиальное значение. Это позволяет расширить функциональные возможности и области применения конкретных л.правлятцтцх IIRM. Слова команд певехода к разньтм подпрограммам .чополнительной области имеет одинаковьтц ко 1 операции, цо разные адреса переходов. Пос,че того, как составлена почпрограммя допо.чнцтельной области при ттрограммттровяттиц в основной обчасттт. пх можно рассматривать как .чоПОЧНИтЕЛЬНЫЕ КОМаНЧЫ, Ко?HT КОТОРЫХ СОстоят из двл-х полей: поля КОП п поля АП. т. е, имеется рясшттттентте почя КОП за

c÷eT поля АП. У почт.зовятсчя появляются .? ополнительньте возможттост т по изменецито списка команд чля лл нцего co?.,iacoвания управляющих ЦВМ ". параметрами объекта. Если микропрограммный автомат

8 бл дет отр а 6атьтвать после човательностц микрокоманд, соответствл ющие небольтному чис.чу основных кол.янд. например логическим операциям, сдвигам, передачам и сложению — вычитанию и т. п., а все бо. ее сложные команды, такие как умножение. деление и т. п., будут выполняться программным путем, то с одной стороны ччя програмлипста в основной областтт прп использовании таких команч НрТ прцнтцтпиальных отличий от основных коман ч, реа,чизуемых лтикропрогралтлтнт,тлт автоматом 8, и с другой стороны пользовяте, ь по.члчает возможность по своелтл усмотрецшо и своими силами создать список команд. ттяибо Iee подхочящий к ля ННо тл. объектл .правления, а при перемене об екта л п11 ав.ченця вновт, изменить список ком ян ч.

Причем програмлтирование с,чожных колтянд практически не отличается от программирования упря" ляющих программ и . ?ожет быть произведено программистами, 650079 имеющими одинаковую подготовку. Это особенно актуально для недорогих управляющих ЦВМ, рассчитанных на широкий класс объектов управления. В таких UBM различные объекты управления даже и такой операции, как умножение, предъявляют различные требования. Для одних требуется повышенная точность, для других— уменьшенное среднее или для определенных кодов время исполнения и т. д. Изготовлять для каждой модификации объекта свой микропрограммный автомат дорого и не позволяет пользователю полностью приспособить уже имеющиеся него машины к особенностям новых объектов управления, так как в них уже имеется оппеделенный микропрограммный автомат. Если микропрограммы в микропрограммном автомате хранятся в постоянной памяти или в основном ЗУ, то пользователю требуется знать все тонкости действия управляющих сигналов, число которых может быть несколько сотен, и миквопрограммированиев машине. По составленным микропрограммам потребуется либо переспрашивать постоянное ЗУ, либо менять содержимое na"."..Tè микропрограмм в основном ЗУ. Программирование в этом случае представляет значительные трудности и силами самого по,чьзователя его осуществить затруднительно, в то время как в предлагаемом устройстве число команд, исполняемых микропрограммным автоматом 8, не превышает нескольких десятков и для уяснения их действий и составления подпрограммсложных команд не требуется знать всех тон". остей аппаратуры.

В сл чае применения; стройства в интерполятопе ИЦО-П-1010 (аналогичном прототипу), для которого оно разоабатывалось, можно сэкономить 8% объема ЗУ.

7

1 5 — 20О4 времени, идугцего обычно на программирование и отладку программ за счет оолегчения программирования в основной области и частичных изменений списка команд при переходе от одного ви н интерполяции к другому.

Формула изобретения

Устройство управления, содержащее блок памяти, блок переключения выходных импульсов, блок формирования импульсов

50 настройки, микропрограммный автомат, регистр кода операций, блок формирования исполнительных адресов, формирователь записи слова памяти, дешифратор адреса основной области памяти, причем выход лешифратора адреса основной области памяти соединен с первым адресным входом блока памяти, информационные выходы которого соединены с информационным Входом блока переключения выходных имп льсов, управляющий вход которого соединен с первым выходом микропрограммного автомата, второй выхоч которого подключен к входу блока Формирования импульсов настройки, вгяхоч котопого подключен к второму адресном входу блока памяти, первый, второй, тоетий выходы блока переключения выходных импульсов подключены соответственно к вход регистра кода операции, вхо.чу бчока формипования исполнительных адресов, входу

Формирователя записи слова памяти, выхо.ч которого подключен к информационном входу блока памяти, выход регистра ко а операций соединен с входом микропоогпаммного автомата. о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью у величения гибкости ппограммипования, оНО содержит дополнительную область памяти, триггер управления, первую и вторую грчппы элементов И. дешифратор адреса дополнительной области памяти, причем первый и второй входы триггера управления соединены соответственно с третьим и четвертым выходами микропрограммного автомата, управляюгцие входы элементов И первой и второй гав% ïï соединены соответственно с прямым и обратным выходами триггера управления, информационные входы элементов И

"1вой и второй групп соединены с выходом блока формирования исполнительных ачресов, а выходы элементов И первой и чтопой групп соединены с входами дешифраторов адреса основной и дополнительной области памяти, а выход дешифратора адреса дополнительной области памяти соед; неп с третьим адресным входом олока памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA № 3859636, кл. G 06 Р

9/16, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 448789, кл. G 05 В 19/18, 27.07.72.

650079

3;)каз 2710/12 Изд. Хе 171 Тираж 779 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типографпп, t:р. Сапунова, 2

Составитель T. Бондаренко

Редактор Н. Суханова Техред А. Камышникова

Корректоры: И, Позняковская и 3. Тарасова