CH635451A5 - Anordnung zum wechsel zwischen verzahnt zu verarbeitenden programmen in einer datenverarbeitungsanlage. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Wechsel zwischen verzahnt zu verarbeitenden, voneinander unabhängigen Programmen oder Programmsegmenten in einer Datenverarbeitungsanlage.

In manchen Funktionseinheiten einer Datenverarbeitungs- 65 anlage müssen verschiedene Routinen quasi gleichzeitig ausgeführt werden, so z.B. in einer Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit, die mehrere Eingabe/Ausgabe-Geräte bedient. Praktisch wird dabei so verfahren, dass man zwischen den Routinen oder Programmsegmenten, die voneinander unabhängig sind und asynchron ablaufen, hin- und herwechselt. Die «Umschaltung» von einer Routine auf eine andere kann auf verschiedene Arten bewerkstelligt werden.

So ist z.B. das Verfahren der Programmunterbrechung allgemein bekannt, bei dem aufgrund einer besonderen Anforderung zunächst die Ausführung eines ersten Programms unterbrochen wird, dessen Parameter in einem besonderen Registersatz oder im Arbeitsspeicher abgespeichert werden, wonach die Parameter eines zweiten Programms in die entsprechenden Register geladen und dann mit der Ausführung begonnen wird. Dies ist jedoch aufwendig und zeitraubend, weil eine besondere Unterbrechungsprozedur durchgeführt werden muss und Speicherzugriffe nötig sind. Für einfachere Anlagen oder Steuereinheiten ist deshalb eine weniger aufwendige Umschaltmethode zum Programmwechsel nötig.

Es ist auch allgemein bekannt, in einem Hauptprogramm Unterprogramme durch einen besonderen Befehl aufzurufen, bei dessen Ausführung auch die Adresse der nächstfolgenden Instruktion des Hauptprogramms (Rückkehradresse) in einem besonderen Verbindungsregister gespeichert wird, um so nach Beendigung des Unterprogramms leicht zur richtigen Stelle des Hauptprogramms zurückkehren zu können. Dieser Vorgang ist jedoch einseitig, und der Übergang zum Unterprogramm ist umständlicher und erfordert mindestens Zugriffe auf andere Register oder zum Speicher.

Es ist auch bekannt, z.B. aus dem USA-Patent 3 972 029, ein einzelnes Verbindungsregister zu benutzen, aus dem beim Wechsel zwischen Programmsegmenten jeweils die Eintrittsadresse des als nächsten auszuführenden Programmsegmentes entnommen, und in das dann die Wiedereintrittsadresse des zuletzt ausgeführten Programmsegments abgespeichert wird. Hierbei werden aber jeweils zwei Befehle ausgeführt, und die im Hilfsregister zu speichernde Wiedereintrittsadresse muss in dem einen Befehl enthalten sein und diesem entnommen werden. Ausserdem ist keine Rettung bestimmter Zustandsdaten möglich, die nötig wären, um beim Wiedereintritt in ein Programmsegment die gleichen Bedingungen wie beim letzten Verlassen des Programmsegmentes wiederherzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier eine Verbesserung zu schaffen und eine Anordnung anzugeben, mit deren Hilfe der Wechsel zwischen unabhängigen Programmen oder Programmsegmenten erleichtert wird.

Der Gegenstand der Erfindung ist dem Anspruch 1 zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist eine Steuereinheit mit Rechenwerk und Mikroprogramm-Steuerung für Eingabe/Ausgabe-Vorgänge als Blockschaltbild dargestellt.

Allgemeiner Datenfluss

Die Zeichnung zeigt den Datenfluss einer als Ausführungsbeispiel gewählten Steuereinheit mit Programmspeicher. In die Steuereinheit hineinkommende Eingabedaten gelangen in die Positionen PRO und PR1 eines Programmregisterstapels 1. Die vier werthohen Bits der Daten gelangen in die Position PRO und die vier wertniederen Bits in die Position PR1. Die Steuerung verlassende Ausgabedaten kommen von PRO und PR1 des Programmregisterstapels. Daten von einem jeden der beiden Register und/oder von einem Datenadressregisterstapel (DAR) 2 können über ein Rechenwerk (ALU) 3 gesendet und das Ergebnis in einen der beiden Stapel eingegeben werden. Das Rechenwerk kann die Funktionen Addieren, Subtrahieren, UND, ODER und EXKLUSIV-ODER (ANTIVALENZ) ausführen. Ausserdem können die Funktionen Übertragen, Vergleichen, Prüfen und Verschieben in sechs verschiedenen

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Betriebsarten (d.h. mit verschiedenen Paaren von Quelle und gen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das Verbin-Ziel) ausgeführt werden. dungsregister 15 Bitpositionen. Aus Gründen, die mit der Erfin-Daten von einem Festwertspeicher können in die Register- dung nicht zusammenhängen, sind die beiden werthohen Bits 0. Stapel eingegeben werden. Bei Verwendung eines Lese- Die Bits 3 und 4 geben die Einstellung der beiden bistabilen Schreib-Speichers können Daten aus den Stapeln auch in den 5 Kippglieder 9 an. Die Bits 5 bis 15 sind elf Adressbits (Bits 0 bis Speicher geschrieben werden. Befehle werden gemäss Adres- 10). (Das wertniedere Adressbit 11 ist während der Verbin-sierung durch ein Befehlsadressregister (IAR) 4 in ein Opera- dungsoperationen immer 0, da in diesem Ausführungsbeispiel tionsregister 5 eingegeben. Eine Verzweigungs-Zieladresse nur mit Vollwort-Befehlsadressierung gearbeitet wird.) Die beikann von den direkten Daten im Befehl, von einem Datena- den Rückgriffregister 11 und 12 haben je 13 Bitpositionen, und dressregister DAR oder von einem Verbindungsregister 6 kom-10 zwar zwei Zustandsbits für «Daten hoher Teil» und «Befehl men. hoher Teil», sowie elf Adressbits (Bits 0 bis 10). Bei einem

Zustandsmerker (bistabile Kippglieder) 7 werden durch die Befehl «Verzweigen und Verbinden» (BAL) wird das Verbin-das Rechenwerk (ALU) benutzenden Befehle gesetzt. Diese dungsregister 6 mit dem Inhalt des IAR 4 (Adresse hinter dem Merker können mit Prüf- und Verzweigungsbefehlen dazu BAL-Befehl) und den Bits für die beiden Kippglieder 9 geladen, benutzt werden, den Befehlsfluss zu ändern. 15 Dadurch kann ein späterer Rückkehrbefehl (RTN) das Programm auf den nächstfolgenden Befehl im gespeicherten ProFunktionseinheiten im Datenfluss gramm zurückführen und die beiden Kippglieder 9, das D-Kipp-

In der Zeichnung sind die Haupteinheiten im Datenfluss der glied 27 und das I-Kippglied 28, so einstellen, wie sie vor der als Ausführungsbeispiel gewählten Steuereinheit dargestellt. Ausführung des BAL-Befehles standen. Sollte ein zweiter BAL-

Der Datenadressregisterstapel (DAR) 2 besteht aus 16 20 Befehl ausgeführt werden, bevor ein RTN-Befehl ausgeführt jeweils vier Bit grossen Vielzweckregistern, von denen jedes wird, wird der Inhalt des Verbindungsregisters 6 in das erste mit der binären Darstellung der Dezimalzahlen 0 bis 15 geladen Rückgriffregister 11 übertragen und der neue IAR-Wert und werden kann. Die Datenadressregister 0,1 und 2 werden aus- die Zustandsbits für die Kippglieder 9 in das Verbindungsregi-

serdem zum Adressieren des Speichers benutzt und enthalten ster gesetzt. Wenn ein dritter BAL-Befehl ausgeführt wird, geht bei Speicheroperationen eine 12 Bit grosse Speicheradresse. 25 der Inhalt des ersten Rückgriffregisters in das zweite Rückgriff-

Die Datenadress-Hilfsregister (Hilfs-DAR) 8 sind drei je vier register 12. Der Verbindungsregisterinhalt wird in das Rück-

Bit grosse Register, in die ebenfalls die binäre Darstellung der griffregister 11 übertragen, und der neue IAR-Wert und der Dezimalzahlen 0 bis 15 geladen werden kann. Der Datenadress- Zustand der Kippglieder 9 werden in das Verbindungsregister registerstapel 2 oder die Datenadress-Hilfsregister 8 werden gesetzt. (Der Inhalt der Rückgriffregister kann im vorliegenden zur Speicheradressierung bei Speicheroperationen nach Pro- 30 Ausführungsbeispiel per Programmierung weder adressiert grammbefehlen «DAR aktiv wählen» oder «DAR-Hilfsregister noch verändert werden.)

aktiv wählen» benutzt. Bei Ausführung eines RTN-Befehles laufen dieselben

Der Programmregisterstapel 1 besteht aus 16 je vier Bit Schritte ab wie bei einem BAL-Befehl, jedoch in umgekehrter grossen Vielzweckregistern, in die die Dezimalzahlen 0 bis 15 Reihenfolge. Wenn mehrere RTN-Befehle vor einem weiteren in binärer Darstellung geladen werden können. Daten von den 35 BAL-Befehl aufeinanderfolgen, verzweigt das Programm zu

E/A-Geräten werden in die beiden ersten Programmregister der Adresse im Verbindungsregister 6, um die Programmaus-

(die Register 0 und 1) geladen, von wo auch Daten für die führung fortzusetzen, und überträgt den Inhalt des Rückgriffre-

E/A-Geräte entnommen werden. gisters 11 in das Verbindungsregister 6 und den Inhalt des

Das 16 Bit grosse Operationsregister 5 empfängt alle Rückgriffregisters 12 in das Rückgriffregister 11.

Befehle vom Speicher. Die Bits 0 bis 7 eines Befehlswortes ent- 40 Wenn ein Befehl «Rückkehren und Verbinden» (RAL) aushalten den Operationscode und die Bits 8 bis 11 und 12 bis 15 geführt wird, wird durch diesen mit der vorliegenden Erfindung die Adressen und/oder Maskierungsdaten. implementierten Befehl der Inhalt des Verbindungsregisters 6

Das 12 Bit grosse Befehlsadressregister (IAR) 4 enthält die für die nächste Befehlsadresse benutzt (wie bei einem RTN-

Adresse des nächsten auszuführenden Befehles. Während der Befehl) und dadurch der Inhalt des IAR 6 und der beiden Kipp-

ersten Programmladung (IPL) enthält das Befehlsadressregi- 45 glieder 9 im Verbindungsregister 6 gespeichert. Der Inhalt des ster die Byteadresse der Daten vom E/A-Gerät, die in aufeinan- IAR und der beiden Kippglieder 9 wird in das Verbindungsregi-

derfolgende Speicheradressen, beginnend bei der Adresse 0 ster 6 ähnlich übertragen wie bei der Ausführung eines BAL-

geladen werden. Das wertniedere Bit (Bit 11 ) wählt entweder Befehles, im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch die das hohe oder niedrige Byte eines Wortes. Zur Vergrösserung Ausführung des RAL-Befehles jedoch der Inhalt der Rückgriff-

der Speicherkapazität ist ein Paar bistabile Kippglieder 9 vor- 50 register 11 und 12 nicht beeinflusst.

gesehen. Die 12 Bit grossen Adressregister, das Befehlsadress- Das Speicheradressregister (SAR) 10 ist ein 12 Bit grosses register (IAR) 4 und das Speicheradressregister (SAR) 10 kön- Register (Bits 0 bis 11 ), das die Adresse des im Speicher adres-

nen 4096 Bytes oder 2048 Wörter adressieren. Die Kippglieder sierten Befehls- oder Datenwortes enthält. Wenn der über 2K

9 umfassen ein Datenkippglied (D) 27 und ein Befehlskippglied Wörter (2048) hinaus erweiterte Speicher benutzt wird,

(I) 28 für die Adressierung, wenn sie für Daten über 2K Wörter 55 bestimmt der Zustand des D-Kippgliedes bei Datenabrufen

(2048) und für Befehle über 4K Wörter (4096) hinausgeht. oder des I-Kippgliedes bei Befehlsabrufen, ob die obere oder

Wenn eines dieser beiden Kippglieder gesetzt ist, adressiert untere Hälfte des Speichers adressiert wird,

das Datenadressregister oder das Befehlsadressregister die Die Befehlsadresse wird vom IAR 4 in das SAR 10 übertra-

oberen 2K Speicherwörter; wenn das Kippglied rückgestellt gen, wenn der nächstfolgende Befehl auszuführen ist, oder vom ist, adressieren das DAR oder das IAR die unteren 2K Wörter. 6o Operationsregister 5, wenn eine Verzweigung auftritt. Bei

Diese Kippglieder werden gesetzt bzw. rückgestellt durch die einem RTN- oder RAL-Befehl, wird der Inhalt des Verbin-

Befehle «Datenspeicher hoch» (SDH), «Datenspeicher nied- dungsregisters 6 in das SAR 10 übertragen. Speicherbyte-Da-

rig» (SDL), «Befehlsspeicher hoch» (SIH) bzw. «Befehlsspei- tenadressen werden vom Operationsregister oder vom DAR-

cher niedrig» (SIL). Stapel 2 in das SAR übertragen. Für die Bildung einer 12 Bit

Es gibt drei Register, nämlich das Verbindungsregister 6 65 grossen Adresse werden drei Register des DAR 2 benötigt,

und die beiden Rückgriffregister 11 und 12, die die Möglichkeit Das A-Register 13 und das B-Register 14 sind je vier Bit bieten, die Steuerung von einem Programm zum anderen oder gross und enthalten die werthohen bzw. wertniederen Bits wäh-

von einem Programm zu einem Unterprogramm zu übertra- rend der Datenbyteübertragung von der Eingangsbusleitung

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oder zur Ausgangsbusleitung. Das A-Register 13 und das fen gewählt. Das D-Kippglied 27 und das I-Kippglied 28 werden

B-Register 14 enthalten die im Rechenwerk (ALU) 3 bei arith- separat mittels Programmierung ein- oder ausgeschaltet, indem metisch-logischen Operationen zu bearbeitenden Daten. Wäh- man das Zustandsbit (Daten niedriger Teil» (SDH) für die rend dieser Operationen wird der Inhalt des durch das X-Feld Datenzyklen und das Zustandsbit «Befehl niedriger Teil» (SIL) oder die Maskendaten bezeichneten Registers in das A-Regi- s oder «Befehl hoher Teil» (SIH) für die Befehlsabrufzyklen ster gesetzt. Der Inhalt des durch das Y-Feld bezeichneten benutzt. Diese Kippglieder werden auch aufgrund der Ausfüh-

Registers wird in das B-Register gesetzt. rung von RAL- oder RTN-Befehlen ein- oder ausgeschaltet.

Eine 12 Bit grosse Inkrementierschaltung 15 erhöht den Während der Ausführung dieser Befehle werden das D- und Inhalt des DAR 2 oder des IAR 4 über das SAR 10 um 1 oder 2 I-Kippglied ein- oder ausgeschaltet, entsprechend dem Zustand je nach Bedarf der ausgeführten Operation. io der D/I-Bits im Verbindungsregister. Sie werden gesetzt (einge-

Die Assembler-Schaltung 16 ist eine Matrix, die Daten vom schaltet), wenn das Zustandsbit eine Eins ist, und sie werden Programmregisterstapel 1, dem DAR 2, den Datenadress-Hilfs- rückgestellt (ausgeschaltet), wenn das Zustandsbit eine Null ist. registern 8, dem Operationsregister 5 und der Speicherdaten- Eingeschaltet veranlassen diese Kippglieder die Steuereinheit Busleitung 17 an das A-Register 13 und/oder das B-Register 14 dazu, Speicherstellen zwischen den Wortadressen 2048 und leitet. 15 4095 im hohen Speicherteil zu wählen. Ausgeschaltet veranlas-

Das Rechenwerk (ALU) 3 empfängt Daten vom A-Register sen diese Kippglieder die Steuereinheit dazu, nur den niedrigen und vom B-Register und gibt Daten und Ergebnisse an das Pro- Speicher oder die ersten Wörter bis zur Adresse 2048 zu wäh-gramm, das Datenadressregister oder die Datenadress-Hilfsre- len. Wenn nur 2K Wörter (2048) oder weniger im Speicher zur gister aus. Durch die ALU laufende Daten können addiert, sub- Verfügung stehen, dürfen diese Merker (Kippglieder) in der trahiert oder logisch manipuliert werden. Die Zustandsmerker 20 Programmierung nicht benutzt (eingeschaltet) werden. Wenn 7 für «Übertrag», «Null» und «Nicht-Null» können abhängig mehr als 2K Wörter im Speicher zur Verfügung stehen, können von den Operationsergebnissen gesetzt werden. diese Merker (Kippglieder) zusammen oder einzeln benutzt

Die Parität'der auf der Speicherdaten-Busleitung 17 herein- werden. Bei der Einzelbenutzung können Daten beispielsweise kommenden Bits wird im Paritätsprüfer 18 geprüft. Zu den auf im niedrigen Speicher und Befehle im hohen Speicher (oder der Ausgangsdaten-Busleitung 19 ausgegebenen Datenbits 25 umgekehrt) abgerufen werden.

gehört auch ein Paritätsbit, das nach Bedarf vom Paritätsbit- Während der Maschinenzyklen, in denen SDL-, SDH-, SIL-

generator 20 erzeugt wird, um im vorliegenden Ausführungs- und SIH-Befehle decodiert und die Kippglieder D und I zurück-beispiel eine ungerade Parität zu bekommen. gestellt bzw. eingeschaltet werden, wird der Speicher für den

Ein Ausgangstor 21 am Ausgang des SAR 10 lässt Bits zur nächsten Befehl angesteuert, basierend auf dem Zustand des Speicheradressierung durchlaufen. (Wenn die Steuereinheit im 30 I-Kippgliedes zu Beginn des Zyklus. Daher wird der zweite Prüfbetrieb läuft, verhindert das Ausgangstor 21 die Ausgabe Befehl nach dem SIL-Befehl oder dem SIH-Befehl ausgeführt von Bits vom SAR 10 auf die Speicheradress-Busleitung 22.) vor den Zugriffen zum hohen oder niedrigen Teil des Spei-

Die drei Zustandsmerker 7 können aufgrund der ALU- chers, entsprechend dem neuen Zustand des I-Kippgliedes 28.

Ergebnisse eines Rechenbefehles, eines Ladebefehles oder Speicherdatenbefehle nach dem SDL- oder SDH-Befehl adres-eines Eingabebefehles gesetzt werden. Diese Merker (Kippglie-35 sieren jedoch den hohen oder niedrigen Speicherteil, entspre-der) bleiben gesetzt, bis sie durch eine andere Operation chend dem neuen Zustand des D-Kippgliedes 27, da es sich hier zurückgestellt werden (die reine Abfrage ändert ihren Zustand um Zwei-Zyklus-Operationen handelt. Nach den SDH-, SDL-, nicht). Alle bistabilen Kippglieder werden gleichzeitig zurück- SIH- und SIL-Befehlen kann man mit dem Befehl «Verzweigen gestellt, auch wenn der ausgeführte Befehl nicht alle Merker und Verbinden» die Speicherseitenfolgen von Daten und/oder (Kippglieder) setzen kann. Der Übertragsmerker 24 hat zwei to Befehlszugriffen zum hohen und niedrigen Speicherteil verfol-abfragbare Zustände, nämlich «Übertrag» und «kein Über- gen und zu Unterroutinen verzweigen. Der RTN-Befehl gestattrag». «Übertrag» wird bei Vorliegen eines Ausgangsübertrags tet eine Rückkehr zur unterbrochenen Befehlsreihe und für vom ALU-Bit 0 während einer Addition gesetzt. Dieser Speicherzugriffe zum früheren Zustand der D- und I-Kippglie-

Zustand kann auch während eines Befehles zur rückgekoppel- der. Während des IPL-Befehls wird das D-Kippglied einge-ten Links- oder Rechtsverschiebung gesetzt werden, wenn in 45 schaltet, nachdem 4096 Bytes geladen wurden, damit ein IPL der Position 3 des zu verschiebenden Registers ein Eins-Bit bis zu 8192 Datenbytes möglich ist.

steht. Der Null-Merker 25 wird gesetzt, wenn das Rechenwerk Mit dem bistabilen Kippglied 23 für das Datenbit X werden (ALU) Nullen ausgibt. Dieser Merker kann gleichzeitig mit Speicher/Wortadressen zwischen 4096 und 8191 gewählt. In dem Merker «Übertrag - kein Übertrag» gesetzt sein. Wäh- der Programmierung wird dieses Kippglied gesetzt durch den rend Zusammenfassungs-, Eingabe- und Ladeoperationen kön- so Befehl SXN und zurückgestellt durch den Befehl SXF. Wenn nen sowohl der Merker (Kippglied) für Null als auch der für das Kippglied für das Datenbit X gesetzt ist, erfolgen alle Nicht-Null eingeschaltet sein. Der Nicht-Null-Merker 26 wird Speicherzugriffe zwischen den Adressen 4096 und 8191, wobei gesetzt, wenn ein von Null verschiedener Wert vom Rechen- der Zustand der Merker (Kippglieder) D und I bestimmt, ob die werk (ALU) ausgegeben wird. Dieser Merker kann gleichzeitig unteren Adressen 4096 bis 6143 oder die oberen Adressen von mit dem Merker «Übertrag - kein Übertrag» - gesetzt sein. Die 55 6144 bis 8191 gewählt werden. Die Befehle SXN und SXF kön-Zustandsmerker werden gesetzt, wenn man Daten durch das nen mit SIL und SIH so kombiniert werden, dass Verzweigun-Rechenwerk (ALU) weiterleitet. Wenn ein Befehl (wie IN, SNS gen von und zu jeder Adresse im Speicher nach der entspre-oder LD) ausgeführt wird, der zwei je vier Bit lange Datenwör- chenden Speicherwahl vorgenommen werden können, ter (Kleinwörter) durch das Rechenwerk (ALU) leitet, werden Die Adressierung durch die Steuerung ist auf Speichermo-

für das zweite dieser Datenwörter die Zustandsmerker nicht 60 duln von 1024 Wörtern ausgelegt (ROS oder RAM), wobei zurückgestellt. Diese Betriebsart ist als Zusammenfassungsbe- jedes Wort 16 Datenbits (2 Bytes + 2 Paritätsbits) umfasst. Die trieb definiert. Der Zusammenfassungsbetrieb wird auch für acht Speicherwahlleitungen 30 gestatten die Wahl einzelner einige Rechenbefehle eingeschaltet, damit mehrere Operatio- Speichermoduln. Die Bits 1 bis 10 auf der Speicheradressbusleinen mit einem einzigen bedingten Verzweigungsbefehl ausge- tung 22 adressieren ein Modulwort zwischen 0 und 1023. Für führt und geprüft werden können. 65 eine Speicherschreiboperation wird die Bytewahl innerhalb

Mit dem Datenkippglied D und dem Befehlskippglied I, des 2 Byte grossen Wortes eingestellt über die Schreibleitung zusammengefasst als Kippglieder 9, werden hohe oder niedrige 32 (hohes/niedriges Byte), die das Speicheradressbit 11 vom Speicheradressen bei Speicherdatenzyklen bzw. Befehlsabru- SAR 10 führt.

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Der Datenadressdecodierer 29 hat drei Eingänge, und zwar Betriebsart PR an PR (0000): Der Inhalt des durch das einen vom bistabilen Kippglied 23 für das Datenbit X, einen X-Feld angegebenen Programmregisters wird mit dem Inhalt von den Kippgliedern 9 (abhängig von der Adressierung der des durch das Y-Feld bezeichneten Programmregisters in der Daten oder Befehle), und einen von dem werthohen Bit vom vom ALU-Befehl gesteuerten Art kombiniert. Die Ergebnisse SAR 10 (über das Ausgangstor 21). Der Datenadressdecodierer 5 werden in das durch das Y-Feld bezeichnete PR-Register 29 wandelt den aus drei Bits bestehenden Eingangswert in eine gesetzt, wenn sie gespeichert werden. Durch die Rechen- und 1 -aus-8-Darstellung am Ausgang um, um einen der acht Blöcke Schiebeoperationen kann jeder der Zustandsmerker 7 gesetzt aus Speicherwörtern (Kapazität je 1K) durch Anheben des werden. Die logischen Befehle können die Merker für Null oder Signales auf einer der acht Speicherwahlleitungen 30 zu wäh- Nicht-Null setzen. Die Zusammenfassungsbefehle stellen die lea io Merker (Kippglieder) nicht zurück, sondern nehmen ODER-

Die Zyklussteuerung 31 ist ein Mikrobefehlsdecodierer. Sie Verknüpfungen der Ergebnisse mit den vorhandenen Zustands-decodiert Mikrobefehle, die im Operationsregister 5 stehen, anzeigen vor.

und erzeugt aufgrund dieser Befehle zusammen mit Taktsigna- Betriebsart DAR an DAR (0001): In dieser Betriebsart len und verschiedenen Systemsteuersignalen, wie beispiels- arbeitet das System genau so wie in der Betriebsart PR an PR, weise Rückstellsignalen, die Leitsignale für jeden Operations- 15 jedoch bezeichnen das X-Feld und das Y-Feld Datenadressregi-zyklus. Konstruktive Einzelheiten der Zyklussteuerung 31 sind ster.

Fachleuten allgemein bekannt und werden daher nicht genauer Betriebsart PR an DAR (0010): In dieser Betriebsart funkbeschrieben. Diese Einheit ist weitgehend durch den Befehls- tioniert das System genau so wie in der Betriebsart PR an PR, satz eines Datenprozessors definiert, und daher ändert sich ihre jedoch bezeichnet das Y-Feld ein Datenadressregister. spezifische Ausführung von einem System zum anderen weit- 20 Betriebsart DAR an PR (0011 ): In dieser Betriebsart funkgehend. tioniert das System genau so wie in der Betriebsart PR an PR,

jedoch bezeichnet das X-Feld ein Datenadressregister. Mikrobefehlssteuerung Betriebsart Maske an PR (0100): In dieser Betriebsart funk-

Wie oben schon gesagt, empfängt das Operationsregister 5 tioniert das System genau so wie in der Betriebsart PR an PR, Mikrobefehle vom Speicher über die Speicherdaten-Busleitung 25 jedoch bezeichnen die Bits 8 bis 11 eine Maske und keine 17. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Systems enthält Adresse.

jeder Mikrobefehl 16 Bits. Die ersten vier Bits definieren eine Betriebsart Maske an DAR (0101): In dieser Betriebsart

Verarbeitungsart für das System und werden immer zur Deco- funktioniert das System genau so wie in der Betriebsart Maske dierung an die Zyklussteuerung 31 gesendet. Das vorliegende an PR, jedoch bezeichnet das Y-Feld ein Datenadressregister. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist Teil eines Systems mit elf 30 Die 16 Funktionen werden vom Rechenwerk (ALU) aufBetriebsarten, die durch die ersten vier Bits des Mikrobefehles grund der nachstehenden ALU-Befehle ausgeführt (in den oben wie folgt definiert sind. aufgeführten sechs Betriebsarten die Bits 4 bis 7)

Bits 0-3 Betriebsart

Funktion ALU-Befehl

(Bits 4 bis 7)

Addiere 0000

0000 Programmregister an Programmregister

0001 Datenadressregister an Datenadressregister .... . nnn.

0010 Programmregister an Datenadressregister Addiere mit Ubertrag 0001

0011 Datenadressregister an Programmregister ertragen

0100 Maske an Programmregister 4q Subtrahieren mit Borgen 0011

0101 Maske an Datenadressregister Subtra leren

0110 Eingabe

0111 lOOx lOlx Speichern «

(xheisst: ShtTfgnifLnt) UND Zusammengefasst 1011

Prutung Zusammengefasst 1011

Übertragen 0010

Subtrahieren mit Borgen 0011

Subtrahieren 0100

Vergleichen 0101

Au^äbe Subtrahieren Zusammengefasst 0110

t _ jjL Vergleichen Zusammengefasst Olli

UND 1000

Prüfung 1001

ODER 1100

Rechtsverschiebung* 1101

Die Bedeutung der übrigen Felder (Bits 4 bis 15) des Mikrobefehls hängt von der jeweiligen Betriebsart ab. Die in jeder 50

Betriebsart ausgeführte Funktion wird nachstehend beschrie- bXKLUSIV-ODER (ANTIVALENZ) 1110 ben. Ausserdem sind die zu j eder Betriebsart gehörenden Rechtsverschiebung mit Ruckkopplung

Befehle aufgelistet. Abgesehen von der Kurzdarstellung in die- * Diese beiden Funktionen werden im Maskenbetrieb nicht ser Liste sind die nachfolgenden Befehle grösstenteils nur so ausgeführt.

weit beschrieben, wie sie für die Erfindung von Bedeutung sind. 55

Die oben aufgeführten ersten sechs Betriebsarten werden im Eingabebetrieb (0110) werden die acht Datenbits (1

alle für arithmetische und logische Operationen im Rechen- Byte) auf der Eingangsdaten-Busleitung 33 übertragen und/ werk (ALU) 3 benutzt. In diesen Betriebsarten definieren die oder geprüft Daten werden auf diese Busleitung von dem Bits 4 bis 7 die vom Rechenwerk mit zwei erhaltenen Datenfel- gewählten Gerät gegeben, dessen Adresse im Operandenfeld dem auszuführenden Operationen. Dieses Feld ist ein ALU- 6o des Befehls in den Bits 8 bis 15 definiert ist. Die Adresse kann Befehl und wird vom Operationsregister 5 an die Zyklussteue- jeder Wert zwischen 0 und 225 dezimal oder FF hexadezimal rung 31 übertragen, die es zur Erzeugung der Steuersignale für sein. Im Eingabebetrieb gibt es zwei Befehle, und zwar Eingabe das Rechenwerk (ALU) decodiert. Die Bits 8 bis 11 definieren vom Gerät (IN) und Gerät abfragen (SNS). Bei dem Befehl IN eine X-Feldadresse für die Betriebsarten PR and PR, DAR an leitet das System die Daten von der Eingangsdaten-Busleitung DAR, PR an DAR und DAR an PR, und eine Maske für die 65 33 (auf die sie vom gewählten Gerät gegeben wurden) weiter Betriebsarten MASKE an PR und MASKE an DAR. Die Bits und speichert sie im PRO und PR1. PRO enthält die Bits 0 bis 3 12 bis 15 definieren ein Y-Adressfeld für alle sechs Betriebsar- und PR1 die Bits 4 bis 7. Die Operation beim SNS-Befehl unter-ten. scheidet sich nur dadurch, dass die Daten nicht in einem Regi-

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ster gespeichert, sondern auf den Zustand Null oder Nicht-Null geprüft werden. Die Befehle IN und SNS stellen alle Zustandsmerker 7 zu Beginn der Operation zurück, und es können nur die Merker Null und Nicht-Null gesetzt werden. Das zweite Byte läuft durch das Rechenwerk (ALU) 3 im Zusammenfassungsbetrieb, und die Zustandsmerker zeigen das ODER-ver-knüpfte Ergebnis der beiden durch das Rechenwerk (ALU) laufenden Bytes an. Die beiden Merker (Kippglieder) 25 und 26 für Null und Nicht-Null können am Ende der Operation beide gesetzt sein.

Im Ausgabebetrieb (Ol 11) werden acht Bits (ein Datenbyte) über die Ausgangsdaten-Busleitung 19 an das gewählte Gerät übertragen. Wie im Eingabebetrieb wird das Datenempfangsgerät durch die entsprechende Geräteadresse im Operandenfeld des Befehles gewählt. Die Geräteadresse im Operandenfeld kann höchstens dezimal 255 oder hexadezimal FF sein. Im Ausgabebetrieb gibt es zwei Befehle, und zwar den Befehl Ausgabe an Gerät (OUT) und direkte Eingabe und Ausgabe (DIO). Bei dem Befehl OUT wird ein Datenbyte von PRO und PR1 an das Gerät gesendet. PRO enthält die Bits 0 bis 3 und PR1 die Bits 4 bis 7. Mit dem Befehl DIO werden die Daten von der Eingangsdaten-Busleitung 33 an die Ausgangsdaten-Busleitung 19 übertragen. (Das Gerät, das die Daten auf die Eingangsdaten-Busleitung gibt, muss dieselbe Adresse haben wie das Gerät, das die Daten von der Ausgangsdaten-Busleitung in diesem System empfängt.) Die Befehle OUT und DIO ändern die Zustandsmerker nicht.

Ladebetrieb (1000) (ausgenommen «Laden absolute Adresse», dessen Kennzeichen 1001 ist): Im Ladebetrieb haben alle Befehle eine Ausführungslänge von zwei Zyklen. Während des zweiten Zyklus (Datenzyklus) wird ein volles Datenwort aus dem Speicher auf die Speicherdaten-Busleitung 17 gelesen. Das hohe (HO)- oder niedrige (NI)-Byte des Datenwortes wird zur Verarbeitung geleitet, abhängig davon, ob die DAR-Adresse (Bit 11) oder die Operandenadresse gerade bzw. ungerade ist. Das Byte wird an PR, DAR oder das E/A-Gerät geleitet. Bei den zwei Befehlen «Verbindungsregisterladen» (LDL) werden beide Bytes des Datenwortes in das Verbindungsregister 6 geleitet. Es gibt zehn verschiedene Ladebefehle.

Der Befehl «Laden PR» (LDR) veranlasst das System dazu, ein Datenbyte von der durch die drei Datenadressregister (DAR) definierten Speicherstelle zu holen. Die Daten werden in zwei Programmregister (PR) gesetzt, die durch das X-Feld und Y-Feld definiert sind. Die erste Hälfte des Datenfeldes wird in das X-Feld-Register und die zweite Hälfte in das Y-Feld-Register gesetzt. Die drei DARs bilden die 12 Bit grosse Byteadresse aus dem Inhalt des DAR 0 für die Bits 0 bis 3, des DAR 1 für die Bits 4 bis 6 und des DAR 2 für die Bits 8 bis 11. Die DAR 0,1 und 2 müssen auf die gewünschte Speicheradresse gesetzt werden, bevor der Ladebefehl ausgeführt wird. Für die Operation LDR sind die Bits 4 bis 7 des Mikrobefehles 1001.

Der Befehl «Laden PR und Erhöhen DAR +1» (LDRP) ist derselbe wie der LDR-Befehl, erhöht jedoch den Inhalt von DAR 0,1 und 2 um +1. Die Bits 4 bis 7 dieses Mikrobefehles sind 1011.

Der Befehl «Laden DAR» (LDD) veranlasst das System zum Abruf eines Datenbytes aus der durch die drei DAR 0,1 und 2 definierten Speicherstelle. Die Daten werden in die beiden DAR gesetzt, die durch das X-Feld und das Y-Feld definiert sind, und zwar wird die erste Hälfte des Datenbyte in das X-Feld-Register und die zweite Hälfte in das Y-Feld-Register gesetzt. Die drei DAR bilden die 12 Bit grosse Adresse mit dem Inhalt des DAR 0 für die Bits 0 bis 3, des DAR 1 für die Bits 4 bis 7 und des DAR 2 für die Bits 8 bis 11. Das DAR muss auf die gewünschte Adresse eingestellt sein, bevor der Ladebefehl ausgeführt wird. Für diesen Mikrobefehl sind die Bits 4 bis 7 0100.

Der Befehl «Laden DAR und Erhöhen DAR + 1» (LDDP) ist derselbe wie der Befehl LDD, erhöht jedoch den Inhalt von

DARÒ, 1 und 2 um +1. Die Bits4bis 7 sind 0110.

Der Befehl «Laden Speicher indexiert» (LDI) benutzt DAR 0 und 1 und den Wert, der in den Bits 12 bis 15 des Befehles codiert ist, zur Definition der Speicheradresse. Die 12 Bit grosse Adresse wird gebildet unter Verwendung des Inhaltes des DAR 0 als Adressbits 0 bis 3, des DAR 1 als Adressbits 4 bis 7 und des Wertes im Befehl als Adressbits 8 bis 11. Die geladenen Daten gehen in die PR 0 und 1. Das PR 0 enthält die ersten vier Bits und das PR 1 die nächsten vier Bits. Dieser Befehl gestattet dem Programmierer die Adressierung von bis zu 16 Speicherstellen, ohne den Inhalt des DAR 0 und 1 zu verändern. Die Bits 4 bis 7 sind 1010. Die Bits 8 bis 11 können ignoriert werden oder eine besondere Konfiguration wie z.B. 0000 haben.

Der Befehl «Speicher an E/A-Gerät» (MIO) benutzt die in den DAR 0,1 und 2 enthaltene Adresse zur Definition der Speicheradresse für die an ein E/A-Gerät zu sendenden Daten, wobei das Gerät durch die Bits 8 bis 15 des Befehles definiert ist. Die drei DAR bilden die 12 Bit grosse Adresse aus dem Inhalt des DAR 0 für die Adressbits 0 bis 3, das DAR 1 für die Adressbits 4 bis 7 und das DAR 2 für die Adressbits 8 bis 11. Die gewünschte Adresse muss in den DAR vor Ausführung des MIO-Befehls enthalten sein. Die Identifikation für das zu adressierende Gerät ist im Operandenbefehl codiert und muss zwischen dezimal 0 und 255 liegen. Die Bits 4 bis 7 sind 1100.

Der Befehl «Speicher an E/A-Gerät und DAR +1 erhöhen» (MIOP) tut dasselbe wie der MIO-Befehl, erhöht aber ausserdem noch den Inhalt von DAR 0,1 und 2 um +1. Die Bits 4 bis 7 sind 1110.

Der Befehl «Verbindungsregister Laden» (LDL) veranlasst das System dazu, das Verbindungsregister 6 aus dem Speicher unter Benutzung der durch die DAR 0,1 und 2 definierten Adresse zu laden. Die DAR 0,1 und 2 müssen vor Benutzung dieses Befehles eingestellt sein und eine gerade Adresse enthalten, da diese Operation ein ganzes Wort im Speicher adressiert. Die Bits 4 bis 7 des ersten Speicherbyte und die Bits 0 bis 6 des zweiten Speicherbyte bilden die in das Verbindungsregister geladene Adresse. Bit 2 des erten Byte ist das Steuerbit für die Wahl des hohen oder niedrigen Teils des Datenspeichers (Einstellung des D-Kippglieds), und Bit 3 des ersten Byte ist das Steuerbit für die Wahl des hohen oder niedrigen Teils des Befehlsspeichers (Einstellung des I-Kippglieds). Gleichzeitig mit der Ausführung des LDL-Befehles wird der Inhalt des ersten Rückgriffregisters 11 in das zweite Rückgriff register 12 und der Inhalt des Verbindungsregisters 6 in das erste Rückgriffregister 11 genauso übertragen, wie bei einem BAL-Befehl. Dieser Befehl kann zur Initialisierung des Verbindungsregisters 6 für den RAL-Befehl benutzt werden. Die Bits 4 bis 7 sind 0000. Die Bits 8 bis 15 können ignoriert werden.

Der Befehl «Verbindungsregister Laden und DAR +2 erhöhen» (LDLP) tut dasselbe wie der Befehl LDL, erhöht jedoch den laufenden Inhalt von DAR 0,1 und 2 um +2. Die Bits 4 bis 7 sind 0010.

In den Bits 4 bis 15 des Befehles «Laden absolute Adresse» (LDA) ist die Adresse des Speicherplatzes definiert, dessen Inhalt (1 Byte) in die PRO und 1 zu übertragen ist. Das PRO erhält die Bits 0 bis 3 und das PR1 die Bits 4 bis 7 des abgerufenen Byte. Die Bits 0 bis 3 dieses Befehles sind 1001.

Die Ladebefehle mit Ausnahme von MIO, MIOP, LDL und LDLP stellen die Zustandsmerker 7 für das Rechenwerk (ALU) zu Beginn einer jeden Operation zurück. Es können nur die Merker (Kippglieder) 25 und 26 für Null bzw. Nicht-Null gesetzt werden. Das zweite Halbbyte läuft durch das Rechenwerk (ALU) 3 im Zusammenfassungsbetrieb und die Zustandsmerker enthalten das ODER-verknüpfte Ergebnis der beiden durch das Rechenwerk (ALU) laufenden Halbbytes. Die Merker für Null und Nicht-Null können am Ende der Operation beide eingeschaltet sein. Die Befehle MIO, MIOP, LDL und

5

10

15

20

25

30

35

40

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65

7 635 451

LDLP verändern den Schaltzustand der Zustandsmerker nicht, zieladressen sind Vollwortadressen (Zwei-Byte-Adressen) und

Speicherbetrieb (1010) (mit Ausnahme «Speichern in abso- durch die Bits 4 bis 14 definiert. Die Adressen müssen gerade Iuter Adresse», dessen Kennzeichen 1011 ist): Diese Befehle sein, weil alle Befehle an einer geraden Bytegrenze beginnen, sind im wesentlichen das Gegenstück für die Befehle des Lade- Bit 15 ist Teil der Betriebsfunktion für Verzweigungsbefehle, betriebes. Im Ladebetrieb finden Übertragungen vom Speicher 5 Der an der Verzweigungs-Zieladresse stehende Befehl wird für in die Register statt und im Speicherbetrieb Übertragungen die Ausführung aus dem Speicher geholt. Die Verzweigungs-von den Registern in den Speicher. Zieladresse wird um 1 erhöht und in das Befehls-Adressregister

Mit Ausnahme von STI und STA speichern alle Speicherbe- IAR 4 gesetzt, so dass dieses die Adresse des nächsten auszu-fehle ein Datenbyte in einem Speicherplatz, dessen Adresse führenden Befehles enthält.

durch die aktiven DAR 0,1 und 2 definiert ist. Diese Register io Der Befehl «Verzweigen und Warten» (BAW) veranlasst bilden eine 12 Bit grosse Adresse aus dem Inhalt des DAR 0 für das System zum Verzweigen und anschliessenden Stoppen des die Adressbits 0 bis 3, des DAR 1 für die Adressbits 0 bis 7 und Steuerungstaktes nach Ausführung der Verzweigung. Die des DAR 2 für die Adressbits 8 bis 11. Im EINS-Zustand veran- Steuerung startet, wenn ein Start-Taktimpuls empfangen wird, lasst das Bit 11 eine Speicherung im hohen Byte und im NULL- Ein System-Rückstellsignal nimmt die Steuerung ebenfalls aus Zustand im niedrigen Byte des Wortes. Die DAR 0,1 und 2 müs- is dem Verzweigungs- und Wartezustand heraus. Die Bits 1 bis 3 sen auf die gewünschte Adresse eingestellt sein, bevor der dieses Mikrobefehles sind 1100. Die Bits 4 bis 14 geben die Ver-

Speicherbefehl ausgeführt wird. Ein Speicherbefehl wird für zweigungs-Zieladresse an, und Bit 15 ist Null.

einen Festwertspeicher wie eine Null-OP-Operation behandelt. Der Befehl «Verzweigen« (B) ist ein unbedingter Verzwei-Die Speicherbefehle ändern den Schaltzustand der Zustands- gungsbefehl zu der in den Bits 4 bis 14 definierten Adresse. Die merkernicht. 20 Bits0bis3sind 1101,bit 15ist 1.

Die folgenden acht Speicherbefehle sind einfach die Der Befehl «Verzweigen und Verbinden» (BAL) ist ein

Umkehrung der entsprechenden Ladebefehle (Bits 4 bis 15 sind unbedingter Verzweigungsbefehl zu der in den Bits 4 bis 14 dieselben): Speichern PR (STR), Speichern PR und DAR +1 definierten Adresse, der auch die Adresse des nächstfolgenden erhöhen (SDRP), Speichern DAR (STD), Speichern DAR und Befehles (nach dem Befehl BAL) und den Zustand der Kippglie-DAR +1 erhöhen (STDP), E/A-Daten an Speicher (IOM), 25 der (Merker) D und I in das Verbindungsregister zur künftigen E/A-Daten an Speicher und DAR +1 erhöhen (IOMP), Spei- Benutzung durch einen Befehl RTN oder RAL setzen lässt. Die eher indexiziert speichern (STI) und Speichern in absoluter Bits 0 bis 3 sind 1110, Bit 15 ist Null. Im vorliegenden System Adresse (STA). können bis zu 3 BAL-Befehle gegeben werden, bevor ein RTN-

Im Speicherbetrieb sind vier Befehle auf das Verbindungs- Befehl gegeben wird, ohne dass die Rückkehradresse verloren-register bezogen (im Ladebetrieb waren es zwei). Diese 30 geht. Der BAL-Befehl lässt ausserdem den Inhalt des Verbin-

Befehle sind nachfolgend definiert. dungsregisters in das erste Rückgriffregister 11 und dessen

Der Befehl «Speichern hohen Teil aus Verbindungsregi- Inhalt in das zweite Rückgriffregister 12 übertragen. Wenn ster» (SLH) veranlasst das System zum Speichern der wertho- mehr als drei BAL-Befehle gegeben werden, werden nur die hen Bits des Verbindungsregisters 6 im Speicherplatz mit der jeweils letzten drei Adressen gerettet. Der Befehl «Verzweigen Adresse, die durch die ersten drei DAR definiert ist. Diese müs- 35 über Verbindungsregister» (RTN) löst eine unbedingte Versen eingestellt sein, bevor dieser Befehl ausgeführt wird. zweigung zu der im Verbindungsregister enthaltenen Adresse Dadurch werden die Zustandsbits D und I des Verbindungsre- aus. Die Kippglieder (Merker) D und I werden ausserdem ent-gisters in die Speicherbits 2 und 3 gesetzt, und die Speicherbits sprechend den Zustandsbits im Verbindungsregister einge-0 und 1 auf Null gesetzt. Die Speicherbits 4 bis 7 empfangen die stellt. Ausserdem wird der Inhalt des ersten Rückgriffregisters Bits 0 bis 3 des Verbindungsregister-Adressfeldes. Dieser 40 11 in das Verbindungsregister und der Inhalt des zweiten RückBefehl muss die werthohen Bits des Verbindungsregisters in griffregisters 12 in das erste Rückgriffregister 11 übertragen, eine gerade Byteadresse speichern, so dass sie als der werthohe Der Befehl RTN hat das Format 1111 0000 0000 0001.

Teil eines Vollwortes für die Befehle LDL und LDLP zur Verfü- Der Befehl «Rückkehren und Verbinden» (RAL) benutzt gung stehen. das Verbindungsregister 6, die Kippglieder 9 und das Befehls-

Der Befehl «Speichern hohen Teil aus Verbindungsregister 45 adressregister IAR 4. Vor der Ausführung des RAL-Befehles und DAR +1 erhöhen» (SLHP) tut dasselbe wie der Befehl muss das Verbindungsregister geladen worden sein (z.B. durch SLH, erhöht jedoch den Inhalt von DAR 0,1 und 2 um +1. BAL, LDL oder LDLP). Zurzeit der Ausführung wird der Inhalt

Der Befehl «Speichern niedrigen Teil aus Verbindungsregi- des Verbindungsregisters 6 für die nächste Befehlsadresse ster» (SLL) veranlasst das System dazu, die Bits 4 bis 10 des benutzt und dann der Inhalt des IAR 4 und der Kippglieder 9 in Adressfeldes des Verbindungsregisters 6 in die Bitposition 0 bis 50 das Verbindungsregister 6 gesetzt. Dieser Befehl verändert den 6 der Speicherstelle zu speichern, die durch den Inhalt von Inhalt der beiden Rückgriffregister 11 oder 12 nicht (im Gegen-

DAR 0,1 und 2 definiert ist. satz zu den Befehlen BAL und RTN, die das tun). Im vorliegen-

Bit 7 der Speicherstelle wird auf Null gestellt. Der SLL- den Ausführungsbeispiel hat der RAL-Befehl das Format 1111 Befehl muss die wertniederen Bits des Verbindungsregisters in 0010 0000 0001.

eine ungerade Byteadresse speichern, und es muss das Byte 55 Der Befehl «Verzweigen über DAR» (BVD) löst eine Ver-nach dem geraden Byte sein, das im SLH-Befehl benutzt wurde, zweigung zu der durch die drei DAR gebildeten Adresse aus. Dadurch kann der gespeicherte Inhalt des Verbindungsregi- Das DAR 0 liefert die Adressbits 0 bis 3, das DAR 1 die Adress-sters 6 für das Neuladen durch die LDL-Befehle zur Verfügung bits 4 bis 7 und das DAR 2 die Adressbits 8 bis 10 der Speichergestellt werden. zieladresse. Das wertniedere Bit vom DAR 2 (Bit 11) wird für Der Befehl «Speichern niedrigen Teil aus Verbindungsregi- 6o den Speicherzugriff nicht gebraucht. Damit ist sichergestellt, ster und DAR +1 erhöhen» (SLLP) tut dasselbe wie der Befehl dass alle Verzweigungen zu einer geraden Bytegrenze erfol-SLL, erhöht jedoch den Inhalt von DARÒ, 1 und 2 um +1. gen. Der Inhalt der DAR wird durch diesen Befehl nicht verän-

Verzweigungsbetrieb (11XX): Die die Umgebung des vor- dert. Der BVD-Befehl hat das Format 1111 1000 0000 0001. liegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung bildende Steue- Im umgebenden System gibt es auch zehn bedingte Ver-rung kann sechs unbedingte Verzweigungsbefehle ausführen, es zweigungsbefehle, die nachfolgend zusammen mit der Bitkonfi-Drei benutzen das Verbindungsregister 6. Einer von ihnen, der guration für die Bits 0 bis 3 und 15 aufgelistet sind. Die Bits 4 bis Befehl «Rückkehren und Verbinden» (RAL) ist ein direktes 14 definieren die Verzweigungs-Zieladresse.

Ergebnis der Ausführung dieser Erfindung. Alle Verzweigungs-

635 451

Befehl

Bits 0 bis 3

Bit 15

Verzweigung Kein Übertrag

1100

1

Verzweigung Übertrag

1101

0

Verzweigung Nicht-Null

1110

1

Verzweigung Null

1111

0

Verzweigung Hoch

1100

1

Verzweigung Niedrig bei Gleich

1101

0

Verzweigung Nicht Gleich

1110

1

Verzweigung Gleich

1111

0

Verzweigung Wahr

1110

1

Verzweigung Falsch

1111

0

Die Bitkonfiguration einiger dieser. Befehle ist mit anderen identisch. So haben z.B. die Befehle Verzweigung Nicht-Null, Verzweigung Nicht Gleich und Verzweigung Wahr alle dieselbe Bitkonfiguration 1110... 1 und sind somit tatsächlich derselbe Befehl. Die eigentliche Bedeutung dieser Befehle hängt von ihrer Benutzung in einem Programm ab. Die ersten vier oben aufgelisteten Befehle werden nach einer Rechenoperation benutzt. Die nächsten vier Befehle werden nach einer Ver gleichsoperation benutzt und die letzten zwei Befehle nach einer Prüfoperation. Jeder dieser Verzweigungsbefehle fragt tatsächlich die Stellung eines Kippgliedes (Merker) ab, die Bedeutung der Stellung der verschiedenen Kippglieder (Merker) wird jedoch durch die vorhergehende Operation bestimmt.

Bei Verwirklichung dieser Erfindung in einem System sind wesentliche Elemente (und ihre Realisierung im vorliegenden Ausführungsbeispiel): eine Verbindungseinrichtung zum Retten von Adressen (Verbindungsregister 6), eine Einrichtung zur Initialisierung der Verbindungseinrichtung (Zyklussteuerung 31, die die Reaktion des Systems auf die Befehle BAL, LDL und LDLP steuert) und eine Einrichtung zur Übertragung der Steuerung an einen Befehl mit der in der Verbindungseinrichtung geretteten Adresse und zur Einstellung der Verbindungseinrichtung auf einen neuen Wert (Zyklussteuerung 31 veranlasst aufgrund eines RAL-Befehles die Übertragung des Inhaltes des Verbindungsregisters 6 in die Kippglieder 9 und das Befehls-Adressregister 4 und lässt den Inhalt der Kippglieder 9 und des Befehls-Adressregisters 4 in das Verbindungsregister 6 übertragen).

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Verzögerungselement 35 (das z.B. aus einem Paar Kippgliedern zur vorübergehenden Speicherung bestehen kann) benutzt, während der Inhalt des Verbindungsregisters 6 gegen den Inhalt der Kippglieder 9 und des IAR 4 ausgetauscht wird. Bevor eine Eingangsinformation empfangen wird, die die Stellung der Kippglieder 9 ändern würde, wird deren Inhalt in das Verzögerungselement 35 übertragen. Wenn die Zyklussteuerung 31 einen RAL-Befehl decodiert, wird der Inhalt des Verbindungsregisters gegen den Inhalt der Kippglieder 9 und des IAR 4 wie folgt vertauscht: Die Bahnen vom Verbindungsregister 6 zum Speicher-Adressregister (SAR) 10 und vom Verbindungsregister 6 zu den Kippgliedern 9 werden so aktiviert, dass der Inhalt des Verbindungsregisters in das SAR 10 und die Kippglieder 9 wie bei einem RTN-Befehl übertragen wird (in diesem Fall wird der Inhalt der Rückgriffregister 11 und 12 jedoch nicht betroffen). Dadurch wird der Adressmechanismus des Systems so eingestellt, dass als nächster aus dem Speicher ein Befehl geholt wird, der an einem vorher festgelegten Rückkehrpunkt steht. Dann werden die Bahnen vom IAR 4 zum Verbindungsregister 6 und vom Verzögerungselement 35 (das den früheren Inhalt der Kippglieder 9 enthält) zum Verbindungsregister 6 aktiviert und der Inhalt des IAR 4 sowie der alte Inhalt der Kippglieder 9 in das Verbindungsregister 6 übertragen (wie bei einem BAL-Befehl, jedoch sind hier die Rückgriffregister 11 und 12 nicht betroffen). Dadurch wird in das Verbindungsregister 6 die Information eingegeben, die später durch einen anderen RAL-Befehl (oder einen RTN-Befehl) dazu benutzt wird, zu dem Befehl zurückzukehren, der diesem RAL-Befehl folgt. Dann wird die Bahn vom SAR 10 über die Inkrementierschaltung 15 zum IAR 4 aktiviert und der neue Inhalt des SAR 10 (empfangen vom Verbindungsregister 6) um + 2 erhöht (weil die Befehlsadressierung auf Wortgrenzen läuft) und im IAR 4 gespeichert. Somit enthält das IAR 4 jetzt die Adresse desjenigen Befehls, der dem Befehl an dem vorher festgelegten Rückkehrpunkt folgt.

Die Erfindung erleichtert die Verbindung zwischen Computerprogrammen und ermöglicht so einen im wesentlichen gleichzeitigen Betrieb zweier separater Programme. Diese Möglichkeit wird ohne die allgemeine Belastung (z.B. Komplexität, Kosten, Programmieraufwand usw.) geschaffen, die durch ein Unterbrechungssystem eingeführt würde. Ausserdem wird durch eine erfindungsgemässe Anordnung die Verbindung zwischen Programmen schneller hergestellt als bei den anfangs beschriebenen herkömmlichen Einrichtungen. Gerade der letzte Punkt ist bei einem E/A-Steuergerät besonders wichtig, das zwei Geräte gleichzeitig überwachen und jeweils einem von beiden sehr schnell antworten muss.

8

5

10

15

20

25

30

35

40

45

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. 635 451

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Anordnung zum Wechsel zwischen verzahnt zu verarbeitenden, voneinander unabhängigen Programmen oder Programmsegmenten in einer Datenverarbeitungsanlage, die ein Speicheradressregister für die j eweils benutzte Befehlsadresse, s ein Instruktionsadressregister für die als nächste zu benutzende Befehlsadresse, ein Verbindungsregister für eine Wiedereintrittsadresse sowie separate Speicherglieder zur Aufnahme von Zustandsangaben enthält, dadurch gekennzeichnet, dass Eingänge des Verbindungsregisters (6) einerseits mit dem io Instruktionsadressregister (4) und andererseits mit den separaten Speichergliedern (9) verbunden sind, und dass Ausgänge des Verbindungsregisters einerseits mit dem Speicheradressregister (10) als auch mit den separaten Speichergliedern verbunden sind, wobei aufgrund der Decodierung eines einzelnen i s bestimmten Befehls (RAL) sowohl das Speicheradressregister und die separaten Speicherglieder aus dem Verbindungsregister geladen als auch das Verbindungsregister mit dem Inhalt des Instruktionsadressregisters und dem vorherigen Inhalt der separaten Speicherglieder geladen wird. 20
2. 2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgänge der separaten Speicherglieder (9) über ein Verzögerungselement (35) mit Eingängen des Verbindungsregisters (6) verbunden sind.
3. 3. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn- 25 zeichnet, dass Ausgänge der separaten Speicherglieder (9) mit Steuereinrichtungen (29,30) zur Auswahl von Speicherbereichen verbunden sind.
4. 4. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgänge des Verbindungsregisters (6) auch mit 30 Eingängen des Instruktionsadressregisters (4) verbunden sind.
5. 5. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsregister (6) weitere Eingänge zum Laden dieses Registers aus einer anderen Quelle als dem Instruktionsadressregister aufweist. >35
6. 6. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rückgriffregister (11) vorgesehen ist, dessen Eingänge mit Ausgängen des Verbindungsregisters (6) und dessen Ausgänge mit Eingängen des Verbindungsregisters verbunden sind, so dass beim Laden des Verbindungs- 40 registers dessen Inhalt in das Rückgriffregister verschoben werden kann, und dass bei Entnahme des Inhaltes des Verbindungsregisters dieses aus dem Rückgriffregister nachgeladen werden kann.
7. 7. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekenn- 45 zeichnet, dass bei Decodierung des einzelnen bestimmten Befehls (RAL) das Verschieben der Inhalte zwischen Rückgriffregister (11) und Verbindungsregister (6) unterbunden wird.
8. 8. Verfahren zum Betrieb der Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wechsel zwischen 50 zwei Programmen in beiden Programmen der einzelne bestimmte Befehl (RAL) verwendet wird, so dass nach Initialisieren des Inhaltes des Verbindungsregisters jeweils nur die Ausführung dieses einen Befehls zum Wechsel in beiden Richtungen erforderlich ist. 55

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