CS252151B1

CS252151B1 - Computer memory

Info

Publication number: CS252151B1
Application number: CS843450A
Authority: CS
Inventors: Ludvik Vlcek; Olga Vlckova
Original assignee: Ludvik Vlcek; Olga Vlckova
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS345084A1

Abstract

Zapojení řeší zvětšení přímoadresovatelné paměti u výpočetních systémů, zejména s mikroprocesorem, tak, že paměť je rozšířena na potřebnou velikost při zachování rozsahu adresace. Při rozšíření základní pamě: ti o další bity, tj. na rozšířenou slovní strukturu, jsou na jednu jedinou adresu ukládána data velkého rozsahu, například víceciferná velká čísla a textové řetězce, je umožněno přímé adresování přídavných velkokapacitních pamětí a při doplnění systému o aritmetickou jednotku je dosaženo velkých rychlostí pří aritmetických operacích. Dále je umožněna výhodná manipulace s textovými řetězci a jednoduchý způsob činnosti při blokovém přenosu informací mezi ipřímoadresoivatelnou ipamětí výpočetního systému a vnějšími přídavnými velkokapacitními pamětmi. Zapojení rozšiřuje možnosti již stávajících výpočetních systémů, přičemž neomezuje používání již vybudovaného a zavedeného programového vybavení.The connection solves the problem of increasing the directly addressable memory in computing systems, especially with a microprocessor, by expanding the memory to the required size while maintaining the addressing range. When the main memory is expanded by additional bits, i.e. to an extended word structure, large-scale data, such as multi-digit large numbers and text strings, are stored at a single address, direct addressing of additional large-capacity memories is enabled, and when the system is supplemented by an arithmetic unit, high speeds are achieved during arithmetic operations. Furthermore, it enables convenient manipulation of text strings and a simple method of operation during block transfer of information between the directly addressable memory of the computing system and external additional large-capacity memories. The connection expands the capabilities of existing computing systems, while not limiting the use of already built and implemented software.

Description

Vynález se týká zapojení operační paměti výpočetního systému, zejména s mikroprocesorovým řadičem.The invention relates to the operation of a computer memory, in particular with a microprocessor controller.

Vyráběné mikroprocesorové řadiče, převážně 8 bitové, jsou schopné jednou instrukcí zpracovávat zpravidla informace o šíři 8 bitů a mají většinou možnost přímého adresování základní operační paměti v rozsahu 16 hitů, což umožňuje připojení základní operační paměti o kapacitě 64 Kbytů.Manufactured microprocessor controllers, mostly 8-bit, are able to process 8-bit information as a single instruction and usually have the option of direct addressing the basic memory in the range of 16 hits, which allows connection of the basic memory with a capacity of 64 Kbytes.

Tato základní operační paměť slouží k uložení potřebných programů pro řízení činnosti celého výpočetního systému a zpracovávaných textových a číselných údajů. Textové řetězce a víceciferná velká čísla jsou rozdělena na několik adres a při plnění programu postupně zpracovávána, což je programově i časově značně náročné. Při zpracovávání rozsáhlejších souborů dat vznikají komplikace, způsobené malou kapacitou základní operační paměti.This basic operating memory is used to store the necessary programs to control the operation of the entire computing system and the processed text and numeric data. Text strings and multi-digit large numbers are divided into several addresses and gradually processed during program execution, which is time-consuming in terms of software and time. When processing larger data sets, complications arise due to the low capacity of the basic memory.

Rozšíření paměťového prostoru základní operační paměti je možné složitějšími úpravami, které zpomalují činnost výpočetního systému. Totéž platí pro adresování vnějších velkokapacitních pamětí.Expanding the memory space of the basic operating memory is possible by more complicated modifications that slow down the operation of the computing system. The same is true for addressing external mass storage devices.

Použije-li se pro možné adresovatelné rozšiřování základní operační paměti v počítačovém systému termínu „vertikální rozšiřováni“, potom zvětšení kapacity jednoho adresovatelného místa z původních například 8 ibitů základní operační paměti o například 72 bitů, lze nazvat „horizontálním rozšířením“ základní operační paměti.If the term "vertical expansion" is used for a possible addressable expansion of the base memory in a computer system, then increasing the capacity of one addressable space from the original, for example, 8bits of base memory by for example 72 bits can be called a "horizontal extension".

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení operační paměti výpočetního systému, zejména s mikroprocesorovým řadičem podle vynálezu, jehož podstatou je, že k jedné nebo více částem základní operační paměti je připojena jedna nebo více částí přídavné operační paměti při zachovaných adresách. Lze tak získat následující výhody: podstatné zvětšení přímoadresovatelné operační paměti základní části výpočetního systému rozšířením paměťového prostoru na slovní, tj. mnohabitovou strukturu, vytvořením aritmetické jednotky pro vykonávání aritmetických operací se slovní strukturou dosáhne pak značného zrychlení při počítání s velkými čísly, možnost rozšíření instrukčního souboru pro přímé provádění nových, složitějších aritmetických operací, zlepšení práce s textovými řetězci, jednoduché a rychlé adresování a spolupráci s velkokapacitními vnějšími pamětmi, a to při zachování daného, například osmibitového mikroprocesorového řadiče, jeho stávajícího instrukčního souboru, při nedotčené možnosti využívat dosavadního způsobu zpracování a již vypracovaného a zavedeného programového vybavení.The above drawbacks overcome the wiring of the computing memory of the computer system, in particular with the microprocessor controller of the present invention, which is characterized in that one or more portions of the additional operating memory are attached to one or more portions of the additional memory while maintaining the addresses. Thus, the following advantages can be obtained: substantially increasing the directly addressable memory of the basic part of the computing system by expanding the memory space to a word structure, i.e. a multi-bit structure, creating an arithmetic unit for performing arithmetic operations with for performing new, more complex arithmetic operations, improving text string handling, simple and fast addressing, and collaboration with high-capacity external memories, while retaining, for example, an 8-bit microprocessor controller, its existing instruction set, already developed and implemented software.

V dalším je popsán příklad provedení zapojení podle vynálezu s odkazem na připojený výkres, na kterém jsou názorně vysvětleny pojmy, směr Y vertikálního a směr X horizontálního rozšíření operační paměti.In the following, an exemplary embodiment of the circuit according to the invention is described with reference to the accompanying drawing, in which the terms, the vertical Y direction and the horizontal X direction of the memory expansion are illustrated.

Doposud užívaný způsob propojení mikroprocesorového řadiče 1 a vertikálně rozšiřované části 2, 3 a 4 základní operační paměti pomocí řídicí sběrnice 10, adresové sběrnice 12 a datové sběrnice 11, které pokračují dále směrem k připojeným periferiím P, je zobrazen jako základní část A výpočetního systému.The method used so far to interconnect the microprocessor controller 1 and the vertically expanded portions 2, 3 and 4 of the basic operating memory by means of a control bus 10, an address bus 12 and a data bus 11 that continues further towards the connected peripherals P is shown as the base part A of the computing system.

Vynálezem řešené horizontální rozšíření částí 3 a 4 základní operační paměti o části 5 a 6 přídavné operační paměti je pak zobrazeno jako přídavná část B výpočetního systému.The horizontal extension of the parts 3 and 4 of the basic operating memory by the parts 5 and 6 of the additional operating memory is then illustrated as an additional part B of the computing system.

Horizontálně nerozšiřovaná první část 2 základní operační paměti slouží k ukládání programů, případně znaků a malých čísel přímo zpracovávaných v mikroprocesorovém řadiči 1.The horizontally expanded first part 2 of the basic operating memory is used for storing programs, possibly characters and small numbers directly processed in the microprocessor controller 1.

Pri horizontálním rozšíření druhé části 3 základní operační paměti jsou v rozšiřující první části 5 přídavné operační paměti ukládány textové řetězce a v druhé části 3 základní operační paměti jejich charakteristiky, případně dodatkové informace, a to na stejných adresách.In the case of horizontal expansion of the second part 3 of the basic operating memory, the textual strings are stored in the extension first part 5 of the additional operating memory and in the second part 3 of the basic operating memory their characteristics or additional information at the same addresses.

Pro ukládání číselných údajů o velkém rozsahu pak slouží druhá část 6 přídavné operační paměti, kde je uložena mantisa čísla a ve třetí části 4 základní operační paměti je na stejné adrese uložen jeho exponent.For storing large-scale numerical data, the second part 6 of the additional operating memory is used, where the mantissa of the number is stored, and in the third part 4 of the basic operating memory, its exponent is stored at the same address.

Většina periferií P, připojených na mikroprocesorový řadič 1 celého výpočetního systému, pracuje s osmibitovou datovou sběrnicí 11, shodnou s vnitřní datovou sběrnicí mikroprocesorového řadiče 1. Při zachování této skutečnosti jsou číselné údaje, případně textové řetězce ukládány přímo do příslušné části 5 nebo 6 přídavné operační paměti přes řídicí jednotku 7 pro přídavnou část B výpočetního systému, přičemž adresa paměťového místa je určována přímo v mikroprocesorovém řadiči 1.Most of the peripherals P connected to the microprocessor controller 1 of the entire computing system operate with an 8-bit data bus 11, identical to the internal data bus of the microprocessor controller 1. While maintaining this, the numeric data or text strings are stored directly into the respective part 5 or 6 memory via the control unit 7 for an additional part B of the computing system, the memory location address being determined directly in the microprocessor controller 1.

Naplňování registrů aritmetické jednotky 8 pro provádění aritmetických operací s imantisou je řízeno z mikroprocesorového řadiče 1 a prováděno současně se čtením exponentu do registrů mikroprocesorového řadiče 1. Zpracování mantis a exponentů je v obou jednotkách nezávislé, ale po skončení požadované operace je výsledek opět současně přesunut zpět na požadovanou adresu v druhé části 6 přídavné a třetí části 4 základní operační paměti. Tím je dosaženo podstatného zrychlení matematických výpočtů, zvláště když aritmetická jednotka 8 je schopna provádět násobení a dělení.Filling the registers of the arithmetic unit 8 for performing arithmetic operations with imantis is controlled from the microprocessor controller 1 and is performed simultaneously with the exponent reading into the registers of the microprocessor controller 1. The mantissa and exponent processing in both units is independent, but after the desired operation to the desired address in the second part 6 of the additional and third part 4 of the basic operating memory. This results in a substantial acceleration of the mathematical calculations, especially when the arithmetic unit 8 is able to perform multiplication and division.

Řídicí jednotka 7 využívá určitých vybraných instrukcí, případně jejich posloupností, platných pro mikroprocesorový řadič 1 a vytváří příslušné povely pro řízení aritmetické jednotky 8 a styčné jednotky 9 vnější paměti. V některých případech je řízena příslušnými Instrukcemi přímo z mikroprocesorového řadiče 1.The control unit 7 uses certain selected instructions, or sequences thereof, applicable to the microprocessor controller 1 and generates appropriate commands for controlling the arithmetic unit 8 and the external memory interface unit 9. In some cases, it is controlled by the appropriate instructions directly from the microprocessor controller 1.

Rozdělení přídavné operační paměti na první a druhou část 5 a 6 s různým rozsahem, umožňuje plně přizpůsobit požadavky pro zpracování rozsáhlých datových souborů, přičemž není funkčního rozdílu mezi těmito částmi 5 a 6 přídavné operační paměti, které mohou být celé využity pro kterýkoliv z druhů dat, případně pro uložení programu.Splitting the additional operating memory into the first and second portions 5 and 6 with different ranges allows to fully adapt the requirements for processing large data sets, while there is no functional difference between these portions 5 and 6 of the additional operating memory, which can be fully used for any type of data , or to save the program.

Větší bitový rozsah druhé části S přídavné operační paměti umožňuje vytváření adres pro adresování rozsáhlých vnějších pamětí Ml a M2 a ve spojení se styčnou Jednotkou 9 vnější paměti, která samostatně řídí zpracování adres při práci s vnějšími pamětmi Ml a M2, zajišťuje přenášení bloků informací mezi vnějšími pamětmi Μ 1 a M 2 a částmi 5 a S přídavné operační paměti celého výpočetního systému při řízení z mikroprocesorového řadiče 1.The larger bit range of the second portion S of the additional operating memory enables addressing for addressing large external memories M1 and M2, and in conjunction with the external memory interface unit 9, which independently controls address processing when working with the external memories M1 and M2, memories Μ 1 and M 2 and parts 5 and S of additional operating memory of the whole computing system when controlled from microprocessor controller 1.

Výpočetní systém s malým osmibitovým mikroprocesorovým řadičem las horizontálně rozšiřující částí 5 a 6 přídavné operační paměti předčí svými parametry .výkonné systémy s vícebitovým mikroprocesorovým řadičem, přičemž má zachovánu možnost dále využívat již vytvořeného a zavedeného programového vybavení. Tento způsob rozšíření je možné provést již na provozovaných systémech. Je ekonomicky výhodné, jsou-li řídicí jednotka 7, aritmetická jednotka 8 a styčná jednotka 9 vnější paměti řešeny integrované jako samostatné ucelené integrované obvody.A computer system with a small 8-bit microprocessor controller and a horizontally extending portions 5 and 6 of the additional operating memory outperforms the performance of the systems with a multi-bit microprocessor controller, while retaining the possibility of further utilizing the software already established and loaded. This type of expansion can be performed on already operated systems. It is economically advantageous if the control unit 7, the arithmetic unit 8 and the external memory interface unit 9 are integrated as separate integrated circuits.

Předmětem vynálezu není podrobné řešení možností vyplývajících z horizontálního rozšíření operační paměti, ani podrobné řešení funkce jednotlivých popisovaných jednotek a jejich vzájemných vazeb. Uvedený způsob řešení rozšířeného výpočetního systému je ukázkou jednoho z možných způsobů praktického využití popisovaného vynálezu, tj. horizontálního rozšíření operační paměti počítačových systémů.The subject of the invention is not a detailed solution of the possibilities resulting from the horizontal expansion of the operating memory, nor a detailed solution of the function of individual described units and their mutual relations. Said method of solution of an extended computing system is an example of one possible way of practical application of the present invention, ie a horizontal expansion of the computer memory.

Vynález není omezen na použití jen u osmibitového mikroprocesorového řadiče a nově vzniklé možnosti a výhody, především při aritmetických operacích a práci s textovými řetězci, jsou platné pro počítačové systémy libovolného druhu.The invention is not limited to use with an 8-bit microprocessor controller only, and the newly created possibilities and advantages, especially in arithmetic operations and text string operations, are applicable to computer systems of any kind.

Claims

A computer system operating memory connection, in particular with a microprocessor controller, characterized in that one or more portions (5, 6) of the additional operating memory are connected to one or more portions (2, 3, 4) of the basic memory of the invention. matching addresses.