DE1474581C3 - Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung - Google Patents

Description

5 6

von Verknüpfungsgliedern in den aufeinanderfolgend Registerstufen für die binären Direktübertra-

beläiigteii binären Rotierstufen veranlaßt, binäre gungsstufcn Null ist:

Nullen zu übertragen. e) die Steueranordnung tritt in Übereinstimmung

Wie zuvor angeführt,.wird beim Stand der Technik _{mjt andcrcr} stcucrinformatiön, weiche eine Ver-

cin vollständig getrennter Satz von binaren Rotier- 5 Schiebeoperation in der entgegengesetzten Rich-

stulen zur Durchlührung von Vcrschiebcopcrat.onen _{(ung und}._{dcrcn Gr(3ße betrifft> in} Tätigkeit, um

in der entgegengesetzten Richtung benötigt. Dies be- _{dic binüren Stufen jp dner andcren Kombina}_

dcLilcl. daß cmc Verschiebung nach links nicht so _üo^ _cinschi_ieß,_{icll dcr} binären Dircktübertra-

durdigelührt werden kann, daß die nach rechts gungsstufcn, wahlweise und aufeinanderfolgend

orientierte Rotieranordnung Verwendung linden io _{SQ ?u bctUti CI},_{f daB dic Summe dcr} vorbestimm-

konnte. Daher konnte der volle Bereich von Schiebe- _{tcn Anzahlcn /; für die} aufeinanderfolgend be-

und Roticropcrationen in beiden Richtungen nicht tätigten binären Stufen gleich Ucm Komplement

durch cmc in einer Richtung orientierte Roticranord- _/; ... _{h der spczicl},_{cn GröBc} ,, _{mit Bezu au},- „

nung durchgeführt werden. Daher ist die Anzahl der _{js( u])d um auSi},_cwah,_te Verknüpfungs»liedcr

Verknüpfungsgliedcr, die zur Durchführung von ₁₅ der binären Direktübertragungsstufen bei" Betä-

Sch.ebe- und Rot.cropcrationcn in beiden Richtun- _{(j zu vcranIas binare NuI},_{cru linabhan}_

gen benötigt werden, doppelt so hoch wie die Anzahl ^ _{yon dcm vorli den Wer[ dcr Bits in dcn}

der Verknüpf ungsglicdcr. die zur Durchfuhrung von Registerstufen, an solche Ausgänge zu übcrlra-

Scluebe- und Roticropcrationen in nur einer Rieh- _gcn^ _{mi( dcncn djc ausgcwan}]_tcn Verknüpfungs-

tung benotigt werden. , , . ^2O glieder verbunden sindi wobei die ausgewählten

r-.ne andere Schiebe- und Rotierschaltungsanoru- Verknüpfunusglicdcr in Übereinstimmung mit

nung ist in einem Artikel »Colum Shifter« von GT. _{dcm Komp},^_mcnt „ _ /, der Vcrschicbcgröße Iu

Paul unter anderem in »The IBM Technical DiS- _{dic yon dcr} ._|ndcren steucrinformation be-

closure Bulletin«. Bd. 4, NnIO vom März 962, stimmt wird, ausgewählt werden.

S. 7^l> und 80, beschrieben. Bei dieser Anordnung 25 ..

wird eine getrennte binäre Roticrslufe für jede Größe Gemäß der Erfindung ist demnach eine binäre der Verschiebung oder Rotation vorgesehen. In dieser Direklübertragungsstufe parallel zu einem in einer Anordnung ist demonstriert, daß eine Rotieroperation Richtung orientierten Satz von binären Roticislufen in der einen Richtung um //Bitpositionen äquivalent des eingangs erwähnten Systems nach Cagle gceiner Rotieroperation in der entgegengesetzten Rieh- 30 schaltet. Jedes Verknüpfungsglied der binären Direkttting um η bis »1 Bitpositionen ist. wenn /; die Anzahl übertragungsstufc ist zwischen den Ausgang der einen der Bits in einem Datenwort ist. auf welches einge- Registerstufe und den Eingang der gleichen Registerwirkt wird. Dieses Prinzip jedoch läßt sich nicht auf stufe geschaltet. Daher tritt die binäre Dircktübcr-Schiebeoperationen in unterschiedlichen Richtungen tragungsstufc in Tätigkeit, um das in dem Register anwenden. Wie zuvor erläutert, umfaßt diese Anord- 35 enthaltene Wort von den Ausgängen zu den Eingännung eine binäre Betätigungsstufc für jede Schiebe- gen zu übertragen, ohne daß eine Änderung der Bitiind Rotationsgröße. weiche durchführbar ist. Dem- positionell eintreten würde, derart, daß die vorbegemäß wird eine Anzahl von binären Rotierstufen stimmte Anzahl ρ der Registerstufen für dic binäre benötigt, die der Anzahl der Bits in dem zu behan- Direktübertragungsstufe gleich Null ist. Die Stcuerdelten Datenwort äquivalent ist, um den vollen 40 anordnung tritt in Übereinstimmung mit Steucrinfor-Bereich von Zwcirichtungs-Verscliiebe- und Rotier- mation in Tätigkeit, welche eine Schiebeoperation in operationen durchzuführen. . der entgegengesetzten Richtung und deren Größe // Demgemäß wird bei der Durchführung eines vollen betrifft und zur selektiven und aufeinanderfolgenden Bereichs von Schiebe- und Rotieroperationen in bei- Betätigung der binären Stufen in einer anderen Komden Richtungen entweder ein doppelter Satz von 45 bination. einschließlich der binären Direktübertracntgegengeselzt gerichteten binären Rotierstufen oder gungsstufe dient, derart, daß die Summe der vorbeeine Anzahl von binären Rotierstufen benötigt, die stimmten Anzahlen ρ für die aufeinanderfolgend begleich der Anzahl der Bits in dem zu behandelnden tätigten binären Stufen gleich dem Komplement /1 /; Datenwort ist. der speziellen Größe //Mn bezug auf η ist. Die Steuer-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 50 anordnung veranlaßt ferner ausgewählte Verknüp-Schiebc- und Roticrschaltungsanordnung der ein- fungsglieder der binären Direktübertragungsstufe, gangs angegebenen Art zu schaffen, mit welcher der unabhängig von dem vorliegenden Wert der Bits in volle Bereich von Schiebe- und Rotieroperationen den Registerstufen an solche Ausgänge, mit welchen durchführbar ist, wobei jedoch die Anzahl der benö- die ausgewählten Verknüpfungsglieder verbunden tigten Verknüpfungsglieder gegenüber dem Stand der 55 sind, binäre Nullen zu übertragen, wenn sie betätigt Technik reduziert ist. ' wird. Die ausgewählten Verknüpfungsglieder werden Die gestellte Aufgabe wird auf Grund folgender dementsprechend in Übereinstimmung mit dem Komweiterer Merkmale gelöst: plement η — h der Schiebegröße /1 entsprechend der

Steuerinformation ausgewählt.

d) Eine binäre Direktübertragungsstufe ist parallel 60 Diese vorteilhafte Schaltungsanordnung führt eine

zu den binären Rotierstufen geschaltet, wobei Schiebeoperation in der einen Richtung durch, indem

jedes Verknüpfungsglied zwischen den Ausgang binäre Rotierstufen, die in bezug auf Rotier- und

der einen Registerstufe und den Eingang der Schiebeoperation in der Gegenrichtung orientiert

gleichen Registerstufe geschaltet ist und -in sind, selektiv aufeinanderfolgend betätigt werden. Bei

Tätigkeit tritt, um das in dem Register enthal- 65 dieser Schaltungsanordnung wird die Anzahl der

tene Datenwort von den Ausgängen zu den Ein- benötigten Verknüpfungsglieder, um einen vollen

gangen ohne Änderung der Bitposition zu über- Bereich von Schiebe- und Rotieroperationen in beitragen, so daß die vorbestimmte Anzahl ρ der den Richtungen durchzuführen, stark vermindert.

Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 die grundsätzliche Arbeitsweise einer Schiebe- und Rotierschaltung für eine Datenverarbeitungsanlage, bei der die Datenworte 16 Bit lang sind,

Fig. 2 die grundsätzliche Arbeitsweise einer Schiebe- und Rotierschaltung als Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Datenverarbeitungsanlage, bei der die Datenworte 20 Bit lang sind,

Fig. 3 A die Einzelheiten eines in Fig. 3 B symbolisch dargestellten Ausführungsbeispicls für ein Verknüpfungsglied, das in dem Blockschaltbild der F i g. 4 bis 11 verwendet werden kann, und F i g. 3 C die Operation des Verknüpfungsgliedes für verschiedene Eingangsbedingungen,

F i g. 4 bis 11 das crfindungsgcmäße Ausführungsbeispiel einer Schiebe- und Rotierschaltung zur Verwendung in Verbindung mit einem 2()stufigcn Register, Fig. 12 die Zuordnung der Fi g. 4 bis 11.

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine einseitig gerichtete Rotierschaltung in Verbindung mit dem Register benutzt. In der Datenverarbeitungsanlage, in Verbindung mit welcher die Erfindung erläutert wird, können die Bits in dem Register bei jedem einzelnen Schritt um I, 2, 4, 8 oder 16 Positionen verschoben werden. Demgemäß ist beispielsweise eine Gruppe von Wegen über Vcrknüpfungsgliedcr vorgesehen, die von jeder Stufe zu der um 4 Positionen weiter rechts gelegenen Stufe führt, und wenn alle diese Wege über Verknüpfungsglicder zusammen betätigt werden, wird das gesamte Datenwort in einem einzigen Schritt um 4 Positionen nach rechts rotiert. Die anderen 4 Gruppen von Wegen über Verknüpfungsglieder steuern die Rotation des Datenwortes um 1. 2. 8 und 16 Positionen nach rechts. In dieser Anlage sind also statt nur eine Gruppe von Verknüpfungsgliedern zur Verschiebung der Daten-Bits um eine Position vorzusehen, zusätzlich vier Gruppen von Verknüpfungsgliedern angeordnet. Die Schaltung ist zwar komplizierter, aber eine Schiebc- oder Rotier-Operation läßt sich sehr schnell durchführen. Beispielsweise kann eine Rotation um ^Positionen nach rechts in nur drei Schritten dadurch erzielt werden, daß nacheinander die drei Gruppen von Verknüpfungsgliedern betätigt werden, die die Verschiebung von Bits um 1, 2 und 16 Positionen steuern.

Eine solche Anlage gibt zwar die Möglichkeit, ein Datenwort schnell zu verschieben oder zu rotieren, aber bisher hätte man die vier Gruppen von Verknüpfungsgliedern, die Schiebe- und Rotations-Operationen nach rechts steuern, verdoppeln müssen, um Schiebe- und Rotations-Operationen nach links zu steuern. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind dagegen die verdoppelten Verknüpfimgsgliedcr in der Links-Richtung nicht erforderlich, da die Schaltungen für eine Rotation nach rechts benutzt werden können, um alle vier Arten von Schiebe-Operationen durchzuführen. Es sind fünf Gruppen von Verknüpfungsgliedern vorgesehen, und die Verknüpfungsglieder in jeder Gruppe steuern jeweils Verschiebungen nach rechts um \, 2, 4, 8 und 16 Positionen. Statt die fünf Gruppen von Verknüpfungsgliedern zur Steuerung von Operationen in der Links-Richtung zu verdoppeln, ist eine einzige Gruppe von Verknüpfungsgliedern vorgesehen, von denen jeweils eine an jede Stufe angeschaltet ist. Jedes Verknüpfungsglied steuert das Einschreiben einer 0 in die entsprechende Stufe. Durch eine Betätigung der sechsten Gruppe von Verknüpfungsgliedern zusammen mit den ursprünglichen fünf Gruppen können Verschiebungen nach links durchgeführt weiden.
- Wenn Schaltungen für eine Rotation nach rechts vorgesehen sind, lassen sich Verschiebungen nach rechts leicht durchführen. Es ist nur erforderlich, das Wiedcrcintretcn von auf der rechten Seite des Rcgisters herausgeschobenen Bits in die linke Seite zu sperren. Auch Rotationen nach links lassen sich durchführen, indem zunächst das Komplement der Schiebegröße mit Bezug auf die Zahl der Register-Stufen gebildet und dann das Datenwort nach rechts rotiert wird. Wenn beispielsweise das Datenwort in einem 20stufigcn Register um 7 Positionen nach links rotiert werden soll, läßt sich die Rotation nach links durchführen, indem das Datenwort um 13 Positionen nach rechts rotiert wird. Bisher war man jedoch der Meinung, daß Schaltungen für eine Rotation nach rechts nicht zur Durchführung von Verschiebungen nach links benutzt werden könnten. Auch wenn das Komplement der Schiebegröße mit Bezug auf die SUifenzahl im Register gebildet und das Wort dann nach rechts rotiert wird, sind die Bits, die gegebenenfalls im Register verbleiben müssen, diejenigen, die auf der rechten Seile aus dem Register herausgeschoben werden. Folglich darf der Wiedereintritt dieser Bits auf der linken Seite des Registers nicht gesperrt sein. Die zu löschenden Bits sind diejenigen, die das Register niemals verlassen haben. Es sei beispielsweise eine Verschiebung nach links um vier Positionen in einem sechsstufmen Register betrachtet. D:>z;i sei angenommen, daß das Register zu Anfang ein Dalcnwort mit 6 Bits enthält, das durch die folgende Reihe dargestellt wird: 6 5 4 3 2 1. Wenn das Komplement der Schiebegröße (nach links), 4, mit Bezug auf die Stufenzahl, 6, gebildet wird, ist die sich ergebende Schiebegröße 2. Wenn die Bits dann uni zwei Positionen nach rechts rotiert werden, enthält das Register die folgende Reihe: 2 \ 6 5 4 3. Wenn aber das ursprüngliche Wort im Register um vier Positionen nach links zu verschieben ist, lautet das Wort, das am Schluß im Register erscheinen soll, 2 10 0 0 0, wobei eine 0 das Löschen eines Bits angibt. Es zeigt sich also, daß, wenn zunächst das Komplement der Schiebegröße mit Bezug auf die Stufenzahl gebildet und die Bits dann nach rechts um eine Zahl von Stufen rotiert werden, die gleich dem Komplement ist, die Bits, die im Register verbleiben müssen, diejenigen sind, die auf der rechten Seite herausgeschoben und auf der linken Seite wieder eingefügt wurden und die zu löschenden Bits diejenigen sind, die auf der rechten Seite des Registers nicht herausgeschoben worden sind. Im Gegensatz zu den Verschiebungen nach rechts scheint also keine einfache Sperranordnung zur Durchführung von Verschiebungen nach links zur Verfügung zu stehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wer-

den Verschiebungen nach links unter Verwendung der Schaltung für Rotationen nach rechts durch Löschen derjenigen Bits im Register durchgeführt, die die rechte Seite des Registers nicht verlassen. Mit Vorteil können diese Bits während des Schiebevorgangs gelöscht werden, und zwar wird ein Bit dann gelöscht, wenn feststeht, daß es die rechte Seite des Registers bei Beendigung der Verschiebe-Operation, auf keinen Fall verlassen wird. Mit anderen Worten,

409 608/169

es können O-Werte in einige Stufen des Registers sogar vor Beendigung der Verschiebe-Operation eingeschrieben werden, wenn feststeht, daß die Bits in diesen Stufen nicht aus dem Register herausgeschoben werden können. Dieses Verfahren läßt sich wohl bei herkömmlichen Schiebe- und Rotierschaltungen anwenden, bei denen die Bits jeweils nur um eine Position verschoben werden können, als auch beiSchiebe- und Rotierschaltungen, bei denen die Verschiebung auf einen Schlag erfolgt. In beiden Fällen lassen sich einseitig gerichtete Rotierschaltungen zur Durchführung von Verschiebe- und Rotations-Operationen in beiden Richtungen verwenden.

Grundsätzliche Arbeitsweise einer Schiebe- und
Rotierschaltung für 16 Bits (Fig. 1)

In F i g. 1 ist eine Matrix-Anordnung von Knoten gezeigt, die 16 Spalten und 5 Zeilen enthält. Jeder Knoten stellt eine Stufe des Registers dar, und alle Stufen sind wenigstens fünfmal gezeigt. Die Knoten in jeder Spalte bedeuten die gleiche Registerstufe. Jeder Knoten ist mit einer Zahl und einem Buchstaben bezeichnet. Beispielsweise liegt der Knoten 7 D in der Spalte 7 und der Zeile D und stellt die Stufe 7 des Registers dar. Die Knoten TA, TB, TC und IE stellen ebenfalls' die Stufe 7· des Registers dar. Alle Knoten rechts von der Linie L-L tragen die gleichen Bezeichnungen wie die entsprechenden Knoten auf der linken Seite der Linie L-L, so daß jede Stufe nur einmal in jeder Zeile dargestellt ist.

Eine vertikale oder diagonale Linie zwischen zwei beliebigen Knoten stellt einen Übertragungsweg dar. Der Bit-Wert an jedem Knoten, d. h. in jeder Stufe, wird entweder über den Vertikalweg zu dem Knoten in der nächsten Zeile der gleichen Spalte oder über einen Diagonalweg zu einem Knoten in der nächsten Zeile übertragen, der weiter rechts liegt. Betrachtet man beispielsweise die Knoten in der Zeile C, so können die Bits in den Registerstufen unverändert bleiben oder zu Stufen verschoben werden, die um vier Positionen weiter rechts liegen. Das im einzelnen weiter unten beschriebene System enthält eine einzige Gruppe von »Vertikal«-Verknüpfungsgliedern, von denen .jedes nur das erneute Einschreiben eines Bits im Register in die gleiche Stufe steuert. Das System enthält außerdem vier Gruppen von »Diagonal«-Vcrknüpfungsgliedern, die das Verschieben der Bits in Schritten von 1, 2, 4 und 8 Positionen steuern. Zur Durchführung einer Rotation nach rechts sind vier Schritte erforderlich. Während des ersten Schrittes ist entweder die Gruppe von Vertikal-Verknüpfungsgliedern betätigt oder die erste Gruppe von Diagonal-Verknüpfungsgliedern, die benachbarte Stufen verbinden. Wenn die Vertikal-Verknüpfungsglieder betätigt sind, wird das Datenwort im Register nicht verändert. Wenn die Diagonal-Verkriüpfungsgliedcr betätigt sind, wird das Datenwort um eine Position nach rechts verschoben. Während dieses ersten Schrittes werden die Übertragungswege betrachtet, die von den Knoten in der Zeile A der F i g. 1 ausgehen. Wenn die Vertikalwege benutzt werden, bleiben die Bits im Register unverändert, da sie in die gleichen Stufen des Registers wieder eingeschrieben werden, d. h., die Bits werden zu gleichbezifferten Knoten in der Zeile ß übertragen. Wenn die Diagonalwege benutzt werden, werden die Bits im Register alle um eine Position nach rechts verschoben.
Während des zweiten Schrittes sind entweder alle Vertikal-Verknüpfungsglieder betätigt oder alle Diagonal-Verknüpfungsglieder, die die Übertragung von Bits von jeder Stufe zu der um zwei Positionen weiter rechts liegenden Stufe steuern. (In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Stufe zwei Positionen rechts von der Stufe 0 die Stufe 14 ist und daß die Stufe zwei Positionen rechts von der Stufe 1 die Stufe 15 ist.) Wenn die Vertikal-Verknüpfungsglieder betätigt sind, wird das Wort im Register nicht verändert. Das ergibt sich aus einer Prüfung der Fig. 1, da die Bits an jedem Knoten in der Zeile B nach unten zu dem gleichbezifferten Knoten in der Zeile C übertragen werden, d. h., die Bits in jeder Registerstufe werden einfach nur in die gleiche Stufe wieder eingeschrieben. Wenn andererseits während des zweiten Schrittes die Diagonalwege benutzt werden, wird jedes Bit im Register um zwei Positionen nach rechts rotiert. Da beispielsweise der Knoten 1OZ? über einen Diagonalweg mit dem Knoten 8C verbunden ist, wird das Bit in der Stufe 10 des Registers zur Stufe 8 verschoben. Entsprechend wird das Bit in der Stufe 0 zur Stufe 14 verschoben usw.

Beim dritten Verfahrensschritl sind entweder alle Vertikal-Verknüpfungsglieder betätigt oder alle Diagonal-Verknüpfungsglieder, die entsprechende Stufen mit vier Positionen weiter rechts liegenden Stufen verbinden. Wenn die Vertikal-Verknüpfungsglieder betätigt sind, wird das gesamte Datenwort einfach nur erneut in das Register eingeschrieben. Wenn die Diagonal-Verknüpfungsglieder betätigt sind, wird das Datenwort um vier Positionen nach rechts rotiert. Wiederum sind entweder alle Vertikal-Verknüpfungsglieder oder alle Verknüpfungsglieder einer Gruppe von Diagonal-Verknüpfungsgliedern betätigt. Gemäß F i g. 1 werden die Bits an den Knoten in der Zeile C entweder direkt nach unten zu den Knoten in der Zeile D oder nach rechts zu den Knoten in der Zeile D übertragen. Entsprechendes gilt für den vierten Verfahrensschritt, bei dem wiederum alle Vertikal-Verknüpfungsglieder in der vierten Gruppe von Diagonal-Verknüpfungsgliedern betätigt sind. Im ersten Fall wird das Datenwort einfach nur erneut in das Register eingeschrieben. Im zweiten Fall wird das Datenwort in einem einzigen Schritt um acht Positionen nach rechts verschoben. Es muß daran erinnert werden, daß die tatsächlich durchgeführte Operation aus dem Einschreiben von Bits in das Register besteht, statt daß die Bits von einer Gruppe von Knoten zu einer anderen verschoben werden. Das ist auch in F i g. 1 gezeigt, wenn man daran denkt, daß die Knoten in allen fünf Zeilen die Stufen des gleichen Registers darstellen. Die Knoten-Darstellung gemäß F i g. 1 ist jedoch nützlich, weil sie eine anschauliche Darstellung der verschiedenen Gesamtverschiebungen vermittelt.

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein System mit 20 Bits, dessen Schaltschema in Fig. 2 dargestellt ist. Bevor jedoch dieses verhältnismäßig komplizierte Schema analysiert wird, muß das ein-

fächere Schema gemäß F i g. 1 verstanden werden. Die Verwirklichung eines Systems mit 16 Bits, die auf dem Schaltplan gemäß F i g. 1 beruht, ist der Verwirklichung des Systems mit 20 Bits gemäß dem Schaltplan nach F i g. 2 ähnlich. Es sei zunächst eine

Rotation nach rechts in einem System mit 16 Bits betrachtet. Die angegebene Schiebegröße betrage 11 Positionen. Da die Wahl von Diagonalschritten zur Durchführung einer Verschiebung um 11 Positionen

auf die Schritte 1, 2, 4 und 8 beschränkt ist, sind die Diagonalschritte 1, 2 und 8 erforderlich. Es sei beispielsweise das Bit betrachtet, das sich zu Anfang in der Stufe 7 befindet. Während des ersten Betriebsschrittes werden alle Diagonalwege zwischen den Knoten in der Zeile A und den Knoten in der Zeile B benutzt. Das Bit am Knoten TA wird also zum Knoten 6B übertragen, d. h., das Bit in der Stufe 7 des Registers wird zur Stufe 6 verschoben. Während des ^weiten Betriebschrittes werden die Diagonalwege zwischen den Knoten in der Zeile B und dem Knoten in der Zeile C statt der Vertikalwcgc benutzt. Das Bit am Knoten 6ß wird also zum Knoten 4C übertragen, d.'h., das Bit in der Stufe 6 wird über ein entsprechendes Diagonal-Verknüpfungsglied zur Stufe 4 gegeben. Während des dritten Betriebsschrittes werden alle Vertikalwege zwischen den Knoten in der Zeile C und den Knoten in der Zeile D benutzt. Folglich wird das betrachtete Bit, das sich jetzt am Knoten 4 C befindet, nach unten zum Knoten 4D übertragen. Während dieses Betriebsschrittes sind alle 16 Vertikal-Verknüpfungsglieder des Systems betätigt, und das Bit in der Stufe 4 des Registers wird einfach nur neu in diese Stufe eingeschrieben. Während des vierten Betriebsschrittes werden alle Diagonalwege zwischen den Knoten in der Zeile D und den Knoten in der Zeile E statt der Vertikalwege benutzt. Folglich wird das betrachtete Bit am Knoten 4 0 zum Knoten 12 E übertragen, d. h., das Bit, das sich ursprünglich in der Stufe 7 befand und jetzt in der Stufe 4 ist, wird über das Diagonal-Verknüpfungsglied zwischen der Stufe 4 und der Stufe 12 zur Stufe 12 übertragen. Nach Durchführung der vier Schritte der Folge erscheint also das Bit, das ursprünglich in der Stufe 7 war, in der Stufe 12, d. h., das Bit ist wie verlangt, um 11 Positionen nach rechts rotiert worden.

Verschiebungen nach rechts lassen sich leicht durch¹ eine Sperrung aller durch die Diagonal-Übertragungswege dargestellten Diagonal-Verknüpfungsglieder erreichen, welche die Linie L-L kreuzen. Es sei daran erinnert, daß bei einer Verschiebung nach rechts die auf der rechten Seite aus dem Register herausgeschobenen Bits auf der linken Seite des Registers nicht wieder eingefügt werden dürfen. Es sind also während des ersten Betriebsschrittes, wenn die Vertikalwege benutzt werden, keine Vertikal-Verknüpfungsglieder gesperrt. Wenn jedoch die Diagonalwege benutzt werden, d. h., alle Bits um eine Position nach rechts verschoben werden, ist das Verknüpfungsglied, das die Stufe O mit der Stufe 15 verbindet, gesperrt. Wenn ein Verknüpfungsglied gesperrt ist, so soll dies bedeuten, daß automatisch eine O in die Stufe eingeschrieben wird, zu der das Verknüpfungsglied ein Bit überträgt. Wenn also der Übertragungsweg zwischen dem Knoten OA und dem Knoten 15 B gesperrt ist, wird das Verknüpfungsglied, das die Stufe O des Registers mit der Stufe 15 verbindet, so gesteuert, daß es eine O in die Stufe 15 unabhängig von dem Bit-Wert einschreibt, der ursprünglich in der Stufe O vorhanden war.

Wenn während des zweiten Schrittes einer Verschiebung nach rechts die Vertikalwege zwischen den Knoten in der Zeile B und den Knoten in der Zeile C benutzt werden, ist "keines der 16 Vertikal-Verknüpfungsglieder des Systems gesperrt. Wenn jedoch die Diagonal-Verknüpfungsglieder benutzt werden, müssen die Bits, welche die Linie L-L kreuzen, gesperrt werden. Es müssen also die Übertragungswege zwischen den Knoten OB und 14C und den Knoten.Iß und 15C gesperrt sein. Die beiden Verknüpfungsglieder, die die Stufen O und 1 des Registers mit den Stufen 14 und 15 verbinden, werden so gesteuert, daß sie automatisch O-Werte in die Stufen 14 und 15, unabhängig vom Wert der Bits in den Stufen O und 1 am Ende des Schrittes 1,"einschreiben.

Eine entsprechende Analyse der F i g. 1 zeigt, daß während des dritten Schrittes, wenn die Diagonal-Verknüpfungsglieder der dritten Gruppe betätigt sind, vier dieser Verknüpfungsglieder gesperrt sein müssen, da vier Diagonalwege zwischen den Knoten in der Zeile C undden Knoten in der Zeile D die Linie L-L kreuzen. Die vier Diagonal-Verknüpfungsglieder, welche die Stufen O bis 3 mit den entsprechenden Stufen 12 bis 15 verbinden, werden so gesteuert, daß sie automatisch O-Werte in die Stufen 12 bis 15, unabhängig vom Wert der Bits in den Stufen O bis 3 am Ende des zweiten Schrittes, einschreiben. Entsprechend werden, wenn während des vierten Betriebsschrittes die vierte Gruppe von Diagonal-Vcrknüpfungsgliedern statt der Vcrtikal-Verknüpfungsglieder betätigt sind, acht dieser Diagonal-Verknüpfungsglieder gesperrt und O-Werte automatisch in die Stufen 8 bis 15 des Registers unabhängig vom Wert der Bits in den Stufen O bis 7 am Ende des dritten Schrittes eingeschrieben. Nach Durchführung des entweder vertikal oder diagonal verlaufenden, vierten Schrittes stellen die Bits, die an den Knoten in der Zeile E erscheinen, das verschobene Datenwort dar, d. h., die Bits im Register sind die gleichen wie die ursprünglichen Bits im Register mit der Ausnahme, daß sie um die verlangte Zahl von Stufen nach rechts verschoben sind.

Eine Rotation nach links läßt sich leicht erreichen. Es wird lediglich das Komplement der Schiebegröße mit Bezug auf die Zahl 16 gebildet und zur Steuerung einer Rotation nach rechs verwendet. Um beispielsweise das Datenwort um 7 Positionen nach links zu rotieren, wird es um 9 Positionen nach rechts rotiert. Es kann also die Schaltung für Rotationen nach rechts zur Durchführung von Rotationen nach links dadurch benutzt werden, daß einfach das Komplement der Schiebegröße mit Bezug auf die Zahl 16 gebildet wird, bevor es als »Leitwort« zur Steuerung der tatsächlichen Rotation (nach rechts) benutzt wird.

Die vierte zu betrachtende Operation ist eine Verschiebung nach links. Wie oben erläutert, war man bisher der Ansicht, daß bekannte Schaltungen für eine Rotation nach rechts nicht zur Durchführung von Verschiebungen nach links benutzt werden können.

Erfindungsgemäß ist das jedoch möglich, wobei nur überraschend wenige zusätzliche Steuerfunktionen erforderlich sind. Wenn auch nur wenig zusätzliche Schaltungen benötigt werden, so kann doch die Analyse in einer gegebenen Anlage sehr kompliziert sein. Aus diesem Grund soll jetzt der Fall mit 16 Bits im einzelnen betrachtet werden.

Zur Durchführung von Verschiebungen nach links mit Hilfe von Schaltungen für Rotationen nach rechts läßt sich das richtige Leitwort wiederum dadurch gewinnen, daß zunächst das Komplement der gegebenen Verschiebegröße mit Bezug auf 16 gebildet wird. Rotiert man dann das Eingangsdatenwort um eine Zahl von Positionen nach rechts, die gleich dem Komplement ist, so wird das Eingangsdatenwort im Ergebnis um die richtige Zahl von Positionen nach links rotiert. Bei einer Verschiebe-Operation müssen

jedoch O-Werte an einem der Enden des Ausgangswortes eingeschrieben werden. Bei Verschiebungen nach rechts lassen sich O-Wcrte leicht an den Knoten auf der linken Seite des Systems dadurch einschreiben, daß die Diagonalwege, die die Linie L-L kreuzen, gesperrt werden. Ein entsprechendes Sperrverfahren für Verschiebungen nach links ist dagegen schwierig zu verwirklichen, da die Bits, die die Linie L-L kreuzen, im System verbleiben müssen, wenn das Eingangsdatenwort nach links verschoben wird, und diejenigen Bits, die die Linie L-L nicht kreuzen, dazu gebracht werden müssen, am Ende der Operation O-Wcrtc anzunehmen. Es sei beispielsweise ein Eingangsdatenwort betrachtet, das aus 16 l-\Vertcn besteht. Es sei angenommen, daß die für die Verschiebung nach links vorgegebene Größe 5 ist. Das sich am Schluß an den Knoten in der Zeile E ergebende Datenwort muß dann 1111111111100000 sein. Wenn das Eingangsdatenwort um 11 Positionen nach rechts rotiert wird, kreuzen die 11 Bits mit der niedrigsten Stcllenzahl im Eingangswort die Linie L-I, und erscheinen in den 11 Positionen mit der höchsten Stellcnzahl des sich am Schluß ergebenden Wortes. Nur den 5 Bits, die die Linie L-L nicht kreuzen, muß bei ihrer Übertragung durch das System der Wert 0 gegeben werden, damit die 5 Bits mit der niedrigsten Stcllenzahl in dem sich am Schluß ergebenden Wort alle den Wert 0 haben. Die Änderung des Wertes dieser 5 Bits auf den Wert 0 erscheint schwierig, da diese 5 Bits die Linie L-L niemals kreuzen, und es ist nicht ohne weiteres einzusehen, daß eine bestimmte Gruppe von Diagonalwegcn, wie im Falle einer Verschiebung nach rechts, gesperrt werden kann.

Der Ausgangspunkt der Analyse ist das folgende Prinzip, das sich aus der vorstehenden Erläuterung ableiten läßt: Eine Schiebe-Opcration nach links läßt sich durchführen, wenn die verlangte Größe der Verschiebung nach links mit Bezug auf 16 ergänzt wird und dann eine Übertragung nach rechts durch das Netzwerk nur für diejenigen Daten-Bits zugelassen wird, die die Linie L-L kreuzen. Wenn an irgendeiner Stelle im Netzwerk 0-Werte für die Bits eingefügt werden, die die Linie L-L nicht kreuzen, erscheinen 0-Werte an den am weitesten rechts liegenden Knoten in der Zeile E. wie verlangt.

Die Diagonallinic D-D fällt mit dem Weg 15/1 bis OE zusammen, der in Wirklichkeit vier bestimmte Übertragungswege enthält. Alle Vertikalwcge, welche durch die Linie D-D verlaufen, und alle Vertikalwege, die an einem Knoten auf der Linie D-D enden, sind in F i g. 1 gestrichelt. Es sind also der Weg OD-O E und der Ausgangsweg, der von Knoten OE nach unten geht, gestrichelt, da sie an einem Knoten auf der Linie D-D enden. Die 7 Vertikalwege 1D-IE bis TD-TE sind gestrichelt, da sie die Linie D-D kreuzen. Die beiden Vcrtikalwege 8C-8D und 8D-8E sind gestrichelt, da sie jeweils am Knoten SD enden, der auf der Linie D-D liegt. Die 3 Vertikalwege 9C-9D bis HC-HD sind gestrichelt, weil sie die Linie D-D kreuzen. Die beiden Vcrtikalwege 12B-12C und 12C-12D sind gestrichelt, da sie jeweils am Knoten 12C enden, durch den die Linie D-D verläuft. Der Vertikalweg 135-13C ist gestrichelt, da die Linie D-D ihn kreuzt. Die beiden Vertikalwege 14/4-14B und 14B-14C sind gestrichelt, da sie am Knoten 14 B enden, der auf der Linie D-D liegt. Der Vertikalweg 15/1 _rl 5 ß und der von oben zum Knoten 15 Λ führende Vcrtikalweg sind ebenfalls gestrichelt, da sie jeweils am Knoten 15 A enden, der auf der Linie D-D liegt.

Nachdem die gestrichelten Vertikalwege bestimmt sind, läßt sich eine Verschiebung nach links unter Verwendung der Schaltung für eine Rotation nach rechts auf überraschend einfache Weise erreichen. Es ist nur erforderlich, daß das Komplement der Eingangsgröße für die Verschiebung nach links mit Bezug auf 16 gebildet und das Eingangsdatenwort

ίο dann nach rechts um eine Zahl von Positionen rotiert wird, die gleich dem Komplement ist, wobei alle gestrichelten Vertikalwege gesperrt werden, d. h., daß an den Knoten am unteren Ende jedes Weges automatisch 0-Werte eingeschrieben werden, wenn cntsprechende Vertikalschritte durchgeführt werden. Durch die absolute Sperrung der gestrichelten Vcrtikalwege bei der Durchführung einer Verschiebe-Operation nach links erscheinen automatisch 0-Werle an der erforderlichen Zahl von am weitesten rechts stehenden Knoten in der Zeile D, d. h., es erscheinen automatisch 0-Wcrtc in der erforderlichen Anzahl der am weitesten rechts liegenden Stufen im Register. Die Sperrung der Vcrtikalwege, die die Diagonale D-D kreuzen, hat die Auswirkung, daß die Datcn-Bits nur dann im Register bleiben dürfen, wenn sie die Linie L-L kreuzen. Es zeigt sich, daß die vier Diagonalwegc, die auf der Linie D-D liegen, ohne Nachteil auf die Betriebsweise ebenfalls gesperrt werden könnten, da die Sperrung der gestrichelten Vcrtikalwcgc sicherstellt, daß keine Daten-Bits jemals an Knoten auf der Linie D-D ankommen. Eine zweckmäßige Verwendung für die Sperrung einiger dieser Diagonalwegc soll weiter unten beschrieben werden. Für den Aufbau einer Schiebe- und Rotierschaltung für andere Datenworte als solche mit 16 Bits ist es erforderlich, klar zu verstehen, warum eine Sperrung der gestrichelten· Vcrtikalwege in Fig.! sicherstellt, daß O-Werte an der richtigen Zahl von am weitesten rechts stehenden Knoten in der Zeile £ erscheinen, nachdem das Eingangsdatcnwort über das Netzwerk übertragen worden ist. Die Auswahl der zu strichelnden Vertikalwege beruht auf dem oben angegebenen Fundamental-Prinzip. Durch eine Sperrung der Vjrtikalwcge, die durch die gcstrichelten Linien dargestellt werden, wird garantiert, daß 0-Werte für diejenigen Bits im ursprünglichen Datenwort eingefügt werden, die die Linie L-L nicht kreuzen, wenn sie die Knoten in der Zeile E erreichen.
Die Vertikalwcge in Fig. 2 lassen sich in drei Gruppen einordnen, nämlich die gestrichelten Wege im Bereich D-D. die Vcrtikalwege, die rechts oben von den gestrichelten Wegen liegen, und die Vertikalwcge, die links unten von den gestrichelten Wegen sind. Der Schlüssel für dieses Schema der Vertikalwege besteht darin, daß sichergestellt werden soll, daß eine 0 für jedes Bit eingefügt wird, das bei seiner Übertragung über das Netzwerk die Linie L-L nicht kreuzen kann. Zunächst seien die Bits an den Knoten im oberen rechten Teil des Netzwerkes betrachtet.

Das Bit am Knoten 0/1 kreuzt L-L, wenn ein Diagonalschritt 1 durchgeführt wird. Wenn jedoph ein Vertikalschritt erfolgt und das Bit zum Knoten 0ß übertragen wird, kann es später immer noch L-L kreuzen, wenn ein Schritt 2. 4 oder 8 entlang einer Diagonalen

durchgeführt wird. Folglich darf der Vertikahveg, der den Knoten OA mit dem Knoten OB verbindet, nicht blockiert sein. Für das Bit am Knoten OA darf auch keine 0 eingesetzt werden, wenn ein Vcrtikalschntt

unternommen wird, da das Bit später die Linie L-L kreuzen kann und daher im System verbleiben sollte. Es sei ein anderer Knoten, beispielsweise der Knoten

7 C betrachtet. Zu dem Zeitpunkt, in dem das Bit am Knoten 7 C erscheint, ist eine Verschiebung um höchstens 3 Positionen nach rechts vorgenommen worden. Das Bit am Knoten 7 C hat daher L-L bis jetzt noch nicht gekreuzt. Das Bit am Knoten 7C kann jedoch L-L noch kreuzen, wenn ein Diagonal- ■ schritt zum Knoten 3D oder ein Vertikalschritt zum Knoten ID erfolgt. In beiden Fällen kann das ursprünglich am Knoten 7 C vorhandene Bit jetzt L-L kreuzen, wenn die nächste Verschiebung um 8 Positionen entlang der Diagonalen 7 D bis 15£ oder 3D bis HE erfolgt. Folglich darf der Vertikalweg vom Knoten 7C nicht gesperrt sein, d. h., es soll keine 0 für das Bit am Knoten 7 C eingesetzt werden, und zwar auch dann nicht, wenn der Vertikalweg 7 C-7D benutzt wird, da das Bit die Linie L-L noch kreuzen kann, wenn ein Diagonalschritt mit dem Wert 8 vorgenommen wird.

Es seien jetzt die Knoten oberhalb der gestrichelten Vertikalwege betrachtet, beginnend mit der Gruppe von Knoten OD bis 8 D. Bei der Übertragung der ursprünglichen Bits an den Knoten in der Zeile A zu den Knoten in der Zeile D kann eine maximale Verschiebung um 7 Positionen stattgefunden haben. Die einzigen Bits an den Knoten in der Zeile D, die L-L bereits gekreuzt haben können, sind diejenigen an den Knoten 15 D bis 9 D, den sieben am weitesten links stehenden Knoten in der Zeile. Auf keine irgendwie geartete Weise können die Bits an· den Knoten 8 D bis OD die Linie L-L bereits gekreuzt haben. Wenn diese Bits die von der Zeile D nach unten führenden Vertikalwege benutzen, haben sie L-L nicht gekreuzt, wenn sie an den Ausgangsknoten 8 E bis OE erscheinen. In diesem Fall haben diese Bits L-L nicht gekreuzt, und sie sollten als O-Wcrte in dem sich am Schluß ergebenden Wort erscheinen. Aus diesem Grund darf, wenn der Diagonalschritt um

8 Positionen nicht ausgeführt wird, OD nicht durch das System übertragen werden und muß durch O-Werte ersetzt werden. Ein gesperrter Vertikalweg führt dazu, daß eine 0 in den Knoten am Fuß des Vertikalweges eingeschrieben wird. Wenn also der Diagonalschritt um 8 Positionen nicht ausgeführt wird, werden automatisch O-Werte an den Knoten 8 E bis OE eingeschrieben, d. h., es werden O-Werte automatisch in die Stufen 8 bis 0 des Registers eingeschrieben.

Ein Leitwort stellt die wirkliche Schiebegröße für die Rotation nach rechts dar. Es enthält vier Bits, Xl, X2, XA und X8, die jeweils nur dann den Wert 1 haben, wenn der entsprechende Diagonalschritt auszuführen ist. Da das Leitwort die tatsächlich ausgeführten Schritte darstellt, ist seine Größe bei Verschiebungen nach links das Komplement der Eingangsgröße mit Bezug auf 16. Wenn beispielsweise bei einer Verschiebung nach links die Eingangsgröße 9 ist, lautet das Leitwort Olli.

Es seien jetzt die Knoten in der Zeile C betrachtet. Die Vertikalwege, die von den Knoten IC bis OC nach unten führen, dürfen nicht gesperrt werden, da, auch wenn die Bits an diesen Knoten die Vertikalwege benutzen, die Bits immer noch die L-L kreuzen können, wenn X 8 eine 1 ist. Das gleiche trifft aber nicht für die Knoten Ϊ2 C bis 8 C zu. Wenn der Schritt 4 gerade betrachtet wird, ist die maximale Verschiebung durch das Netzwerk bis jetzt 3 gewesen. Folglich können Bits, die bereits die Linie L-L gekreuzt haben, an den Knoten 15 C bis 13 C auftreten. Dagegen können, die Bits an den Knoten 12C bis OC auf keine Weise bereits die Linie L-L gekreuzt haben. Die Bits an den Knoten 7 C bis OC brauchen nicht beeinflußt zu .werden, wie oben erläutert. Es verbleiben also nur noch die Bits an den Knoten 12 C bis 8C. Wenn die Bits an diesen Knoten einen Vertikalschritt von der Zeile C ausführen und demgemäß an den Knoten 12D bis 8 D erscheinen, können sie die Linie L-L auch dann nicht kreuzen, wenn als nächstes der Diagonalschritt mit dem Wert 8 erfolgt. Der weiteste Punkt, den eines dieser Bits erreichen kann, ist der Knoten OE. Da die Bits an den Knoten 12C bis 8C die Linie L-L noch nicht gekreuzt haben und sie auch nicht kreuzen können, wenn X 4 eine 0 ist, sind die Vertikalwege von den Knoten 12 C bis 8 C gesperrt. Wenn X4 eine 0 ist, werden automatisch 0-Werte an den Knoten 12 D bis 8 D eingeschrieben.

Es seien jetzt die Knoten in der Zeile B betrachtet.

Die Bits an den Knoten 11B bis OS brauchen nicht beeinflußt zu werden. Sie können nachfolgend die Linie L-L auch dann kreuzen, wenn sie Vertikalschritte von den Knoten in der Zeile B zu den Knoten in der Zeile C ausführen. Sogar das Bit am Knoten HB kann die Linie L-L nach einem Vertikalschritt zum Knoten HC kreuzen, wenn die Bits X4 und XS den Wert 1 haben. Folglich brauchen die Bits an den Knoten 11B bis 0ß nicht beeinflußt zu werden.

Wenn der Schritt von 2 Positionen betrachtet wird, kann die bereits vorgenommene Verschiebung maximal den Wert 1 haben. Folglich kann das Bit am Knoten 15B die Linie L-L bereits gekreuzt haben, wobei es vom Knoten OA gekommen ist. Dagegen können die Bits an den Knoten 14 B bis 12 B die Linie L-L noch nicht gekreuzt haben, und wenn diese Bits Vertikalwege in der Zeile B benutzen, besteht keine Möglichkeit mehr, daß sie nachfolgend die Linie L-L kreuzen, und zwar auch dann nicht, wenn X4 und X 8 den Wert 1 haben. Auch das Bit am Knoten 12B kann L-L nicht kreuzen, wenn es vertikal nach unten zum Knoten 12 C übertragen wird. Wenn X4 und X8 beide den Wert 1 haben, kann dieses Bit nicht weiter als bis zum Knoten OE gelangen. Da die 3 Bits an den Knoten 14 B bis 12B die Linie L-L nicht kreuzen können, wenn Xl den Wert 0 hat, sind die 3 entsprechenden Wege gesperrt. Durch das Sperren dieser Wege und das automatische Einschreiben von 0-Werten an den Knoten 14 C bis 12C erscheinen diese Bits in dem sich am Schluß ergebenden Datenwort als 0-Werte.

Es seien jetzt die Knoten in der Zeile A betrachtet. Die Bits an den Knoten 13/1 bis OA können die Linie L-L auch dann kreuzen, wenn Xl den Wert 0 hat. Beispielsweise kann das Bit am Knoten 13 A, auch wenn es vertikal zum Knoten 13 B übertragen wird, immer noch die Linie L-L kreuzen, falls X 2, X4 und X8 alle den Wert 1 haben. Aus diesem Grunde brauchen die Bits an den Knoten 13 A bis OA nicht beeinflußt zu werden. Für die Knoten 15-4 und 14 A gilt dies jedoch nicht. Wenn Xl eine 0 ist, würden die Bits im System mit den höchsten Ziffernstellen zu den Knoten 15 B und 14 B übertragen.

Diese Bits können dann niemals mehr die Linie L-L kreuzen, auch dann nicht, wenn A" 2, X 4 und X 8 den Wert 1 haben.. Das Bit am Knoten 14 B kann höchstens bis zum Knoten OE gelangen. Folglich sind die

409 608/169

beiden Vertikalwege 15A-15B und 14A-14B bei der Verschiebung nach links gesperrt. Wenn also das Wort für das Komplement der Verschiebegröße eine 0 für das Bit ATl enthält, müssen an den Knoten 15 B und 14ß automatisch O-Werte eingechrieben werden, d. h., O-Werte müssen in die Stufen 15 und 14 automatisch eingeschrieben werden.

Man beachte, daß die vertikale Linie oberhalb des Knotens 15/) ebenfalls gestrichelt ist. Die maximale Größe einer Rotation nach rechts, die angegeben werden kann, ist 15. Folglich kann das Bit am Knoten 15 A die Linie L-L niemals kreuzen, da es höchstens bis zum Knoten OE gelangen kann. Die kleinste Größe, die bei einer Verschiebung nach links angegeben werden kann, ist 1. Wenn eine Verschiebung nach links um den Wert 1 angegeben wird, wird das Datenwort um 15 Positionen nach rechts rotiert. Dadurch, daß immer eine 0 am Knoten 15 A eingeschrieben wird, erscheint eine 0 am Knoten OE. Das ist offensichtlich erforderlich, da bei jeder Verschiebung nach links, außer bei dem Trivialfall einer Verschiebung nach links mit dem Wert Null, eine 0 in der Position mit. der niedrigsten Ziffernstelle des sich am Schluß ergebenden Datenwortes erscheinen muß. Aus diesem Grund ist der Ausgangsweg unterhalb der Knoten OE bei Verschiebungen nach links gesperrt. Einige weitere Folgerungen bezüglich dieser beiden letzerwähnten gestrichelten Wege sollen weiter unten beschrieben werden.

Auf diese Weise wird durch Sperrung aller gestrichelten Vertikalwege sichergestellt, daß O-Werte für alle Bits eingesetzt werden, die an den Knoten oberhalb dieser Wege erscheinen und keine Möglichkeit haben, die Linie L-L zu kreuzen. Die Knoten der Gruppe im oberen rechten Bereich des Netzwerkes brauchen nicht beeinflußt zu werden, da die Bits an diesen Knoten auch dann die Linie L-L kreuzen können, wenn Vertikalschritte von diesen Knoten aus erfolgen. Die einzigen Knoten, die noch betrachtet werden müssen, sind diejenigen, die unterhalb und links von den gestrichelten Vertikalwegen liegen, nämlich die Knoten 15 £ bis IE, 15 D bis 9 D, 15C bis 13 C und 15 B. Die Bits an diesen Knoten brauchen ebenfalls nicht beeinflußt zu werden. Wenn eine 0 an einem dieser Knoten erscheint, braucht keine Beeinflussung stattzufinden, da eine Sperrung der vertikalen Übertragung ebenfalls dazu führen würde, daß eine 0 über das Netzwerk übertragen wird. Auch wenn die Bits an diesen Knoten den Wert 1 haben, müssen sie die Linie L-L bereits gekreuzt haben und sollten folglich im Netzwerk verbleiben. Beispielsweise kann das Bit am Knoten 15C nicht vom Knoten 15 A gekommen sein, da das Bit am Knoten 15 A für Verschiebungen nach links immer 0 ist. Wenn das Bit am Knoten 15C eine 1 ist, muß es nach einer Diagonalverschiebung von 1 und einem Vertikalschritt von 2 vom Knoten OA und nach einem Vertikalschritt von 1 und einer Diagonalverschiebung von 2 vom Knoten IA gekommen sein oder nach Diagonalverschiebungen mit dem Wert 1 und 2 vom Knoten 2A. In jedem Fall hat das Bit am Knoten 15C die Linie L-L bereits gekreuzt und braucht am Knoten 15 C nicht mehr beeinflußt zu werden. Entsprechend müssen 1-Werte, die an den anderen Knoten erscheinen, die Linie L-L bereits gekreuzt haben und, da sie im System bleiben sollen, dürfen die Vertikalwege von diesen Knoten nicht gesperrt sein.

(Beachte, daß bei dem speziellen Beispiel gemäß F i g. 1 Verschiebungen und Rotationen mit dem Wert 16 nicht zugelassen sind, da der Maximalwert des Leitwortes 15 ist. Außerdem muß, wenn eine Schaltung für ein System mit 16 Bits gemäß F i g. 1 aufgebaut wird, Vorsorge für den Trivialfall getroffen werden, bei dem für eine Verschiebung oder Rotation nach links eine Verschiebegröße 0 angegeben wird. Das Komplement von 0 mit Bezug auf 16 ist 16, und das Netzwerk kann maximal nur eine Rotation von 15 ausführen. Für diese Fälle muß Vorsorge getroffen werden, wenn eine Schaltung für 16 Bits aufgebaut wird. Die zusätzlich erforderlichen Schaltungen sind dem Fachmann klar, insbesondere nachdem im folgenden der kompliziertere Fall für ein System mit 20 Bits betrachtet worden ist. Der Netzwerkplan für 16 B'its wird in erster Linie deswegen beschrieben, weil ohne diese Grundlage das Verständnis des Schemas für ein System mit 20 Bits außerordentlich schwierig ist.)

Der Fall mit 16 Bits ist verhältnismäßig einfach. Es wird die Schaltung für Rotationen nach rechts benutzt, und es werden keine Wege sowohl bei Rotationen nach rechts als auch nach links gesperrt, wobei im letzteren Fall das Komplement der vorgegebenen Verschiebegröße gebildet wird, bevor die Rotation nach links mit Hilfe einer tatsächlichen Rotation nach rechts durchgeführt wird.

Eine Verschiebung nach rechts wird mit Hilfe einer normalen Rotation nach rechts durchgeführt, wobei aber die Diagonalwege, die die Linie L-L kreuzen, gesperrt sind, d. h., es werden O-Werte in die Knoten an den Enden dieser Wege immer dann eingeschrieben, wenn das Leitwort angibt, daß diese Wege zu benutzen sind. Schließlich läßt sich eine Verschiebung nach links erreichen, indem zunächst das Komplement der gegebenen Verschiebegröi3e gebildet und dann eine Rotation nach rechts unter Sperrung der gestrichelten Vertikalwege durchgeführt wird. Durch eine unbedingte Sperrung der gestrichelten Vertikalwege im Fall einer Verschiebung nach links wird sichergestellt, daß die einzigen 1-Werte im ursprünglichen Datenwort, die durch das Netzwerk zu den Knoten in der Zeile E übertragen werden, diejenigen sind, die die Linie L-L kreuzen.

Wie die vorstehende Analyse gezeigt hat, sind in F i g. 1 (und jedem ähnlichen Netzwerk, bei dem die Zahl von Bits im Datenwort eine ganzzahlige Potenz von 2 ist) drei sich nicht überlappende Gruppen von Knoten und Wegen wie folgt vorhanden: Die Gruppen von Knoten und Wegen, die denjenigen im oberen rechten Teil der F i g. 1 entsprechen, weiche alle diejenigen Knoten und Wege enthalten, die von Daten-Bits vor einer Kreuzung der Linie L-L benutzt werden können; die Gruppe von Knoten und Wegen, die denjenigen im unteren linken Teir der Fig. 1 ent- i sprechen, welche alle diejenigen Knoten und Wege ; enthalten, die benutzt werden können, nachdem Daten-Bits die Linie L-L gekreuzt haben; und die j Gruppe von Knoten und Wegen, die denjenigen der :

Diagonalrichtung der F i g. 1 entsprechen, welche zu j keiner der beiden vorher genannten Gruppen gehö- j ren und in keinem Fall von einem Daten-Bit vor der j Kreuzung der Linie L-L benutzt werden, noch von. j einem Daten-Bit, das die Linie L-L gekreuzt hat.

Diese letzte Gruppe in F i g. 1 besteht aus allen der gestrichelten Wege, allen Knoten mit oberhalb öder unterhalb gelegenen gestrichelten Wegen und den Diagonalwegen entlang der Linie D-D vom Knoten

15 A zum OE. In der vorstehenden Erläuterung ist zwar angenommen worden, daß alle gestrichelten Vertikalwege gesperrt sind. Ein brauchbares Verfahren unter Verwendung des Netzwerkes gemäß Fig. 1 zur Durchführung einer Verschiebung nach links besteht jedoch darin, eine Untergruppe der gestrichelten Vertikalwege entlang der Linie D-D und die Diagonalwege entlang der Linie O-O zu sperren. Diese Untergruppe wird so gewählt, daß jedes Eingangsdaten-Bit gezwungen wird, die Linie L-L zu kreuzen, wenn es ohne Sperrung durch das gesamte Netzwerk laufen soll. Es sei daran erinnert, daß.Fig. 1 lediglich eine bequeme Darstellung der in den Registerstufen vorgenommenen Verschiebung ist. Die Signale an den Knoten der Zeile A .kann man sich als den Zustand des Registers am Anfang der Verschiebung und die Signale an den Knoten der Zeile E als den Zustand am Ende der Verschiebung vorstellen. Eine Sperrung des Vertikalweges von oben zum Knoten 15 A bedeutet dann, daß die Registerstufe 15 vor Beginn der Verschiebung zwangläufig den Wert 0 enthält. Entsprechend bedeutet eine Sperrung des Weges, der vom Knoten OE nach unten führt, daß die Registerstufe 0 nach Beendigung, der Verschiebung zwangläufig eine 0 enthält. Um solche Komplikationen zu vermeiden, umfaßt eine günstige Untergruppe von Wegen, die in F i g. 1 zur Durchführung einer Verschiebung nach links zu sperren ist, alle gestrichelten Wege, die eine parallel zu und dicht oberhalb der Linie D-D verlaufende Linie schneiden, mit Ausnahme des Vertikalweges, der von oben zum Knoten 15 A führt. Dann sind zusätzlich die beiden Wege zu sperren, die vom Knoten ISA nach unten führen. Die gesperrten Wege sind demnach die zwischen den Knotenpaaren 15 A-15 B, 15A-14B, 14A-14B, UB-UC, 12B-12C, 11C-11D, lOC-lOD, 9C-9D, 8C-8D, TD-TE, 6D-6E, 5 DSE, 4D-4E, 2,D-T, E, 2D-2E, ID-IE und 0D-0£. Man beachte, daß diese Untergruppe die Bedingungen 'erfüllt, daß jedes Daten-Bit die Linie L-L kreuzen muß, wenn es durch das Netzwerk ohne Sperrung laufen will, d. h., wenn es nach dem Ende der Verschiebung erscheinen soll. Es bestehen weitere Möglichkeiten für eine Auswahl zu sperrender Untergruppen.

In dem Fall für 16 Bit wird eine Untergruppe der gestrichelten Vertikalwege unbedingt gesperrt. Diese Wege sind bei der Durchführung einer Verschiebeoperation nach links niemals in Tätigkeit. Tatsächlich läßt sich in jedem System, für das die Zahl von Bits eine Potenz von zwei ist und das Wort für die Verschiebegröße die Form (X 32) (ΛΊ6) (X 8) (A" 4) (Α"2)(ΛΊ) hat, ein Netzwerk ähnlich dem nach F i g. 1 leicht bilden. Die Linie D-D wird als Gerade durch die beiden Knoten in der oberen linken und unteren rechten Ecke gezogen. Alle Vertikalwege, die die Linie D-D schneiden, und alle Vertikalwege, die (entweder von oben oder von unten) an einem Knoten auf der Linie D-D enden, sind gestrichelt. Eine geeignete Zahl dieser Vertikalwege wird bei allen Verschiebungen nach links unbedingt gesperrt, und es braucht keine zusätzliche Steuerung ausgeübt zu werden, um sicherzustellen, daß die einzigen 1-Werte, die über das' System übertragen werden, diejenigen sind, die die Linie L-L kreuzen, d.h., diejenigen, die nicht durch O-Werte auf der rechten Seite des sich am Schluß ergebenden Wortes ersetzt werden dürfen. Ein schwieriger Fall liegt dann vor, wenn die Zahl von Bits in einem Datenwort nicht eine Potenz von 2 ist. In einem solchen Fall dürfen einige der Vertikalwege nicht unbedingt gesperrt werden. In bestimmten Fällen müssen diese Wege offcnbleibin, d. h., sie müssen unter bestimmten Umständen 1-Werte nach unten übertragen. Zur Erläuterung des komplizierteren Falles wird jetzt auf Fig. 2 Bezug genommen, die das Netzwerk für ein System mit 20 Bits zeigt.

Grundlagen der Betriebsweise einer Schiebe-
und Rotierschaltung für 20 Bits (F i g. 2)

Es sei angenommen, daß das Schiebe- und Rotiernetzwerk nach F i g. 2 zur Aufnahme von Kommandos bezüglich einer Verschiebung oder Rotation entweder" nach links oder nach rechts mit einer angegebenen Eingang-Schiebegröße zwischen 0 und 20 benötigt wird. Es wird vorausgesetzt, daß Eingangs-Schiebegrößen mit mehr als 20 Positionen nicht von Interesse sind und als -gültiges Eingangskommando nicht zugelassen sind.

Ein Wort für die Schiebegröße mit 5 Bits ist erforderlich, um eine der Zahlen 0 bis 20 anzugeben. Das Leitwort hat also die Form (Xl6) (A" 8) (X 4) (X 2) (X 1). Das Leitwort, das die Übertragung von Bits in den Stufen des Registers steuert, ist bei Verschiebungen und Rotationen nach rechts identisch mit der Eingangs-Schiebegröße und ist bei Verschiebungen und Rotationen nach links das Komplement der Eingangs-Schiebegröße mit Bezug auf die Zahl 20. Eine zusätzliche Gruppe von Vertikal- und Diagonalübertragungswegen wird benutzt, um die Übertragung von den Knoten in der Zeile E zu den Knoten in der Zeile F zu steuern. Die Verschiebungen werden in Schritten von 1, 2, 4, 8 und 16 erreicht. F i g. 2 läßt sich auf die gleiche Weise wie F ig. 1 deuten. Es sind Übertragungswege vorgesehen, um Bits entweder vertikal oder diagonal nach rechts zu übertragen. Nur diese Wege sind erforderlich, um alle 4 möglichen Operationen zu steuern.

Die Operation der Anlage für 20 Bits bei der Rotation eines Datenwortes mit 20 Bits nach rechts ist leicht zu verfolgen. Um beispielsweise das Wort um 19 Positionen nach rechts zu rotieren, wird das Wort für die Eingangsschiebegröße 10011 als Leitwort benutzt. Die betätigten Diagonalverknüpfungsglieder gehen von Knoten in den Zeilen A, B und E aus. Die benutzten Vertikahvege gehen von den Knoten in den Zeilen C und D aus. Das sich am Schluß ergebende rotierte Datenwqrt erscheint an den Knoten 19 F bis OF. Für eine Rotation nach links wird das Komplement der Verschiebegröße mit Bezug auf 20 gebildet und das Datenwort dann um eine Zahl von Positionen nach rechts rotiert, die gleich dem Komplement ist. Um beispielsweise um eine Position nach links zu rotieren, wird zunächst das Komplement der Verschiebegröße 00001 mit Bezug auf 20 gebildet. Das sich ergebende Leitwort 10011 (Dezimal 19) wird dann zur Steuerung der Rotation nach rechts benutzt.

Um eine Verschiebung nach rechts zu erreichen, müssen nur alle Diagonalwege, welche die Linie L-L kreuzen,. gesperrt werden. Wenn dann automatisch 0-Werte an jedem Knoten, an welchem ein die Linie L-L kreuzender Diagonalweg endet, eingeschrieben werden, ist sichergestellt, daß 0-Werte an der richtigen Zahl der am weitesten links liegenden Knoten in der Zeile F erscheinen. Die Steuerung einer Verschiebung nach links in einem System bis 20 Bits un-

21 22

ter Verwendung der Schaltung für Rotationen nach Wege benutzt werden, die Bits an dem entsprechen-

rechts ist jedoch nicht so einfach, wie in dem Fall den Knoten im folgenden die Linie L-L kreuzen kön-

für 16 Bits. Der Grund dafür besteht darin, daß die nen. (Die Grundregel zur Steuerung einer Verschie-

die Linie D-D kreuzenden Vertikalwege nicht in allen bung nach links ist immer die gleiche: Es wird das

Fällen unbedingt gesperrt werden können. Es ist eine 5 Komplement der Eingangsschiebegröße mit Bezug

weitere Analyse erforderlich, um zu bestimmen, wel- auf die Zahl von Bits in einem Datenwort gebildet

ehe Vertikalwege zur Erzielung einer Verschiebung und dann eine Rotation nach rechts vorgenommen,

nach links gesperrt werden müssen. wobei die einzigen 1-Werte in dem ursprünglichen

Bei dem Netzwerk für 16 Bits gemäß F i g. 2 lag Wort, deren Übertragung zu den Ausgangsknoten der günstige Fall vor, daß eine Gruppe gestrichelter io zugelassen wird, diejenigen sind, die die Linie L-L Vertikalwege vorhanden war, die niemals von Daten- irgendwann bei ihrer Übertragung durch das Netz-Bits, die die Linie L-L bereits gekreuzt hatten, be- werk kreuzen.) In dem System mit 20 Bits gemäß nötigt wurden, noch von Daten-Bits, die die Linie L-L Fig. 2 gilt das gleiche für die Knoten und Vertikalin späteren Stufen des Netzwerkes kreuzen würden. wege im oberen rechten Teil der Figur. Auch wenn Diese Gruppe von gestrichelten Wegen war groß ge- 15 die Bits an diesen Knoten die entsprechenden Vertinug, um eine Untergruppe von ihnen derart wählen kalwege nehmen, können sie später die Linie L-L zu können, daß eine Sperrung dieser Untergruppe für kreuzen, und aus diesem Grund sollten die Vertikal-Verschiebungen nach links die Daten-Bits zwingt, wege im oberen rechten Teil nicht gesperrt werden, zur Übertragung durch das Netzwerk die Linie L-L In F i g. 1 werden alle gestrichelten Vertikalwege unzu kreuzen. In dem Netzwerk gemäß F i g. 2, das ty- 20 bedingt gesperrt. Eine Sperrung der Vertikalwege im pisch für den Fall ist, in welchem die Zahl von Bits unteren linken Teil ist nicht erforderlich, da 1-Werte im Datenwort nicht eine ganzzahlige Potenz von 2 an den Knoten oberhalb dieser Wege die Linie L-L ist, besteht jedoch die Gruppe von Wegen, die nie- bereits gekreuzt haben müssen. Dagegen werden in mais von Daten-Bits benötigt wird, die die Linie L-L F i g. 2 die gestrichelten Vertikalwege nicht alle unbercits gekreuzt haben, noch von Daten-Bits, die die 25 bedingt gesperrt, und es besteht die Möglichkeit, daß Linie L-L in späteren Stufen des Netzwerkes kreuzen 1-Werte in dem ursprünglichen Datenwort unter bewerden, aus so wenigen Wegen, daß eine Unter- stimmten Umständen über diese gestrichelten Wege gruppe von ihnen nicht für Verschiebungen nach nach unten zu den Knoten im unteren linken Teil der links gewählt und unbedingt gesperrt werden kann, Zeichnung übertragen werden. Aus diesen Gründen derart, daß die Daten-Bits gezwungen werden, die 30 muß auch den Vertikalwegen im unteren linken Teil Linie L-L zu kreuzen, wenn sie zu den Ausgangsan- der Figur Aufmerksamkeit geschenkt werden, obschliissen des Netzwerks übertragen werden sollen. wohl sich im folgenden zeigen wird, daß die für die Tatsächlich sind in Fig. 2 Wege vorhanden, bei- gestrichelten Vertikalwege benutzte Steuerung derart spielsweisc 13D-13£, die für Bits benötigt werden, beschaffen ist, daß eine Steuerung der Vertikalwege die die Linie L-L bereits gekreuzt haben, oder für 35 im unteren linken Teil der Zeichnung nicht erforder-Bits. die die Linie L-L später kreuzen. lieh ist.

Ein Ausgangspunkt zum Aufbau des Netzwerkes Zunächst ist zu klären,· warum nicht alle gestri-

für ein System, bei dem die Zahl von Daten-Bits chelten Vertikalwege unbedingt gesperrt sein dürfen,

nicht eine ganzzahlige Potenz von 2 ist, besteht darin, Es sei der Weg 12D-12E betrachtet, der die Linie

die Linie D-D dicht unterhalb des Diagonalweges 40 D-D kreuzt. Wenn die Bits im Eingangswort an den

von dem äußersten Knoten in der oberen linken Ecke Knoten in der Zeile D erscheinen, ist ein Schritt mit

zu ziehen (d. h., dicht unterhalb der Linie von 19 A dem Wert 8 zu betrachten. Die maximal mögliche

nach 0 F in F i g. 2). Alle Vertikalwege, die die Linie Verschiebung in den ersten drei Schritten ist 7 (wenn

D-D kreuzen, werden dann gestrichelt. Die Gruppe X\, X2 und X 4 den Wert 1 haben). Das Bit am

von Knoten und Wegen links unterhalb der Gruppe 45 Knoten 12 D, d. h. das Bit'in der Stufe 12 des Regi-

von gestrichelten Wegen enthält alle Knoten und sters nach Durchführung des dritten von den fünf

Wege, die für Daten-Bits erforderlich sind, welche Schritten der Folge, kann auf keine Weise die Linie

die Linie L-L bereits gekreuzt haben. Eine Sperrung L-L bereits gekreuzt haben. Das Bit am Knoten 12 D

der gestrichelten Wege kann daher in keiner Weise kann nur von einem der Knoten 12 Λ bis 19 A geDaten-Bits beeinflussen, welche die Linie L-L ge- 50 kommen sein. Folgt man dem Muster gemäß Fig. 1,

kreuzt haben. Das Verfahren zur Verwendung des so sollte der Weg 12 D-12 E unbedingt gesperrt sein,

Netzwerkes gemäß F i g. 2 für Verschiebungen nach wenn X 8 eine 0 ist. In F i g. 1 werden die gestrichel-

links soll weiter unten im einzelnen erläutert werden. ten Vertikalwege gesperrt, da, wenn sie benutzt wür-

Es besteht jedoch im wesentlichen darin, die Gruppe den, die Bits an den Knoten oberhalb der Wege auf von gestrichelten Vertikalwegen zu sperren, falls 55 keine Weise später die Linie L-L kreuzen können,

nicht ein Daten-Bit, das einen bestimmten gestrichel- bis sie die letzte Zeile von Knoten erreichen. Das Bit

ten Weg benutzt, in nachfolgenden Stufen des Netz- am Knoten 12 D in F i g. 2 kann aber auch dann die

werkes derart geleitet wird, daß es die Linie L-L Linie L-L kreuzen, wenn X 8 den Wert 0 hat. In die-

kreuzt. sem Fall wird das Bit am Knoten 12 D zum Knoten

In Fig. 2 sind 20 gestrichelte Vertikalwege vor- 60 12£ übertragen. Solange ΛΓ16 den Wert 1 hat, wird

handen. und zwar einer für jede Spalte. Es soll daran das Bit am Knoten 12 £ die Linie L-L kreuzen und

erinnert werden, daß in Fig. 1 alle Vertikalwege im am Knoten 16F. enden. Folglich kann der Vertikal-

Netzwerk zu 3 bestimmten Gruppen gehören, näm- weg 12 D-12 £ nicht unbedingt gesperrt werden, da

lieh den gestrichelten Vertikalwegen, denen im obe- das Bit am Knoten 12 D immer noch die Linie L-L ren rechten Teil der Figur und denen im unteren lin- 65 kreuzen kann, und zwar auch dann, wenn der Verti-

ken Teil der Figur. Gemäß F i g. 1 werden die Verti- kalweg 12 D-12 £ benutzt wird. Man beachte jedoch,

kalwege im oberen rechten Teil bei Verschiebungen daß das Bit am Knoten 12 D nur dann die Linie L-L

nach links nicht beeinflußt, da auch dann, wenn diese auch bei Benutzung des Vertikalweges kreuzen kann,

wenn X16 den Wert 1 hat. Folglich ist der Vertikalweg 12 D-12 E bedingt zu sperren, d. h., es ist automatisch, am Knoten 12 E eine 0 einzuschreiben, wenn X 8 eine 0 ist, falls nicht X16 den Wert 1 hat. Wenn X16 eine 1 ist, braucht der Vertikalweg 12 D-Il E nicht gesperrt zu werden, da sichergestellt ist, daß das Bit am Knoten 12 D die Linie L-L später kreuzt.

Es ist erforderlich, eine geeignete Übertragungsfunktion für jeden gestrichelten Vertikalweg in F i g. 2 abzuleiten. Die Übertragungsfunktioö für jeden Weg gibt im wesentlichen folgendes an: Bei einer Verschiebung nach links ist der Weg zu sperren, wenn nicht sichergestellt ist, daß das Bit am Knoten oberhalb des Weges die Linie L-L nachfolgend kreuzt. Das folgende Verfahren läßt sich benutzen, um die Übertragungsfunktionen· der Vertikalwege, die die Linie D-D kreuzen, in anderen Systemen abzuleiten. Jede Übertragungsfunktion stellt einen Boolschen Ausdruck dar. Der gesamte Ausdruck hat den Wert 1, werin der entsprechende Vertikalweg in Tätigkeit sein soll. Er ist 0, wenn der entsprechende Vertikalweg gesperrt werden muß, und es muß automatisch eine 0 in den Knoten eingeschrieben werden, an welchem der Weg endet. In den abzuleitenden Übertragungsfunktionen stellt der Ausdruck (HL) ein Eingangskommando zur Verfügung einer Verschiebe-Operation nach links dar. HL hat den Wert 1, wenn eine Verschiebung nach links durchzuführen ist. Der Ausdruck HL ist 0, wenn eine der drei anderen möglichen Operationen durchgeführt werden soll.

Zunächst werden die 5 Knoten AE bis OE betrachtet. Die Eingangs-Bits erscheinen an diesen Knoten, wenn der Schritt um 16 Positionen vorgenommen werden soll. Bis zu diesem Punkt beträgt die maximale Verschiebung, die bereits vorgenommen sein kann, 15 (8 + 4+2 + 1). Die Bits an den Knoten 19E bis SE können die Linie L-L bereits gekreuzt haben. Dagegen können die Bits an den Knoten 4 E bis 0 E die Linie L-L in keinem Fall bereits gekreuzt haben, da der Knoten 4 E 16 Positionen rechts von der Linie L-L liegt und die Knoten 3 E bis 0 E noch weiter entfernt sind.'Wenn der Diagonalschritt mit dem Wert 16 von diesen 5 Knoten aus nicht erfolgt, haben die Bits an diesen Knoten die Linie L-L nicht gekreuzt, wenn sie an den Knoten der Zeile F erscheinen. Aus diesem Grund müssen die Vertikalwege von den Knoten 4 E bis 0 E bei Verschiebungen flach links Unbedingt gesperrt werden. Die Übertrat gungsfunktion für die 5 Vertikalwege 4 E-4 F bis 0 £-0 F lautet (XIS) (TTL). (Der Ausdruck X16 stellt das Bit mit der höchsten Stellenzahl im Leitwort dar, nachdem dieses aus dem Komplement der Eingangsschiebegröße gebildet ist. Mit anderen Worten, X16 hat den Wert 1, wenn die Diagonalwege von den Knoten E benutzt werden sollen.) Die Übertragungsfunktion (XlS) (TTL) für die 5 Vertikalwege 4 E-4 F bis OE-OF gibt die Operation der Wege in allen Fällen wieder; In den drei Fällen, die keine Verschiebungen nach links betreffen, hat HL den Wert Ö und TTt den Wert 1, so daß die Übertragung des Weges nur eine Punktion des Leitaiisdruckes XIS ist. Wenn X16 den Wert 0 hat, ergibt sich für ΧΊΒ eine 1,ι und die Übertragungsfunktion hat den Wert \, Die Vertikalwege können nach Bedarf benutzt wefdefl< Wenn X 16 am 1 ist, hat XTtS den Wert 0, und die Verfikaiwege sind gesperrt. Auch wenn keifie Verschiebung naefi links durchgeführt wird, können die VertikaWege durch den Leitäusdruek gesperrt werden, da sie nicht benötigt werden. (Es wurde zwar oben erläutert, daß durch das Sperren eines Vertikalweges automatisch eine 0 in den Knoten am Fuß des Weges eingeschrieben wird. Das erfolgt jedoch nur dann, wenn keine 1 über den Diagonalweg ankommt, der an dem gleichen Knoten endet. Wenn also A" 16 eine 1 ist, können, obwohl die 5 Vertikalwege gesperrt sind, 1-Werte an den Knoten 4 F bis OF erscheinen, wenn 1-Werte ursprünglich an den Knoten

ίο OE und 16 E bis i9E vorhanden sind.) Wenn andererseits HL den Wert 1 hat und damit angibt, daß eine Verschiebung nach links durchgeführt wird, hat TTL den Wert 0, und die 5 Vertikalwege werden ohne Rücksicht darauf, weichen Wert X16 hat, gesperrt.

Das ist die gewünschte Operation. Wenn A" 16 den Wert 0 hat, würden die Vertikalwege normalerweise 1-Werte übertragen, sind aber statt dessen gesperrt, wie verlangt. Die Sperrung der Vertikalwege 4 E-4 F bis OE-OF bei Verschiebungen nach links ist unbe-

ao dingt, wie die Übertragungsfunktion (HL) (XTS) zeigt. ·

Es seien jetzt die Knoten 12 D bis S D in Zeile D betrachtet. Wenn ein Schritt mit dem Wert 8 durchgeführt werden soll, beträgt die maximale Verschiebung, die bis dahin stattgefunden haben kann, 7 (4+2+1). An den Knoten 19 D bis 13 D können Bits erscheinen, die die Linie L-L bereits gekreuzt haben. Die Bits an den Knoten 12 D und die Bits an den Knoten auf der rechten Seite von 12 D können jedoch die Linie L-L auf keine Weise bereits gekreuzt haben. Wenn X 8 den Wert 0 hat und die 8 Vertikalwege 12 D-12 E bis 5 D-S E beschriften werden, besteht immer noch die Möglichkeit, daß die ursprünglich an den Knoten 12 D bis SD vorhandenen Bits die Linie L-L kreuzen. Auch wenn diese Vertikalwege benutzt werden und die Bits zu den Knoten 12 E bis 5 E übertragen werden, können die Bits beim letzten" Schritt noch L-L kreuzen, wenn X16 den Wert 1 hat. Folglich ist, weil die 8 Vcrtikalwege bei Verschiebungen nach links gesperrt sein sollen, wenn X 8 den Wert 0 hat, die Sperrung bedingt. Die Wege müssen nicht gesperrt sein, wenn X16 eine 1 ist. Dann können die 8 Vertikalwege benutzt werden, auch wenn die über sie übertragenen Bits die Linie L+L noch nicht gekreuzt haben, da sichergestellt ist, daß sie beim letzten Schritt L-L kreuzen.

Die Übertragungsfunktion für die 8 Vertikalwege 12 D-12 £ bis 5 D-S E lautet (XS) [(HL)+X16]. Bei den drei Operationen, die keine Verschiebungen nach links sind, hat HL den Wert 0 und TTL den Wert 1, so daß der in der eckigen Klammer stehende Ausdruck ebenfalls 1 ist. Für die drei Operationen besteht keine Notwendigkeit, die Vertikalwege zu sperren, außer als Funktion des Leitausdruckes X 8.

Wenn X 8 den Wert 0 hat, ist Xg eine 1, und die Übertragungsfunktion'hat den Wert 1. Dann sind die Wege nicht gesperrt. Wenn X 8 eine 1 ist, hat XS den Werf 0, und die Übertragungsfunktion ist 0, so daß die Übertragung über die Vertikalwege durch den

Leitattsdtfück verhifldert ist. Wenn andererseits eine Verschiebung nach liriks durchgeführt wird, hat HL den Wert 1 ttaa Wß den Wert 0. In diesem Fall redüzieft sieh die Übertragungsfunktion zu (XS) [XlG]. Wen« X16 eine Ö ist^ ergibt sich für die Übertra-

gäÄgJSfuflkfiöri eine 0, I)äs ist die gewünschte Maß-Hährifev dem* bei Versciiiebungen nach links sollen die 8\Vefffkafwege t%ß*12E bis SD-SE gesperrt iv w&ftf X16 de« Wert 0 hat. Wenn andererseits

409 608/16?

25 26

X16 eine 1 ist, reduziert sich die Übertragungsfunk- hat (HL) den Wert O. Dann ist die Übertragungs-

tion auf den Leitausdruck XH. Dann sind die Verti- funktion 0, und der Vertikalweg ist unbedingt ge-

kalwege nicht gesperrt. Das ist auch erforderlich, da sperrt.

diese 8 Vertikalwege nicht gesperrt sein und eine ver- Wenn ein Schritt um zwei Positionen durchgeführt

tikale Übertragung auch bei Verschiebungen nach 5 wird, können die Bits des ursprünglichen Wortes be-

links ermöglichen müssen, wenn ΑΊ6 den Wert 1 reits um maximal 1 Position verschoben worden sein,

hat. Folglich können die Bits an den Knoten 18 B und

Als nächstes seien die Bits an den Knoten 15 C 17 B die Linie L-L auf keine Weise bereits gekreuzt bis 13 C betrachtet. (Der Knoten 16 C, der ebenfalls haben. Es sei angenommen, daß diese Bits die entan der Spitze eines gestrichelten Vertikalweges zwi- io sprechenden Vertikalwege zu den Knoten 18 C und sehen den Zeilen C und D liegt, soll später betrach- 17 C benutzen. Damit das zum Knoten 17 C übertet werden.) Wenn ein Schritt mit dem Wert 4 durch- tragene Bit die Linie L-L kreuzt, muß es noch um geführt werden soll, können die Bits an den Knoten 18 Positionen nach rechts verschoben werden. Das 15 C bis 13 C die Linie L-L noch nicht gekreuzt ha- Bit am Knoten 18 C muß noch um 19 Positionen ben. Die drei Vertikalwege 15 C-15 D bis 13 C-13 D 15 nach rechts verschoben werden. Als einzige Schritte sollen bei Verschiebungen nach links gesperrt sein, verbleiben diejenigen mit 4, 8 und 16 Positionen. Gewenn nicht sichergestellt ist, daß die Bits an den Kno- meinsam sind die Schritte mit 8 und 16 Positionen ten 15 C bis 13 C später L-L kreuzen. Ohne Rück- nicht zulässig. Die einzige Kombination von Schritsicht auf den Wert von X 8 können die drei Bits, die ten, die sicherstellt, daß beide Bits die Linie L-L nach unten zu den Knoten 15 D bis 13 D übertragen ao kreuzen, ist die mit 4 und 16 Positionen. Folglich werden, L-L immer noch kreuzen, falls X16 den müssen die Wege 18 fl-18 C und 17 ß-17 C bei allen Wert 1 hat. Wenn X 8 = 1 ist, findet eine Verschie- Verschiebungen nach links gesperrt werden, wenn bung mit dem Wert 8 zwischen den Zeilen D und E nicht X 4 und X16 beide den Wert 1 haben. Die statt, aber X16 muß ebenfalls den Wert 1 haben, da- Übertragungsfunktion für diese beiden Wege lautet mit diese Bits die Linie L-L kreuzen (X 8 und XU a₅ (Xl) \HL+(X16) (X*)]. Diese Übertragungsfunkhaben tatsächlich niemals beide den Wert 1, da dies tion beschreibt die Tätigkeit der beiden Wege bei alein Leitwort bedeuten würde, dessen Werf größer als len 4 Operationsarten. Bei den 3 Operationen, die 20 ist). Folglich ist sichergestellt, wenn und nur wenn keine Verschiebung nach links beinhalten, hat (77E) X16 den Wert 1 hat, daß die 3 Bits an den Knoten den Wert 1. Die Vertikalwege übertragen Daten-Bits, 15 C bis 13 C später die Linie L-L kreuzen, auch 30 wenn X 2 den Wert 0 hat. Das ist erforderlich, da die wenn die gestrichelten Vertikalwege benutzt werden. beiden Wege auf normale Weise arbeiten sollen, Es müssen also die 3 Vertikalwege auf die gleiche wenn bei allen Operationen außer Verschiebungen Weise bedingt gesperrt werden, wie die 8 Vertikal- nach links ein Vertikalschritt zwischen den Knoten wege 12 D-12 E bis 5 D-.5 E. Die Übertragungsfunk- 18 B und 18 C und den Knoten 17 B und 17 C ertion für diese 3 Wege ist mit der vorherbetrachteten 35 forderlich ist. Wenn X 2 den Wert 1 hat, übertragen Übertragungsfunktion identisch, mit der Ausnahme, die beiden Wege keine Daten-Bits, da die Diagonaldaß der Leitausdruck (XS) durch den Ausdruck (X4~) wege an Stelle der Vertikalwege von den Knoten ersetzt ist. Die Übertragungsfunktion für die 3 Verti- 18 B und 17 B aus benutzt werden. Bei Verschiebunkalwege 15 C-15 D bis 13 C-13 D lautet also (Xf) gen nach links hat WO den Wert 0. Wenn X 2 eine 0 [ΉΤ+Χ16]. 40 ist, hat Xl den Wert 1, aber die Übertragungsfunk-

Auch das Bit am Knoten 16 C kann die Linie L-L tion hat den Wert 1 nur dann, wenn X 4 und X 16

noch nicht gekreuzt haben, wenn der Schritt mit dem beide 1 sind. Die Vertikalwege sind also bei allen

Wert 4 gerade durchgeführt wird, weil die bis dahin Verschiebungen nach links gesperrt, wenn nicht

erfolgte maximale Verschiebung höchstens 3 (2 + 1) sichergestellt ist, daß 1-Werte, die über diese Wege

sein kann. Der Weg 16 C-16 D gehört aber zu einer 45 nach unten übertragen werden, nachfolgend die Linie

anderen Kategorie als die Wege 15 C-15 D bis L-L kreuzen.

13 C-13 D. Wenn der Vertikalweg 16 C-16 D benutzt Der letzte, noch zu betrachtende gestrichelte Verwird, kann das Bit am Knoten 16 C nachfolgend die tikalweg, der die Linie D-D kreuzt, ist der Weg Linie L-L auch dann nicht kreuzen, wenn X16 den 19 A-19 B. Die Übertragungsfunktion für diesen Weg Wert 1 hat. Da die Eingangsschiebegröße und das 50 ist gleich der gerade für die Wege 18 ß-18 C und Leitwort, daß das Komplement dieser Größe mit Be- 17/3-17 C abgeleiteten. Wenn eine 1 am Knoten zug ,auf 20 ist, 20 oder weniger sein muß, muß X 8 19 A vertikal zum Knoten 19 B übertragen wird, den Wert 0 haben, wenn X16 eine 1 ist, und das Bit kann sie die Linie L-L nur kreuzen, wenn sie nacham Knoten 16 C kann für X 4 = 0 nicht weiterkom- folgend um 20 Positionen nach rechts verschoben men, als bis zum Knoten 0 E. Folglich kann das Bit 55 wird. Folglich wird der Weg bei allen Verschiebunam Knoten 16 C in keinem Fall die Linie L-L kreu- gen nach links gesperrt, außer, wenn X 4 und X16 zen, wenn der Vertikalweg 16 C-16 D benutzt wird. beide den Wert 1 haben. Man beachte, daß, wenn X 4 Also muß der Weg 16 C-16 D unbedingt gesperrt und X16 beide den Wert 1 haben und eine Verwerden. Die Übertragungsfunktion für diesen Weg Schiebung nach links durchgeführt wird, die urlautet (XQ) (JTC). Für alle Operationen außer einer 60 sprüngliche Verschiebegröße 0 gewesen sein muß. Verschiebung nach links hat (EL) den Wert 1. Wenn Der Weg 19 A-19 B wird also bei allen Verschiebundie Leitfunktion X 4 0 ist, hat (X4) den Wert 1. Die gen nach links gesperrt sein, außer, wenn das Em-Ubertragungsfuriktion ist dann eine 1 und der Verti- gangs-Datenwort überhaupt nicht verschoben werden kalweg 16 C-16D kann, wie verlangt, benutzt wer- soll. Das ist auch die erforderliche Funktion, weil, den. Wenn XA den Wert 1 hat, ist die Übertragungs- 65 wenn das Datenwort überhaupt nach links verscnofunktion 0, wie es tür die richtige Führung von Bits ben wird, das Bit am Knoten 19 A, also das am weir durch das Netzwerk erforderlich ist. Wenn anderer- testen links stehende Bit im ursprünglichen Daten^ seits bei Verschiebungen nach links HL eine 1 ist, wort, gelöscht werden muß.

Die soeben für die 20 gestrichelten Vertikalwege abgeleiteten 20 Übertragungsfunktionen definieren die Arbeitsweise dieser Wege für alle 4 Operationsarten. Die Vertikalwege oben rechts von diesen Wegen brauchen außer durch die Leitfunktionen nicht gesteuert zu werden, da die Bits an den Knoten am oberen Ende dieser Wege die Linie L-L auch dann nachfolgend kreuzen können, wenn sie vertikale Schritte ausführen. Für diese Vertikalwege ist also keine spezielle Steuerung bei der Ausführung einer Verschiebung nach links erforderlich. Eine spezielle Steuerung-ist. auch für keinen Vertikalweg erforderlich, wenn eine der 3 anderen Operationsarten durchgeführt wird. Folglich hat die Übertragungsfunktion für jeden dieser Wege einfach die Form (XT). Jeder dieser Wege überträgt nur dann ein Bit nach unten, wenn sein Steuerbit im Leitwort eine 0 ist. Wenn das Steuerbit eine 1 ist und die Diagonalwege benutzt werden sollen, haben die Übertragungsfunktionen für die Vertikalwege den Wert 0.

Die letzte Gruppe von noch zu betrachtenden Vertikalwegen sind diejenigen im unteren linken Teil der Zeichnung. In F i g. 1 haben die Übertragungsfunktionen für diese Wege einfach nur die Form (XI). Auch bei Verschiebungen nach links soll die Übertragung zugelassen sein, wenn X1 den Wert 0 hat, da alle 1-Werte, die an den Knoten am oberen Ende dieser Wege erscheinen, die Linie L-L bereits gekreuzt haben müssen. Das gleiche gilt jedoch nicht für die Vertikalwege im unteren linken Teil der F i g. 2. Da einige der gestrichelten Vertikalwege bei Verschiebungen nach links nicht gesperrt sein dürfen, können 1-Werte über diese Wege nach unten zu den Knoten im unteren linken Teil der Zeichnung auch dann übertragen werden, wenn sie die Linie L-L noch nicht gekreuzt haben. Es sei jedoch daran erinnert, daß 1-Werte nur dann über die Vertikalwege nach unten übertragen werden sollen, wenn sichergestellt ist, daß sie nachfolgend die Linie L-L kreuzen. Es ist also nicht nötig, eine zusätzliche Sperrung für irgendeinen der Vertikalwege im unteren linken Teil der Zeichnung vorzusehen. Die Übertragungsfunktionen für diese Wege haben wiederum die Form (XJ).

Es müssen jetzt die Übertragungsfunktionen für die Diagonalwege abgeleitet werden. Beinahe alle Diagonalwege haben Übertragungsfunktionen der Form (A'l). Die Diagonalwege werden immer dann benutzt, wenn die entsprechenden Steuer-Bits in dem Wort für die Verschiebegröße den Wert 1 haben. Die Diagonalwege, deren Übertragungsfunktionen nicht die einfache Form (X 1) haben, sind diejenigen, welche die Linie L-L kreuzen. Es soll daran erinnert werden, daß diese Wege bei Verschiebungen nach rechts gesperrt werden müssen. Die Übertragungsfunktionen für die Diagonalwege, die L-L kreuzen, haben also die Form (A" 1) (HK). HR hat nur dann den Wert 1, wenn eine Verschiebung nach rechts durchgeführt wird. Bei Verschiebungen nach rechts werden die Diagonalwege, die L-L kreuzen, gesperrt, da ihre Übertragungsfunktionen den Wert 0 haben. Wenn eine der drei anderen Operationsarten durchgeführt wird, hat HR den Wert 0, und die Übertragungsfunktionen derOiagonalwege, die L-L kreuzen, reduzieren sich auf die Form (Xl), da diese Diagonalwege auf die gleiche Weise gesteuert werden, wie die anderen Diagonal wege im Netzwerk.

Die Analyse der Fig. 2 wurde gegeben, damit das Verfahren zur Ableitung der Übertragungsfunktionen für alle Arten von Wegen auch dann verständlich ist, wenn sie für ein System abgeleitet werden müssen, bei dem die Zahl von Bits in einem Datenwort nicht. eir.e Potenz von 2 ist. In den F i g. 4 bis 11 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung für ein System mit 20 Bits gezeigt, das auf dem Netzwerk gemäß Fig. 2 beruht.

ίο Schiebe-und Rotierschaltung für 20 Bits

(Fig. 4 bis 11)

In der Schiebe- und Rotierschaltung sind die Verknüpfungsglieder nur in schematischer Form dargestellt. Bevor zu einer Analyse der Schiebe- und RotierscHaltung übergegangen wird, muß die verwendete besondere Verknüpfungsglieder-Schaltung betrachtet werden. Die Grundschaltung des Verknüpfungsgliedes ist in F.ig. 3A dargestellt. Fig. 3B zeigt

ao die symbolische Darstellung des Verknüpfungsgliedes, die in der Zeichnung benutzt wird. Fig. 3C ist eine Tabelle, die die Ausgangsspannung eines Verknüpfungsgliedes mit.3 Eingängen für die 8 Kombinationen von Eingangs-Signalpegeln angibt.

as Die Operation des Verknüpfungsgliedes läßt sich kurz wie folgt beschreiben. Der Ausgang liegt nur dann auf niedrigem Potential (0), wenn alle Eingänge auf hohem Potential (1) liegen. — Im folgenden soll zur Vereinfachung der Ausdruck »hohes Potential« durch den Ausdruck »hoch« und der Ausdruck »niedriges Potential« durch den Ausdruck »tief« ersetzt werden. — Andererseits liegt der Ausgang hoch, wenn wenigstens ein Eingang tief ist. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung stellen Signale mit niedrigem Pegel (Erde) O-Werte dar und Signale mit hohem Pegel 1-Werte. Gemäß Fig. 3A sind, wenn alle Eingänge hoch liegen, alle Eingangsdioden in Sperrichtung vorgespannt. Folglich fließt ein Strom von der Quelle 300 über den Widerstand 301, die Diode 303 und den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 301. Der Transistor leitet, und der Ausgang ist über den Transistor gegen Erde kurzgeschlossen. Der Ausgang liegt also tief, wenn alle Eingänge hoch sind. Wenn jedoch wenigstens ein Eingang tief ist, fließt der Strom von der Quelle 300 durch die entsprechende Eingangsdiode zu der Eingangsquelle mit niedrigem Pegel. Es fließt kein Strom über die Diode 303, und der Transistor 301 bleibt gesperrt. Der KoI^ lektor dieses Transistors, also der Ausgang des Verknüpfungsgliedes, liegt folglich hoch, und zwar auf dem gleichen Potential wie die Quelle 302. Damit der Ausgang hoch liegt, muß nur einer der Eingänge tief liegen. Die Fig. 3C zeigt die Arbeitsweise des Verknüpfungsgliedes, wenn drei Eingänge vorgesehen sind. Das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes hat den Wert 1, wenn wenigstens eines der Eingangssignale eine 0 ist. Der Ausgang liegt nur dann tief, wenn alle Eingänge hoch liegen. Wenn ein bestimmtes Verknüpfungsglied nur einen Eingang aufweist, arbeitet es als Inverter. Wenn der Eingang tief ist, liegt der Ausgang hoch, und wenn der Eingang hoch liegt, ist der Ausgang tief.

Das spezielle, bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzte Verknüpfungsglied ist aus folgendem Grund vorteilhaft: Die Ausgänge von zwei Verknüpfungsgliedern können zusammengeschaltet werden, und der kombinierte Ausgang liegt tief, wenn einer der individuellen Ausgänge tief ist: Aus F i g. 3 A

ist zu ersehen, daß auch, wenn der Transistor 301 nicht leitet, der Ausgang tief liegen kann, wenn der Ausgangsanschluß über den Transistor in einem anderen Verknüpfungsglied gegen Erde kurzgeschlossen sein kann, dessen Ausgangsanschluß über den entsprechenden Transistor mit Erde verbunden ist. Bei der im folgenden beschriebenen Anlage wird die Eingangssammelleitung jeder Registerstufe durch eine Vielzahl von Verknüpfungsgliedern gespeist, ein Vertikal-Verknüpfungsglied von der gleichen Stufe und eine Gruppe von Diagonal-Verknüpfungsgliedern von Stufen, die weiter links liegen. Nur eines dieser Verknüpfungsglieder soll bei einem beliebigen Schritt in Tätigkeit sein, da entweder alle Diagonal-Verknüpfungsglieder in einer von fünf Gruppen oder alle Vertikal-Verknüpfungsglieder in Tätigkeit sind. Dadurch, daß der Transistor in dem nicht betätigten Weg so gesteuert wird, daß er ausgeschaltet bleibt, wird das Potential auf der Eingangssammelleitung allein durch die Operation des ausgewählten Verknüpfungsgliedes gesteuert. Wenn der Transistor in diesem Verknüpfungsglied nicht leitet, liegt die Eingangssammelleitung auf hohem Potential. Wenn der Transistor jedoch leitet, liegt die Sammelleitung tief. Folglich läßt sich das Potential jeder Eingangssammelleitung in Abhängigkeit von dem Zustand nur einer der Registerstufen steuern. Die nicht betätigten (oder gesperrten) Verknüpfungsglieder liefern immer hohes Potential für die Sammelleitungen. Es steuert also in Wirklichkeit das gewählte Verknüpfungsglied das Potential der Sammelleitung, und zwar in Abhängigkeit davon, ob der Transistor dieses Verknüpfungsglied leitet oder nicht.

Die Einzelheiten der auf dem Netzwerk der F i g. 2 beruhenden elektronischen Schiebe- und Rotierschaltung für 20 Bits sind in den Fig. 4 bis 11 gezeigt. Die Zuordnung der Figuren zeigt Fig. 12. Das 20stufige Register, das die Stufen STO bis ST19 enthält, ist im oberen Teil der F i g. 6 bis 8 dargestellt. Direkt unterhalb der Registerstufen befindet sich die Gruppe von 20 Vertikal-Verknüpfungsgliedern 0 V bis 19 V Die F i g. 6 bis 8 enthalten außerdem die drei Gruppen von Diagonal-Verknüpfungsgliedern^ 0 bis A 19, BO bis 519 und CO bis C19, die jeweils Verschiebungen nach rechts um 1, 2 und 4 Positionen steuern. Die Fig. 9 bis 11 enthalten die letzten beiden Gruppen von Diagonal-Verknüpfungsgliedern D 0 bis D19 und £0 bis E19, die jeweils Verschiebungen nach rechts um 8 und 16 Positionen steuern. Die Fig. 4 und 5 zeigen die Steuerschaltungen, die den Betrieb der 6 Gruppen von Verknüpfungsgliedern in den Fig. 6 bis 11 beeinflussen. Die Steuerschaltungen bestimmen, welche Verknüpfungsglieder jeweils in Tätigkeit sind, um die richtige Bearbeitung des sich ursprünglich im Register befindenden Datenwortes zu steuern. Weitere, nicht gezeigte Schaltungen werden benutzt, um zu Anfang ein Wort in das Register einzuschreiben. Die Einzelheiten dieser Schaltungen sind zur Erläuterung des erfindungsgemaßen Ausführungsbeispiels nicht erforderlich.

Jede Stufe ist mit einer Eingangssammelleitung und einer Ausgangssammelleitung verbunden. Wenn die Stufe eine 0 darstellt, liegt die Ausgangssammelleitung auf niedrigem Potential, und wenn die Stufe eine 1 darstellt, liegt die Ausgangssammelleitung auf hohem Potential. Zum Einschreiben eines Bits in eine Registerstufe sind die entgegeng'esetzien Potentiale erforderlich. Um also eine 0 in eine Stufe einzuschreiben, muß die Eingangssammelleitung auf hohem Potential liegen, und um eine 1 einzuschreiben, muß die Eingangssammelleitung auf niedrigem Potential liegen. Oberhalb jeder Stufe ist eine Trigger-Leituqg an die Ader 505 angeschaltet. Wenn ein Bit in einer Registerstufe vorhanden ist, wird die Stufe durch das Potential der Eingangssammelleitung nicht beeinflußt. Wenn jedoch ein Impuls am Trigger-Eingang erscheint, wird in Abhängigkeit vom Potential der

ίο Eingangssammelleitung ein neues Bit in die Stufe eingeschrieben. Sobald der Triggerrlmpuls aufhört, hat das Potential der Eingangssammelleitung erneut keinen Einfluß mehr auf die Stufe. Die Registerstufen STO bis Sr 19 weisen beim Ansprechen auf den Trigger-Impuls eine genügend große innere Verzögerung auf, daß die Ausgangssammelleitungen ihren Wert so lange nicht ändern, bis der Trigger-Impuls aufhört.

An jeder Eingangssammelleitung enden 6 Ver-

»0 knüpfungsglieder. Beispielsweise sei die Stufe 10 betrachtet. Das Verknüpfungsglied 10 V steuert das Potential auf der Eingangssammelleitung entsprechend dem Potential auf der Ausgangssammelleitung. Mit

. anderen Worten, das Verknüpfungsglied 10 V stellt

»5 das Vertikal-Verknüpfungsglied dar, das lediglich das erneute Einschreiben des Bits in die Stufe 10 des Registers steuert. Das Diagonal-Verknüpfungsglied A11 ist dasjenige Verknüpfungsglied in der ersten Gruppe, das das Bit auf der Ausgangssammelleitung der Stufe 11 zur Eingangssammelleitung der Stufe 10 überträgt, wenn ein Schritt um eine Position nach rechts ausgeführt wird. Das Verknüpfungsglied B12 ist das Diagonal-Verknüpfungsglied in der zweiten Gruppe, das ein Bit von der Ausgangssammelleitung der Stufe 12 zur Eingangssammelleitung der Stufe 10 überträgt, wenn die Verknüpfungsglieder in der zweiten Gruppe betätigt sind. ■ Die Verknüpfungsglieder in der dritten, vierten und fünften Gruppe, die an die Eingangssammelleitung der Stufe 10 angeschaltet sind, sind die Verknüpfungsglieder C14, D18 und E 6. Diese drei Verknüpfungsglieder verbinden die Ausgangssammelleitungen der Stufen, die um 4, 8 und 16 Positionen links von der Stufe 10 liegen, mit deren Eingangssammelleitung.

Falls keine Steuersignale vorhanden sind; ist keines der Verknüpfungsglieder in den Fig. 6 bis 11 betätigt, d. h., das Ausgangspotential aller Verknüpfungsglieder ist hoch. Da also das Ausgangspotential der 6 Verknüpfungsglieder, die an jede Eingangssammelleitung angeschaltet sind, hoch ist, liegt die Eingangssammelleitung ebenfalls hoch. Bei jedem Betriebsschritt sind die 20 Vertikal-Verknüpfungsglieder oder die 20 Verknüpfungsglieder in jeder Diagonalgruppe betätigt. Da nur ein Verknüpfungsglied der an jede Eingangssammelleitung angeschalteten Verknüpfungsglieder betätigt sein kann, ergibt sich, daß das Potential auf der Sammelleitung allein von der Betätigung dieses Verknüpfungsgliedes abhängt. Das Ausgangspotential der fünf änderen, an die Sammelleitung angeschalteten VerknüpfUrtgSglieder ist hoch. Wenn das bei dem Schritt betätigte Verknüpfungsglied hohes. Potential an seinem Ausgang erzeugt, bleibt die Eingangssammelleitung auf hohem Potential, und wenn der Trigger-imputs auf der Ader

505 erscheint, wird eine 0 in die Stufe eingeschrieben. Wenn der Ausgang des betätigten Verkflüpfungsglie-, des auf niedrigem Potential liegt, ist das Potential der Eingangssammelleifung niedrig, und WeM der ^ri

ger-Impuls auf der Ader 505 erscheint, wird eine 1 in die Stufe eingeschrieben.

Die Steuersignale werden in den Schaltungen der Fig. 4 und 5 abgeleitet. Die zur der Steuerschaltung übertragenen Kommandos werden elektronisch gewonnen, aber da die Gewinnung dieser Kommandos für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist, ist ihre Erzeugung lediglich symbolisch auf der linken Seite der Fig. 4 dargestellt. Die Adern HR, HL, QR und QL liegen alle normalerweise auf niedrigem Potential. Wenn irgendeine Operation durchgeführt werden soll, geht nur eine dieser Adern auf hohes Potential. Bei Verschiebungen nach rechts ist dies die Ader///?, bei Verschiebungen nach links die Ader HL, bei Rotationen nach rechts die Ader QR und bei Rotationen nach links die Ader QL. Gleichzeitig mit dem Anlegen positiven Potentials an eine dieser vier Adern zur Angabe der durchzuführenden Operationen werden Steuerpotentiale an die fünf Größenadern Al, A 2, A4, AS und A 16 angelegt. Die Potentiale auf diesen Adern stellen 5 Bits in einem Binärcode dar, welche die Größe der gewünschten Verschiebung angeben. Diese Größe ist der nicht komplementierte Wert und damit die tatsächliche Größe der auszuführenden Verschiebung. Der Hauptzweck der Schaltungen gemäß F i g. 4 besteht darin, daß Leitwort zu gewinnen, das die Verschiebung der Bits im Register tatsächlich steuert.

Die Leit-Bits, die die Verschiebung steuern, erscheinen auf den Leitern ΑΊ6, .¥8, X 4, X 2 und Xl. Die Adern XT6, X8\ X3, Xi und XT führen die Komplemente der Bits auf den entsprechenden Leitadern. Die Komplemente werden zur Steuerung der Verschiebung ebenfalls benötigt. Die 5 Adern X16, X8, X4, X2 und ΛΊ liegen auf den gleichen Potentialen wie die entsprechenden Adern A 16, /18, A4, Al und A 1, wenn die Verschiebung nach rechts erfolgt. Wenn jedoch eine Verschiebung oder Rotation nach links durchzuführen ist, ist das Leitwort auf den Adern Λ'16 bis Xl das Komplement der Schiebegröße auf den Adern A 16 bis A 1 mit Bezug auf die Dezimalzahl 20. F i g. 4 enthält die Schaltungen zur Bildung des Komplements der Eingangs-Schiebegröße mit Bezug auf 20, wenn die Richtung der Verschiebung links ist.

Die Verknüpfungsglieder 401, 402, 403 und 404 dienen als Inverter, da jedes von ihnen nur einen Eingang aufweist. Da nur eine der Adern HR, HL, QR und QL hoch liegt, ist der Eingang nur eines der 4 Verknüpfungsglieder tief. Vor der Angabe eines Befehls liegen alle vier Adern HR, HL, QR und QL tief. Alle 4 Ausgänge der Verpnüpfungsglieder 401 bis 404 liegen hoch. Da beide Eingänge des Verknüpfungsgliedes 405 und beide Eingänge des Verknüpfungsgliedes 406 normalerweise hoch liegen, sind die Ausgänge der beiden Verknüpfungsglieder

405 und 406 normalerweise tief. Wenn eine Verschiebung oder Rotation nach links durchgeführt wird, geht ein Eingang des Verknüpfungsgliedes 406 tief und folglich der Ausgang hoch. Entsprechend geht, wenn eine Verschiebung oder Rotation nach rechts durchgeführt wird, ein Eingang des Verknüpfungsgliedes 405 tief und der Eingang hoch. Die Ausgangssignale der Verknüpfungsglieder 405 und

406 hängen also nur von der Richtung der Verschiebung und nicht der speziellen auszuführenden Operation ab. Die ,Ausgänge dieser beiden Verknüpfungsglieder steuern die Komplement-Bildung der Eingangs-Schiebegröße. Zwischen Verschiebe- und Rotationsoperationen wird kein Unterschied gemacht, da die Komplement-Bildung der Eingangs-Schiebegröße lediglich eine Funktion der Schiebe-Richtung und nicht der speziellen Art der durchzuführenden Operation ist.

Wenn die Verschiebung nach rechts erfolgt, ist der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 406 tief. Da das

ίο Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 406 an einem Eingang jedes der Verknüpfungsglieder 407 bis 417 liegt, sind die Ausgange dieser Verknüpfungsglieder alle hoch. Die Ausgänge verschiedener dieser Verknüpfungsglieder sind zusammengeschaltet, aber da alle Ausgänge hoch liegen, liegen auch alle Leiter 418 bis 421 hoch. Diese Leiter sind mit den Ausgängen der Verknüpfungsglicder 422 bis 425 verbunden, und da die 4 Leiter 418 bis 421 hoch liegen, sind die an die Adern XTJi, X8, X3 und X2 angelegten Potentiale nur eine Funktion der Operation der Verknüpfungsglieder 422 bis 425.

Ein Eingang jedes dieser 4 Vcrknüpfungsglieder ist mit dem Ausgang des Verknüpfungsgliedes 405 verbunden, der bei einer Verschiebung nach rechts hoch liegt. Der andere Eingang jedes dieser Verknüpfungsglieder ist an eine der Adern A 16, A 8, A 4 und A 2 angeschaltet. Folglich ist das Ausgangssignal jedes dieser Verknüpfungsglieder das Komplement des entsprechenden Bits der Schiebegröße. Beispielsweise ist also das Potential auf der Ader ΛΊ6 die Umkehrung des Potentials auf der Ader A 16. Der Inverter 429 invertiert den Bit-Wert auf der Ader XTH, und das Ausgangssignal dieses Verknüpfungsgliedes, X16, ist gleich dem Wert des Bits A 16. Entsprechendes gilt für die Verknüpfungsglieder 426, 427 und 428. Folglich sind bei Verschiebungen nach rechts die Bits X16, X8, X4 und Xl die gleichen wie die Bits auf den Adern A 16, A 8, A4 und A 2. Die Ader Xl ist direkt mit Al verbunden, so daß das Bit Xl den gleichen Wert wie das Bit der niedrigsten Ziffernstelle im Wort für die Eingangsgröße hat. Das Verknüpfungsglied 430 invertiert den Wert des Bits auf der Ader A 1, und, da der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 430 direkt mit der Ader XT verbunden ist, ist das Bit XT das Komplement des Bits Xl. Wenn also die Richtung der Verschiebung rechts ist, ist das Leitwort (X 16) (X8) (X4) (X2) (Xl) identisch mit der Eingangs-Schiebegröße. Die Bits XT(J, X8, ΧΛ, XZ und XT sind einfach nur die Komplemente der entsprechenden Bits in dem endgültigen Wort für die Schiebegröße. Die komplementierten Bits werden ebenfalls für Steuerzwecke benötigt.

Die Verknüpfungsglieder 407 bis 417 und die Verknüpfungsglieder 430 bis 434 bilden das Komplement der Eingangs-Schiebegröße auf den Adern A 16 bis A 1 mit Bezug auf die Zahl 20 immer dann, wenn die Richtung der Verschiebung links ist. Die Operation dieser Verknüpfungsglieder läßt sich am besten bei einer Prüfung der folgenden Tabelle verstehen.

Die Tabelle gibt die Binärform für jede der Dezimalzahlen 0 bis 20 an. Das Komplement jeder Zahl mit Bezug auf 20 ist ebenfalls aufgeführt. Auf der rechten Seite der Tabelle sind 5 Spalten vorhanden, und zwar je eine Spalte für die Bits X16, X 8, X 4, X2 und Xl. Eine Prüfung jeder Spalte zeigt, daß das entsprechende Bit eine 1 sein muß, damit das endgültige Leitwört das Komplement des Eingangswortes für die Schiebegröße mit Bezug auf 20 ist.

4C9 608/169

	33	Komplement	Binärfomi	Bits	34	X4	XZ	Xl
		cjer Dczimalzahl				X
Dezimal-	Binäiforni	mit Bezug			des Komplements in Binärform,		X	X
		auf 20	10100	X\6	die den Wert 1 haben		X
		20	10011	X				X
.0	00000	19	10010	X	XS
1	00001	18	10001	X		X	X	X
2	00010	17	10000	X		X	X
3	00011	16	01111	X		X		X
4	00100	15	OHIO			X
5	00101	14	01101				X	X
6	00t 10	13	01100		X		X
7	00111	12	01011		X			X
8	01000	11	01010		X
9	01001	10	01001		X	X	X	X
10	01010	9	01000		X	X	X
11	0101 I	8	00111		X	X		X
12	01100	7	00110		X	X
13	01101	6	00101		X		X	X
14	OHIO	5	00100				X
15	01111	4	00011					X
16	10000	3	00010
17	10001	2	00001
18	10010	1	00000
19	10011	0
20	10100

Zunächst zeigt die Tabelle sofort, daß das Bit X1 immer das gleiche wie das Bit A 1 auch dann ist, wenn das Komplement der Eingangs-Schiebegröße mit Bezug auf 20 gebildet wird. Aus diesem Grund ist die Ader Xl in Fig. 4 direkt mit der Ader A 1 verbunden. Die Ader Xl führt auf Grund der Invertierung durch das Verknüpfungsglied 430 immer das Komplement des Bits Xl. Die anderen 4 Bits X16, X8, X4 und X2 werden in Abhängigkeit von der Operation der Verknüpfungsglieder 407 bis 417 und 430 bis 434 gesteuert. Die Grundlagen für den Aufbau der Schaltung sind die folgenden: Die Ausgänge aller Verknüpfungsglieder 422 bis 425 liegen hoch, da ein Eingang jedes dieser Verknüpfungsglieder mit dem Ausgang des Verknüpfungsgliedes 405 verbunden ist, der hoch liegt, wenn die Richtung der Verschiebung links ist. Folglich wird der Wert jedes der Bits IR, YE, ΎΆ und Tl durch das Potential der jeweils zugehörigen Ader 418 bis 421 gesteuert. Jede dieser Adern muß tief gehen, wenn das entsprechende komplementierte Bit im Leitwort eine 0 sein soll, d. h., jede dieser Adern muß tief gehen, wenn das entsprechende der Bits X16, XS, X4 und X2 im endgültigen Wort für die Verschiebegröße eine 1 sein soll.

Zunächst sei die Ader 418 betrachtet, die den Wert des Bits X16 steuert. Wie die Tabelle zeigt, muß diese Ader tief gehen, damit das Bit X16 den Wert 1 hat, wenn die Eingangs-Schiebegröße 0,1, 2, 3 oder 4 ist. Die Eingangs-Schiebegröße besitzt einen dieser Werte, wenn A16, A 8 und A 4 alle den Wert 0 haben, oder wenn A 16, AS, Al und A1 alle den Wert 0 haben. Drei von den Eingängen des Verknüpfungsgliedes 417 sind mit den Ausgängen der Verknüpfungsglieder 434, 433 und 432 verbunden. Wenn die Bits A 16, AS und A4 alle den Wert 0 haben, sind die Ausgänge dieser drei Verknüpfungsglieder hoch und damit drei von den Eingängen des Verknüpfungsgliedes 417 hoch. Wenn die Verschiebung nach links erfolgt, ist der vierte Eingang des Verknüpfungsgliedes 417, der mit dem Ausgang des Verknüpfungsgliedes 406 verbunden ist, ebenfalls hoch. Da alle 4 Eingänge des Verknüpfungsgliedes

417 hoch sind, ist sein Ausgang tief und die Ader 418 tief, wie verlangt. Der andere Fall, bei dem die Ader

418 tief sein muß, wenn alle Bits A 16, AS, Al und A 1 den Wert 0 haben, wird durch das Verknüpfungsglied 416 gesteuert. Der Eingang dieses Verkrtüpfungsgliedes, der mit dem Ausgang des Verknüpfungsgliedes 406 verbunden ist, ist hoch, wenn die Verschiebung nach links erfolgt. Die anderen

4 Eingänge sind mit den Ausgängen der Verknüpfungsglieder 434, 433, 431 und 430 verbunden, die hoch liegen, wenn die Bits A 16, AS, Al und A 1 alle den Wert 0 haben! Folglich liegt der Ausgang der Verknüpfungsglieder 416 tief, wenn die Bits A 16, AS, Al und A 1 alle den Wert 0 haben, so daß das Bit X16 eine 1 ist.

Die Verknüpfungsglieder 412 bis 415 steuern das

Potential der Ader 419 und den Wert des Bits XS. Die Arbeitsweise dieser Verknüpfungsglieder läßt sich für jede der 20 möglichen Eingangs-Schiebegrößen untersuchen. Die Ausgänge aller dieser Verknüpfungsglieder liegen hoch, außer wenn die Verschie-

bung nach links erfolgt, und die Eingangs-Schiebegröße ist eine der Zahlen 5 bis 12. Wie die Tabelle zeigt, muß das Bit XS nur dann eine 1 sein, d. h., die Ader 419 muß tief liegen, wenn die Eingangs-Schiebegröße eine der Zahlen 5 bis 12 ist. Wenigstens

einer der Ausgänge der Verknüpfungsglieder 412 bis 415 geht tief, wenn die Verschiebung nach links erfolgt und die Eingangs-Schiebegröße einen der Werte

5 bis 12 hat. Auf entsprechende Weise steuern die Verknüpfungsglieder 409 bis 411 den Wert des Bits

X4 und die Verknüpfungsglieder 407 und 408 den Wert des Bits Xl. Die Hauptfunktion der Schaltungen in Fig. 4 bestehen darin, das Leitwort (ΑΊ6) (Z 8) (X 4) (X 2) (Zl) abzuleiten, das die Wege

35 36

steuert, die das Datenwort im Netzwerk nimmt. Die setzt sich fort, bis zum Schluß der fünfte Impuls die

Richtung der Verschiebung durch das Netzwerk ist Erregung der an den Ausgang der Stufe R 5 ange-

immer rechts. Wenn das Eingangskommando für die schalteten Ader L 16 bewirkt. Wenn der fünfte Im-

Anlage lautet, nach links zu verschieben oder zu ro- puls über die Verzögerung 503 übertragen wird, wird

tieren, wird das Leitwort, das die tatsächliche Ver- 5 cL*r fünfte Schritt entweder vertikal oder um 16 Po-

schiebung nach rechts steuert, so ausgebildet, daß es sitionen nach rechts durchgeführt. Zu diesem Zeit-

das Komplement der Eingangs-Schiebegröße mit Be- punkt erscheint das verschobene Wort in den Re-

zug auf 20 ist. gisterstuferi STO bis 5719, und es sind keine wei-

Zusätzlich zu den 10 Adern ^T6 bis Xl, die von teren Operationen erforderlich. Der sechste Impuls

Fig. 4 zu den übrigen Teilen der Schiebe- und Ro- io aus dem Impulsgenerator 502 bewirkt, daß das 1 -Bit

Verschaltung führen, gehen 2 Adern HL und 777? in der Stufe R 5 zur Stufe R 6 verschoben wird. Die

von Fig. 4 zu den übrigen Figuren. Diese 2 Adern Ausgangsader der Stufe R6 ist an den Stop-Ein-

geben an, ob eine der Schiebe-Operationen durch- gang R des. Flipflops 500 angeschaltet. Wenn das

zuführen ist. Die Schaltungen in den übrigen Teilen Flipflop in den Zustand 0 umschaltet, geht der Aus-

der Anlage benötigen keine, zusätzlichen Informa- 15 gang 1 auf niedriges Potential, und das Verknüp-

tionen. Wenn die 2 Adern HL und HR keine Schiebe- fungsglied 501 ist abgeschaltet. Der Zähler 504 bleibt

Operation angeben, wird das Eingangsdatenwort also zur Vorbereitung der nächsten Operation mit

nach rechts rotiert. Zur Durchführung einer Rota- erregter Stufe R 6 stehen.

tion nach links ist keine weitere Beeinflussung er- Von der Fig. 5 führen verschiedene Adern zu den

forderlich, da das Komplement der Eingangs- 20 Fig. 6 bis 11. Die Ädern ΛΊ, Xl, X4, XS und ΑΊ6

Schiebegröße bereits gebildet ist und automatisch steuern die Erregung der Diagonal-Verknüpfungs-

die Rotation nach links steuert, obwohl das Eingangs- glieder in den entsprechenden Gruppen. Wenn bei-

datenwort tatsächlich nach rechts rotiert wird. spielsweise die Ader Λ'8 auf hohem Potential liegt,

Fig. 5 enthält einen Ringzähler 504 mit 6 Stu- sind die Verknüpfungsglieder Dl bis D19 betätigt fen Rl bis R6. Es sei daran erinnert, daß fünf 25 und übertragen die Bits in den entsprechenden Stufen Schritte zur Durchführung jeder Operation erforder- zu um 8 Positionen weiter rechts liegenden Stufen, lieh sind. Wenn die Ausgangsader Ll der Stufe R 1 Wenn die Ader XS auf niedrigem Potential liegt, hoch liegt, wird der erste Schritt, und zwar entweder sind diese Diagonal-Verknüpfungsglieder während vertikal oder diagonal, ausgeführt. Wenn die Aus- des vierten Betriebsschrittes nicht betätigt, da wähgangsader Ll der Stufe Rl hoch liegt, findet der 30 rend dieses Schrittes die Vertikai-Verknüpfungsgliezweite Schritt, vertikal oder diagonal, statt. Entspre- der betätigt sind. Auch die Adern Ll, Ll, L4, L 8 chendes gilt für die Stufen R 3 bis RS und die Aus- und L16 führen über das Kabel 520 zu den Fig. 6 gangsadern L4, L8 und L16. Zu Anfang enthält die bis 11. Jede Ader ist an alle 20 Verknüpfungsglieder Stufe R6 des Zählers das 1 -Bit. Nachdem die ver- in einer entsprechenden Gruppe von Diagonal-Verschiedenen Kommandosignale an die Steuerschaltung 35 knüpfungsgliedern angeschaltet. Nur eine dieser angelegt sind und das Leitwort abgeleitet ist, wird Adern liegt während jedes der 5 Schritte der Schiebeein Start-Impuls an den Eingang S des Flipflops 500 Operation auf hohem Potential, so daß höchstens eine angelegt. Das Flipflop schaltet in den Zustand 1 um, der 5 Gruppen von Diagonal-Verknüpfungsglicdern und das Verknüpfungsglied 501 ist erregt. Der Im- in jedem Schritt betätigt sein kann. Die 20 Verknüppulsgenerator 502 arbeitet kontinuierlich, aber so- 4° fungsglieder der Gruppe sind jedoch nur dann belange das Verknüpfungsglied 501 nicht erregt ist, wer- tätigt, wenn die entsprechende Ader AT1 bis Af 16 auf den die Impulse nicht zur Verzögerung 503 und dem hohem Potential liegt.

Schiebe-Eingang des Ringzählers 504 übertragen. Die restlichen Schaltungen in Fig. 5 leiten die Wenn das Verknüpfungsglied jedoch durch Anlegen Steuersignale für die 20 Vertikal-Verknüpfungsgliedes Start-Impulses erregt ist, beaufschlagen die Im- 45 der OV bis 19 V ab. Es seien zunächst die 6 Verpulse aus dem Impulsgenerator 502 sowohl die Ver- knüpfungsglieder 530 bis 535 betrachtet. Der Auszögerung als auch den Zähler. Der erste an den Zäh- gang des Verknüpfungsgliedes 535 ist an einem Einler angelegte Schiebe-Impuls bewirkt, daß das 1-Bit gang jedes der 2.0 Vertikal-Verknüpfungsglieder anin der Stufe R6 zur Stufe R 1 zurückgeführt wird. geschaltet. Der Ausgang des Verknüpfungsgliedes Folglich liegt die Ader Ll auf hohem Potential, und 50 535 liegt normalerweise tief, damit der Ausgang jeder erste Schritt wird ausgeführt. Tatsächlich steuert des der Vertikal-Verknüpfungsglieder auf hohem die Erregung der Ader Ll lediglich die Erzeugung Potential ist. Wenn kein Vertikalschritt auszuführen des richtigen Potentials auf jeder der 20 Eingangs- ist, muß der Ausgang jedes Vertikal-Verknüpfungssammelleitungen. Die Bits in den Registerstufen wer- gliedes auf hohem Potential liegen, damit das Poden erst beeinflußt, wenn ein Trigger-Impuls an die 55 tential der entsprechenden Eingangssammelleitung Ader 505 angelegt wird. Der gleiche Impuls aus dem durch das betätigte Verknüpfungsglied der fünf an Impulsgenerator 502, der zunächst die Erregung der die Sammelleitung angeschalteten Diagonal Verknüp-Ader Ll bewirkt hat, wird über die Verzögerung 503 fungsglieder bestimmt ist. Der Ausgang des Verzur Trigger-Eingangsader 505 übertragen. Der Im- knüpfungsgliedes 535 geht während eines Schrittinpuls wird verzögert, damit die richtigen Potentiale auf 60 tervalls nur dann auf hohes Potential, wenn ein Verden 20 Eingangssammelleitungen erzeugt werden, be- tikalschritt während dieses Intervalls auszuführen ist. vor die neuen Bits in die Registerstufen eingeschrie- Wenn also beispielsweise die auf den Adern -Y16 ben werden. Der zweite Impuls aus dem Impulsge- bis Xl dargestellte Schiebegröße die Binärzahl 01011 nerator 502 schiebt-'das 1-Bit aus der Stufe Rl des ist, sind Vertikalschritte während des dritten und Ringzählers 504 zur Stufe Rl. Dadurch wird die 65 fünften Schrittintervalls auszuführen, und der AusAder Ll aberregt und die Ader L 2 erregt, um den gang des Verknüpfungsgliedes 535 bleibt auf niedrizweiten Schritt zu steuern, der wiederum entweder gern Potential mit Ausnahme der Schrittintervalle 3 vertikal oder diagonal erfolgen kann. Dieser Vorgang und 5, bei denen er auf hohes Potential geht.

Das Verknüpfungsglied 535 wird durch die Ausgänge der Verknüpfungsgliedcr530 bis 534 gesteuert. Die Adern Ll bis L16 sind jeweils an einen Eingang eines entsprechenden dieser Verknüpfungsglieder angeschaltet. Da zu Anfang jede dieser Adern auf niedrigem Potential liegt, sind die Ausgänge aller 5 Verknüpfungsglieder hoch, und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 535 ist tief. Während des ersten Schrittintervalls liegt die Ader Ll auf hohem Potential. Wenn die Ader XJ hoch ist, d. h., die Vertikal-Verknüpfungsglieder während des ersten Schrittintcrvalls zu betätigen sind, sind beide Eingänge des Vcrknüpfungsgliedes 530 hoch, und der Ausgang geht tief. Folglich geht der Ausgang des Verknüpfungsglicdes 535 hoch und steuert die Operation der Vertikal-Vcrknüpfungsglieder. Wenn während des ersten Schrittintervalls ein Diagonalschritt ausgeführt werden soll, liegt die Ader Yl auf niedrigem Potential, der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 530 bleibt hoch, und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 535 bleibt tief. Entsprechendes gilt für die Verknüpfungsglieder 531 bis 534, die das Verknüpfungsglied 535 während der Schrittintervalle 2 bis 5 steuern. Beispielsweise geht der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 535 während des vierten Schrittintervalls nur dann tief, wenn die Ader L 8 hoch liegt und die Ader X¹R ebenfalls hoch ist. In einem solchen Fall ist der Vertikalschritt auszuführen, und die Ader 535 geht auf hohes Potential.

Zur Durchführung einer Rotation nach rechts sind keine Sperrsignale erförderlich. Auch zur Durchführung von Rotationen nach links werden keine Sperrsignale benötigt. Nach Ableitung des Komplements der Schiebegröße findet die normale Rotation nach rechts statt. Bei Verschiebungen nach rechts ist jedoch ein Sperrsignal erforderlich, um diejenigen Diagonal-Verknüpfungsglieder zu sperren, welche die Übertragung von Bits aus Stufen am rechten Ende des Registers zu Stufen am linken Ende steuern. Die Ader HR liegt bei Verschiebungen nach rechts auf hohem Potential, und diese Ader führt zu den F i g. 6 bis 11, um die Sperrung der Diagonal-Verknüpfungsglieder zu steuern, wie im folgenden beschrieben werden soll. Bei Verschiebungen nach links müssen einige der Vertikal-Verknüpfungsglieder gesperrt sein. Die Vertikal-Verknüpfungsglieder werden durch die Verknüpfungsglieder 506 bis 512 abgeleitet und erscheinen auf den Adern BLl, BLI, BL4A.BL4B,BL8undBL16.

Zunächst sei das Sperrsignal auf der Ader BL16 betrachtet. Gemäß F i g. 2 müssen die Vertikalwege zwischen den Knoten 0£ und OF bis 4 E und 4 F während des fünften Schrittintervalls gesperrt sein, d. h., die 5. Vertikal-Verknüpfungsglieder OF bis 4 V müssen automatisch das Einschreiben von 0-Werten in die Stufen 0 bis 4 steuern, wenn A" 16 den Wert 0 hat. Wenn X16 eine 0 ist, sind die an die Eingangssammelleitung jeder der Stufen 0 bis 4 angeschalteten 5 Diagonal-Verknüpfungsglieder nicht betätigt, und ihre Ausgänge liegen hoch. Das Potential der Eingangssammelleitungen ist allein durch die Vertikal-Verknüpfungsglieder bestimmt, und wenn die Ausgänge der 5 Vertikal-Verknüpfungsglieder. hoch liegen, ist das Potential der Eingangssammelleitungen hoch, und es werden 0-Werte in die ersten 5 Stufen des Registers eingeschrieben. Die Ader BL16 ist an einen Eingang jedes der Verknüpfungsglieder 0 V bis 4 V angeschaltet, und wenn diese Ader während des fünften Schrittintervalls auf niedriges Potential geht, werden 0-Werte in die ersten 5 Stufen eingeschrieben, wie verlangt. Die Ader BL16 liegt normalerweise hoch, da die Adern L16 und HL, die zu den Eingangen des Verknüpfungsgliedes 507 führen, tief liegen. Während des fünften Schrittintervalls ist die Ader L16 auf hohem Potential. Wenn die Ader HL hoch liegt, d. h., eine Verschiebung nach links ausgeführt Wird, geht der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 507 tief, und die Ausgänge der Vertikal-Verknüpfungsglieder 0 V bis 4 V werden auf hohem Potential gehalten. Natürlich werden, wenn während des fünften Schrittintervalls ein Diagonalschritt ausgeführt wird, die Ausgänge dieser 5 Verknüpfungsglieder und auch die Ausgänge der übrigen Vertikal-Verknüpfungsglieder auf hohem Potential gehalten, damit das Potential auf den Eingangssammelleitungen allein durch das Bit-Signal bestimmt wird, das über das eine an jede Eingangssammelleitung angeschaltete, betätigte Diagonal-Verknüpfungsglied übertragen wird. Wenn jedoch Vertikalschritte ausgeführt werden, sind die einzigen Verknüpfungsglieder, die betätigt sein können, die Vertikal-Verknüpfungsglieder, und wenn die Ausgänge der Verknüpfungsglieder 0 V bis 4 V durch das niedrige Potential auf der Sperrader BL16 auf hohem Potential gehalten werden, liegen die Eingangssammelleitungen hoch. Dann werden 0-Wertc automatisch in die ersten 5 Stufen eingeschrieben, unabhängig von den Bit-Werten, die zu Anfang in diesen Stufen waren.

Entsprechend F i g. 2 müssen während des vierten Schrittintervalls die an die Stufen 5 bis 12 angeschalteten Vertikal-Verknüpfungsglieder gesperrt sein, d. h., auch wenn Vertikalschritte ausgeführt werden, müssen die Ausgänge der Verknüpfungsglieder 5 V bis 12 V auf hohem Potential gehalten werden, damit O-Werte automatisch in die Stufen 5 bis 12 des Registers eingeschrieben werden, falls X 8 eine 0 ist. Wie jedoch oben beschrieben, ist die Sperrung nur bedingt. Diese Verknüpfungsglieder müssen nur dann gesperrt sein, wenn die Bits in den Stufen 5 bis 12 die Linie L-L während des fünften Schrittes nicht kreuzen können. Während die Sperrader BL 8 während des vierten Schrittintervalls bei hohem Potential der Ader L 8 auf niedriges Potential gehen muß wenn die Ader HL hoch liegt, darf-die Sperrader nur dann auf niedriges Potential gehen, wenn X16 den Wert 0 hat. Aus diesem Grund erhält das Verknüpfungsglied 508 drei Eingangssignale, nämlich L 8,

HL und XT5. Wenn X16 eine 1 ist, hat ΧΙδ den Wert 0, und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 508 ist hoch, da die an die Stufen 5 bis 12 angeschalteten Vertikal-Verknüpfungsglieder nicht gesperrt sein dürfen. Wenn jedoch XT6 eine 1 ist und angibt,

daß die Bits in den Stufen 5 bis 12 während des fünften Schrittintervalls die Linie L-L nicht kreuzen werden, liegen die drei Eingänge des Verknüpfungsgliedes 508 hoch, und die Ader BL 8 geht während des fünften Schrittintervalls auf niedriges Potential.

Unter Bezugnahme auf F i g. 2 soll daran erinnert werden, daß zur Ausführung des Schrittes mit 4 Positionen der Übertragungsweg 16C-16D unbedingt gesperrt sein muß, während die Übertragungswege 13C-13D bis 15C-15D nur dann gesperrt sein

dürfen, wenn X16 den Wert "0 hat, da die über diese 3 Vertikalwege nach unten übertragenen Bits die Linie L-L kreuzen, wenn der Diagonalschritt von 16 Positionen durchgeführt wird. Das Verknüpfungs-

39 40

glied 509 wird zur Ableitung des Sperrsignals BL4A folglich ist das Verknüpfungsglied 506 an einen Einbenutzt. Die Ader BL4A geht unbedingt auf hiedri- gang jedes der Verknüpfungsglieder 511 und 512 ges Potential, wenn die Adern L 4 und HL hoch lie- angeschaltet.

gen. Die Ader BL 4 A ist an einen Eingang des Ver- Es seien jetzt die Verknüpfungsglieder-Verbindun-

knüpfungsgliedes 16 V angeschaltet, und bei Ver- 5 gen in den Fig. 6 bis 11 betrachtet. Von den 6 Grupschiebungen nach links wird während des vierten pen mit jeweils 20 Verknüpfungsgliedern ist nur Schrittintervalls das Bit in der Stufe 16 des Registers eine Gruppe während jedes Schrittintervalls beautomatisch so abgeändert, daß es den Wert 0 hat. tätigt. Einem Eingang jedes der Verknüpfungsglieder Das Verknüpfungsglied 510 wird zur Ableitung des in der Gruppe A wird das Signal Ll zugeführt. Ent-Sperrsignals BL4B benutzt. Die Eingangssignale io sprechendes gilt für die Gruppen B, C, D und E von dieses Verknüpfungsgliedes sind die gleichen wie die Diagonal-Verknüpfungsgliedern und die Signale L 2, für das Verknüpfungsglied 509, mit der Ausnahme, L4, L8 und L16. Folglich kann in jedem Schrittdaß ein zusätzliches Eingangssignal XIS vorgesehen Intervall höchstens eine der 5 Gruppen von Diaist. Folglich geht die Ader BL4B während des drit- gonal-Verknüpfungsgliedern betätigt sein, d. h., die ten Schrittintervalls bei einer Verschiebung nach 15 Ausgänge der Verknüpfungsglieder in höchstens links nur dann auf niedriges Potential, wenn X16 den einer dieser Gruppen können auf niedriges Potential Wert 0 hat. Dieses Sperrsignal geht an einen Eingang gehen, um das Einschreiben von 1-Werten in die jedes der Verknüpfungsglieder 13 V bis 15 V. Bei entsprechenden Stufen zu steuern,
einer Verschiebung nach links werden während des Während des entsprechenden Schrittintervalls darf

dritten Schrittintervalls die Ausgänge dieser Verknüp- 20 nur dann eine bestimmte Gruppe von Diagonal-Verfungsglieder nur für den Fall auf hohes Potential ge- knüpfungsgliedern in Tätigkeit treten, wenn während bracht, daß A'16 den Wert 0 hat. dieses Intervalls der Diagonalschritt auszuführen ist.

Gemäß Fig. 2 dürfen bei Verschiebungen nach links Ob der Diagonalschritt auszuführen ist, wird durch die Vertikal-Verknüpfungsglieder 17ß-17Cundl8ß- das entsprechende der 5 Bits Xl bis X16 bestimmt. 18 C nur dann gesperrt sein, wenn X16 oder X4 den 25 Das Bit Xl ist eines der Eingangssignale für jedes Wert 0 hat. Wenn wenigstens eines dieser Bits eine 0 der Diagonal-Verknüpfungsglieder in der Gruppe/1, ist, hat ein über die beiden Vertikalwege nach unten das Bit X 2 ist eines der Eingangssignale für jedes übertragenes Bit nicht die Möglichkeit, die Linie der Diagonal-Verknüpfungsglieder in der Gruppe B, L-L bis zum Ende der Verschiebung zu kreuzen. das Bit X4 ist eines der Eingangssignale für jedes Folglich darf die Sperrader BL 2, die an die Ver- 30 der Diagonal-Verknüpfungsglieder in der Gruppe C tikal-Verknüpfungsglieder 17 V und 18 V ange- usw. Es seien beispielsweise die Verknüpfungsglieder schaltet ist, während des zweiten Schrittintcrvalls bei CO bis C19 betrachtet. Jedes dieser Verknüpfungs-Verschiebungen nach links nur dann auf niedriges glieder erhält ein Eingangssignal L 4 und ein EinPotential gehen, wenn wenigstens eines der Bits X4 gangssignal X4. Während des ersten, zweiten, vier- und ΛΊ6 den Wert 0 hat. Zwei von den Eingangs- 35 ten und fünften Schrittintervalls ist L 4 tief, und der Signalen des Verknüpfungsgliedes 511 sind die Si- Ausgang jedes der 20 Verknüpfungjglieder wird auf gnale L 2 und HL. Diese Signale stellen während hohem Potential gehalten, damit diese Verknüpdes zweiten Schrittintervalls bei einer Verschiebung fungsglieder die Eingangssammelleitungen nicht nach links beide hohes Potential dar. Das dritte Ein- steuern. Während des dritten Schrittintervalls ist L 4 gangssignal des Verknüpfungsgliedes kommt vom 40 hoch, und die 20 Diagonal-Verknüpfungsglieder sind Ausgang des Verknüpfungsgliedes 506. Die beiden nicht gegen eine Betätigung gesperrt. Wenn jedoch Eingangssignale dieses Verknüpfungsgliedes sind die . X4 eine 0 ist, sollen diese Verknüpfungsglieder geBits X4 und ΛΊ6. Wenn eines der Bits X4 und ΛΊ6 sperrt sein, da der Diagonalschritt mit dem Wert 4 den WertO hat, geht der Ausgang des Verknüpfung- nicht auszuführen ist, wenn X4 eine 0 ist, wird der gliedes auf hohes Potential, und da alle drei Ein- 45 Ausgang jedes der 20 Verknüpfungsglieder auf gänge des Verknüpfungsgliedes 511 hoch liegen, hohem Potential gehalten, und die Verknüpfungsgeht das Sperrsignal BL 2 auf niedriges Potential. glieder üben wiederum keine Steuerung für die Po-Das Sperrsignal BL 2 ist ein bedingtes Signal. Es geht tentiale der Eingangssammelleitungen aus. Nur wenn während des zweiten Schrittintervalls bei einer Ver- ein Diagonalschritt mit dem Wert 4 auszuführen ist, Schiebung nach links nur dann auf niedriges Poten- 5° liegen beide Signale L4 und X4 während des dritten tial, wenn wenigstens eines der Bits X4 und ΛΊ6 Schrittintervalls hoch. Zu diesem Zeitpunkt bringt eine 0 ist. Wenn beide Bits den Wert 1 haben, ist der keines der beiden Signale die Ausgänge der VerAusgang des Verknüpfungsgliedes 506 tief, und das knüpfungsglieder auf hohes Potential, und die Ver-Sperrsignal BL2 bleibt hoch, damit die Vertikal- knüpfungsglieder arbeiten entsprechend den übrigen Verknüpfungsglieder 17 V und 18 V nicht auto- 55 Eingangssignalen,
matisch gesperrt werden. Jedes der 100 Diagonal-Verknüpfungsglieder weist

Der letzte noch zu betrachtende gestrichelte Ver- neben einem der L-Eingänge und einem der Χ-Έλη-tikalweg in Fig. 2 ist der Weg 19A-19B. Dieser gänge einen Eingang auf, der an die Ausgangs-Weg ist einer der 5 Vertikalwege, die dem Ver- Sammelleitung einer entsprechenden Stufe angeschalknüpfungsglied 19 V entsprechen. Wie oben be- 60 tet ist. Einige Diagonal-Verknüpfungsglieder haben schrieben, wird der Weg während des ersten Schritt- einen vierten Eingang 777?, der jedoch im Augenintervalls bei einer Verschiebung nach links bedingt blick nicht beachtet werden soll. Wenn die ersten gesperrt. Er ist nur dann gesperrt, wenn wenigstens beiden Eingänge jedes Verknüpfungsgliedes hoch eines der Bits X4 und ΑΊ6 eine 0. ist. Die 3 Ein- liegen, wird das Ausgangssignal allein durch den gänge des Verknüpfungsgliedes 512 sind Ll, HL 65 dritten Eingang bestimmt. Wenn der dritte Eingang, und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 506. Der der an eine Ausgangssammelleitung angeschaltet ist, Bedingungsfaktor ist der gleiche wie der für die bei- ebenfalls hoch liegt, geht der Ausgang auf niedriges den Vertikalwege 17B-17C und 18B-18C, und . Potential. Wenn andererseits der dritte Eingang tief

liegt, bleibt der Ausgang auf hohem Potential auch dann, wenn die anderen beiden Eingänge hoch sind Man erkennt, daß, wenn eines der Diagonal-Verknüpfungsglieder erregt ist, das darüber übertragene Signal invertiert wird. Wenn die ersten beiden Eingänge auf hohem Potential liegen, ist das Potential des Ausgangs dem des dritten Eingangs entgegengesetzt, der an eine Ausgangssammelleitung angeschaltet ist. Aus diesem Grund sind die Potentiale, die auf den Ausgangssammelleitungen 0- und 1-Werte darstellen, den Potentialen entgegengesetzt, die auf den Eingangssammelleitungen erforderlich sind, um diese Bits in die Registerstufen einzuschreiben.

Als Beispiel sei das Diagonal-Verknüpfungsglied C9 betrachtet. Während des dritten Schrittintervalls liegen, wenn X 4 eine 1 ist, die Ausgänge der 20 Vertikal-Verknüpfungsglieder und der Diagonal-Verknüpfungsglieder der Gruppen A, B, D und E alle auf hohem Potential. Folglich liegen von den sechs an die Eingangssammelleitung der Stufe 5 angeschalteten Ausgängen die Ausgänge der Verknüpfungsglieder 5 V, A6, ΒΊ, C9, 013 und El alle auf hohem Potential mit Ausnahme des Ausgangs des Verknüpfungsgliedes C9, der auf niedriges Potential gehen kann. Wenn dieser Ausgang tief liegt, ist die Eingangssammelleitung der Stufe 5 ebenfalls auf niedrigem Potential. Während des dritten Schrittintervalls liegt die Ader L 4 hoch und steuert das Verknüpfungsglied C9 nicht. Da der Diagonalschritt auszuführen ist, liegt die Ader X4 ebenfalls hoch und steuert das Verknüpfungsglied C9 nicht. Der dritte Eingang des Verknüpfungsgliedes ist an die Ausgangssammelleitung der Stufe 9 angeschaltet. Wenn die Stufe 9 eine 0 enthält, liegt die Ausgangssammelleitung auf niedrigem Potential, und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes C9 bleibt hoch. Da die Ausgänge aller 6 Verknüpfungsglieder, die an die Eingangssammelleitung der Stufe 5 angeschaltet sind, auf hohem Potential liegen, ist das Potential der Sammelleitung hoch, und es wird eine 0 in die Stufe eingeschrieben. Auf diese Weise wird die 0 in der Stufe 9 zur Stufe 5 geschoben. Wenn andererseits die Stufe 9 eine 1 enthält, liegt ihr Ausgang hoch. Da alle drei Eingänge des Verknüpfungsgliedes C 9 hoch liegen, geht der Ausgang tief und legt die Eingangssammelleitung der Stufe 5 an Erde. Da die Eingangssammelleitung tief ist, wird eine 1 in die Stufe 5 eingeschrieben.

Alle anderen Diagonal-Verknüpfungsglieder arbeiten auf entsprechende Weise mit der Ausnahme, daß einige Verknüpfungsglieder 777?-Eingangssignale aufweisen. Es sei daran erinnert, daß bei Verschiebungen nach rechts Bits, die über die Linie L-L in F i g. 2 geschoben werden, nicht wieder auf der linken Seite in das Register eingefügt werden dürfen. Von den 20 Diagonal-Verknüpfungsgliedern der Gruppe A ist das Eingangssignal HR nur an das Verknüpfungsglied A 0 angeschaltet. Dies ist das einzige Verknüpfungsglied der Gruppe, das veranlassen kann, daß ein Bit die Linie L-L kreuzt, d. h., auf der linken Seite wieder in das Register eingefügt wird. Bei einer Verschiebung nach rechts wird also, wenn 757? den Wert 0 hat, der Ausgang des Verknüpfungsgliedes A 0 unabhängig vom Wert des Bits in der Stufe 0 und dem Potential ihrer Ausgangssammelleitung auf hohem Potential gehalten. Da der Ausgang des Verknüpfungsgliedes A 0 hoch liegt, ist die Eingangssammelleitung der Stufe 19 ebenfalls hoch (die anderen 4 Diagonal-Verknüpfungsglieder, die an dieser Eingangssammelleitung enden, arbeiten während des ersten Schrittintervalls nicht, und das Vertikal-Verknüpfungsglied 19 V arbeitet nicht, wenn Xl eine 1 ist), und es wird eine 0 in die Stufe eingeschrieben, wenn ein Trigger-Impuls auf der Ader 505 erscheint. Von den Verknüpfungsgliedern der Gruppe B können nur die Verknüpfungsglieder

ίο β 1 und 50 Bits zu den Stufen 19 und 18 auf der linken Seite des Registers übertragen. Folglich ist das Signal HR als viertes Eingangssignal an diese beiden Verknüpfungsglieder angelegt, damit sie bei Verschiebungen nach rechts gesperrt sind. Entsprechendes gilt für die am weitesten rechts liegenden Verknüpfungsglieder der Gruppen C, D und E. Das Sperrsignal HR ist ein Eingangssignal für die vier am weitesten rechts liegenden Diagonal-Verknüpfungsglieder in der Gruppe C, die acht am weitesten rechts liegenden Diagonal-Verknüpfungsglieder in der Gruppe D und die 16 am weitesten rechts liegenden Diagonal-Verknüpfungsglieder in der Gruppe E. Es sollen jetzt die Vertikal-Verknüpfungsglieder 0 V bis 19 V betrachtet werden. Jedes Verknüpfungsglied weist drei Eingänge auf. Ein erster Eingang ist an die Ausgangssammelleitung der entsprechenden Stufe angeschaltet. Wenn die anderen beiden Eingänge des Verknüpfungsgliedes hoch liegen, hat der Ausgang des Verknüpfungsgliedes, der an die Eingangssammelleitung der gleichen Stufe angeschaltet ist, das entgegengesetzte Potential wie die Ausgangssammelleitung und bewirkt, daß der gleiche Bit-Wert erneut in die Stufe eingeschrieben wird. Das Potential der Ausgangssammelleitung wird allein durch das Vertikal-Verknüpfungsglied bestimmt, da die Ausgänge der 100 Diagonal-Verknüpfungsglieder auf hohem Potential bleiben, wenn die Vertikal-Verknüpfungsglieder erregt sind. Der zweite Eingang jedes der Vertikal-Verknüpfungsglieder liegt am Ausgang des Verknüpfungsgliedes 535. Die entsprechende Ader liegt normalerweise auf niedrigem Potential, um die Ausgänge der 20 Vertikal-Verknüpfungsglieder auf hohem Potential zu halten. Die vertikale Betätigungsader VE geht auf hohes Potential, damit die Vertikal-Verknüpfungsglieder nur dann in Tätigkeit treten, wenn ein Vertikalschritt auszuführen ist. Es sei daran erinnert, daß der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 535 normalerweise tief liegt. Er bleibt während jedes Schrittintervalls

tief, wenn ein Diagonalschritt auszuführen ist, damit . die Ausgänge der Vertikal-Verknüpfungsglieder auf hohem Potential gehalten werden und folglich die Potentiale der entsprechenden Eingangssammelleitungen nicht steuern. Bei jedem Schrittintervall,

in dem -ein Vertikalschritt auszuführen ist, ist das Signal VE jedoch hoch. Die Vertikal-Verknüpfungsglieder können also in Abhängigkeit von den anderen Eingängen in Tätigkeit treten.

Das dritte Eingangssignal für jedes Vertikal-Ver-

knüpfungsglied ist eines der Sperrsignale. Ohne diese Sperrsignale, die beispielsweise bei Rotationen und Verschiebungen nach rechts nicht vorhanden sind, würde die Operation jedes Vertikal-Verknüpfungsgliedes allein durch das Potential der entsprechenden

Ausgangssammelleitung bestimmt. Bei Verschiebungen nach links müssen einige Vertikal-Verknüpfungselieder gesperrt sein, .d. h., ihre Ausgänge müssen auf hohem Potential gehalten werden, damit 0-Werte

in die entsprechenden Stufen eingeschrieben werden. Wie oben erläutert, sind die verschiedenen Sperrsignale BL1 bis BL16 an diejenigen Vertikal-Verknüpfungsglieder angelegt, die so gesteuert werden müssen, daß sie bei Verschiebungen nach links automatisch O-Werte in die entsprechenden Stufen einschreiben. Während die Sperrsignale normalerweise hoch liegen und keine Steuerung ausüben, ist während einer Verschiebung nach links, wenn ein Vertikalweg in Fig. 2 zu sperren ist, das· an das entsprechende Vertikal-Verknüpfungsglied angelegte Sperrsignal auf niedrigem Potential und bewirkt, daß der Ausgang unabhängig vom Potential der entsprechenden Ausgangssammelleitung auf hohes Potential geht. Da die Eingangssammelleitung auf diese Weise auf hohem Potential gehalten wird, wird eine 0 in die entsprechende Stufe eingeschrieben. Wie oben erläutert, ist das Sperrsignal BL 1 an einen Eingang des Verknüpfungsgliedes 19 V angelegt, das Sperrsignal BLl an die Eingänge der Verknüpfungsglieder 17 V und 18 V, das Sperrsignal BL 4 A an einen Eingang des Verknüpfungsgliedes 16 V, das Sperrsignal BL4B an Eingänge der Verknüpfungsglieder 13 V bis 15 V, das Sperrsignal BLS an Eingänge der Verknüpfungsglieder 5 V bis 12 V und das Sperrsignal ßL16 an Eingänge der Verknüpfungsglieder 0 V bis 4 V. Die Sperrsignale sind nur bei Verschiebungen nach links wirksam und können dann während der entsprechenden Schrittintervalle auf niedriges Potential gehen. Jedes Vertikal-Verknüpfungsglied hat zusätzlich zu einem Bit-Eingangssignal von einer entsprechenden Stufe zwei Eingangssignale. Das an jedes Vertikal-Verknüpfungsglied angelegte Signal VE bewirkt das Arbeiten der gesamten Gruppe von Verknüpfungsgliedern im Gegensatz zum Arbeiten einer der 5 Gruppen von Diagonal-Verknüpfungsgliedern. Selbst wenn jedoch das Signal VE die Vertikal-Verknüpfungsglieder zu betätigen versucht, können bestimmte Verknüpfungsglieder immer noch in Abhängigkeit von den entsprechenden Sperrsignalen gesperrt werden. Durch die Sperrung der Vertikal-Verknüpfungsglieder in

ίο der beschriebenen Weise wird die Möglichkeit geschaffen, Verschiebungen nach links unter Verwendung von Schaltungen für Rotationen nach rechts durchzuführen.

Es sei noch angemerkt, daß Alternativmöglichkeiten für den Einsatz von Vertikal-Verknüpfungsgliedern zur Steuerung von Verschiebungen nach links mit Schaltungen für Rotationen nach rechts bestehen. Die Vertikal-Verknüpfungsglieder werden bei Verschiebungen nach rechts und bei beiden Rotations-Operationen tatsächlich nicht benötigt, da sie lediglich das erneute Einschreiben der Bits in die Registerstufen steuern. Die Vertikal-Verknüpfungsglieder sind bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung für Verschiebungen nach links erforderlich, um das Einschreiben von O-Werten in gewählte Stufen zu steuern. Statt der Vertikar-Verknüpfungsglieder, die bei allen vier Operationsarten in Tätigkeit sind, kann eine Gruppe von Verknüpfungsgliedern vorgesehen sein, die nur bei einer Verschiebung nach links in Tätigkeit sind und die durch die Sperrsignale direkt derart gesteuert werden, daß sie O-Werte in die gewählten Stufen einschreiben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

I 474 58 Patentansprüche:

1. Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung mit folgenden Merkmalen:

a) Ein Register besteht aus η Stufen (ST 19 bis STO), die in einer numerisch geordneten Folge (z. B. 19, 18, 17, . ..., 2, 1,0) angeordnet sind und die cntspiechend geordneten /j Bits eines Datenwortes enthalten;

b) weniger als η (ζ. Β. 5) binäre Rotierstufen (z. B. A, B, C, D, E) sind zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen der Registerstufen parallel geschaltet; jede binäre Rotierstufe (z.B. A) umfaßt Verknüpfungsglieder (z. B. A 19 bis A 0), die in der gleichen numerischen Folge wie die Registerstufen (ST 19 bis STO) angeordnet sind; jedes Verknüpfungsglied (z. B. A 19) tritt in bezug auf das Datenbit in Tätigkeit, welches in der entsprechend geordneten Registerstufe (z. B. 5719) enthalten ist; die Verknüpfungsglieder (z. B. A 19 bis A 0) jeder der binären Rotierstufen (z. B. A) treten in Tätigkeit, um die η Bits des in dem Register enthaltenen Datenworts in der gleichen einen Richtung (z. B. nach rechts) um eine unterschiedliche, vorbestimmte Anzahl/; (z.B. I) von Registerstufen zu verschieben;

c) eine Steueranordnung (z. B. F i g. 4 und 5) tritt in Übereinstimmung mit Steuerinformation (HR oder QX, Xl bis ΑΊ6), die entweder eine Verschiebe- oder Rotieroperation in einer Richtung (z. B. nach rechts) und deren Größe g (z.B. 13) betrifft, in Tätigkeit, um die binären Rotierstufen (A bis E) in einer Kombination (z. B. A + C -f D) nacheinander so zu betätigen, daß die Summe der vorbestimmten Anzahlen ρ (ζ. Β. 1 + 4 -■'- 8) für die nacheinander betätigten binären Rotierstufen gleich der speziellen Größen (z. B. • 13) ist, und die Steueranordnung tritt ferner in Übereinstimmung mit Steucrinformation (z. B. HR), die eine Verschiebeoperation in der einen Richtung (z. B. nach rechts) betrifft, in Tätigkeit, um vorbestimmte Verknüpfungsglieder (z.B. AO, C3 bis CO, D7 bis DO) von einer vorbestimmten Gruppe von Verknüpfunssgliedern (z. B. A 0, B1 bis SO, C3 bis CO, 7)7 bis DO. E15 bis EO) in den nacheinander betätigten binären Roticrstufen (z. B. A, C, D) zu veranlassen, binäre Nullen zu übertragen,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) eine binäre Direklübertragungsstufe (V) parallel zu den binären Rotierstufen (A, B, C. So D. E) geschaltet ist, wobei jedes Verknüpfungsglied (z. B.FO) zwischen den Ausgang der einen Registerstufe (z. B. 5T0) und den Eingang der gleichen Registerstufe (z. B. 5TO) geschaltet ist und in Tätigkeit tritt, um das in dem Register enthaltene Datenwort von den Ausgängen zu den Eingängen ohne Änderung der Bitposition zu übertragen, so daß die vorbestimmte Anzahl /; der Registerstufen für die binären Direktübertragungsstufen (V) Null ist, und daß

e) die Steueranordnung in Übereinstimmung mit anderer Steuerinformation (z. B. HL, X1 bis ΑΊ6), welche eine Verschiebeoperation in der entgegengesetzten Richtung (z. B. nach links) und deren Größe (z. B. 13) betrifft, in Tätigkeit tritt, um die binären Stufen (A bis E und V) in einer anderen Kombination (z. B. A+B + C+V) einschließlich der binaren Direktübertragungsstufen (V) wahlweise und aufeinanderfolgend so zu betätigen, daß die Summe der vorbestimmten Anzahlen ρ (ζ. B. 1+2-1-4 + 0) für die aufeinanderfolgend betätigten binären Stufen gleich dem Komplement n — h (z. B. 20—13 = 7) der speziellen Größe/; (z.B. 13) mit Bezug auf η (ζ. B. 20) ist, und um ausgewählte Verknüpfungsglieder (z. B. V12 bis FO) der binären Direktübertragungsstufen (V) bei Betätigung zu veranlassen, binäre Nullen, unabhängig von dem vorliegenden Wert der Bits in den Registerstufen (z. B. St 12 bis 5/0), an solche Ausgänge zu übertragen, mit denen die ausgewählten Verknüpfungsglieder verbunden sind, wobei die ausgewählten Verknüpfungsglieder (z. B. F12 bis VO) in Übereinstimmung mit dem Komplement η — h der Verschiebegröße //. die von der anderen Steuerinformation bestimmt wird, ausgewählt werden.

2. Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Verknüpfungsglieder (z. B. V12 bis KO) der binären Direktübertragungsstufe (F) diejenigen Vcrknüpfungsglieder (VS) einschließen, durch welche — während einer Rotationsoperation in der einen Richtung (z.B. nach rechts) und mit einer Größe (z. B. 7) gleich dem Komplement (z. B. 20 - 13 = 7) der Größe Ii (z. B. 13) der speziellen Verschiebeoperation in der entgegengesetzten Richtung (z. B. nach links) — ein Bit übertragen wird, welches schließlich in eine Registerstufe zwischen der Registerstufc, welche ursprünglich das Bit (z. B. 5Tl2) enthielt, und dem in einer Richtung gerechneten Ende des Registers (z. B. das rechte Ende) eingeschrieben wird.

3. Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung wahlweise jede der binären Rotierstufen (A, B, C, D. E) höchstens einmal während einer vollständigen Verschiebe- und Rotieroperation in einer vorbestimmten Operationsfolge (z. B. A-B-C-D-E) erregt sowie wahlweise die binäre Direktübertragungsstufe (F) als Ersatz in der vorbestimmten Operationsfolge (z. B. A-B-C-V-V) für jede der während einer vollständigen Verschiebe- und Rotieroperation nicht betätigten binären Rotierstufen (z. B. D und E) betätigt.

4. Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß

3 4

die Steueranordnung die ausgewählten Verknüp- Bell System Technical Journal«. Bd. XLIH, Nr. 5. fungsglieder (z. B. V12 bis VO) veranlaßt, binäre Teil I, vom September 1%4. S. 2055 bis 2(W5. bc-Nullcn während der frühesten Wählopcration schrieben.

(z. B. der 2. Operation) der binären Direktüber- Die bekannte Schiebe- und Roticranordnung führt

tragungsstufe (V) zu übertragen, in welcher das 5 Schiebe-und Rotieroperationen in einer einzigen Rich-Kriterium des Anspruchs 3 logisch aus der relati- tung durch, indem eine Mehrzahl von Rotieranordven Stellung einer Registerstufe (z.B. ST12) in nungcn in unterschiedlichen Kombinationen selektiv· der numerischen Folge (z. B. 1 s>, 18, . . ., 2, 1,0) benutzt werden, welche parallel zu den Stufen cies und aus den vorbestimmten Anzahlen /; für die . Registers liegen. Jede derartige Rotiereinrichtung binären Rotierstufen, die in der voTbestimmtcn i° umfaßt eine Mehrzahl von individuellen Bit-Rotier-Betätigungsfolge zur Einschaltung verbleiben, be- elementen, wovon jedes mit einer bestimmten Registimmt werden kann. sterstufe verbunden ist und wobei jede Rotieranord

nung betätigt wird, um die Bits in den Registerstufen in der gleichen einen Richtung um eine unterschied-15 liehe yorbestimmtc Anzahl von Registerstufen zu rotieren. Schiebe- und Rotieroperationen in der ent-

gegengesetzten Richtung werden durch einen ähnlichen, aber getrennten Satz von binären Stufen durchgeführt, die in der entgegengesetzten Richtung ^oz orientiert sind. Verknüpfungsgliedcr der Rotierstufen, welche Bits von einem Ende des Registers zum anderen Ende rotieren, werden selektiv gesperrt und dazu

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schiebe- und gebracht, binäre Nullen zu übertragen, so daß eine Rotierschaltungsanordnung mit folgenden Merkmalen: Rotieroperation in eine Verschicbcoperation unige-

25 wandelt wird. Es werden weniger Rotierstufen als

a) Ein Register besteht aus η Stufen, die in einer Stufen des Registers benötigt. Unterschiedliche Ronumcrisch geordneten Folge angeordnet sind tierverschiebungen werden durch jede Rotierstufe und die entsprechend geordneten /1 Bits eines durchgeführt. Die Betätigung einer Kombination von Datenwortes enthalten; Rotierstufen erzeugt eine totale Rotierverschiebung,

30 die gleich der Summe der Verschiebungen ist. die

b) weniger als η binäre Rotierstufen sind zwischen durch die individuell betätigten Rotierstufen innerden Eingangs- und Ausgangsanschlüssen der halb der Kombination durchgeführt werden. Die Registerstufen parallel geschaltet; jede binäre binären Rotierstufen werden wahlweise zu imter-Rotierstufe umfaßt Verknüpfungsglieder. die in schiedlichen Zeiten betrieben, um eine spezielle Gcder gleichen numerischen Folge wie die Register- 35 sämtrotation oder Verschicbcoperation /x\ bewerkstufen angeordnet sind: jedes Verknüpfungsglied stelligen.

tritt in bezug auf das Datenbit in Tätigkeit, wcl- Aus dem oben angeführten Stand der Technik ist

ches in der entsprechend geordneten Register- eine Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung be-

stufe enthalten ist, und die Verknüpfungsglieder kannt, welche ein Register mit »Stufen umfaßt, die in

jeder der binären Rotierstufen treten in Tätig- 40 einer numerisch geordneten Folge mit entsprechend

keit. um die η Bits des in dem Register enthal- geordneten η Bits eines Datenwortes angeordnet sind,

tencn Datenwortes in der gleichen einen Rieh- Weniger als η binäre Rotierstufen liegen parallel

tung um eine unterschiedliche, vorbestimmle zwischen den Ein- und Ausgängen der Registerstufen.

Anzahl ρ von Registersiufen zu verschieben: Jede binäre Rotierstufe umschließt Verknüpfungs-

45 glieder, die in der gleichen numerischen Folge wie die

c) eine Steueranordnung tritt in Übereinstimmung Registerstufen angeordnet sind, und jedes Verknüpmit Steuerinformation, die entweder eine Ver- fungsglied ist mit Bezug auf das Datenbit in der

. schiebe- oder Rotieroperation in einer Richtung . entsprechend geordneten Regislerstufe betätigbar, und deren Größe g betrifft, in Tätigkeit, um die Die Verknüpfungsglieder jeder binären Rotierstufe binären Rotierstufen in einer Kombination 5° sind zur Rotation der η Bits eines Dntenworlcs nacheinander so zu betätigen, daß die Summe betätigbar, welches in dem Register in der gleichen der vorbestimmten Anzahl ρ für die nachein- einen Richtung um eine unterschiedliche, vorbcander betätigten binären Rotierstufen gleich der stimmte Anzahl ρ von Registerstufen enthalten ist. speziellen Größe g ist, und die Steueranordnung Die bekannte Schiebe- und Rotierschaltungsanordtritt ferner in Übereinstimmung mit Steuerinfor- 55 nung umfaßt auch eine Steueranordnung, die in mation, die eine Verschiebcoperation in der Übereinstimmung mit Steuerinformation betätigbar einen Richtung betrifft, in Tätigkeit, um vorbe- ist, welche entweder einer Schiebe-oder Roticroperastimmte Verknüpfungsglieder von einer vorbe- tion in der einen Richtung und der Größe e hiervon stimmten Gruppe von Verknüpfungsgliedern in entspricht und zur selektiven und aufeinanderfolgenden nacheinander betätigten binären Rotier- 60 den Betätigung der binären Rotierstufen in einer stufen zu veranlassen, binäre Nullen zu über- Kombination dient, derart, daß die Summe der vortragen, bestimmten Anzahlen ρ für die aufeinanderfolgend

betätigten binären Rotierstufen gleich der speziellen

Eine Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung die- Schiebe- oder Rotiergröße g ist. Die Steueranordser Art ist beispielsweise in dem Artikel Nr. 1. ESS 65 nung ist ferner in Übereinstimmung mit Steuerinfor- »Logic Circuit and Their Application to the Design mation betätigbar, weiche eine Schiebeoperation in of the Design of the Central Control« von W. B. der einen Richtung betrifft und vorbestimmte Ver-Cagle und R. S. Menne in der Zeitschrift <The knüpfungsglieder aus einer vorbestimmten Gruppe