DE1246289B - Bedingungsregister fuer eine programmgesteuerte Datenverarbeitungsanlage - Google Patents
Bedingungsregister fuer eine programmgesteuerte DatenverarbeitungsanlageInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
G06f
Deutsche Kl.: 42 m3 - 9/00
Nummer: 1246 289
Aktenzeichen: J 27677IX c/42 m3
Aomeldetag: 11. März 1965
Auslegetag: 3. August 1967
Die Reihenfolge, in welcher Befehle ausgeführt "werden, kann mittels Verzweigungsbefehlen geändert
Werden5 d. h., das Programm kann die auf den neuesten Stand gebrachte Befehlsadresse durch eine Verzweigungsadresse
ersetzen, welche das Programm liefert. Die Verzweigungsadresse kann von einem oder
mehreren Registern erhalten werden, oder es kann eine Adresse sein, die durch den Befehl angegeben
"wird. Die Verzweigungsadresse ist unabhängig von der auf den neuesten Stand gebrachten Befehlsadresse.
Die Verzweigung kann bedingt oder unbedingt sein. Unbedingte Verzweigungen ersetzen die auf den
neuesten Stand gebrachte Befehlsadresse durch die Verzweigungsadresse. Bei bedingten Verzweigungen
kann die Verzweigungsadresse benutzt werden, oder die auf den neuesten Stand gebrachte Befehlsadresse
wird unverändert beibehalten. Wenn eine Verzweigung stattfindet, so wird der Verzweigungsbefehl als erfolgreich
bezeichnet, anderenfalls wird er als nicht erfolgreich bezeichnet. Ob eine bedingte Verzweigung
"erfolgreich ist, hängt vom Ergebnis der Operationen ab, die gleichzeitig mit dem Verzweigungsbefehl ablaufen,
oder vom Ergebnis von Operationen, welche dem Verzweigung'sbefehl vorausgingen. Zum Testen
der Bedingungen der Daten werden diese direkt von den Stellen, insbesondere Registern, entnommen, in
denen sie sich gerade befinden. Diese Art der Verarbeitung hat den Nachteil, daß die bedingten Verzweigungsbefehle
Kriterien, also Bitstellen, benötigen, welche die verschiedenen zu prüfenden Positionen zu
unterscheiden gestatten..
Eine Verbesserung wurde in einer bekannten Datenverarbeitungsanlage erzielt, in welcher die meisten
Maschinentestbedingungen in einem einzigen 64-Bit-Indikatorregister vereinigt sind. Achtundvierzig von
diesen Indikatorbits werden fortwährend bei der Programmunterbrechung geprüft. Ein bedingter Verzweigungsbefehl,
der dieses Indikatorregister abfragt, muß nicht nur die Adresse des Indikatorregisters,
sondern auch eine 6-Bit-Adresse zur Auswahl eines der vierundsechzig Bitfelder enthalten. Wie aus dem
Abschnitt V. 2.4:7 »Bedingungen« des Buches »Digitale Rechenanlagen« von Speiser, Springer Verlag,
Berlin, 1961, S. 274, hervorgeht, sind Befehle, die Bedingungen prüfen und dementsprechende Programmverzweigungen
vornehmen, bereits bekannt. Deshalb ist es bekannt, im Befehl ein zusätzliches Bit
vorzusehen. Falls dasselbe gleich Eins ist, darf die Anlage den Befehl nur ausführen, wenn die Bedingung
erfüllt ist; wenn sie nicht erfüllt ist, so ist er zu über gehen, und es ist mit dem nächsten Befehl weiterzufahren.
Auch ist vorgeschlagen worden, mehrere Bedingungsregister für eine programmgesteuerte
Datenverarbeitungsanlage
Anmelder:
International Business Machines Corporation3 Axmonk3KY. (V. St. A.)
Vertreter:
DipL-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt, Böblingen, Sindelfihger Str. 49
Als Erfinder benannt:
Gene Myroh Amdhahl3 Saratoga3 CaUf.; Jacob Raymond Johnson,
Peter Calingaert,
Richard Paul Case, Poughkeepsie, N. Y.; Elaine Marie Boehm3 Wappingers Falls, N. Y.;
William Porter Hanf, Endicott3 N. Y.; Charles Bertram Perkins jun., Endwell3 N. Y.;
Arthur Frederick Collins,
Jack Ellis Greene,
Albert Allan Magdall,
John Wülis Rood3 Vestal, Ν. Y.; Richard Joseph Carnevale3
Bruce Martin Updike, Endwell, N. Y.; Anthony Eugene Villante3 Binhampton3 N. Y.;
Gerrit Anne Blaauw3 Poughkeepsie, N. Y.; Helmut Weber, Vestal, Ν. Υ. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. April 1964 (357 372) - ■
solcher zusätzlicher Bits vorzusehen, so daß die Ausführung eines jeden Befehls gleichzeitig von mehreren
Bedingungen abhängig gemacht werden kann.
Während in dem bekannten Indikatorregister die verschiedenen Bedingungen alle nebeneinander in verschiedenen
Positionen des Registers gespeichert sind, enthält das Bedingungsregister gemäß der Erfindung
nur so viele Registerstellen, daß immer nur eine Bedingung gespeichert ist, nämlich diejenige, die durch
die Ausführung eines das Bedingungsregister verändernden Befehls erzeugt wurde, und daB für vier im
Binärcode vorliegende Bedingungen nur zwei Speicherstellen im Bedingungsregister vorhanden sind. Diese
erfindungsgemäße VerMeinerung des Bedingungsregisters bringt keinen Nachteil, da die Bedingungen
nach dem Test nicht mehr gebraucht werden.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Bedingungscode einen Teil eines Wortes bildet, das als
Programmstatuswort (PSW) bezeichnet wird. Dieses Programmstatuswort zeigt die verschiedenen Zustände
einer Datenverarbeitungsanlage, z. B. den äugenblicklichen Zustand des Programmzählers an. Die
Einfügung des Bedingungscodes in das Programmstatuswort hat den Vorteil, daß keine Haushaltoperation
zum Aufrechterhalten des Bedingungscodes notwendig ist. Bei einer Unterbrechung z. B. wird das
alte PSW in eine der jeweiligen Unterbrechung zugeordnete Speicherstelle eingegeben und das der jeweiligen
Unterbrechung zugeordnete Programmstatuswort von der ihr zugeordneten Speicherstelle entnommen.
Nach Beendigung der Unterbrechung wird das alte Programmstatuswort wieder vom Speicher
entnommen, so daß der vorherige Inhalt des Programmzählers und der Bedingungscode erhalten
bleiben.
Mit zwei Speicherstellen für das Bedingungsregister kommt man in allen praktischen Fällen aus, wenn man
die verschiedenen Bedingungen im Binärcode darstellt. Wenn hier vom Bedingungsregister die Rede ist,
so soll hierunter auch verstanden werden, daß das Register durch eine Speicherstelle des Hauptspeichers
oder auch einen Teil einer Speicherstelle gebildet werden kann. Schließlich ist es nicht nötig, daß sich
-der Bedingungscode ständig in einer bestimmten Speicherstelle befinden muß; der Bedingungscode
kann vielmehr, wie oben an Hand des Programm-Statuswortes beschrieben, je nach dem jeweiligen
Stand des Programms nacheinander in verschiedene Speicherplätze gebracht werden.
Nachstehend soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels mehr erläutert werden. Es stellt
dar
Fig. 1 einen »Verzweigung-bei-Bedingung«-Befehl, Fig. 2 einen anderen »Verzweigung-bei-Bedingung«-Befehl,
F i g. 3 das Programmstatuswort und
Fig. 4 ein Blockschaltbild der Teile einer Datenverarbeitungsanlage, die bei der Ausführung eines Verzweigungsbefehls mit einem Bedingungsregister gemäß der Erfindung zur Wirkung kommen.
Fig. 4 ein Blockschaltbild der Teile einer Datenverarbeitungsanlage, die bei der Ausführung eines Verzweigungsbefehls mit einem Bedingungsregister gemäß der Erfindung zur Wirkung kommen.
Bedingungscode
Der Bedingungscode stellt ein Mittel dar, um Entscheidungen abhängig von den Daten zu fällen. Der
Code wird geprüft, um die Ausführung eines bedingten VerzweigungsbefebJes zu bestimmen. Der Code wird
durch bestimmte Operationen eingestellt und spiegelt das Ergebnis der Operation unabhängig von dem
Wert des vorhergehenden Bedingungscodes wieder und gibt Hinweise auf das Ergebnis einiger arithmetischer
logischer oder Eingabe-Ausgabe-Operationen. Die gleichen Codes können benutzt werden, um verschiedene
Tatsachen über verschiedene Befehle anzuzeigen. Darüber hinaus kann der Code durch besondere
Befehle eingestellt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Bedingungscode aus zwei Bits, mit denen man in binärcodierter
Form vier verschiedene Bedingungen anzeigen kann. Diese Zahl reicht für die meisten praktischen
Fälle aus. Es gibt drei Arten von Bedingungscodeeinstellungen für Festoperationen. Für die meisten
Operationen stellen die Zustände 00, 01 und 10 0, >0 und <0 dar. Der Zustand 11 wird benutzt, wenn
ein Überlauf vorhanden ist. Bei den Vergleichsoperationen zeigen die Zustände 00, 01 und 10 an,
daß der erste der verglichenen Operanden gleich, kleiner oder größer ist. Bei den logischen Additionsund
Subtraktionsoperationen geben die Codes 00 und 01 an, daß kein oder ein logischer Übertrag aus der
Zeichenposition des Ergebnisregisters auftritt.
Eine Liste der Befehle und der durch diese möglicherweise ausgelösten Bedingungscodes ist nachfolgend
gezeigt.
Bedingungscodes für Festkommaoperationen
Befehle | Bedingungscodeeinstellungen | ||||
11 | 00 | 01 | 10 | ||
0 | <0 | >o | |||
Umladen Komplement | 0 | <0 | >0 | Überlauf | |
0 | >0 | Überlauf | |||
0 | <o | ||||
Addieren Halbwort | 0 | <0 | >o | Überlauf | |
Addieren | |||||
0 | nicht 0 | 0, Übertrag | Übertrag | ||
Subtrahieren Halbwort | 0 | <0 | >o | Überlauf | |
Subtrahieren ' | |||||
Subtrahieren Logisch | nicht 0 | 0, Übertrag | Übertrag | ||
Vergleichen Halbwort | gleich | kleiner | größer | ||
Vergleichen | |||||
0 | <0 | >0 | Überlauf | ||
0 | <0 | >0 | |||
0 | <o | >o | Überlauf | ||
Doppeltes Rechtsverschieben | 0 | <o | >o |
Bedingungscodes für Gleitkommaoperationen
Befehle | Bedingungscodeeinstellungen | |||||||
11 | 00 | 01 | 10 | |||||
T Τττί ιίίπρη Tnif rTpcfi | o | <o | >o | |||||
at η το nn ο Γτοπο m rr τ*
cUlIdCne OrcHaUlgK.cIt |
||||||||
/*1 /Λ"ίΛΤ^
P*\ ~tA
Ι-τ-ί=*ΤΊ Olli ΓτίΑί^ϊ Τ"
UOPPCILC UrCild.Ulgft-ClL |
||||||||
T T-ml η r\ o.n kl /™vm ύλ I pm £*ττί" | V/ | <0 | >o | |||||
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||||||||
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Jrir VjwjLlCLLllgIvtiJL· |
>0 | T Ttnl q H f*n Pr\ci'f"ii\i' | ο | —- | ||||
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CllllavvJLLC VJ CJJCL LiJg iVC IL- |
||||||||
U-UjJJJclLC vjCUaLJUgiVClU | Überlauf | Δ/ Iii?P1Vi^n nf\T*mci liciPTf" | o. | <o | >o | |||
einfache Genauigkeit | ||||||||
rlorvnelfe Γτρη?πΐΐ PrIceit | ||||||||
Überlauf | ο | . <o | >o | |||||
pinfcipiip frAtiimitylrpif
CJJLlJlctCllC VJ ClltlLilglvClL |
||||||||
doppelte Genauigkeit | Überlauf | 0 | <o | >0 | ||||
einfache Genauigkeit | ||||||||
doppelte Genauigkeit | >o | Überlauf | 0 | <o | ||||
einfache Genauigkeit | ||||||||
doppelte Genauigkeit | größer | gleich. | !deiner | |||||
einfache Genauigkeit | ||||||||
doppelte Genauigkeit |
Bedingungscodes für Dezimalarithmetikoperationen
Befehle | Bedingungscodeeinstellungen | ||||
11 | 00 | 01 | 10 | ||
Löschen und Addieren | 0 | <o | >o | Überlauf | |
0 | <0 | >o | Überlauf | ||
0 | <o | >o | Überlauf | ||
gleich | kleiner | größer |
Bedingungscodes für logische Operationen
Befehle | Bedingungscodeeinstellungen | ||||
11 | 00 | 01 | 10 | ||
gleich | kleiner | größer | |||
0 | unvollständig | vollständig | |||
0 --. | <o | >o | |||
0 | <o | >0 | |||
Und | 0 | nicht 0 | |||
Oder | 0 | nicht 0 | |||
0 | nicht 0 | ||||
Prüfen mit Maske | 0 | 0/Eins | alle Eins |
Die bedingten Verzweigungsbefehle können ein kurzes (hier das RR) oder ein langes (hier das RX)
Format aufweisen (in F i g. 1 und 2 dargestellt). Das R I-Feld wird als eine 4-Bit-Maske benutzt.
In dem RR-Format (F i g. 1) kennzeichnet das ii2-Feld die Adresse eines allgemeinen Registers,
welches die Verzweigungsadresse enthält, außer, wenn
Rl null ist, was andeutet, daß keine Verzweigung stattfindet. In dem RX-Format (F i g. 2) werden die
Inhalte der allgemeinen Register, deren Adressen in 65 denFeldernX2undl?2 enthalten sind,zudemlnhaltdes
D2-Feldesaddiert,umdieVerzweigungsadresse zubilden.
Die auf den neuesten Stand gebrachte Befehlsadresse wird durch, die Verzweigungsadresse ersetzt,
wenn der Zustand des Bedingungscodes dem durch die Maske angegebenen Zustand entspricht. Andernfalls
wird das Programm mit der auf den neuesten Stand gebrachten Befehlsadresse fortgesetzt.
Die vier Bits der Maske entsprechen von links nach rechts den vier Bedingungscodes 00, 01, 10 und 11,
wie in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.
PSW
Bedingungscode |
Die hohen
vier Positionen des Registers K 11 |
Maskenbits
des Befehls |
00 | 1000 | IXXX |
01 | 0100 | XlXX |
10 | 0010 | XXlX |
11 | 0001 | XXXl |
Wenn die Bitkombination im Bedingungsregister die gleiche Bedingung definiert wie die Kombination
der Bits der Maske des Verzweigungsbefehls, so wird eine Verzweigung zu der Adresse vorgenommen, die
einen Teil des »Verzweigen-bei-Bedingung«-Befehls darstellt. Somit wird eine Verzweigung ohne Benutzung
eines zusätzlichen Befehls durchgeführt, wie er in den bekannten Anordnungen benötigt wird. Die Verzweigung,
die eine neue Folge von Makrobefehlen in der Maschine, abhängig von dem Ergebnis einer davorliegenden
Operation, auslöst, benötigt nur einen einzigen Befehl.
Wenn alle vier Maskenbits eins sind, ist die Verzweigung unbedingt. Wenn alle vier Maskenbits null
sind, löst der Verzweigungsbefehl keine Operation aus, was, wie bereits oben erwähnt, auch der Fall ist, wenn
das iv2-Feld im PvR-Format null ist.
In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel nimmt der Bedingungscode die Bitpositionen 34 und 35
eines Programmstatuswortes (PSW) ein. Wenn das Programmstatuswort während einer Zustandsumschaltung
abgespeichert wird, bleibt der Bedingungscode als Teil des Programmstatuswortes erhalten. In ähnlicher
Weise wird der Bedingungscode als Teil der rechten Hälfte des Programmstatuswortes in einer
Verzweigen- und Folgeadresse-Ladenoperation abgespeichert. Der Bedingungscode wird durch eine
»Laden-PSW«-, eine »Programm-Maske-setzen«-Operation oder durch ein neues Programmstatuswort, das
infolge einer Unterbrechung geladen wird, eingestellt.
Wie ein Programmstatuswort beispielsweise aussehen kann, ist in F i g. 3 gezeigt. Die Felder dieses
Wortes enthalten: Die Systemmaske (Bits 0 bis 7) ist den Eingabe-Ausgabe-Kanälen und von außen kommenden
Signalen zugeordnet. Wenn ein Maskenbit null ist, kann die zugeordnete Einheit die zentrale
Recheneinheit nicht unterbrechen und die anstehenden Unterbrechungen werden in Bereitschaft gehalten.
Wenn das Maskenbit eins ist, kann die Einheit die zentrale Recheneinheit unterbrechen. Der Sperrschlüssel
(Bits 8 bis 11) wird, immer wenn ein Ergebnis gespeichert werden soll, mit dem Speicherschlüssel
verglichen. Wenn eine Sperrung nicht vorgesehen ist, müssen die Bits 8 bis 11 null sein. Die Prüfmaske M
(Bit 13) zeigt, wenn sie null ist, an, daß die zentrale Recheneinheit nicht durch MascMnenpriifunterbrechungen
unterbrochen werden kann und daß die zugeordneten Fehlersuchvorgänge nicht stattfinden
können. Wenn die Bitposition 13 des Programmstatuswortes eins ist, tritt nach einer Fehlerentdeckung
eine Prüfunterbrechung auf, und die Prüfvorgänge können ablaufen. Der Wartestatus W (Bit 14) zeigt,
wenn er null ist, an, daß die zentrale Recheneinheit sich im Betriebszustand befindet. Wenn das Bit 14
eins ist, ist die zentrale Recheneinheit im Wartezustand. Der Problemstatus P (Bit 15) zeigt durch eine
Null an, daß sich die zentrale Recheneinheit im Supervisorzustand befindet, und durch eine Eins, daß sich
die zentrale Recheneinheit im Problemzustand befindet. Der Unterbrechungscode (Bits 16 bis 31) kennzeichnet
die Ursache einer Eingabe-Ausgabe-, Programm-, Supervisor- oder äußeren Unterbrechung.
Der Code ist null, wenn eine Maschinenunterbrechung auftritt. Der Befehlslängencode JLC (Bits 32 und 33)
kennzeichnet die Länge des letzten ausgeführten Befehls in Halbwörtern, wenn eine Programm- oder
Supervisorunterbrechung auftritt. Für Eingabe-Aus-
ao gäbe- oder äußere Maschinenprüfunterbrechungen ist der Code unvorhersehbar. Der Bedingungscode CC
(Bits 34 und 35) kennzeichnet, wie bereits oben erwähnt, die Bedingungen. Die Programm-Maske
(Bits 36 bis 39) enthält vier Bits. Jedes Bit ist einer Programmabweichung zugeordnet. Wenn das Maskenbit
eins ist, besteht die Ausnahme in einer Unterbrechung. Werni das Maskenbit null ist, tritt keine
Unterbrechung auf. Das Bedeutungsmaskenbit bestimmt auch die Weise, in welcher die Gleitkommaoperation
zu beenden ist. Die Befehlsadresse (Bits 40 bis 63) kennzeichnet die 8-Bit-Bytposition, von
welcher der nächste Befehl zu entnehmen ist.
Die F i g. 4, die nunmehr beschrieben werden soll, zeigt eine durch ein Mikroprogramm gesteuerte
Datenverarbeitungsanlage, von der jedoch nur diese Teile gezeigt sind, welche für die Verarbeitung eines
Bedingungscodes durch einen »Verzweigung-bei-Bedingung«-Befehl im RX-Format von Wichtigkeit sind.
In WirkUchkeit sind in den Verbindungen zwischen den dargestellten Schaltblöcken Tore vorgesehen, um wahlweise
Verbindungen zwischen den Blöcken entsprechend den Programmschritten herzustellen. Um die Fig. 4 anschaulicher
zu machen, sind diese Tore nicht dargestellt. Die Datenverarbeitungsanlage nach Fig. 4 verarbeitet
die Daten in Gruppen, sogenannten Bytes, von denen jedes acht Bits enthält. U, V, T, D, G, S,
. Ri L, M und N sind Register, die jeweils acht Bitpositionen
aufweisen. Einige dieser Register enthalten auch noch eine neunte Bitposition, in welche ein
Paritätsbit eingespeichert wird. Da dieses Bit nur der Prüfung dient, wird es in der nachfolgenden Beschreibung
nicht erwähnt.
A und B sind Register, über welche die Eingangswerte einer arithmetischen und logischen Einheit, der
Kürze halber ALU genannt, zugeführt werden. Die arithmetische und logische Einheit ALU ist so ausgebildet,
daß sie alle in einer Datenverarbeitungsanlage vorkommenden arithmetischen Operationen
auszuführen gestattet. Zusätzlich dazu kann sie auch logische Operationen, wie z. B. die UND-Funktion,
die ODER-Funktion oder die EXKLUSIV-ODERFunktion ausführen. Das bedeutet, daß jedes einzelne
Bit einer Information, die in die ALU über das Register^ zugeführt wird, mit dem entsprechenden
Bit einer über das Register B zugeführten Information verarbeitet oder verglichen wird. Die ALU ist ferner
in der Lage, die vier niederstelligen Bits mit den vier höherstelligen Bits eines Bytes zu vertauschen.
Die in F i g. 4 dargestellte Schaltung enthält auch noch den Hauptspeicher MS, dessen Ausgang mit
dem Register R verbunden ist. Die zwei Register M und N wirken als Adreßregister für den Hauptspeicher.
In einem Decoder DEC werden die Adressen decodiert, bevor sie dem Speicher zugeführt werden.
Außer den üblichen Speicherstellen enthält der Hauptspeicher sechzehn Register, sogenannte allgemeine
Register, von denen jedes zweiunddreißig Bitstellen hat. ίο
In dieser Beschreibung soll angenommen werden, daß der Befehl gerade aus dem Speicher ausgelesen
wurde, der Operationscode entschlüsselt wurde und die Bytes des Befehls in dem besonderen Register für
den Befehl ersetzt wurden. Es wird ausgegangen von einem Zustand, bei welchem die Adresse in den /- und
/-Registern, die zusammen den Befehlszähler darstellen, in das M- und das iV-Register geschoben wird
und das /-Register um eins erhöht wird.
Das adressierte Byte ist das erste Byte (der Operationscode 01000111) des RX-»Verzweigen-bei-Bedingung«-Befehls.
Dieses Byte wird aus dem Hauptspeicher in das i?-Register gelesen, welches das Speicherdatenregister ist. Danach wird der Speicher
regeneriert und das Byte in das G-Register geschoben.
Die obenerwähnte inkrementierte Adresse in den Registern I und / (die zweite dieses Befehls) wird in
die Register N und M geschoben und das /-Register wieder um eins erhöht. Auf Grund der Bits GO, Gl, G2 und G3 in dem G-Register, die den Teil 0100 des
Operationscodes darstellen, wird ein Schritt ausgelöst, bei welchem das zweite Byte des Befehls aus dem
Hauptspeicher in das Ä-Register gelesen wird. Daraufhin wird der Hauptspeicher wieder regeneriert. In der
ALU wird der Inhalt des /.-Registers mit dem Inhalt des i?-Registers einem ODER-Vergleich unterzogen
und das Ergebnis im /-Register gespeichert. Die niedrigen vier Bits, mit welchen die ODER-Funktion
durchgeführt wird, werden geprüft, und die S 5 -Verriegelungsschaltung
wird eingeschaltet, wenn die letzten vier Bits null sind. AndernfaUs wird S 5 ausgeschaltet.
Abhängig vom Ausgangssignal der ALU und der Bedingung des Operationscodes in der Verriegelungsschaltung
G3 wird · der nächste Mikrobefehl bestimmt.
Die um eins erhöhte Adresse in dem /- und /-Register wird in die Register M und N gebracht, und
das Register / wird-um eins erhöht. Abhängig von den Bits G4, G5 und G6 (die während Byte 1 ausgelesen
wurden) wird der nächste Mikrobefehl bestimmt.
Das durch die Registerikf und N bestimmte" Byte wird aus dem Hauptspeicher in das i?-Register gelesen
und der Hauptspeicher wieder regeneriert. Die vier hohen Bits im i?-Register (52) werden zu 00000011
addiert und in das Γ-Register gegeben.
Die Adresse im Γ-Register in den hohen SteUen wählt ein aUgemeines Register (Adresse B2) aus,
während der binäre Wertll die Bitpositionen in diesem Register bestimmt. Die folgende Liste zeigt die
Adressen der verschiedenen Bytes: 60
Byteadresse | Bitpbsitionen | |
4. Byte | 11 | = 24 bis 31 |
3. Byte | 10 | = 16 bis 23 |
2. Byte | 01 | SbislS |
!.Byte | 00 | Obis 7 |
65
Wenn die vier hohen Bits in dem i?-Register null sind, dann ist kein allgemeines Register ausgewählt,
und natürlich wird zur relativen Adresse nichts addiert. Offensichtlich hängt der nächste Schritt vom
Inhalt des aUgemeinen Registers ab. In diesem Fall wird angenommen, daß er nicht nuU ist. Abhängig von
dieser Annahme und den Bits in GO und G7 wird eine Verzweigung zum nächsten Mikrobefehl gemacht.
Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Operationscode 01000111 im G-Register. Das Maskenfeldiil
(Bits 8 bis 11) des RX-Befebls ist in den vier hohen Positionen des /-Registers gespeichert, die vier hohen
Bits (B2) des dritten Bytes des Befehls sind im /-Register gespeichert, und die vier niederen Bits des
dritten Bytes des Befehls sind immer noch im i?-Register.
Die Adresse des Registers KU, welches einen Teil des Hauptspeichers bildet, wird in die Register M
und N gebracht. KU enthält den Bedingungscode, der in der gleichen Weise verschlüsselt ist wie die
Maske im Verzweigungsbefehl. Die niedrigen vier Bits des i?-Registers (die vier hohen Bits der relativen
Adresse D 2) werden in das [/-Register gebracht.
Der Inhalt des Registers KU wird in das .R-Register Übertragen und der Speicher regeneriert. Nun müssen
der Bedingungscode und die Maske miteinander verglichen werden. In diesem Ausführungsbeispiel werden
die vier hohen Bits des /-Registers, welche die Maske Rl enthalten, mit den vier hohen Bits des Ä-Registers
einer UND-Bedingung unterzogen. Die UND-Bedingung wird erfüUt, wenn in einer der vier hohen Bitpositionen des jR-Registers, das die 4-Bit-Version des
Bedingungscodes enthält, und .gleichzeitig in der gleichen der vier hohen Bitstellen des /-Registers ein
»1«-Bit steht. In diesem FaU erscheint am Ausgang der ALU ein »1«-Bit.
Die Adresse in den Registern / und / wird in die Register M und N gebracht. Es wird angenommen,
daß das logische Ausgangssignal der ALU eins ist, womit angezeigt wird, daß die Maske und der Bedingungscode
gleich sind.
Dann wird das vierte Byte des Befehls in das R- Register gebracht, der Speicher regeneriert und das
/-Register um eins erhöht. Als nächstes wird der Inhalt des .R-Registers in das F-Register verschoben.
Die Adresse B2 in dem T7-Register wird in die Register M und N verschoben, und der angesprochene
Bitbereich wird mit 24 bis 31 angegeben (binär 11). Der /-Registerinhalt wird um eins vermindert.
Die Bits 24 bis 31 des aUgemeinen Registers B2, das vorher aufgerufen wurde, werden in das Register R
eingegeben und der T-Registerinhalt um eins vermindert, um das nächste 8-Bit-Byte des allgemeinen
Registers, das durch die vier hohen Bits im /-Register , gekennzeichnet ist, aufzurufen.
Die im Register T enthaltene Adresse wird in das M- und JV-Register gebracht, und der Inhalt des
V- Registers (des vierten Bytes des Befehls) wird zu dem Inhalt des .R-Registers addiert. Das Ergebnis wird
in das K-Register gebracht.
Die Bits 16 bis 23 des aUgemeinen Registers B2,- das durch den Inhalt in T gekennzeichnet wird, wird
in das .R-Register gebracht und der Inhalt des /-Registers um eins vermindert.
Die Adresse des /-Registers wird in die Register M und N gebracht. Diese Adresse ist die gleiche wie die
vorher benutzte (B2), außer, daß die aufgerufenen Bits nunmehr die Bits 8 bis 15 sind. Der Inhalt des
. ·...„■■■;-,. CSV 709 619/327
Claims (1)
- U-Registers, die vier hohen Bits von D2, wird zu den Bits 16 bis 23 des allgemeinen Registers B2, die sich im jR-Register befinden, addiert und das Ergebnis in das CZ-Register gebracht, um den höherwertigen Teil der effektiven Adresse zu bilden, zu welcher die Verzweigung hin ausgeführt wird. Die erste Indexierungsoperation ist damit ausgeführt.Das zweite Byte (Bits 8 bis 15) des allgemeinen Registers B2 wird in das i?-Register gebracht und der Speicher regeneriert. Die vier niedrigwertigen Bits (11 bis 15) im !,-Register {X2) werden an die hohen vier Positionen gebracht und dann zu 000000011 addiert und das Ergebnis in das Γ-Register gebracht. Dieser Schritt dient dazu, die Adresse für die zweite Indexierungsoperation zu bilden, bei welchem der Inhalt des zweiten allgemeinen Registers, das in dem Verzweigungsbefehl mit X2 bezeichnet ist, benutzt wird.Die Adresse in dem Γ-Register wird in die Register M und JV gebracht. Das Byte, das aus den Bits 8 bis 15 ao des mit B2 gekennzeichneten allgemeinen Registers besteht, wird in das D-Register gebracht.Das vierte Byte (Bits 24 bis 31) des X2-Registers wird in das Ii-Register gebracht und der Inhalt des T-Registers um eins vermindert.Die Adresse im T-Register wird in die Register M und JV (X2-Register Bits 16 bis 23) gebracht, und die Adresse im V- Register wird zu den Bits 24 bis 31 addiert und wieder ins V- Register gebracht.Das dritte Byte des Registers X2 (Bits 16 bis 23) wird in das J?-Register gebracht und der Inhalt des T-Registers um eins vermindert. Im nächsten Schritt, der durch die Einstellung der G3-Verriegelungsschaltung ausgelöst wird, wird die Adresse im T-Register in das M- und JV-Register verschoben. Der Inhalt des [/-Registers (Bits 16 bis 23) des Registers B2 und die vier hohen Bits von D2 werden zu dem Inhalt des Ji-Registers (Bits 16 bis 23 von X2) addiert und in das O-Register geschoben. Die effektive Adresse, zu welcher die Verzweigung ausgeführt wird, ist nun hergestellt und befindet sich in den Registern U und V.Das zweite Byte (Bits 8 bis 15 des Registers X2) wird nach R verschoben und der Speicher regeneriert. Der Inhalt des D-Registers (Bits 8 bis 15 des Registers B2) wird zu dem Inhalt des J?-Registers addiert. Wenn die Ausgangssignale des Addierers nicht alle null sind, wird die Sl-Verriegelungsschaltung eingeschaltet. Dies stellt eine Prüfung dar, um festzustellen, ob die Bits im allgemeinen Register, ausgenommen die Bits 16 bis 31, null sind.Das V- Register wird mittels der Maske 00000001 _y' geprüft, um festzustellen, ob die V- Registeradresse innerhalb des gültigen 16-Bit-Wortbereiches-'liegt. Wenn das Ausgangssignal des Addierers nicht null ist, was durch eine Null in der niedrigsten Stelle des V- Registers angezeigt wird, wird die S2-Verriegelungsschaltung eingeschaltet und eine Verzweigung durchgeführt, welche auf dem Ausgangssignal des Addierers beruht. Es wird angenommen, daß das Ausgangssignal der ALU null ist.Die Adresse in dem V- Register wird dann in das /-Register gebracht, und die Adresse in dem U-Register wird in das /-Register verschoben. In diesemZeitpunkt befindet sich die effektive Adresse, welches die Adresse ist, zu welcher die Verzweigung hin durchgeführt wird, in den /-/-Zählern zur Ausführung des nächsten Befehls. Das L-Register wird geleert, um einen Befehlszyklus für den neuen verzweigten Befehl durchzuführen.Wie die Schritte in der vorstehenden Beschreibung zeigen, hat ein Befehl direkt eine bedingte Verzweigung zu einem anderen Befehl (aus der üblichen Reihenfolge heraus) ausgeführt. Die bedingte Verzweigung hängt ab von dem Übereinstimmen oder Nichtübereinstimmen der Maske im Verzweigungsbefehl und dem Bedingungscode, der im Speicher gespeichert ist.Patentansprüche:1. Bedingungsregister für eine programmgesteuerte Datenverarbeitungsanlage, bei welcher die Bedingungen für die Verzweigung von einem Programm in einem Register gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedingungsregister nur so viele Registerstellen hat, daß immer nur eine Bedingung gespeichert ist, nämlich diejenige, die durch die Ausführung eines das Bedingungsregister verändernden Befehls erzeugt wurde, und daß für vier im Binärcode vorhegende Bedingungen nur zwei Speicherstellen im Bedingungsregister vorhanden sind.2. Bedingungsregister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedingungscode mit einer Maske im bedingten Verzweigungsbefehl verglichen wird und daß eine Verzweigung durchgeführt wird, wenn der Maskencode und der Bedingungscode übereinstimmen.3. Bedingungsregister nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedingungscode und die Maske gegebenenfalls nach Umwandlung in die gleiche Codierung einer UND-Bedingung unterworfen werden.4. Bedingungsregister nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehle, die bestimmte Bedingungen zur Folge haben können, nach ihrer Ausführung diese Bedingung ermitteln und daß die Bedingung in das Bedingungsregister- eingegeben wird.5. Bedingungsregister nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedingungsregister Teil eines Registers ist, das die Zustände' (Programmstatuswort) der programmgesteuerten Datenverarbeitungsanlage anzeigende Codes, z. B. den Programmzählerinhalt enthält.
__^6*-- Bedingungsregister nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedingungsregister Teil eines Speicherplatzes des Hauptspeichers ist.7. Bedingungsregister nach Anspruch s, dadurch gekennzeichnet, daß für alle möglichen Unterbrechungen je ein Programmstatuswort in einem bestimmten Speicherplatz des Hauptspeichers gespeichert ist und daß beim Aufrufen einer Unterbrechung das vorher benutzte Programmstatuswort in einen durch die jeweilige Unterbrechung bestimmten Speicherplatz eingegeben und das Programmstatuswort, für diese Unterbrechung als neues Programmstatuswort verwendet wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen709 619/327 7.67 © Bundesdruckerei Berlin
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