DE1474582B2 - Schiebe- und rotierschaltung fuer eine datenverarbeitungsanordnung - Google Patents

Description

15

Die Erfindung betrifft eine Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung zur wahlweisen Verschiebung oder Rotation der Bits eines Datenwortes. Eine bekannte Anordnung dieser Art ist beispielsweise in dem Aufsatz »1 ESS Logic Circuits and Their Application to the Design of the Central Control« von W. B. Cagle und R. S. Menne in der Zeitschrift Bell System Technical Journal, Bd. 43, Nr. 5, Teil 1, September 1964, S. 2055 bis 2095, beschrieben.

Die bekannte Schiebe- und Rotieranordnung führt Schiebe- und Rotieroperationen in einer einzigen Richtung durch wahlweise Verwendung verschiedener Kombinationen einer Gruppe von binären Rotierstufen durch, die in der gleichen Richtung orientiert sind. Schiebe- und Rotieroperationen in der entgegengesetzten Richtung werden durch eine ähnliche, aber getrennte Gruppe von binären Rotierstufen durchgeführt, die in der entgegengesetzten Richtung orientiert sind. Zur Abwandlung einer Rotieroperation in eine Schiebeoperation werden Verknüpfungsglieder der Rotierstufen, die Bits von einem Ende eines Datenwortes zu dessen anderem Ende rotieren, wahlweise gesperrt. Dabei sind weniger Rotierstufen als Bits in dem bearbeiteten Datenwort vorgesehen. Jede Rotierstufe führt zu unterschiedlichen Rotier-Verlagerungen. Die Betätigung einer Kombination von Rotierstufen ergibt eine Gesamtverlagerung, die gleich der Summe der durch die einzelnen erregten Rotierstufen innerhalb der Kombination bewirkten Verlagerungen ist. Die Rotierstufen sind parallel geschaltet und werden zur Durchführung einer verlangten Rotier- oder Schiebeoperation selektiv zu unterschiedlichen Zeitpunkten betätigt.

Wie bereits ausgeführt, benötigt die bekannte An-Ordnung eine vollständig getrennte Gruppe von binären Rotierstufen zur Durchführung von Schiebeoperationen in der entgegengesetzten Richtung. Daher ist die Anzahl der für die Durchführung von Schiebe- und Rotieroperationen in beiden Richtungen erforderlichen Verknüpfungsglieder doppelt so groß wie die Anzahl von Verknüpfungsgliedern, die zur Durchführung von Schiebe- und Rotieroperationen in nur einer einzigen Richtung benötigt werden.

Eine ebenfalls bekannte Schiebe- und Rotieranordnung sieht eine getrennte Rotierstufe für jeden Betrag einer Schiebe- oder Rotieroperation vor. Diese bekannte Anordnung zeigt, daß eine Rotieroperation von m Bit-Positionen in einer Richtung einer Rotieroperation von τη — η Bit-Positionen in der entgegen- gesetzten Richtung entspricht, wobei η die Anzahl von Bits in dem bearbeiteten Datenwort ist. Dieses Prinzip läßt sich jedoch nicht auf Schiebeoperationen in entgegengesetzter Richtung anwenden. Da die Anordnung eine getrennte binäre Stufe für jeden Betrag einer durchgeführbaren Schiebe- und Rotieroperation enthält, müssen so viele Rotierstufen vorhanden sein, wie das verarbeitete Datenwort Bits enthält, um alle Schiebe- und Rotieroperationen durchführen zu können.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Durchführung eines vollen Satzes von Schiebe- und Rotieroperationen in beiden Richtungen zu ermöglichen, ohne daß entweder eine doppelte Gruppe von entgegengesetzt orientierten binären Rotierstufen oder eine Anzahl von Rotierstufen erforderlich ist, die gleich der Anzahl von Bits in dem verarbeiteten Datenwort ist.

Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.

Damit wird erreicht, daß eine Schiebeoperation in einer Richtung durch wahlweise Verwendung von binären Rotierstufen möglich ist, die zur Durchführung von Rotier- und Schiebeoperationen in der entgegengesetzten Richtung ausgelegt sind. Dadurch läßt sich die Anzahl der zur Durchführung eines vollen Satzes von Schiebe- und Rotieroperationen in beiden Richtungen erforderlichen Verknüpfungsgliedern wesentlich verringern.

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

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Datenverarbeitungsanlage mit einer binären Verschiebe- und Rotierschaltung,

Fig. 2 die grundsätzliche Arbeitsweise derSchiebe- und Rotierschaltung für eine Datenverarbeitungsanlage, bei der die Datenworte 16 Bits lang sind,

F i g. 3 die grundsätzliche Arbeitsweise der Schiebe- und Rotierschaltung für eine Datenverarbeitungsanlage, bei der die Datenworte 20 Bits lang sind,

F i g. 4 bis 7 eine binäre Schiebe- und Rotierschaltung für eine Anlage mit Datenworten von 20 Bits Länge, bei der die Verschiebe- und Rotieroperation durch Relaiskontakte gesteuert werden,

F i g. 8 A die Einzelheiten eines in F i g. 8 B symbolisch dargestellten Ausführungsbeispiels für ein Verknüpfungsglied, das in dem Blockschaltbild der Fig. 9 bis 16 verwendet werden kann, und Fig. 8C die Operation des Verknüpfungsgliedes für verschiedene Eingangsbedingungen,

Fig. 9C bis 16 eine binäre Schiebe- und Rotierschaltung für eine Anlage mit Datenwörtern von 20 Bits Länge, bei der die Verschiebe- und Rotier-Operationen durch eine Reihe von Verknüpfungsgliedern gesteuert werden,

Fig. 17 und 18 die Übertragungseigenschaften bestimmter Verknüpfungsglieder der in F i g. 9 bis 16 dargestellten Verknüpfungsglieder,

Fig. 19 und 20 die Zuordnung der Fig. 4 bis 7 und 9 bis 16.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Erfindung ist eine binäre Kombinationsschaltung in denjenigen Weg einer Datenverarbeitungsanlage eingeschaltet, über den ein Datenwort von einer Einheit zu einer anderen übertragen wird. Es gibt zwei Arten von Eingangssignalen zu der binären Kombinationsschaltung. Eine Gruppe von Eingangssignalen stellt die Art der auszuführenden Operation dar, d. h., Verschieben oder Rotieren, die Richtung der Verschiebung, also nach links oder nach rechts, und die Größe

der Verschiebung. Die anderen Eingangssignale kommen über eine Anzahl von Adern im Übertragungsweg an, wobei jede dieser Adern ein elektrisches Signal führt, das eines der Bits dem gerade in der Anlage übertragenen Datenwort darstellt. Der Ausgang der binären Kombinationsschaltung besteht aus einer weiteren Anzahl von Adern, die jeweils ein elektrisches Signal führen, das eines der Bits in dem verschobenen Datenwort darstellt. Die binäre Kombinationsschaltung ist durch Verknüpfungsglieder ge- ίο kennzeichnet, welche den Bit-Informationsfluß zwischen Bit-Abschnitten ermöglichen.

Bei einer typischen Datenverarbeitungsanlage nach dem Stand der Technik umfaßt der Übertragungsweg eine Anzahl von Adern, die in ansteigender Bedeutungsreihenfolge angeordnet sind und jeweils eines der Bits des gerade übertragenen Datenwortes darstellen. Bei einer Datenverarbeitungsanlage, die ein Ausführungsbeispiel einer Schiebe- und Rotierschaltung nach der Erfindung enthält, stellen die Signale auf den Ausgangsadern Bits des verschobenen Datenwortes dar. Diese Signale können das direkte Einschreiben des verschobenen Datenwortes in ein Register oder eine andere Speichereinrichtung steuern. Mit anderen Worten, die beiden Einheiten, zu denen und von welchen das Datenwort übertragen wird, können auf die gleiche Weise arbeiten, wie sie es bisher getan haben. Das Datenwort kann aber im Verlauf seiner Übertragung verschoben werden, so daß eine nachfolgende Schiebeoperation nicht erforderlich ist.

Die binäre Schiebe- und Rotierschaltung ist von besonderem Wert in einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage. Die Schiebe- und Rotierschaltung besteht aus einer Anzahl von Gruppen von Verknüp- · fungsgliedern zur Übertragung von Bit-Werte darstellenden Signalen von bestimmten Knoten in einer Gruppe zu entsprechenden Knoten in einer anderen Gruppe. Wenn beispielsweise Transistoren benutzt werden, so ist die Verzögerung bei der Übertragung der Bits durch eine Stufe des Netzwerkes lediglich eine Funktion der Zeit, die zur Ein- oder Ausschaltung eines Transistors erforderlich ist. Wenn die Schiebe- und Rotierschaltung fünf Stufen enthält, ist die durch die Schiebe- und Rotierschaltung eingeführte Gesamtverzögerung lediglich etwa gleich dem fünffachen Wert dieses Betrages. Die Gesamtzeit kann demnach dem Bruchteil einer Mikrosekunde entsprechen. Da elektronische Verknüpfungsglieder so schnell arbeiten, kann das Datenwort bei seiner Übertragung verschoben werden, ohne daß eine merkbare Verzögerung bezüglich der Übertragungszeit eintritt. Die Verwendung einer binären Kombinationsschaltung an Stelle einer Schiebe- und Rotierschaltung, die mit einem Register zusammenarbeitet und die verschiedenen Stufen des Registers ein- und zurückstellen muß, gibt die Möglichkeit, daß die Verschiebeoperation gleichzeitig mit der Datenübertragung und schneller als bisher möglich erfolgen kann, so daß die Datenverarbeitungsanlage zu anderen Arbeitsfunktionen übergehen kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung arbeitet die Schiebe- und Rotierschaltung mit Datenworten von 20 Bits. Jedes der beiden Ausführungsbeispiele nach der Erfindung enthält 120 Knoten, die in einer Matrix von 20 Spalten und 6 Zeilen angeordnet sind. Die Bits des zu bearbeitenden Datenwortes werden an die Knoten der obersten Zeile angelegt, wobei das höchststellige Bit an den am weitesten links befindlichen Knoten der Zeile und das niedrigststellige Bit an den am weitesten rechts befindlichen Knoten der Zeile gegeben wird. Das sich am Schluß ergebende Datenwort erscheint an den 20 Knoten in der letzten Zeile. Im Verlauf der Übertragung der Bits über das Knoten-Netzwerk von der ersten zur letzten Zeile werden die Bits nach den Erfordernissen bearbeitet.

Es sind 20 Übertragungswege zur Verbindung der 20 Knoten in jeder Zeile mit den 20 entsprechenden Knoten der gleichen Spalten in der nächst tieferstehenden Zeile vorgesehen (Fig. 3). Außerdem sind 20 Übertragungswege vorgesehen, die die Knoten in jeder Zeile mit entsprechenden, weiter rechts stehenden Knoten in der nächst tieferstehenden Zeile verbinden. Die Zahl von Spalten, welche die Knoten in unterschiedlichen, miteinander durch diese Wege verbundenen Zeilen trennt, ist die gleiche für jede Gruppe von 20 »Diagonak-Wegen, aber die Zahl von Spalten ist verschieden für die verschiedenen Gruppen von Wegen. Es sei angenommen, daß die Spalten von links nach rechts mit 19 bis 0 numeriert sind und daß die Zeilen von oben nach unten mit A bis F bezeichnet sind. Jeder der 20 Knoten in der Zeile A ist durch einen entsprechenden »Vertikale-Übertragungsweg mit dem direkt unter ihm befindlichen Knoten der Zeile B verbunden. Jeder Knoten in der Zeile A ist außerdem über einen »Diagonale-Weg mit dem Knoten einer Spalte weiter rechts in der Zeile B verbunden. Der am weitesten rechts stehende Knoten in der Zeile A ist mit dem Knoten in der Zeile B der nächsten »am weitesten rechts stehenden« Spalte verbunden, die, wenn man die Rotation des Datenwortes beachtet, die Spalte 19 ist. Die Rotation des Datenwortes durch das Netzwerk wird in Schritten vorgenommen. Der erste mögliche Schritt ist eine Verschiebung um 1. Wenn die 20 vertikalen Wege benutzt werden, wird das Eingangsdatenwort lediglich nach unten zu den Knoten in der Zeile B übertragen, wobei die Bit-Positionen unverändert bleiben. Wenn jedoch die Diagonalwege benutzt werden, erscheint das Eingangsdatenwort an den Knoten in der Zeile B nach einer Rotation um eine Position nach rechts.

Auf die gleiche Weise verbinden 20 Vertikalwege die Knoten in der Zeile B mit den Knoten in der Zeile C, und zwar mit den Knoten in der Zeile C, die zwei Positionen weiter rechts stehen. Der am weitesten rechtsstehende Knoten in der Zeile B ist mit dem Knoten der Spalte 18 in der Zeile C verbunden. Der Knoten der Spalte 1 in Zeile B ist mit dem Knoten der Spalte 19 in Zeile C verbunden. Wenn die Vertikalwege an Stelle der Diagonalwege benutzt werden, ist das zu den Knoten der Zeile C übertragene Bit-Muster das gleiche wie das, das ursprünglich an den Knoten in der Zeile B vorhanden war. Wenn andererseits die Diagonalwege benutzt werden, sind die Bits an den Knoten in der Zeile C die gleichen wie diejenigen an den Knoten in der Zeile B mit der Ausnahme, daß sie um 2 Positionen nach rechts rotiert worden sind.

Entsprechend sind 20 Vertikalwege zwischen den Knoten in den Zeilen C und D, den Knoten in den Zeilen D und E und den Knoten in den Zeilen E und F vorgesehen. Die Diagonalwege zwischen den Knoten in den Zeilen C und D verbinden Knoten miteinander, die 4 Spalten voneinander entfernt sind.

Die Diagonalwege zwischen den Knoten in den Zeilen D und E verbinden Knoten miteinander, die 8 Spalten voneinander entfernt sind, und die Diagonalwege, die die Knoten in der Zeile E mit den Knoten in der Zeile F verbinden, verlaufen zwischen Knoten, die 16 Positionen voneinander entfernt sind. Entweder die vertikalen oder die diagonalen Wege werden benutzt, um Bits von den Knoten in der Zeile C zu Knoten in der Zeile D, von Knoten in der Zeile D zu Knoten in der Zeile E und von den Knoten in der Zeile E zu Knoten in der Zeile F zu übertragen. Wenn die Diagonalwege benutzt werden, werden die Eingangs-Bits um 4, 8 oder 16 Positionen nach rechts rotiert. Durch Auswahl der geeigneten Gruppen von Diagonalwegen kann das Eingangsdatenwort um den gewünschten Betrag nach rechts rotiert werden. Das rotierte Datenwort erscheint an den Knoten in der Zeile F und kann dann innerhalb der Datenverarbeitungsanlage übertragen werden. Indem lediglich die Übertragung der Bits entweder über die Vertikal- oder die Diagonalwege zwischen zwei beliebigen Zeilen von Knoten gesteuert wird, kann das Eingangsdatenwort bei seiner Übertragung über das Netzwerk nach rechts rotiert werden. Wenn alle Übertragungswege Transistor-Verknüpfungsglieder enthalten, ist die durch das Netzwerk eingeführte Verzögerung lediglich gleich der Zeit, die erforderlich ist, um 5 Transistoren nacheinander ein- oder auszuschalten.

Die eben beschriebenen Diagonalwege schaffen die Möglichkeit, daß ein Datenwort bei seiner Übertragung von einem Speicher zu einem Register nach rechts roiierv wird. Man. könnte vermuten, daß ein zweites Netzwerk erforderlich ist, um das Datenwort nach links zu verschieben oder zu rotieren, wenn eine solche Operation verlangt wird. Entsprechend einem Merkmal der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele kann jedoch die Schaltung für die Rotation nach rechts benutzt werden, um sowohl Verschiebe- als Rotations-Operationen in beiden Richtungen vorzunehmen.

Es sei ein Register für 20 Bits betrachtet, das ein Datenwort mit 20 Bits enthält und angenommen, daß eine bekannte Schiebe- und Rotierschaltung, die in Verbindung mit dem Register zur Verschiebung seines Inhalts benutzt wird, die Bits im Register nur nach rechts rotieren kann. Die Schaltung läßt sich auch zur Verschiebung des Datenwortes nach rechts benutzen. Dazu muß nur der Wiedereintritt der auf der rechten Seite des Registers herausgeschobenen Bits in die linke Seite des Registers gesperrt werden. Die gleiche Schaltung kann auch benutzt werden, um das Wort im Register nach links zu rotieren. Dazu ist es nur erforderlich, die Ergänzung der Verschiebegröße bis zum Wert 20 zu bilden und dann das Wort im Register nach rechts um eine Zahl von Positionen zu rotieren, die gleich dem Ergänzungswert ist. Beispielsweise ist eine Relation nach links um 5 Positio nen einer Rotation nach rechts um 15 Positionen äquivalent. Die einzige Operation der 4 Operationsarten, die noch verbleibt, ist eine Verschiebung nach links. Es sei angenommen, daß die Verschiebegröße wiederum bis auf den Wert 20 ergänzt wird und daß das Wort im Register um eine Zahl von Positionen nach rechts rotiert wird, die gleich dem Ergänzungswert ist. Auf diese Weise werden die gewünschten Bits in die richtigen Registerpositionen eingegeben. Betrachtet man spezielle Beispiele, so zeigt sich, daß die Bit-Werte, die im Register gelöscht werden müssen, d. h. die Bits, für welche O-Werte in das Register einzugeben sind, nicht diejenigen sind, die auf der rechten Seite aus dem Register rotiert wurden, sondern diejenigen, die überhaupt nicht aus dem Register rotiert wurden. Während eine Schaltung für eine Rotation nach rechts dadurch für Verschiebungen nach rechts benutzt werden kann, daß der Wiedereintritt der auf der rechten Seite des Registers herausrotierten Bits in die linke Seite verhindert wird, kann ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung von Links-Verschiebungen nicht angewendet werden. Die Bits, die gesperrt werden müssen, sind gerade diejenigen, die niemals aus dem Register herausrotiert wurden, und clic gewünschten Bits sind diejenigen, die auf der rechten Seite aus dem Register herausrotiert wurden und auf der linken Seite wieder eintreten. Aus diesem Grunde haben Schiebe- und Rotierschaltungen nach dem Stand der Technik Einrichtungen sowohl für eine Rotation nach links als auch für eine Rotation nach rechts enthalten. Verschiebungen in einer der beiden Richtungen werden erreicht, indem die Bits, die auf einer der beiden Seiten aus dem Register heraustreten, gesperrt werden.

Entsprechend einem Merkmal der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele besteht dagegen die Möglichkeit, unter Verwendung der Schaltungen für eine Rotation nach rechts zusätzlich zur Rotation in einer der beiden Richtungen auch eine Verschiebung nach links und rechts vorzunehmen. Es müssen lediglich die diagonalen Übertragungswege welche die Knoten in den am weitesten rechts stehenden Spalten mit den Knoten in den am weitesten links stehenden Spalten verbinden, gesperrt weiden, um Verschiebungen nach rechts zu steuern. Dadurch, werden die auf der rechten Seite der Anlage herausgeschobenen Bits auf der linken Seite nicht wieder eingesetzt. Rotationen nach links lassen sich erreichen, indem die gegebene Verschiebungsgröße zu 20 ergänzt und dann nach rechts mit der ergänzten Zahl von Positionen rotiert wird. Verschiebungen nach links lassen sich steuern, indem in bestimmten Fällen bestimmte Übertragungswege unbedingt gesperrt und in anderen Fällen andere Vertikalwege bedingt gesperrt werden. Durch die einfache Sperrung bestimmter Vertikal-Übertragungswege in der Schaltung für eine Rotation nach rechts und eine nachfolgende Rotation nach rechts um eine Anzahl von Positionen, die gleich dem Ergänzungswert der Verschiebungsgröße ist, erscheint das über die binäre Kombinationsschaltung übertragene Datenwort an den Ausgangsknoten um die erforderliche Zahl von Positionen nach links verschoben.

Datenverarbeitungsanlage mit einer binären Schiebe- und Rotierschaltung (F i g. 1)

F i g. 1 stellt ein Blockschaltbild einer Datenverarbeitungsanlage dar, die eine binäre Schiebe- und Rotierschaltung enthält. Der Speicher 101 beinhaltet sowohl Befehlsworte als auch Datenworte. Das Adressenregister 114 beinhaltet die Adresse des vom Speicher 101 zum Befehlsregister 111 zu übertragenden Befehlswortes. Das Befehlswort im Register 111 wird durch den Umsetzer 112 übersetzt, um die erforderliche Operation in der Anlage festzustellen. Der Umsetzer enthält eine Anzahl von Ausgangskabeln, die zu verschiedenen Einheiten in der Anlage führen,

309 530/351

und steuert die Operation dieser Einheiten entsprechend dem Befehlswort im Befehlsregister.

Die Adressenschaltung 109 enthält die Adresse der Stelle im Speicher 101, in die ein Datenwort auf dem Kabel 117 einzuschreiben ist oder aus der ein Datenwort auszulesen und an das Kabel 118 anzulegen ist. Die Operation des Speichers 101 wird durch das Ausgangskabel gesteuert, das vom Umsetzer 112 zum Speicher führt. Die Signale auf diesem Kabel zeigen an, ob ein Befehlswort zum Befehlsregister zu übertragen ist oder ob ein Datenwort in den Speicher einzuschreiben oder aus ihm abzulesen ist.

Datenworte entweder auf dem Kabel 118 oder auf dem Kabel 119 werden über das ODER-Verknüpfungsglied 115 zur Schiebe- und Rotierschaltung 100 übertragen. Der Umsetzer 112 gibt über das entsprechende Ausgangskabel Signale zur Schiebe- und Rotiersteuerschaltung 110 (S/R-Steuerschaltung), die die Art der erforderlichen Operation, ihre Richtung und Größe anzeigen. Die S/R-Steuerschaltung 110 steuert die Schiebe- und Rotierschaltung 100, um das am Ausgang des ODER-Verknüpf ungsgliedes 115 erscheinende Datenwort zu verschieben oder zu rotieren. Das sich ergebende Datenwort wird zur Komplement-Schaltung 102 übertragen, die unter Steuerung des Umsetzers 112 in der Lage ist, jedes Bit im Datenwort am Ausgang der Schiebe- und Rotierschaltung 100 zu komplementieren. Das Datenwort wird dann zum Register-Direktor 103 übertragen. Der Umsetzer 112 steuert den Register-Direktor 103 derart, daß er das Datenwort zu einem ausgewählten der Register 104,105 und 106 gibt.

Der Registerwähler 107 kann unter Steuerung des Umsetzers 112 das in einem der Register 104, 105 und 106 gespeicherte Datenwort ablesen und es entweder zum Akkumulator 108 oder direkt zur Sammelleitung 116 übertragen. Wenn das Wort zum Akkumulator 108 gegeben wird, wird es vom Akkumulator gemäß vom Umsetzer 112 empfangenen Kommandos bearbeitet. Beispielsweise kann der Akkumulator zwei nacheinander zu ihm übertragene Datenworte addieren. Die Summe kann dann an die Sammelleitung 116 gegeben werden.

Das Datenwort auf der Sammelleitung 116 kann dann eine von einer Vielzahl von Operationen steuern. Beispielsweise kann das Datenwort über das ODER-Verknüpfungsglied 115, die Schiebe- und Rotierschaltung 100, die Komplement-Schaltung 102 und den Register-Direktor 103 zu einem der Register 104, 105 und 106 übertragen werden. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, ein Datenwort von einem Register zu einem anderen zu übertragen und gleichzeitig seine Verschiebung zu steuern, wird ein Datenwort in einem der Register 104, 105 und 106 durch den Register-Wähler 107 übertragen und an die Sammelleitung 116 gegeben, um auf die oben beschriebene Weise übertragen zu werden. Das Datenwort auf der Sammelleitung 116 erscheint auch auf der Sammelleitung 117. Das Datenwort kann in den Speicher 101 bei der Adresse eingeschrieben werden, die durch die Adressenschaltung 109 angegeben wird. Wenn das Datenwort auf der Sammelleitung 116 keine Daten, sondern lediglich eine Adresse im Speicher 101 darstellt, wird die Adressenschaltung 109 durch den Umsetzer 112 derart gesteuert, daß sie ein anderes Datenwort in die Stelle des Speichers einschreibt, die durch die Adresse auf der Sammelleitung 116 angegeben wird. In gleicher Weise kann das Datenwort auf der Sammelleitung 116 die Speicherstelle eines Datenwortes angeben, das aus dem Speicher abgelesen und an das Kabel 118 gegeben werden soll.

Schließlich kann das Datenwort auf der Sammelleitung 116 direkt zum Adressenregister 114 übertragen werden und dort dessen Inhalt ersetzen. Diese Operation wird durchgeführt, wenn auf eine neue Befehlsfolge übergegangen (gesprungen) werden soll.

ίο Normalerweise steuert die Inkrement-Schaltung das Weiterschalten der Adresse im Register 114, aber es kann eine außerhalb der Folge liegende Adresse in das Register eingeschrieben werden, wenn eine solche Operation durch den Umsetzer 112 angegeben wird.

Die jeweils in der Anlage durchgeführte Operation wird durch den Umsetzer bestimmt.

Die Einzelheiten der Datenverarbeitungsanlage werden hier nicht beschrieben, da die Schiebe- und Rotierschaltungen nach den Ausführungsbeispielen der Erfindung in jeder Datenverarbeitungsanlage der beschriebenen Art verwendet werden können. Die Einzelheiten der Datenverarbeitungsanlage, in der die Schiebe- und Rotierschaltungen nach der Erfindung enthalten sind, sind für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich. Klar sein muß jedoch die Lage der Schiebe- und Rotierschaltung 100 selbst innerhalb der Datenverarbeitungsanlage. Es ist zu erkennen, daß jedes vom Speicher 101 zu einem der Register 104, 105 und 106 übertragene Wort durch die Schiebe- und Rotierschaltung läuft. Gleiches gilt für ein Datenwort, das von einem Register zu einem anderen übertragen wird. Dadurch, daß die Schiebc- und Rotierschaltung, die sich von bekannten Schaltungen dadurch unterscheidet, daß sie aus binären Kombinationselementen besteht, in den Übertragungsweg eines Datenwortes eingefügt ist, kann das Verschieben oder Rotieren des Wortes bei seiner Übertragung innerhalb der Anlage gesteuert werden. In Abweichung von bekannten Anlagen ist eine solehe Schiebe- und Rotierschaltung nicht direkt mit einem oder allen Registern 104, 105 oder 106 oder dem Akkumulator 108 verbunden. Es ist nicht erforderlich, ein Datenwort in ein Register einzugeben, bevor es verschoben wird. Ein Datenwort kann bei seiner Übertragung von einem Teil der Anlage zu einem anderen verschoben werden.

Grundsätzliche Arbeitsweise einer Schiebe- und
Rotierschaltung für 16 Bits (F i g. 2)

F i g. 2 zeigt die Übertragungswege, die in einer Schiebe- und Rotierschaltung zur Bearbeitung von

Datenworten mit 16 Bits erforderlich sind. Die Schaltung enthält 5 Knotenzeilen A bis E und 16 Spalten 15 bis 0. Ein Knoten ist lediglich ein Punkt, d. h., eine bezeichnete Stelle auf einem Leiter. Jeder Knoten in der Zeichnung kann dadurch identifiziert wer-

den, daß zuerst seine Spaltenziffer und dann sein Zeilenbuchstabe angegeben wird. Beispielsweise befindet sich der Knoten 7 D in der Spalte 7 und der Zeile D. Eine vertikale oder diagonale Linie zwischen zwei beliebigen Knoten stellt einen Übertra-

gungsweg dar. Der Bit-Wert an jedem Knoten wird entweder über den Vertikalweg zum Knoten der gleichen Spalte in der nächsten Zeile oder über einen Diagonalweg zu einem Knoten in einer weiter rechts

11 12

liegenden Spalte der nächsten Zeile übertragen. Die chenden Knoten 0 B bis 15 B übertragen. Wenn X1

Wahl zwischen den Vertikal- und Diagonalwegen ist 1 ist, werden die Bits an den Knoten 0 A bis 15 A

abhängig gemacht von der Größe der erforderlichen über die 16 Diagonalwege zu entsprechenden Knoten

Verschiebung und für jeden gegebenen Zeitpunkt, zu 15 B bis 14 B übertragen (die Angabe »Knoten 15 B

dem die Schaltung benutzt wird, und für jede gege- 5 bis 14 B« gibt die Knotenfolge 15 B, 0 B, 1B ... 14 B

bene Buchstabengruppe von Knoten wird für alle an). Das Bit Xl im Leitwort steuert also, falls ge-

Bit-Positionen die gleiche Auswahl von Vertikal- wünscht, die Verschiebung der 16 Bits an den Kno-

oder Diägönalwegen zur Verbindung mit der nach- ten in der Zeile A um eine Position nach rechts. Wenn

sten Buchstabengruppe von Knoten benutzt. eine Verschiebung um eine Position nicht erforder-

Bestimmte Knoten in der Zeichnung sind verdop- io lieh ist, werden die Bits einfach nur nach unten zur pelt. Beispielsweise erscheint der Knoten 14 C zwei- nächsten Knotenzeile übertragen,
mal in der Zeile C. In Wirklichkeit handelt es sich bei Gleiches gilt für die 16 Vertikalverknüpfungsglieden beiden Knoten um die gleichen. Es kann also der und die 16 Diagonalverknüpfungsglieder, die von das Bit am Knoten 2 C zum gleichen physikalischen den 16 Knoten in der Zeile B ausgehen. (Man bePunkt wie das Bit am Knoten 14 C übertragen wer- 15 achte, daß keine Wege vom Knoten 15 B am rechten den, wobei im ersten Falle der Diagonalweg vom Ende der Zeile B ausgehen, weil dieser Knoten der Knoten 2 C und im zweiten Fall der Vertikalweg vom gleiche ist, wie der Knoten 15 B am linken Ende der Knoten 14 C benutzt wird. Damit die Betriebsweise Zeile, von dem zwei Übertragungswege ausgehen.) der Schaltung besser zu übersehen ist, sind die Dia- Die Auswahl zwischen den Vertikalwegen und den gonalwege auf der rechten Seite der Zeichnung nicht 20 Diagonalwegen hängt vom Wert von X 2 im Leitnach links zu den entsprechenden Knoten zurückge- wort ab. Wenn dieses Bit eine 0 ist, werden die Vertiführt. Man denke jedoch daran, daß alle Knoten kalwege gewählt, und wenn es eine 1 ist, werden die rechts von der Linie L-L verdoppelt sind, d. h., daß Diagonalwege benutzt. Das Bit X 2 steuert also die sie physikalisch mit den entsprechend bezeichneten Verschiebung jedes der Bits an den Knoten in der Knoten links von der Linie L-L verbunden sind. 25 Zeile B um zwei Positionen nach rechts.

Es sind 16 Eingangsadern für die Schiebe- und Ro- Die 16 Vertikal- und die 16 Diagonalwege zwitierschaltung vorhanden, die mit den entsprechenden sehen den Knoten in der Zeile C und den Knoten in Knoten O A bis 15 A verbunden sind. Das Eingangs- der Zeile D werden durch das Bit X 4 im Leitwort datenwort mit 16 Bits erscheint also an den Knoten gesteuert. Die Vertikalwege werden gewählt, wenn der obersten Zeile. Die Bits an den Knoten der ober- 30 das Bit X 4 eine O ist, und die Diagonalwege, wenn sten Zeile werden alle entweder vertikal oder diago- das Bit eine 1 ist. Wenn die Diagonalwege gewählt nal zu den 16 Knoten in der Zeile B übertragen. Die werden, werden die 16 Bits in der Zeile C nach einer auf diese Weise zu den Knoten in der Zeile B gelang- Rotation um 4 Positionen nach rechts zu den 16 Knoten Bits werden dann alle vertikal oder alle diagonal ten in der Zeile D übertragen. Entsprechendes gilt für zu den Knoten in der Zeile C übertragen. Dann wer- 35 die letzte Gruppe von 32 Ubertragungswegen und den die Bits auf die gleiche Weise zu den 16 Knoten das Bit X 8. Dieses Bit steuert die Rotation des Dain der Zeile D und schließlich zu den 16 Knoten in tenwortes mit 16 Bits um 8 Positionen nach rechts, der Zeile E übertragen. Die 16 Knoten in der Zeile E Die Übertragungswege in F i g. 2 führen die sind mit 16 Ausgangsadern verbunden, die zur Korn- Rechts-Rotation eines Datenwortes entsprechend der plement-Schaltung 102 in Fig. 1 führen. Das ver- 40 erforderlichen Verschiebegröße durch. Es sei beischobene Datenwort mit 16 Bits erscheint auf diesen spielsweise angenommen, daß das an den 16 Knoten 16 Adern. in der Zeile A erscheinende Datenwort mit 16 Bits

Fig. 2 zeigt lediglich einen Schemaplan, gemäß um 11 Positionen nach rechts verschoben werden

welchem bei der Verwirklichung einer Schiebe- und muß. Das Leitwort lautet in diesem Fall 1011. Das

Rotierschältüng für 16 Bit nach den Grundgedanken 45 Bit X1 steuert die Rotation aller Bits um eine Posi-

der Erfindung vorgegangen wird. Bei den beiden tion nach rechts. Die Bits erscheinen also an den

Aüsführungsbeispielen der Erfindung handelt es sich 16 Knoten in der Zeile B nach einer Rotation um

um Schiebe-; und Rotierschaltungen für 20 Bits. eine Position nach rechts. Das Bit X 2 steuert dann

Trotzdem soll zunächst der Schemaplan für eine An- . die Rotation der 16 Bits an den Knoten in der

lage rtiit 16 Bits betrachtet werden, damit sich die 50 Zeile B um zwei Positionen nach rechts, wobei die

Grundgedanken der Erfindung leichter verstehen las- Diagonalwege zur Übertragung der Bits von den

sen. Die vertikalen und diagonalen Linien in Fig. 2 Knoten in der Zeile B zu den Knoten in der Zeile C

stellen Übertragungswege dar; die bei der endgültigen benutzt werden. Da das Bit X 4 eine 0 ist, werden

Ausführung vorhanden sein müssen. Die Steuerung die Vertikalwege zur Übertragung der Bits von den

dieser Wege wird durch ein »Leit«-Wort bestimmt, 55 Knoten in der Zeile C zu den Knoten in der Zeile D

das die Form (X 8) (Z 4) (X 2) (X 1) hat. Die 4 Bits benutzt. Schließlich werden, da das Bit X 8 eine 1 ist,

dieses Leitwortes bestimmen die Wege von Daten-Bits die 16 Diagönalwege zur Übertragung der Bits an den

durch das Netzwerk gemäß Fig. 2, »Leiten« also Knoten in der Zeile D zu den Knoten in der Zeile £

Daten durch die Schaltung. Jede beliebige Rotation verwendet. Das sich am Schluß ergebende, an den

nach rechts mit einer Größe von 0 bis 15 kann durch 60 Knoten OE bis 15 E erscheinende Datenwort mit

dieses Leitwort dargestellt werden. Wenn das Leit- 16 Bits ist das gleiche wie das Eingangsdatenwort,

wort (X S) (X 4) (X 2) (X 1) beispielsweise 1001 lau- das an den Knoten OA bis 15^4 vorhanden gewesen

tet, ist die Verschiebegröße neun. Das Bit Xl im ist, mit der Ausnahme, daß die Bits um 11 Positio-

Leitwort steuert die Operation der Verknüpfungsglie- nen nach rechts rotiert sind. Der Schaltplan gemäß

der, die die Knoten in der Zeile A mit den Knoten in 65 Fig. 2 wird als Grundlage für die Ausbildung der

der Zeile B verbinden. Wenn Xl 0 ist, sind die tatsächlichen Schiebe- und Rotierschältüng in einem

16 Vertikalverknüpfungsglieder auf, und die Bits an Dätenwortsystem für 16 Bits verwendet. Jedes Bit im

den Knoten .U₁A bis 15 A werden vertikal zu entspre- Leitwort steuert die Auswahl entweder einer ent-

sprechenden Gruppe von 16 Vertikalwegen oder einer entsprechenden Gruppe von 16 Diagonalwegen. Alle Wege werden in der Zeichnung nur durch Linien dargestellt.

Eine Schaltungsausbildung, die auf dem Muster gemäß F i g. 2 beruht, kann Rotationen nach rechts auf die eben beschriebene Weise bewirken. Da jede Linie ein Verknüpfungsglied oder einen Übertragungsweg darstellt, kann offensichtlich ein Eingangsdatenwort von einem Register oder vom Speicher nach rechts rotiert werden, wenn es auf seinem Weg zu einer anderen Speichereinheit, beispielsweise einem Register, über die Schiebe- und Rotierschaltung läuft. Es sind jedoch zusätzliche Steuerfunktionen erforderlich, um Verschiebungen nach rechts und Verschiebungen und Rotationen nach links durchzuführen. Um die Verschiebung des Eingangsdatenwortes nach rechts zu steuern, müssen nur alle Diagonalwege gesperrt werden, welche die Linie L-L kreuzen. Diese Diagonalwege, beispielsweise QA bis 15 B und 12? bis 15 C, übertragen ein Bit von einem Knoten auf der rechten Seite der Schaltung zu einem Knoten auf der linken Seiter Bei einer Schiebe-Operation müssen diese Bits aus der Anlage herausgeschoben werden. Diese Operation läßt sich auf zweckmäßige Weise durchführen, indem bei einer Verschiebung nach rechts alle Diagonalwege, welche die Linie L-L kreuzen, gesperrt werden, und indem das Einschreiben einer 0 an jedem Knoten erzwungen wird, an dem einer dieser Diagonalwege endet. Es sei beispielsweise angenommen, daß das Eingangsdatenwort mit 16 Bits um 11 Positionen nach rechts verschoben werden soll, statt um den gleichen Betrag rotiert zu werden, wie bei dem oben betrachteten Beispiel. Da Xl wiederum 1 ist, werden die 16 Diagonalwege, die die Knoten in der Zeile A mit den Knoten in der Zeile B verbinden, gewählt. Der Übertragungsweg 0 A bis 15 B ist jedoch gesperrt, und außerdem wird automatisch eine 0 am Knoten 15 B eingeschrieben. (Der Ausdruck »eingeschrieben« deutet lediglich die Tatsache an, daß das Potential am Knoten 15 B eine 0 darstellt. Der Bit-Wert an einem Knoten wird durch eines von zwei Potentialen wiedergegeben. Die Potentiale an den Knoten steuern zusammen mit dem Leitwort und anderen Steuersignalen die Operation der verschiedenen Verknüpfungsglieder in der Anlage.) Es werden also die Bits an den Knoten 15^4 bis lkzuden entsprechenden Knoten 14 B bis OZJ verschöben. Am Knoten 15 B erscheint eine 0. Da das Bit X 2 ebenfalls eine 1 ist, werden die 16 Diagonalwege, die die Knoten in der Zeile B mit den Knoten in der Zeile C verbinden, gewählt. Die beiden Diagonalwege OZ? bis 14 C und und 1Z? bis 15 C sind bei Verschiebungen nach rechts gesperrt, da diese Wege die Linie L-L schneiden. An den Knoten 15 C und 14 C werden automatisch O-Werte eingeschrieben. Die vorher am Knoten 15 Z? eingeschriebene 0 wird über den Oiagonalweg 15 Z? bis 13 C zum Knoten 13 C übertragen, so daß O-Werte an den 3 Knoten 15 C bis 13 C erscheinen. Die Bit-Werte an den Knoten 112G bis OC werden von den entsprechenden Knoten 14 Z? bis 2 Z? abgeleitet.

Das Bit X 4 in dem Wort für die Verschiebegröße ist eine 0, und folglich werden die 16 Vertikalwege, die die Knoten in der Zeile C mit den Knoten in der Zeile D verbinden, gewählt. Wenn das Bit X 4 bei einer Verschiebung nach rechts eine. 1 wäre, würden die Wege 0 C bis 12 D bis 3 C bis 15 D gesperrt, da diese 4 Wege die Linie L-L kreuzen. Im vorliegenden Fall werden, da das Bit X 4 eine 0 ist, die 16 Bits an den Knoten in der Zeile C einfach nur direkt nach unten zu den 16 Knoten in der Zeile D übertragen. Dann erscheinen 0-Werte an den Knoten 15 D bis 13 D. Die Bit-Werte an den Knoten 12 D bis OD hängen von den Bit-Werten im ursprünglichen Eingangsdatenwort ab.

ίο Da das Bit X 8 eine 1 ist, wird beim letzten Schritt die letzte Gruppe von Diagonalwegen statt der entsprechenden Vertikalwege gewählt. Die 8 Wege OD bis 8 D bis 7 D bis 15 E sind gesperrt, da diese Wege die Linie L-L kreuzen. An den Knoten 15 E bis 8 E werden automatisch O-Werte eingeschrieben. Die 3 O-Werte an den Knoten 15 D bis 13 D werden diagonal zu den entsprechenden Knoten TE bis 5E verschoben. Dann hängen nur noch die Bit-Werte an den Knoten 4 E bis OZs in dem sich ergebenden Wort von den 5 entsprechenden Bits 11 Positionen weiter links in dem ursprünglichen Eingangsdatenwort ab. Es ergibt sich also, daß Verschiebungen nach rechts unter Verwendung der Schaltung für Rotationen nach rechts erreicht werden können, vorausgesetzt, daß die Übertragungswege, die die Linie L-L kreuzen, gesperrt werden.

Es sei jetzt eine Rotation nach links betrachtet. Jedes Eingangsdatenwort kann um die gewünschte Zahl von Positionen nach links rotiert werden, wenn es statt dessen in Wirklichkeit um eine Zahl von Positionen nach rechts rotiert wird, die gleich dem Komplement der Eingangsgröße mit Bezug auf die Zahl von Bits im Datenwort ist, in diesem Fall 16. Es sei angenommen, daß das Eingangswort um 5 Positionen nach links rotiert werden soll. Die tatsächlich erforderliche Verschiebegröße ist 0101. Dieses Wort wird mit Bezug auf die Zahl 10000 (binär 16) ergänzt. Das Ergebnis 1011 ist die Größe der tatsächlich durchgeführten Rotation nach rechts, und folglich wird dieser Wert als Leitwort zur Steuerung der Wege in F i g. 2 benutzt. Eine Rotation des Eingangswortes um 11 Positionen nach rechts führt zu einem Ergebnis, das identisch mit dem ist, das sich ergeben hätte, wenn das Eingangswort um 5 Positionen nach links rotiert worden wäre. Es kann also die Schaltung für Rotationen nach rechts zur Durchführung von Rotationen nach links benutzt werden. Es ist nur erforderlich, daß die Verschiebegröße zunächst mit Bezug auf 16 ergänzt wird, bevor sie 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 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 sehrkompliziert sein. Aus diesem Grund soll jetzt der Fall mit 16 Bits im einzelnen betrachtet werden. ,

In der folgenden Beschreibung soll die Aussage,

daß ein Weg »gesperrt« ist, bedeuten, daß jedes Binärdaten-Bit mit entweder dem Bit-Wert 1 oder dem Bit-Wert 0 für den Rest der Schaltung !so aussieht, als ob es den Bit-Wert 0 hat, wenn esjwsuotit, den^; »ge-

sperrten« Weg zu benutzen. Wenn die Schaltungswege beispielsweise aus metallischen Kontakten hergestellt werden, wird eine binäre 1 durch eine elektrische Verbindung über die Kontakte und eine binäre 0 durch das Fehlen einer solchen Verbindung dargestellt. Die »Sperrung« eines Weges besteht dann einfach aus der Unterbrechung der Verbindung.

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 0-Werte an einem der Enden des Ausgangswortes eingeschrieben werden. Bei Verschiebungen nach rechts lassen sich 0-Werte 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, an den Ausgangsknoten 0-Werte anzunehmen. Es sei beispielsweise ein Eingangsdatenwort betrachtet, das aus 16 1-Werten 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 Stellenzahl im Eingangswort die Linie L-L und erscheinen in den 11 Positionen mit der höchsten Stellenzahl 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 Stellenzahl 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 nictit. ohne weiteres einzusehen, daß eine bestimmte Gruppe.von Diagonalwegen, 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-Operation 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 Diagonallinie D-D fällt mit dem Weg 15,4 bis 0 E zusammen, der in Wirklichkeit vier bestimmte Übertragungswege enthält. Alle Vertikal wege, welche durch die Linie D-D verlaufen, und alle Vertikalwege, die an einem/Knoten auf der Linie D-D enden, sind³in Fig. 2 gestrichelt. Es sind also der Weg OD bis OE und der Ausgangsweg, der von Knoten QE nach unten geht, gestrichelt, da sie an einem Knoten auf der Linie D-D enden. Die 7 Vertikalwege 1D bis 1E bis 7 D bis 7 E sind gestrichelt, da sie die Linie D-D kreuzen. Die beiden Vertikalwege 8 C bis 8 D und 8 D bis 8 E sind gestrichelt, da sie jeweils am Knoten 8 D enden, der auf der Linie D-D liegt. Die 3 Vertikalwege 9C bis 9D bis HC bis 11D sind gestrichelt, weil sie die Linie D-D kreuzen. Die beiden Vertikalwege 12 B bis 12 C und 12 C bis 12 D sind gestrichelt, da sie jeweils am Knoten 12 C enden, durch den Linie D-D verläuft. Der Vertikalweg 13 B bis 13 C ist gestrichelt, da die Linie D-D ihn kreuzt. Die beiden Vertikalwege 14 A bis 14 B und 14 B bis 14 C sind gestrichelt, da sie am Knoten 145 enden, der auf der Linie D-D liegt. Der Vertikalweg 15,4 bis 15 B und der vom Speicher oder Register zum Knoten 15 A führende Vertikalweg, über den das Bit der höchsten Stellenzahl zur Schiebe- und Rotierschaltung übertragen wird, 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 Eingangsdaten wort dann nach rechts um eine Zahl von Positionen rotiert wird, die gleich dem Komplement ist, wobei alle gestrichelten Vertikalwege (oder genauer, die Ubertragungswege des Netzwerkes, die durch gestrichelte Vertikalwege dargestellt werden) gesperrt werden, d. h., daß an den Knoten am unteren Ende jedes Weges automatisch 0-Werte eingeschrieben werden, wenn entsprechende Vertikalschritte durchgeführt werden. Durch die absolute Sperrung der gestrichelten Vertikalwege bei der Durchführung einer Verschiebe-Operation nach links erscheinen automatisch 0-Werte an der erforderlichen Zahl von am weitesten rechts stehenden Knoten in der Zeile' D. Die Sperrung der Vertikalwege, die die Diagonale D-D kreuzen, zwingt die Daten-Bits, die Linie L-L zu kreuzen, wenn sie ungehindert ihren Weg durch die Schaltung finden wollen (d. h., ohne einen gesperrten Weg anzutreffen).

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 Vertikalwege in F i g. 2 sicherstellt, daß 0-Werte an der richtigen Zahl von am weitesten rechts stehenden Knoten in der Zeile E erscheinen; nachdem das Eingangsdatenwort über das Netzwerk übertragen worden ist. Die Auswahl der zu strichelnden Vertikalwege beruht auf dem oben angegebenen Fundamental-Prinzip. Durch eine Sperrung der Vertikalwege, die durch die gestrichelten 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 Vertikalwege in F i g. 2 lassen sich in drei Gruppen einordnen, nämlich die gestrichelten Wege im Bereich D-D, die Vertikalwege, die rechts oben von den gestrichelten Wegen liegen, und die Vertikalwege, die links unten von den gestrichelten Wegen sind. Der-Schlüssel für dieses Schema der Vertikal-

■''■■"■■" 309530/351

ι?

wege besteht darin, daß sichergestellt werden soll, daß eine Ö fijr jedes Bit eingefügt wird, das bei seiner Übertragung üt?er 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 Q A kreuzt L-L, wenn ein Diagonalschritt 1 durchgeführt wird. Wenn jedoch ein Vertikalschritt erfolgt und das Bit zum Knotpn 0 B übertragen wird, kann es später immer noch L-L kreuzen, wenn ein Schritt 2, 4 oder 8 entlang einer Diagonalen cjurchgefüjirt wire}. Fp}g|ich cjarf der Vertikalweg, der den Knoten 0 A mit dem Knoten 0 B verbindet, nicht blockiert sein. Für das Bit am Knoten 0 A darf auch keine 0 eingesetzt werden, wenn ein Vertikalschritt unternommen wir4, 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 7 C kann jedoch L-L noch kreuzen, wenn ein Diagonalschritt zum Knoten 3D oder ein Vertikalschritt zum Knoten 7Z) erfolgt. In beiden Fällen kann das ursprünglich am Knoten IC vorhandene Bit jetzt LL kreuzen, wenn die nächste Verschiebung um 8 Positionen entlang der Piogonalen 7 D bis 15 E oder 3D bis 11E erfolgt. Folglich darf der Vertikalweg vom Knoten IC nicht gesperrt sein, d.h., es soll keine Q für das Bit am Knoten IC eingesetzt werden, und zwar auch dann nicht, wenn der Vertikalweg 7 C bis 7 D benutzt wird, da das Bit die Linie L-L noch kreuzen kann, w.enn ein Diagonalschritt mit dem Wert 8 vorgenommen wird.

Es seien jetzt die Knoten oberhalb der gestrichelten Vertikaiwege betrachtet, beginnend mit der Gruppe vpn Knoten OD bis JJD. 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 0 D die Linie L-L bereits gekreuzt haben. Wenn djese Bits die von der Zeile D nach unten führenden Vertikalwege benutzen, haben sie L-L nicht gekreuzt, wenn sie an den Äusgangskno.ten 8 Is bis OE erscheinen. In diesem Fall haben diese Bits L-L nicht gekreuzt, und sie sollten als Ö-Werte in dem sich am Schluß ergebenden Wort erscheinen. Aus diesem Gr^ncf dürfen, wenn X 8 in dem Wort für die Verschieb,egrqße eine 0 ist, die Bits an den Knoten 8 D bis Q D nicht durch das System übertragen werden, und sie müssen durch 0-Werte ersetzt werden. E|n gesperrter yertikalweg führt dazu, daß eine Ö in den Knoten am Fuß des Vertikalweges eingeschrieben wird. Ysfenn also X § eine Ö ist, werden automatisch O-Wertg an den. Knoten 8 E bis OE eingeschrieben.

Es seien jetzt die Knoten in der Zejle C betrachtet. Pie Vertikal wege, die γορ den Knoten 1,C bis OG nach unten führen, dürfen nicht gesperrt werden, da, auch wenn dip Bits an {fiesen Knoten die Vertikaiwege benutzen, die Bits hjimer ngch die L-L kreuzen kpnnen, wenn Χ·§ jeing^lst. Da^ glejche trifft aber niclit für die Knoten 12 C bis 8 C zu. Wenn der Schritt 4 gerade betrachtet wird, ist die maximale Verschiebung durch das fJetzwerk bis jetzt 3 gewesen. Foiglipfj können Bits, die bereits die Linie L-L gekreuzt haben, an den Knpten 15 C bis 13 C auftreten, pagegen konnerj die |jits an den Knoten 12 C bis 0 C auf keine Wejse bereits die Linie L-L gekreuzt haben. Die Bits an dpn Knpten 7 C bis OC brauchen nicht beeinflußt zu werden, wje pben erläutert. Es

ίο verbleiben also nur npch die Bits an den Knoten 12 C bis 8 C. Wenn die Bits an Riesen Knoten einen Vertikalschritt von der Zeile jd ausführen und demgemäß an den Knoten 1Ϊ D bis §P erscheinen, können sie die Linie L-I₁ auch fiann nicht kreuzen, wenn

als nächstes der Piagonaiscjuitt mit dem Wert 8 erfolgt. Per weiteste Punkt, cjen eines dieser Bits erreichen kann, ist der Knpten O E. Pa die Bits an den Knoten 12 C bis j8G die Linie L-L noch nicht gekreuzt haben und sie auc|i nipht kreuzen können,

wenn X 4 eine Q ist, sind die Vertikaiwege von den Knoten 12 C bis 8 C gPSpprft· Wenn X 4 eine O ist, werden automatisch Ö-Werte an den Knoten 12 D bis 8 ρ eingeschrieben.

Es seien jetzt die Knpten in der Zeile B betrachtet.

Die Bits an den Knoten t\ B bis β Β brauchen nicht beeinflußt zu werden. Sie können nachfolgend die Linie L-L auch dann jcreuzen, wenn sie Vertikalschritte von den Knoten in der Zeile B zu den Knoten in der Zeile G ausführen. Sggar das Bit am Knoten 11B kann die Linie L-L nach einem Vertikalschritt zum Knoten Il C kreuzen, w^nn die Bits X 4 und X 8 den Wert 1 haben, folglich brauchen die Bits an den Knoten 11B bis QJ3 nipht beeinflußt zu werden.

Wenn der Schritt yon 2 Positionen betrachtet wird, kann die bereits vprgenpmmgne Verschiebung maximal den Wert J haben. Fpjglicji kann das Bit am Knoten 15 B die Linie L-L bgrerts gekreuzt haben, wobei es vom Knoten Q Agpkpmmen ist. Pagegen

können die Bits an cieri Knpten 14 B bis 125, die Linie L-JL npph njcht gekreuzt haben, und wenn diese Bits Vertikaiwege in der Zeile B benutzen, besteht keine Möglichkeit mehr, daß sie nachfolgend die Linie L-L kreuzen, uncj zwar auch dapn nicht, wenn

Z 4 und Z 8 den Wert 1 ha^en. Auch das Bjt am Knoten 12 B kann L-L n}cht kreuzen, wenn es vertikal nach unten zum Knoten 12 (C jibertragen wird. Wenn Z 4 und Z 8 bpfde de§ Wert 1 haben, kann dieses Bit nipht weiter als bis zum Knpten O]E ge-

langen. Pa die 3 Bits an den Knoten 14 B bis 12JEf die Linie LL nicht kreuzen können, wenn Z 2 den Wert Ö hat, sjnd die 3 entsprechenden Wege gesperrt. Purch das Sperren dieser ^Vege und das automatische Einschreiben vpn O-\Verten an gen Knpteri 14 C bis

12 C erscheinen diese Bits in dem sjch am Schluß ergebenden Patenwprt als Ö-Werte.

Es seien jetzt die Knoten in der Zeile A betrachtet. Pie Bits an den Knoten~1%Arjis Q A können die Linie L-L auch dann kreuzen, wenn Zl den Wert Ö hat. Beispielsweise kann CJaS₁ Bjt am Knpten 13/4,, auch wenn es vertikal zum Kpqten 13 β übertragen wird, immer noch die LMeL-Lkreuzen,,falls X 2, Z 4 und Z 8 alle den Wert ijjabep. Aus diesem Grunde brauchen die Bits an dei^ Knptenl34 t»is

Q A nicht beeinflußt zu werden. Eür die Knpten 15/4 und i.4/4 gilt dies jedoch mplit. Wpnn Zl eine O ist, würden die Bits im Systern unit defl ,höchstenZiffernsteÜen zu den

1474 532

19 20

Diese Bits können dann niemals mehr die Linie L-L und, da sie im System bleiben sollen, dürfen die Ver-

krepzen, auch dann nicht, wenn .i£2, .ä?4 und X 8 tikalwege von diesen Knoten nicht gesperrt sein,

der; Wert 1 haben. Das Bit am Knoten 14 B kann (Beachte, daß bei dem speziellen Beispiel gemäß

höchstens bis zum Knoten 0£ gelangen. Folglich sind Fig. 2 Verschiebungen und Rotationen mit dem

die beiden Vertikalwege 15/1 bis 15ß und 14.4 bis 5 Wert 16 nicht zugelassen sind, da der Maximalwert

14. B bei dpr Verschiebung nach links gesperrt. Wenn des Leitwortes 15 ist. Außerdem muß, wenn eine

also, das Wort für das Komplement der Verschiebe- Schaltung für ein System mit 16 Bits gemäß Fig. 2

größe eine 0 für das Bit Xl enthält, müssen an den aufgebaut wird, Vorsorge für den Trivialfall getroffen

Knoten 15$ und 14 B automatisch O-Werte einge- werden, bei dem für eine Verschiebung oder Rota-

schrieb,en werden. io tion nach links eine Verschiebegröße 0 angegeben

Man beachte, daß die vertikale Linie oberhalb des wird. Das Komplement von 0 mit Bezug auf 16 ist Knotens 154 ebenfalls gestrichelt ist. Die maximale 16, und das Netzwerk kann maximal nur eine Rota-Größe einer Rotation nach rechts, die angegeben tion von 15 ausführen. Für diese Fälle muß Vorwerken kann, ist 15. Folglich kann das Bit am Kno- sorge getroffen werden, wenn eine Schaltung für ten 154 die Linie L-L niemals kreuzen, da es hoch- 15 16 Bits aufgebaut wird. Die zusätzlich erforderlichen stens. his zum Knoten Q£ gelangen kann. Die kleinste Schaltungen sind dem Fachmann klar, insbesondere, Grqße, die bei einer Verschiebung nach links ange- nachdem im folgenden der kompliziertere Fall für ein geben werden kann, ist 1. Wenn eine Verschiebung System mit 20 Bits betrachtet worden ist. Der Netznach links um den Wert 1 angegeben wird, wird das werkplan für 16 Bits wird in erster Linie deswegen Dafenwprt um 15 Positionen nach rechts rotiert. Da- 20 beschrieben, weil ohne diese Grundlage das Verdreh) daß immer eine 0 am Knoten 154 einge- ständnis des Schemas für ein System mit 20 Bits schrieben wird (dpr gestrichelte Vertikalweg oberhalb außerordentlich schwierig ist.)

des Knotens 154 gibt das automatische Einschreiben Der Fall mit 16 Bits ist verhältnismäßig einfach,

einer Q am Knoten 154 hei einer Verschiebung nach Es wird die Schaltung für Rotationen nach rechts

links wieder), erscheint eine 0 am Knoten OE. Das ist 25 benutzt, und es werden keine Wege sowohl bei Rota-

pffensichtlich erforderlich, da bei jeder Verschiebung tionen nach rechts als auch nach links gesperrt, wobei

nap]} links, außer bei dem Trivialfall einer Verschie- im letzteren Fall das Komplement der vorgegebenen

bung nach links mit dem Wert Null, eine 0 in der Verschiebegröße gebildet Wird, bevor die Rotation

Bpsitipn mit der niedrigsten Ziffernstelle des sich am nach links ipit Hilfe einer tatsächlichen Rotation nach

Schluß ergebenden Datenwortes erscheinen muß. Aus 30 rechts durchgeführt wird. Eine Verschiebung nach

diesem Qrund ist der Ausgangsweg unterhalb d.es rechts wird mit Hilfe einer normalen Rotation nach

Knptens Q£ bei Verschiebungen nach links gesperrt. rechts durchgeführt, wobei aber die Diagonalwege,

Auf diese Weise wird durch Sperrung aller ge- die die Linie L-L kreuzen, gesperrt sind, d. h., es strichelten Vertikalwege sichergestellt, daß O-Werte werden O-Werte in die Knoten an den Enden dieser für alle Bits, eingesetzt werden, die an den Knqten 35 Wege immer dann eingeschrieben, wenn das Leitwort qberhalh dieser Wege erscheinen und keine Möglich-: angibt, daß diese Wege zu benutzen sind. Schließlich keif haben, die Linie LzL zu kreuzen. Die Knoten der läßt sich eine Verschiebung nach links erreichen, <3ruppe im oberen rechten Bereich des Netzwerkes indem zunächst das Komplement der gegebenen Verbrauchen nicht beeinflußt zu werden, da die Bits an schiebegröße gebildet und dann eine Rotation nach diesen Knoten auch dann die Linie L-L kreuzen kön- 40 rechts unter Sperrung der gestnchelten Vertikalwege nen, wenn Vertikalschritte von diesen Knoten aus durchgeführt wird. Durch eine unbedingte Sperrung erfplgen. Die einzigen Knoten, die noch betrachtet der gestrichelten Vertikalwege im Fall einer Verwerfen müssen, sind diejenigen, die unterhalb und Schiebung nach links wird sichergestellt, daß die einlinks. von den gestrichelten" Vertikalwegen liegen, zigen 1-Werte im ursprünglichen Datenwort, die nämlich die Knoten 15E bis IE, ISD. bis 9D, 15C 45 durch das Netzwerk zu den Knoten in der Zeile E bis 13 C und 155- Die Bits an diesen Knoten brau- übertragen werden, diejenigen sind, die die Linie L-L c}ien ebenfalls nicht beeinflußt zu werden. Wenn eine kreuzen.

0 an einem dieser Knoten erscheint, braucht keine Wie die vorstehende Analyse gezeigt hat, sind in

Beeinflussung stattzufinden, da eine Sperrung der F i g. 2 (und jedem ähnlichen Netzwerk, bei dem die vertikalen Übertragung ebenfalls dazu führen würde, 5° Zahl von Bits im Datenwort eine ganzzahlige Potenz

daß eine Q über das Netzwerk übertragen wird. Auch von zwei ist) drei sich nicht überlappende Gruppen

wenn dip Bits an diesen Knoten den Wert 1 haben, von Knoten und Wegen wie folgt vorhanden: Die

müsspn sje d.ip Linie LL bereits gekreuzt haben und Gruppe von Knoten und Wegen, die denjenigen im

spjjteq folglich im Netzwerk verbleiben. Beispiels- oberen rechten Teil der Fig. 2 entsprechen, welche wpise kann das B.it am Knoten 15 C nicht vom KnO- 55 alle diejenigen Knoten und Wege enthalten, die von

tPR 15,4 gekommen sein, da das Bit am Knoten 154 Daten-Bifs yor einer Kreuzung der Linie L-L benutzt

für Verschiebungen nach links immer 0 ist. Wenn werden können; die Gruppe von Knoten und Wegen,

das Bit am Kiipten 15 C eine 1 ist, muß es nach einer die denjenigen im unteren linken Teil der F i g. 2

öiagcmalverschiebung von 1 "und einem Vertikalr entsprechen, welche alle diejenigen Knoten und Wege sphritt YRR 2 vpm Knoten 04 und nach einem. Ver- ^6o enthalten, die benutzt werden können, nachdem

tikalschritt von 1 und einer Diagonalverschiebung Daten-Bits die Linie L-L gekreuzt haben; und die

yp,n 2 YQm Knpten 14 gekommen sein oder nach Gruppe von Knoten und Wegen, die denjenigen der

Öia.gqnalygr§chiebungen mit dem Wert 1 und 2 vom Diagonalrichtung der F i g. 2 entsprechen, welche zu

Knoten?^. In jedem Fall hat das Bit am Knoten keiner der beiden vorher genannten Gruppen ge- 15,0 die Ljnje LrL bereits gekreuzt und braucht am ⁶5 hören und in keinem Fall von einem Daten-Bit vor

KnötpolSCnicht mehr beeinflußt zu werden. Ent- der Kreuzung der Linie L-L benutzt werden, noch

sprechend müssen irWerte, die an den anderen Kno- von einem Datenbit, das die Linie L-L gekreuzt hat.

tpn erscheyien, die LinieL₇L bereits gekreuzt haben Diese letzte Gruppe in Fig. 2 besteht aus allen der

gestrichelten Wege, allen Knoten mit oberhalb oder unterhalb gelegenen gestrichelten Wegen und den Diagonalwegen entlang der Linie D-D vom Knoten 15 A zum OjB. In der vorstehenden Erläuterung ist zwar angenommen worden, daß alle gestrichelten Vertikalwege gesperrt sind. Ein brauchbares Verfahren unter Verwendung des Netzwerkes gemäß F i g. 2 zur Durchführung einer Verschiebung nach links besteht jedoch darin, eine Untergruppe der gestrichelten Vertikalwege entlang der Linie D-D 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. Wenigstens zwei solcher Untergruppen von Wegen sind in F i g. 2 vorhanden. Eine Gruppe besteht aus den gestrichelten Wegen, die eine Linie parallel zu und gerade unterhalb der Linie D-D schneiden. Eine weitere Untergruppe besteht aus den gestrichelten Wegen, die eine Linie parallel zu und gerade oberhalb der Linie D-D schneiden.

In dem Fall für 16 Bits 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 (Z 32) (Z 16) (Z 8) (Z 4) (AT 2) (Z 1) hat, ein Netzwerk ähnlich dem nach F i g. 2 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 schwierigerer 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 offenbleiben, d. h., die »gestrichelten« Vertikalwege müssen unter bestimmten Umständen 1-Werte nach unten übertragen. Zur Erläuterung des komplizierten Falles wird jetzt auf F i g. 3 Bezug genommen, die das Netzwerk für ein System mit 20 Bits zeigt.

Grundlagen der Betriebsweise einer Schiebe- und
Rotierschaltung für 20 Bits (Fig. 3)

Es sei angenommen, daß das Schiebe- und Rotiernetzwerk nach Fig. 3 zur Aufnahme von Kommandos bezüglich einer Verschiebung oder Rotation entweder nach links oder nach rechts mit einer angegebenen Eingangs-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 zugelasserl;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 (Z 16) (Z 8) (Z 4) (Z 2) (Zl). 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. 3 läßt sich auf die gleiche Weise wie F i g. 2 deuten. Es sind Übertragungswege vorgesehen,

ίο 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

ao benutzten Vertikalwege gehen von den Knoten in den Zeilen C und D aus. Das sich am Schluß ergebende rotierte Datenwort" 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 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 in der richtigen Zahl der am weitesten links liegenden Knoten in der Zeile F erscheinen. Die Steuerung einer Verschiebung nach links in einem System mit 20 Bits unter Verwendung der Schaltung für Rotationen nach rechts ist jedoch nicht so einfach, wie in dem Fall für 16 Bits. Der Grund dafür besteht darin, daß die die Linie D-D kreuzenden Vertikalwege nicht in allen Fällen unbedingt gesperrt werden können. Es ist eine weitere Analyse erforderlich, um zu bestimmen, welche Vertikalwege zur Erzielung einer Verschiebung nach links gesperrt werden müssen.
Bei dem Netzwerk für 16 Bits gemäß Fig. 2 lag der günstige Fall vor, daß eine Gruppe gestrichelter Vertikalwege vorhanden war, die niemals von Daten-Bits, die die Linie L-L bereits gekreuzt hatten, benötigt wurden, noch von Daten -Bits, die die Linie L-L in späteren Stufen des Netzwerkes kreuzen würden. Diese Gruppe von gestrichelten Wegen war groß genug, um eine Untergruppe von ihnen derart wählen zu können, daß eine Sperrung dieser Untergruppe für Verschiebungen nach links die Daten-Bits zwingt, zur Übertragung durch das Netzwerk die Linie L-L zu kreuzen. In dem Netzwerk gemäß Fig. 3, das typisch für den Fall ist, in welchem die Zahl von Bits im Datenwort nicht eine ganzzahlige Potenz von 2 ist, besteht jedoch die Gruppe von Wegen, die niemals von Daten-Bits benötigt wird, die die Linie L-L bereits gekreuzt haben, noch von Daten-Bits, die die Linie L-L in späteren Stufen des Netzwerkes kreuzen werden, aus so wenigen Wegen, daß eine Untergruppe von ihnen nicht für Verschie-

bungen nach links gewählt und unbedingt gesperrt werden kann, derart, daß die Daten-Bits gezwungen werden, die Linie L-L zu kreuzen, wenn sie zu den Ausgangsanschlüssen des Netzwerks übertragen werden sollen. Tatsächlich sind in F i g. 3 Wege vorhanden, beispielsweise 13 D bis 13 E, die für Bits benötigt werden, die die Linie L-L bereits gekreuzt haben, oder für Bits, die die Linie L-L später kreuzen.

Ein Ausgangspunkt zum Aufbau des Netzwerkes für ein System, bei dem die Zahl von Daten-Bits nicht eine ganzzahlige Potenz von 2 ist, besteht darin, die Linie D-D dicht unterhalb des Diagonalweges von dem äußersten Knoten in der oberen linken Ecke zu ziehen (d. h., dicht unterhalb der Linie von 19A nach 8F in Fig. 3). Alle Vertikalwege, die die Linie D-D kreuzen, werden dann gestrichelt. Die Gruppe von Knoten und Wegen links unterhalb der Gruppe von gestrichelten Wegen enthält alle Knoten und Wege, die für Datenbit erforderlich sind, welche die Linie L-L bereits gekreuzt haben. Eine Sperrung der gestrichelten Wege kann daher in keiner Weise Daten-Bits beeinflussen, welche die Linie L-L gekreuzt haben. Das Verfahren zur Verwendung des Netzwerkes gemäß F i g. 3 für Verschiebungen nach links soll weiter unten im einzelnen erläutert werden. Es besteht jedoch im wesentlichen darin, die Gruppe von gestrichelten Vertikalwegen zu sperren, falls nicht ein Daten-Bit, das einen bestimmten gestrichelten Weg benutzt, in nachfolgenden Stufen des Netzwerkes derart geleitet wird, daß es die Linie L-L kreuzt.

In F i g. 3 sind 20 gestrichelte Vertikalwege vorhanden, und zwar einer für jede Spalte. Es soll daran erinnert weden, daß in F i g. 2 alle Vertikalwege im Netzwerk zu 3 bestimmten Gruppen gehören, nämlich den gestrichelten Vertikalwegen, denen im oberen rechten Teil der Figur und denen im unteren linken Teil der Figur. Gemäß F i g. 2 werden die Vertikalwege im oberen rechten Teil bei Verschiebungen nach links nicht beeinflußt, da auch dann, wenn diese Wege benutzt werden, die Bits an den entsprechenden Knoten im folgenden die Linie L-L kreuzen können. (Die Grundregel zur Steuerung einer Verschiebung nach links ist immer noch die gleiche: Es wird das Komplement der Eingangsschiebegröße mit Bezug auf die Zahl von Bits in einem Datenwort gebildet und dann eine Rotation nach rechts vorgenommen, wobei die einzigen 1-Werte in dem ursprünglichen Wort, deren Übertragung zu den Ausgangsknoten zugelassen wird, diejenigen sind, die die Linie L-L irgendwann bei ihrer Übertragung durch das Netzwerk kreuzen.) In dem System mit 20 Bits gemäß F i g. 3 gilt das gleiche für die Knoten und Vertikal wege im oberen rechten Teil der Figur. Auch wenn die Bits an diesen Knoten die entsprechenden Vertikalwege nehmen, können sie später die Linie L-L kreuzen, und aus diesem Grund sollten die Vertikalwege im oberen rechten Teil nicht gesperrt werden. In F i g. 2 werden alle gestrichelten Vertikalwege unbedingt gesperrt. Eine Sperrung der Vertikalwege im unteren linken Teil ist nicht erforderlich, da 1-Werte an den Knoten oberhalb dieser Wege die Linie L-L bereits gekreuzt haben müssen. Dagegen werden in Fig. 3 die gestrichelten Vertikalwege nicht alle unbedingt gesperrt, und es besteht die Möglichkeit, daß 1-Werte in dem ursprünglichen Datenwort unter bestimmten Umständen über diese gestrichelten Wege nach unten zu den Knoten im unteren Teil der Zeichnung übertragen wurden. Aus diesen Gründen muß auch den Vertikalwegen im unteren linken Teil der Figur Aufmerksamkeit geschenkt werden, obwohl sich im folgenden zeigen wird, daß die für die gestrichelten Vertikalwege benutzte Steuerung derart beschaffen ist, daß eine Steuerung der Vertikalwege im unteren linken Teil der Zeichnung nicht erforderlich ist.
Zunächst ist zu klären, warum nicht alle gestrichelten Vertikal wege unbedingt gesperrt sein dürfen. Es sei der Weg 12 D bis 12 E betrachtet, der die Linie D-D kreuzt. Wenn die Bits im Eingangswort an den Knoten in der Zeile D erscheinen, ist ein Schritt mit dem Wert 8 zu betrachten. Die maximal mögliche Verschiebung in den ersten drei Schritten ist 7 (wenn Xl, Xl und X4 den Wert 1 haben). Das Bit am Knoten 12 D kann auf keine Weise die Linie L-L bereits gekreuzt haben. Das Bit am Knoten 12 D kann nur von einem der Knoten 12 v4 bis 19,4 gekommen sein. Folgt man dem Muster gemäß F i g. 2, so sollte der Weg 12 D bis 12 E unbedingt gesperrt sein, wenn X8 eine 0 ist. In Fig. 2 werden die gestrichelten Vertikalwege gesperrt, da, wenn sie benutzt würden, die Bits an den Knoten oberhalb der Wege auf keine Weise später die Linie L-L kreuzen können, bis sie die letzte Zeile von Knoten erreichen. Das Bit am Knoten 12D in Fig. 3 kann aber auch dann die Linie L-L kreuzen, wenn X 8 den WertO hat. In diesem Fall wird das Bit am Knoten 12 D zum Knotennis übertragen. Solange X16 den Wert 1 hat, wird das Bit am Knoten 12 E die Linie L-L kreuzen und am Knoten 16 F enden. Folglich kann der Vertikalweg 12 D bis 12Z? nicht unbedingt gesperrt werden, da das Bit am Knoten 12 D immer noch die Linie L-L kreuzen kann, und zwar auch dann, wenn der Vertikalweg 12 D bis 12 E benutzt wird. Man beachte jedoch, daß das Bit am Knoten 12 D nur dann die Linie L-L auch bei Benutzung des Vertikalweges kreuzen kann, wenn X16 den Wert 1 hat.

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

Es ist erforderlich, eine geeignete Übertragungsfunktion für jeden gestrichelten Vertikalweg in Fig. 3 abzuleiten. Die Übertragungsfunktion 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 Ubertragungsfunktionen 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, wenn 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 Durchführung einer Verschiebe-Operation nach links dar. HL hat den Wert 1, wenn eine Verschiebung nach links durchzuführen ist. Der Ausdruck HL ist 0, werM

309 530/351;

25 26

eine der 3 anderen möglichen Operationen durchge- den Knoten auf der rechten Seite von 12 D können

führt werden soll. jedoch die Linie L-L auf keine Weise bereits ge-

Zunächst werden die 5 Knoten 4 E bis OE be- kreuzt haben. Wenn X 8 den WertO hat und die

trachtet. Die Eingangs-Bits erscheinen an diesen Vertikalwege 12 D bis 12 E bis 5 D bis 5 E beschritten

Knoten, wenn der Schritt um 16 Positionen vorge- 5 werden, besteht immer noch die Möglichkeit, daß die

nommen weiden soll. Bis zu diesem Punkt beträgt ursprünglich an den Knoten 12D bis 5D vorhan-

die maximale Verschiebung, die bereits vorgenom- denen Bits die Linie L-L kreuzen. Auch wenn diese

men sein kann, 15 (8 + 4 + 2+1). Die Bits an den Vertikalwege benutzt werden und die Bits zu den

Knoten 19 E bis 5 E können die Linie L-L bereits Knoten 12 E bis 5 E übertragen werden, können die

gekreuzt haben. Dagegen können die Bits an den io 8 Bits beim letzten Schritt noch L-L kreuzen, wenn

Knoten 4 E bis OE die Linie L-L in keinem Fall Z16 den Wert 1 hat. Folglich ist, weil die 8 Vertikal-

bereits gekreuzt haben, da der Knoten 4 E 16 Posi- wege bei Verschiebungen nach links gesperrt sein

tionen rechts von der Linie L-L liegt und die Knoten sollen, wenn X8 den WertO hat, die Sperrung be-

3JE bis Oi? noch weiter entfernt sind. Wenn der Dia- dingt. Die Wege müssen nicht gesperrt sein, wenn

gonalschnitt mit dem Wert 16 von diesen 5 Knoten 15 Z16 eine 1 ist. Dann können die 8 Vertikalwege

aus nicht erfolgt, haben die Bits an diesen Knoten benutzt werden, auch wenn die über sie übertragenen

die Linie L-L nicht gekreuzt, wenn sie an den Kno- Bits die Linie L-L noch nicht gekreuzt haben, da

ten der Zeile F erscheinen. Aus diesem Grund müssen sichergestellt ist, daß sie beim letzten Schritt L-L

die Vertikalwege von den Knoten 4 E bis OE bei kreuzen.

Verschiebungen nach links unbedingt gesperrt wer- 20 Die Übertragungsfunktion für die 8 Vertikalwege

den. Die Übertragungsfunktion für die 5 Vertikal- 12 D bis 12 E bis 5 D bis 5 E lautet (X 8) [(HL)

wege4E bis 4F bis OE bis OF lautet (XIS)(HT). +Z 16]. Bei den drei Operationen, die keine Ver-

(Der Auusdruck X16 stellt das Bit mit der höchsten Schiebungen nach links sind, hat HL den WertO und

Stellenzahl im Leitwort dar, nachdem dieses aus dem HL den Wert 1, so daß der in der eckigen Klammer

Komplement der Eingangsschiebegröße gebildet ist. 25 stehende Ausdruck ebenfalls 1 ist. Für die drei Ope-

Mit anderen Worten, X16 hat den Wert 1, wenn die rationen besteht keine Notwendigkeit, die Vertikal-

Diagonalwege von den Knoten E benutzt werden wege zu sperren, außer als Funktion des Leitaus-

sollen.) Die Übertragungsfunktion (Z 16) (HT) für die druckes X 8. Wenn X 8 den Wert 0 hat, ist ZS eine 1,

5 Vertikalwege 4 E bis 4 F bis OE bis OF gibt die und die Übertragungsfunktion hat den Wert 1. Dann

Operation der Wege in allen Fällen wieder. In den 30 sind die Wege nicht gesperrt. Wenn X 8 eine 1 ist, hat

drei Fällen, die keine Verschiebungen nach links be- ZS den Wert 0, und die Übertragungsfunktion ist 0,

treffen, hat HL den Wert 0 und HT den Wert 1, so so daß die Übertragung über die Vertikalwege durch

daß die Übertragung des Weges nur eine Funktion den Leitausdruck verhindert ist. Wenn andererseits

des Leitausdruckes ZI5 ist. Wenn Z16 den Wert 0 eine Verschiebung nach links durch geführt wird, hat

hat, ergibt sich für ZI5 eine 1, und die Übertra- 35 HL den Wert 1 und 771 den Wert 0. In diesem Fall

gungsfunktion hat den Wert 1. Die Vertikal wege kön- reduziert sich die Übertragungsfunktion zu (ZS)

nen nach Bedarf benutzt werden. Wenn X16 eine 1 [Z 16]. Wenn X16 eine 0 ist, ergibt sich für die

ist, hat ZI5 den Wert 0, und die Vertikalwege sind Übertragungsfunktion eine 0. Das ist die gewünschte

gesperrt. Auch wenn keine Verschiebung nach links Maßnahme, denn bei Verschiebungen nach links

durchgeführt wird, können die Vertikalwege durch 40 sollen die 8 Vertikalwege 12 D bis 12 E bis 5£> bis

den Leitausdruck gesperrt werden, da sie nicht be- 5E gesperrt sein, wenn Z16 den WertO hat. Wenn

nötigt werden. (Es wurde zwar oben erläutert, daß andererseits Z16 eine 1 ist, reduziert sich die Über-

durch das Sperren eines Vertikalweges automatisch tragungsfunktion auf den Leitausdruck ZS. Dann

eine 0 in den Knoten am Fuß des Weges eingeschrie- sind die Vertikalwege nicht gesperrt. Das ist auch

ben wird. Das erfolgt jedoch nur dann, wenn keine 1 45 erforderlich, da diese 8 Vertikalwege nicht gesperrt

über den Diagonalweg ankommt, der an dem gleichen sein und eine vertikale Übertragung auch bei Ver-

Knoten endet. Wenn also Z16 eine 1 ist, können, Schiebungen nach links ermöglichen müssen, wenn

obwohl die 5 Vertikalwege gesperrt sind, 1-Werte Z16 den Wert 1 hat.

an den Knoten 4F bis OF erscheinen, wenn 1-Werte Als nächstes seien die Bits an den Knoten 15 C

ursprünglich an den Knoten OF. und 16 E bis 19 E 50 bis 13 C betrachtet. (Der Knoten 16 C, der ebenfalls

vorhanden sind.) Wenn andererseits HL den Wert 1 an der Spitze eines gestrichelten Vertikalweges zwi-

hat und damit angibt, daß eine Verschiebung nach sehen den Zeilen C und D liegt, soll später betrachtet

links durchgeführt wird, hat HT den Wert 0, und die werden.) Wenn ein Schritt mit dem Wert 4 durch-

5 Vertikalwege werden ohne Rücksicht darauf, wel- geführt werden soll, können die Bits an den Knoten

chen Wert Z16 hat, gesperrt. Das ist die gewünschte 55 15 C bis 13 C die Linie L-L noch nicht gekreuzt

Operation. Wenn Z16 den WertO hat, würden die haben. Die drei Vertikalwege 15 C bis 15 D bis 13 C

Vertikalwege normalerweise 1-Werte übertragen, sind bis 13 D sollen bei Verschiebungen nach links ge-

aber statt dessen gesperrt, wie verlangt. Die Sperrung sperrt sein, wenn nicht sichergestellt ist, daß die Bits

der Vertikalwege 4 E bis 4 F bis OE bis OF bei Ver- an den Knoten 15 C bis 13 C später L-L kreuzen.

Schiebungen nach links ist unbedingt, wie die Über- 60 Ohne Rücksicht auf den Wert von Z 8 können die

tragungsfunktion (HL) (Z 15) zeigt. drei Bits, die nach unten zu den Knoten 15 D bis 13D

Es seien jetzt die Knoten 12 D bis 5 D in Zeile D übertragen werden, L-L immer noch kreuzen, falls

betrachtet. Wenn ein Schritt mit dem Wert 8 durch- Z16 den Wert 1 hat. Wenn Z8 = 1 ist, findet eine

geführt werden soll, beträgt die maximale Verschie- Verschiebung mit dem Wert 8 zwischen den Zeilen **

bung, die bis dahin stattgefunden haben kann, 7 65 undE statt, aber Z16 muß ebenfalls den Wertl

(4+2+1). Ali den Knoten 19D bis 13D können haben;;damit diese Bits die Linie L-L kreuzen (Z»

Bits erscheinen, die die Linie L-L bereits gekreuzt undZ16;haben tatsächlich niemals beide den Wert 1,

haben. Die Bits ari den Knoten 12D und die Bits an da dfesMn Leitworf bedeuten würde, dessen wen

27 28

größer als 20 ist). Folglich ist sichergestellt, wenn die keine Verschiebung nach links beinhalten, hat

und nur wenn Z16 den Wert 1 hat, daß die 3 Bits (HL) den Wert 1. Die Vertikalwege übertragen Daten-

an den Knoten 15 C bis 13 C später die Linie L-L Bits, wenn X2 den Wert 0 hat. Das ist erforderlich,

kreuzen, auch wenn die gestrichelten Vertikalwege da die beiden Wege auf normale Weise arbeiten

benutzt werden. Es müssen also diese 3 Vertikalwege 5 sollen, wenn bei allen Operationen außer Verschie-

auf die gleiche Weise bedingt gesperrt werden, wie bungen nach links ein Vertikalschritt zwischen den

die 8 Vertikalwege 12 D bis 12 E bis SD bis 5 E. Die Knoten 185 und 18 C und den Knoten 17 5 und 17 C

Übertragungsfunktion für diese 3 Wege ist mit der erforderlich ist. Wenn X 2 den Wert 1 hat, über-

vorher betrachteten Übertragungsfunktion identisch, tragen die beiden Wege keine Daten-Bits, da die

mit der Ausnahme, daß der Leitausdruck (ZS) durch io Diagonalwege an Stelle der Vertikalwege von den

den Ausdruck (X 3) ersetzt ist. Die Übertragungs- Knoten 18 5 und 17 B aus benutzt werden. Bei Ver-

funktion für die 3 Vertikalwege 15 C bis 15 D bis Schiebungen nach links hat TTL den Wert 0. Wenn

13C bis 13D lautet also(X3) [77E+Z16]. X2 eine 0 ist, hat Xl den Wert 1, aber die Über-

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

noch nicht gekreuzt haben, wenn der Schritt mit dem 15 X 4 und X16 beide 1 sind. Die Vertikalwege sind

Wert 4 gerade durchgeführt wird, weil die bis dahin also bei allen Verschiebungen nach links gesperrt,

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

sein kann. Der Weg 16 C bis 16 D gehört aber zu diese Wege nach unten übertragen werden, nach-

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

bis 13 C bis 13 D. Wenn der Vertikalweg 16 C bis 20 Der letzte, noch zu betrachtende gestrichelte Ver-

16 D benutzt wird, kann das Bit am Knoten 16 C tikalweg, der die Linie D-D kreuzt, ist der Weg 19 Λ

nachfolgend die Linie L-L auch dann nicht kreuzen, bis 195. Die Übertragungsfunktion für diesen Weg

wenn Z16 den Wert 1 hat. Da die Eingangsschiebe- ist gleich der gerade für die Wege 185 bis 18C und

größe und das Leitwort, "welches das Komplement 175 bis 17 C abgeleiteten. Wenn eine 1 am Knoten

dieser Größe mit Bezug auf 20 ist, 20 oder weniger 25 19 A vertikal zum Knoten 195 übertragen wird, kann

sein muß, muß X 8 den WertO haben, wenn Z16 sie die Linie L-L nur kreuzen, wenn sie nachfolgend

eine 1 ist, und das Bit am Knoten 16 C kann für um 20 Positionen nach rechts verschoben wird. FoIg-

X 4 = 0 nicht weiterkommen als bis zum Knoten OE. lieh wird der Weg bei allen Verschiebungen nach

Folglich kann das Bit am Knoten 16 C in keinem links gesperrt, außer wenn X 4 und X16 beide den

Fall die Linie L-L kreuzen, wenn der Vertikalweg 30 Wert 1 haben. Man beachte, daß, wenn X4 und X16

16 C bis 16 D benutzt wird. Also muß der Weg 16 C beide den Wert 1 haben und eine Verschiebung nach

bis 16 D unbedingt gesperrt werden. Die Übertra- links durchgeführt wird, die ursprüngliche Verschiebe-

gungsfunktion für diesen Weg lautet (Z 4) (HL). Für größe 0 gewesen sein muß. Der Weg 19^4 bis 195

alle Operationen außer einer Verschiebung nach wird also bei allen Verschiebungen nach links ge-

links hat (HL) den Wert 1. Wenn die Leitfunktion 35 sperrt sein, außer, wenn das Eingangs-Datenwort

X4 0 ist, hat (X3) den Wert 1. Die Übertragungs- überhaupt nicht verschoben werden soll. Das ist auch

funktion ist dann eine 1, und der Vertikalweg 16 C die erforderliche Funktion, weil, wenn das Datenwort

bis 16 D kann, wie verlangt, benutzt werden. Wenn überhaupt nach links verschoben wird, das Bit am

X 4 den Wert 1 hat, ist die Übertragungsfunktion 0, Knoten 19,4, also das am weitesten links stehende

wie es für die richtige Führung von Bits durch das 4° Bit im ursprünglichen Datenwort, gelöscht werden

Netzwerk erforderlich ist. Wenn andererseits bei Ver- muß.

Schiebungen nach links HL eine 1 ist, hat (HL) den Die soeben für die 20 gestrichelten Vertikalwege Wert 0. Dann ist die Übertragungsfunktion 0, und der abgeleiteten 20 Ubertragungsfunktionen definieren Vertikalweg ist unbedingt gesperrt. die Arbeitsweise dieser Wege für alle 4 Operations-Wenn ein Schritt um zwei Positionen durchgeführt 45 arten. Die Vertikalwege oben rechts von diesen wird, können die Bits des ursprünglichen Wortes Wegen brauchen außer durch die Leitfunktionen nicht bereits um maximal 1 Position verschoben worden gesteuert zu werden, da die Bits an den Knoten am sein. Folglich können die Bits an'den Knoten 185 oberen Ende dieser Wege die Linie L-L auch dann und 175 die Linie L-L auf keine Weise bereits ge- nachfolgend kreuzen können, wenn sie vertikale kreuzt haben. Es sei angenommen, daß diese Bits die 5o Schritte ausführen. Für diese Vertikalwege ist also entsprechenden Vertikalwege zu den Knoten 18 C keine spezielle Steuerung bei der Ausführung einer und 17 C benutzen. Damit das zum Knoten 17 C Verschiebung nach links erforderlich. Eine spezielle übertragene Bit die Linie L-L kreuzt, muß es noch Steuerung ist auch für keinen Vertikalweg erforderum 18 Positionen nach rechts verschoben werden. lieh, wenn eine der 3 anderen Operationsarten durch-Das Bit am Knoten 18 C muß noch um 19 Positionen 55 geführt wird. Folglich hat die Übertragungsfunktion nach rechts verschoben werden. Als einzige Schritte für jeden dieser Wege einfach die Form (Xi). Jeder verbleiben diejenigen mit 4, 8 und 16 Positionen. dieser Wege überträgt nur dann ein Bit nach unten, Gemeinsam sind die Schritte mit 8 und 16 Positionen wenn sein Steuerbit im Leitwort eine 0 ist. Wenn das nicht zulässig. Die einzige Kombination von Schrit- Steuerbit eine 1 ist und die Diagonalwege benutzt ten, die sicherstellt, daß beide Bits die Linie L-L ^6o werden sollen, haben die Übertragungsfunktionen für

kreuzen, ist die mit 4 und 16 Positionen. Folglich die Vertikalwege den Wert 0.

müssen die Wege 185 bis 18 C und 175 bis 17 C Die letzte Gruppe von noch zu betrachtenden Verbei allen Verschiebungen nach links gesperrt werden, tikalwegen sind diejenigen im unteren linken Teil der wenn nicht X4 und Z16 beide dea Wert 1 haben. Zeichnung. In Fig. 2 haben die Übertragungsfunk-Die Übertragungsfunktion für diese "beiden Wege ⁶S tionen für diese Wege einfach nur die Form (ZT). lautet (X2) [HL + (X 16) (Z4)]. Diese Übertragungs- Auch bei Verschiebungen nach links soll die Überfunktion beschreibt die Tätigkeit ider beiden Wege tragung zugelassen sein, wenn Xi den Wert 0 hat, bei allen 4 Operationsarten. Bei άέή(β Operationen, 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 Fig. 3. 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 (Xi). 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 (Xi) 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 (Xi)(HR). 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 HjR den Wert 0, und die Übertragungsfunktionen der Diagonalwege, die L-L kreuzen, reduzieren sich auf die Form (Xi), da diese Diagonalwege auf die gleiche Weise gesteuert werden wie die anderen Diagonalwege im Netzwerk.

Die Analyse der F i g. 3 wurde gegeben, damit das Verfahren zur Ableitung der Ubertragungsfunktionen 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 eine Potenz von 2 ist. Wenn auch die Übertragungsfunktionen aller Wege auf diese Weise abgeleitet werden können, so ist doch die Verwirklichung des Netzwerkes nicht einfach. Die Ausbildung einer speziellen Schiebe- und Rotierschaltung kann außerdem von den Eigenschaften der speziellen Ubertragungswege und Verknüpfungsglieder abhängen, die in jeder Stufe benutzt werden. In den F i g. 4 bis 7 ist ein System mit 20 Bits gezeigt, das auf dem Netzwerk gemäß F i g. 3 beruht, wobei die Übertragungswege durch Relaiskontakte gesteuert werden. Die F i g. 4 bis 7 wurden aufgenommen, damit sich die grundsätzliche Ausbildung verstehen läßt. Die meisten Datenverarbeitungsanlagen benötigen eine Schiebe- und Rotierschaltung unter Verwendung elektronischer Schaltungen. Wegen der Eigenschaften elektronischer Verknüpfungsglieder muß die Ausbildung einer elektronischen Schaltung etwas abgeändert werden. Diese erforderlichen Abänderungen werden später erläutert, nachdem zunächst die einfachere Relais-Schaltung betrachtet worden ist.

Die Fig.4 bis 7 werden wie folgt zusammengefügt: Die vertikale Linie Y in den F i g. 4 und 6 wird der vertikalen Linie Y' in den Fig. 5 und 7 überlagert. Die Linien Y und Y' sind nur zur Ausrichtung der Zeichnung aufgenommen worden und stellen keinen Leiter oder Übertragungsweg dar. Nach der richtigen Zusammenfügung der F i g. 4 bis 7 können diese Linien unbeachtet bleiben.

In dem System gemäß F i g. 4 bis 7, wobei diese Figuren gemäß F i g. 19 zusammengefügt sind, werden 1-Werte durch ein positives Potential und 0-Werte durch das Nichtvorhandensein eines Potentials dargestellt. Die Eingangs-Bits erscheinen an den Knoten 19A-OA. In der Zeichnung ist eine Anzahl von Handschaltern gezeigt, die jeweils das Anlegen eines positiven Potentials an den entsprechenden Knoten in der Zeile A steuern. Wenn ein bestimmter Schalter geschlossen wird, stellt das positive Potential an dem entsprechenden Knoten in der ZeWeA eine 1 dar. Wenn der Schalter geöffnet ist, stellt das Nichtvorhandensein eines positiven Potentials an dem entsprechenden Knoten eine 0 dar. Es sei daran erinnert, daß in F i g. 1 die Bits des Eingangs-Datenwortes zu der Schiebe- und Rotierschaltung vom Speicher 101 oder von einem der Register übertragen werden. Die Schalter in den F i g. 4 bis 7 sind lediglich zur Vereinfachung in einem Speicher gezeigt. In einer praktisch ausgeführten Anlage werden jedoch die Eingangs-Bits an den Knoten in der Zeile A nicht durch die Betätigung von Handschaltern zugeführt, sondern von einer anderen Einheit in der Datenverarbeitungseinrichtung abgeleitet.

Zur leichteren Verständlichkeit der dargestellten Schaltung wird darauf hingewiesen, daß die Wicklungen und die dazugehörigen Kontakte der einzelnen Relais jeweils unter sich die gleichen Bezeichnungen ohne irgendwelche unterscheidenden Zusätze tragen. Außerdem sind Ruhekontakte grundsätzlich durch einen kurzen Querstrich senkrecht durch die damit auftrennbare Leitung und Arbeitskontakte grundsätzlich durch ein schrägliegendes kleines Kreuz durch die damit zusammenschaltbare Leitung dargestellt.

In F i g. 1 enthalten die über das Kabel 120 zur Schiebe und Rotierschaltung übertragenen Kommandos eine Angabe bezüglich der Schiebegröße, der Schieberichtung und der Art der auszuführenden Operation. Wenn eine Verschiebung oder Rotation nach links auszuführen ist, bildet die Schiebe- und Rotierschaltung zunächst das Komplement der Schiebegröße mit Bezug auf 20 und gibt dann das Leitwort an die Schaltung. Zur Vereinfachung wird bei den F i g. 4 bis 7 angenommen, daß das Komplement der Schiebegröße in der Schiebe/Rotier-Steuerschaltung bereits gebildet worden ist. Die Relais X16 bis Xl arbeiten gemäß den entsprechenden Bits X16 bis Xl im Leitwort. Diese Bits sind die gleichen wie die Bits der ursprünglichen Schiebegröße, wenn eine Verschiebung nach rechts vorgenommen wird. Wenn die Verschiebung nach links erfolgt, ist ihr Komplement mit Bezug auf 20 bereits gebildet. Wenn eines der Leitrelais X16 bis Xl angezogen hat, erfolgt der entsprechende Schritt im Netzwerk über den entsprechenden Diagonalweg. Wenn das Relais abgefallen ist, erfolgt der Schritt entlang dem entsprechenden Vertikalweg. Auf diese Weise wird eine Verknüpfungsfunktion durchgeführt, wobei jeder Relaiskontakt: als Verknüpfungsglied in dem ihm zugeordneten Weg dient. Die Schiebe-Rotier-Steuerschaltung läßt das Relais HL immer dann anziehen, wenn eine Verschiebung nach links durchgeführt wird, und das _f; Relate Hi? immer dann, wenn eine Verschiebung nach |

rechts durchgeführt werden soll. Wenn keines der beiden Relais angezogen ist, wird eine Rotation nach rechts durchgeführt, die auch eine erforderliche Rotation nach links bewirkt, wenn eine solche befohlen worden ist, da das Komplement der Schiebegröße mit Bezug auf 20 bereits gebildet worden ist. Es ist zu beachten, daß, wie in F i g. 3, gleich bezeichnete Knoten in jeder Zeile miteinander verbunden sind. Die Knoten sind zweimal gezeigt, um die Zeichnung nicht zu komplizieren.

Es sei jetzt der einfachste Fall betrachtet, bei dem eine Rotation nach rechts ausgeführt wird (zur Durchführung entweder eines Kommandos für eine Rotation nach rechts oder eines Kommandos für eine Rotation nach links). Beide Relais HL und HR sind nicht betätigt. Die Kontakte des Relais HL liegen in keinem der Diagonalwege. Die Kontakte des Relais HR liegen in allen Diagonalwegen, die die Linie L-L kreuzen, aber, da das Relais HR nicht betätigt ist, sind alle seine Kontakte in den Diagonalwegen geschlossen. Folglich wird die Übertragung über jeden Diagonalweg des Netzwerkes lediglich durch ein entsprechendes der Leitrelais X16 bis Xl gesteuert. Wenn das entsprechende Relais abgefallen ist (Xi hat den Wert 0), findet keine Übertragung über die Diagonalleiter statt. Wenn das Relais angezogen hat (Xi hat den Wert 1), werden Bits über die Diagonalen übertragen.

Alle Vertikalwege enthalten auf die gleiche Weise Kontakte entsprechend der der Relais X16 bis Xl. Eine Übertragung über die Vertikalwege kann immer dann stattfinden, wenn die Übertragung über einen Diagonalweg gesperrt ist. Zusätzlich enthalten die 20 Vertikalwege, die die Linie D-D kreuzen, jeweils einen Kontakt des Relais HL. Da das Relais HL bei der Durchführung einer Rotation nach rechts nicht betätigt ist, werden alle Vertikalwege auf die gleiche Weise nur durch entsprechende der Leitrelais X16 bis Xl gesteuert.

Es sei angenommen, daß Xl den Wert 0 hat und das Relais Xl nicht betätigt ist. Die Potentiale an den Knoten in der Zeile A werden vertikal zu entsprechenden Knoten in der Zeile B übertragen. Jeder Knoten der Zeile B liegt also auf positivem Potential, wenn das entsprechende Bit im Eingangswort ein 1 ist, und nicht auf positivem Potential, wenn das entsprechende Bit im Eingangswort eine 0 ist. Man beachte, daß das Potential jedes Knotens in der Zeile B in keiner Weise von dem Potential des Knotens der Zeile A in der nächsten, weiter links gelegenen Spalte abhängt, da wegen des nicht betätigten Relais X1 alle Diagonalwege von den Knoten der Zeile A gesperrt sind. !'■%

Andererseits sei angenommen, daß Xl den Wert 1 hat und das Relais Zl angezogen ist. Alle Vertikalwege von den Knoten in der Zeile A sind gesperrt, da die Ruhekontakte des Relais Xl jetzt offen sind. Da die Arbeitskontakte des Relais Xl geschlossen sind, führt ein Weg von jedem Knoten in der Zeile A zu dem auf der rechten Seite benachbarten Knoten in der Zeile B. Ein positives Potential am Knoten 9 A erscheint also am Knoten 82?. Wenn dagegen das Bit 9 A den Wert 0 hatte, wird kein positives Potential zum Knoten 8 B übertragen. Man beachte, daß das Potential am Knoten OA am Knoten 19 B erscheint, da die Ruhekontakte des Relais HL in dem Diagonalweg, der die Knoten 0 A und 19 B verbindet, geschlossen sind.

Ähnliches gilt für die Übertragung von Bits von den Knoten in der Zeile B zu den Knoten in der Zeile C in Abhängigkeit von der Betätigung des Relais X 2. Wenn die Diagonalwege benutzt werden, wird jeder Bit-Wert um 2 Positionen nach rechts verschoben. Der Vorgang läuft weiter, und die Bits werden durch das Netzwerk übertragen, bis sie schließlich über die Vertikal- oder Diagonalwege zwischen den Knoten in der Zeile E und den Knoten in der Zeile F

ίο laufen. Einige der Knoten 19F bis OF liegen auf positivem Potential und die anderen nicht. Die durch die beiden Zustände dargestellten Bit-Werte sind 1 und 0. Im Ergebnis ist das Eingangsdatenwort bei seiner Übertragung über die Schiebe- und Rotierschaltung um die erforderliche Zahl von Positionen nach rechts rotiert worden. Zu keinem Zeitpunkt während der Rotationsoperation ist ein Register erforderlich. Das Datenwort kann bei seiner Übertragung von einem Teil der Datenverarbeitungsanlage zu einem anderen

ao rotiert werden. Die 20 Knoten 19 F bis OF sind durch entsprechende Adern mit der Komplement-Schaltung 102 in F i g. 1 verbunden.

Wenn das Eingangs-Datenwort nach rechts verschoben statt rotiert werden soll, wird das Relais HR betätigt. Alle Diagonal wege, die die Linie L-L kreuzen, sind dann auch für den Fall gesperrt (unterbrochen), daß eines der Leitrelais X16 bis X1 angezogen ist. Der einzige Unterschied in der Betriebsweise der Anlage besteht darin, daß, wenn die Leitrelais versuchen, ein Daten-Bit über einen die Linie L-L kreuzenden Diagonalweg zu übertragen, das positive Potential des Knotens am oberen Ende des Weges nicht zu dem Knoten am Fuß des Weges übertragen wird. Auch wenn das Urspungs-Bit eine 1 ist, hat das am Knoten in der nächsten Zeile erscheinende Bit den Wert 0, da das positive Potential nicht an dem Knoten erscheint. Es sei beispielsweise angenommen, daß der Knoten 2 D auf positivem Potential liegt und das Relais X 8 betätigt ist. Im Falle einer Rotation nach rechts würde das positive Potential am Knoten 2D über den Leiter ID bis 14E zum Knoten 14 E übertragen. Wenn jedoch das Relais HR angezogen hat, ist dieser Weg unterbrochen, und es wird kein Potential vom Knoten 2 D zum Knoten 14 E übertragen. (Außerdem wird natürlich auch kein Potential vom Knoten 14 D zum Knoten 14 £ übertragen, da der Vertikalweg wegen der Betätigung des Relais X 8 unterbrochen ist.) Folglich erscheint kein positives Potential am Knoten 14 E, und das Bit, das durch diesen Knoten dargestellt wird, hat den Wert 0. Auf diese Weise treten 1-Werte, die über die Linie L-L nach rechts verschoben werden, auf der linken Seite nicht wieder in das System ein.

Der noch zu betrachtende Fall ist die Verschiebung nach links. Das Relais HR ist nicht betätigt, und die Diagonalwege werden, wie verlangt, nur durch die entsprechenden der Leitrelais Z16 bis Xl gesteuert. Es soll jedoch daran erinnert werden, daß die Vertikalwege, die die linke Linie D-D kreuzen, entsprechend den oben abgeleiteten Übertragungsfunktionen gesteuert werden müssen. Diese Wege müssen bei allen Verschiebungen nach links bedingt gesperrt werden, aber entsperrt sein, wenn sichergestellt ist, daß die über sie nach unten übertragenen Bits nachfolgend die Linie L-L kreuzen. Die Übertragungsfunktionen für die 20 Vertikalwege, die die Linie D-D kreuzen, werden nachfolgend zur Erleichterung noch einmal angegeben:

309 530/351

Weg (yon Knoten zu Knoten)	Übertragungsfunktion
19 A bisl9J5	(ZI) [(HE) + (Z16) (Z 4)]
18 B bis 18 C	(Z2) [(HL) + (Z16) (Z 4)]
17 B bis 17 C	(Z2)[(HL) + (Z16)(Z4)]
16 C bis 16 D	(XS)(HE)
15Cbisl5D	(Z3)[(HL) + Z16]
14Cbisl4£>	(Z4) [(HL) + X16]
13Cbisl3D	(Z4)[(HL) + Z16]
12 D bis 12 E	(ZS) [(HL) + Z16]
llDbisllE	(Z8) [(HL)+ Z16]
IOD bis 10E	(Z8) [(HL) + Z16]
9 D bis 9 E	(Z8) [(HZ) + Z16]
8Z) bis 8E	(Z8) [(HL) + Z16]
7Dbis IE	(Z8) [(HZ) + Z16]
6Z) bis 6£	(Z8) [(HL)+ Z16]
5Z) bis ZE	(ZS) [(HL) + Z16]
AE bis 4F	(XW)(HZ)
3E bis 3F	(XTO)(HL)
2E bis 2F	(XTO)(HZ)
IE bis IF .	(XTS)(HL)
OE bis OF	(XTS) (HL)

10

25

Es sei beispielsweise die Übertragungsfunktion für den Weg 7 D bis 7 E betrachtet, die lautet (ZS) [(HZ) + Z16]. Diese Funktion hat immer dann den Wert 1, wenn ein Weg zwischen den Knoten 7 D und 7E durchzuschalten ist. Der Ausdruck (XS) wird durch den Ruhekontakt des Leitrelais Z 8 am oberen Ende des Weges gesteuert. Nur wenn das Relais Z 8 abgefallen ist, kann der Weg durchgeschaltet werden. Der Kontakt HL sperrt den Weg bedingt. Dieser Kontakt ist geöffnet, wenn eine Verschiebung nach links durchgeführt wird. Der Vertikalweg muß jedoch auch bei Verschiebungen nach links durchgeschaltet werden, wenn das Bit Z16 den Wert 1 hat. Man beachte, daß ein Kontakt des Relais Z16 parallel zu dem Kontakt des Relais HL liegt. Wenn das Relais Z16 angezogen ist, d. h., das Bit Z16 den Wert 1 hat, ist die Übertragungsfunktion eine 1, und der Weg zwischen den Knoten ID und 7 E ist durchgeschaltet.

Als weiteres Beispiel soll der Weg zwischen den Knoten 18 B und 18 C betrachtet werden. Die Übertragungsfunktion für diesen Weg lautet (Z2) [(HL) + (Z16)(Z4)]. Der Ausdruck (Z2) wird durch den Ruhekontakt des Relais Z 2 am oberen Ende des Weges verwirklicht. Der W^eg ist bei Verschiebungen nach links bedingt gesperrt, da der Kontakt des Relais HL offen ist. Der Weg wird jedoch durchgeschaltet, wenn beide Relais Z 4 und Z16 betätigt sind.

Von den 20 Vertikalwegen, die die Linie D-D kreuzen, sind bei Verschiebungen nach links alle bedingt gesperrt, mit Ausnahme des Weges, der die Knoten 16 B und 16 C verbindet, und der Wege, die die Knor ten 4 E- bis OE mit den entsprechenden Knoten 4 F bis OF verbinden. Wie oben abgeleitet, müssen diese Wege bei allen Verschiebungen nach links unbedingt gesperrt sein. Man beachte, daß, keine Kontakte der Relais Z16 bis Zl vorhanden sind, die parallel zu den I^phtakten des Relais HL in diesen 6 Wegen liegen. Die Wege sind also bei allen Verschiebungen nach links unbedingt gesperrt.

E)Je Verwirklichung der iRelaisschaltung ist einfach, wenn die Ütertraguhgsfunktionen für die verschier deiien Wege^; abgeleitet sind. Man beiijerkt, daß das-Relaisnetzwerk der Fig. 4 bis 7 tatsächlich das gleiche ist wie das in Fig. 3 gezeigte Netzwerk, mit der Ausnahme, daß die Relaiskoiitakte hinzugöfüot sind und daß jede Linie in den Fig. 4 bis 7 einen Leiter statt eines Übertragungsweges gemäß F i g. 3 darstellt. In einer praktischen Datenverarbeitungsanlage ist die Verwendung elektronischer Bauteile auf Grund ihrer von Natur aus größeren Geschwindigkeit wahrscheinlicher. Die Entwickhing einer elektronischen Schaltung kann jedoch wesentlich komplizierter sein. Dafür ist die Tatsache veranwortliph, daß viele Transistor-Verknüpfungsglieder ein über sie übertragenes Signal invertieren. Sp könnte die Übertragung entlang einer Vertikalen oder Diagonalen, dazu führen, daß aus einer 0 eine 1 oder aus einer i eine 0 wird, wenn die Besonderheiten der Transistor-Verknüpfungsglieder bei Entwurf der Schaltung nicht beachtet werden. Die elektronische Schiebe- und Rotierschaltung Mr 20 Bits gemäß F i g. 9 bis 16 beruht ebenfalls auf dem Netzwerk nach F i g. 3 und den oben abgeleiteten Übertragungsfunktionen. Wie jedoch noch zu erläutern ist, müssen die Übertragungsfunktionen zur Sicherstellung der richtigen Betriebsweise etwas abgeändert werden.

In der elektronischen Schiebe- und Rptierschaltung sind die Verknüpfungsglieder nur in schematischer Form dargestellt. Bevor zu einer Analyse der Schiebe- und Rotierschaltung übergegangen wird, muß die verwendete besondere Verknüpfungsglied-Schaltung betrachtet werden. Die Grundschaltung des Verknüpfungsgliedes ist in F i g. 8 A dargestellt. F i g. 8 B zeigt die symbolische Darstellung des Verknüpfungsgliedes, die in der Zeichnung benutzt wird. F i g. 8 C ist eine Tabelle, die die Ausgangsspannung eines Verknüpfungsgliedes mit 3 Eingängen für die 8 Kombinationen von Eingangs-Signalpegeln angibt.

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 »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 hohejn Pegel 1-Werte. Gemäß F i g. 8 A sind, wenn alle Eingänge hpch liegen, alle Eingangsdiqden in Sperrichtpng vorgespannt. Folglich fließt ein Strpm von der Quelle 800 über den Widerstand 801, die Diode 803 und den BasiSrEmitter-Übergang des Transistors 8 β 1. Der Transistor leitet, und der Ausgang ist über den Transistor gegen Erde kurzgeschlpssen. Der Ausgang liegt also" tief, wenn alle Eingänge hoch sind. Wenn jedoch wenigstens ein Eingang tief ist, fließe der Strom von der Quelle 800 durch die entsprer chende Eingangsdipde zu der Eingangsquelle mjj: niedrigem Pegel; Es fließt kein Strpm über dje Diode 803, und der Transjstor 8ßl bleibt gesperrt. Der Kollektor dieses Transistors, also der Ausgang des Yerknüpfungsgliedes, liegt folglich hpch, und zwar aiif dem gieiöliyn Potential wie dje Quelle'80,2, Damit der Ausgang hoch liegt, muß nur einer der Eingänge, tief liegen."'.'

-' Dife"Fig.8C zeigt die Arbeitsweise, dep VerknupfungsgliedeSj" wenn; drei Eingänge yqrgesehen sind.· Das ÄüSgangssighai des Verkünpfungsgliedes, fiat den

Wert I, wenn wenigstens eines der Eingangssignale, eine O ist. Der Ausgang liegt nur dann tief, wenn ajie Eingange hoch liegen. Wenn ein bestimmtes Ve?- knüpfurigsglied nur einen Eingang aufweist, arbeitet es als ^nyerter. Wenn der Eingang tief ist, liegt der Ausgang lipch, und wenn der Eingang hoch liegt, ist der Ausgang tief.

Das, spezielle, bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzte Verknüpfungsglied ist aus folgendem örund vorteilhaft. Die Ausgänge von zwei Verknüpfungsgliedern können zusammengeschaltet werr den, un.d der kombinierte Ausgang liegt tief, wenn einer der individuellen Ausgänge tief ist. Aus F i g. 8 A ist zu ersehen, daß auch dann, wenn der Transistor 8Ql 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. Es sei daran erinnert, daß an jedem Knoten zwei Wege ankommen, ein Vertikalweg von einem Knoten direkt oberhalb und ein Diagonalweg von einem Knoten, der in der nächsthöheren Zeile nach links verschoben ist. Nur einer dieser Wege soll bei einem beliebigen Schritt in Tätigkeit sein, da entweder alle Diagonalwege oder alle Vertikalwege, welche die Knoten einer Zeile mit den Knoten einer anderen Zeile verbinden, in Tätigkeit sind. Dadurch, daß der Transistor in dem nichtbetätigten Weg so gesteuert wird, daß er ausgeschaltet bleibt, wird das Potential an dem Knoten, an dem der Weg ankommt, allein durch die Operation des Verknüpfungsgliedes in dem anderen Weg gesteuert, der an dem Knoten ankommt. Wenn der Transistor in dem anderen Verknüpfungsglied nicht leitet, liegt der Knoten auf hohem Potential. Wenn der Transistor jedoch leitet, liegt der Knoten tief. Folglich läßt sich das Potential jedes Knotens in Abhängigkeit von dem Potential nur eines verbundenen Knotens in der oberhalb gelegenen Zeile steuern. Der nichtbetätigte (oder gesperrte) Weg liefert immer hohes Potential für den Knoten. Es steuert also in Wirklichkeit der andere, betätigte Weg das Potential des Knotens, und zwar in Abhängigkeit davon, ob der Transistor in diesem Weg leitet oder nicht.

Die elektronische Schiebe- und Rotierschaltung für 20 Bits, die auf dem Netzwerk gemäß F i g. 3 beruht, ist im einzelnen in den F i g. 9 bis 16, deren Zuordnung die F i g. 20 zeigt, dargestellt. Es sind 9 Steuersignale vorhanden, die über das Kabel 120 von der Schiebe/Rotier-Steuerschaltung 110 zur Fig. 9 übertragen werben, Die, $ Adern A16, A 8, A 4, A 2 und A i fijhr§n jii^ Größe der erforderlichen Verschier burig. Die, über diese Adern übertragenen 5 BUs geb,en im' BinäfrKode die Größe der gewünschten Verschiefyung an. Diese Größe isit der unklomplementigrte Wert tfhcl cjie tatsächliche Qröße der auszuführenden Yersefijebung. Die 5 Größenadern und die 4 Steueradern HR, HL, QR und QL liegen normalerweise fief. Nur eir^e der letztgenannten 4 Steueradern geht hoch, um die Art und Richtung der auszuführenden Qper^tiqn anzuzeigen, flR geht hoch für eine Yerschiebung nac|j rscjiis, H₁L iijr ejne Verschiebung nach iink§", Q%lm^ine Rptatipii nach rechts und QL für ejne ^Lqtatjp,n na,ch luik§. per Hauptzweck der Schaltung jn Fjjg. 9 b^estefy^dgrin, cjas Leitwprt abzur leiten, iflas ν Ip^y-^i^Lfj^lichkgi^', $je Verschiebung der Daten-jgi^s igujgf^id^ Hgte^grlj in Fig. 11 bis \6 steuert. Die Leit-Bifs, die die Verschiebung steuern, erscheinen auf den Leitern X16, Z§, X 4, X 2 uncj Zl. Die Adern 3ΓΙ6, ZS, ~X\ ü% und Xl führen die Komplernente der Bits auf den entsprechenden Leitadern. Die Komplemente werden zur Steuerung der Verschiebpng ebenfalls benötigt. Die 5 Adern" Z16, ^T 8, X 4, X 2 und Zl liegen auf den gleichen Potentialen wie die entsprechenden Adern A 16, A 8, A 4, Ä 2 und A1, wenn die Verschiebung nach rechts erfolgt. Wenn jedoch eine Verschiebung oder Rotation nach links durchzuführen ist, ist das Leitwort auf den Adern Z16 bis Zl das Komplement der Schiebegröße auf den Adern A16 bis A1 mit Bezug auf die Dezimalzahl 20. F i g. 9 enthält die Schaltungen zur Bildung des, Komplements der Eingangs-Schiebegröße mit Bezug auf 20, wenn die Richtung der Verschiebung links ist.

Die Verknüpfungsglieder 901, 902, 903 und 904 dienen als Inverter, da jedes von ihnen nur einen Eingang aufweist. Da pur eine der Adern HR, HL, QR und OL hoch liegt, ist der Ausgang nur eines der 4 Verknüpfungsglieder tief. Vor der Übertragung eines Befehls von der Schiebe/Rotier-Steuerschaltung liegen alle vier Adern HR, HL, QR und QL tief. Alle 4 Ausgänge der Verknüpfungsglieder 901 bis 904 liegen hoch. Da beide Eingänge des Verknüpfungsgliedes 905 und beide Eingänge des Verknüpfungsgliedes 906 normalerweise hoch liegen, sind die Ausgänge der beiden Verknüpfungsglieder 905 und 906 normalerweise tief. Wenn eine Verschiebung oder Rotation nach links durchgeführt wird, geht ein Eingang des Verknüpfungsgliedes 906 tief und folglich der Ausgang hoch. Entsprechend geht, wenn eine VerSchiebung oder Rotation nach rechts durchgeführt wird, ein Eingang des Verknüpfungsgliedes 905 tief und der Ausgang hoch. Die Ausgangssignale der Verknüpfungsglieder 905 und 906 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. Zwisehen Verschiebe- und Rotationsoperationen wird kein Unterschied gemacht, da die Komplement-Bildung der Eingangsschiebegröße 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 Verjoiüpfurigsgliedes 906 tief. Da das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 906 an einem Eingang jedes der Verknüpfungsglieder 907 bis

917 liegt, sind die Ausgänge dieser Verknüpfungsglieder alje hqch. Die Ausgänge verschiedener dieser Verknüpfungsgiieder sind zusammengeschaltet, aber da alle Ausgänge'hpch liegen, liegen auch alle Leiter

918 bis 9,21 hqch. Diese jleiter sind rnit den Ausgangen der Vprknüpfungsgiieder 922 pis 925 verbunden, und da dig 4 Leiter 9,18 bis 921 hoch liegen, sind die an cjie Adern ZK, XS, Z3 und Z? angelegten Potentiale ημΓ ejne Funktion der Operation der Verknüpfupgsglieder §22_bis 925.

Ein Eingang jedeji cjieiäer 4 yerkni}pfungsglie{ler ist mit dein. Ausgang $es yerknüpfungsgliedes 9Q5. verbunten, der t>ei ^iner Verschiebung nacft rechts hoch liegt. Der andere Eingang jedes (lieber Verknüpfungsglieder ist an ejne der; ^derri A\§_A Af%, A4 und Al angeschaltet, ggigljgl}, jst dag ^usg^ngssjgnal jedes dieser yer|nüpf^fn|sglipderjfas Kqrnpjernent des ent sprechenden B,it"Igregchie^egrö^e. beispielsweise ;st

also das Potential auf der Ader 3Ί6 die Umkehrung des Potentials auf der Ader A16. Der Inverter 929 invertiert den Bit-Wert auf der AderZTS, und das Ausgangssignal dieses Verknüpfungsgliedes, Z16, ist gleich dem Wert des Bit A 16. Entsprechendes gilt für die Verknüpfungsglieder 926, 927 und 928. Folglich sind bei Verschiebungen nach rechts die Bits Z16, Z 8, X 4 und Xl die gleichen wie die Bits auf den Adern A16, A 8, A 4 und A 2. Die Ader X1 ist direkt mit Al verbunden, so daß das BitZl den gleichen Wert wie das Bit der niedrigsten Ziffernstelle im Wort für die Eingangsgröße hat. Das Verknüpfungsglied 930 invertiert den Wert des Bit auf der Ader Al, und, da der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 930 direkt mit der Ader ZI verbunden ist, ist das Bit ZI das Komplement des Bit Zl. Wenn also die Richtung der Verschiebung rechts ist, ist das Leitwort (Z 16) (Z 8) (Z 4) (Z 2) (Zl) identisch mit der Eingangs-Schiebegröße von der Schiebe/Rotier-Steuerschaltung, wie verlangt. Die Bits ZI5, ZS, Z3, Z2~

und ZT sind einfach nur die Komplemente der entsprechenden Bits in dem endgültigen Wort für die Schiebegröße. Die komplementierten Bits werden für Steuerzwecke ebenfalls benötigt.

Die Verknüpfungsglieder 907 bis 917 und die Verknüpfungsglieder 930 bis 934 bilden das Komplement der Eingangs-Schiebegröße auf den Adern A16 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 Z16, Z 8, Z4, Z2 und Zl. Eine Prüfung jeder Spalte zeigt, daß das entsprechende Bit eine 1 sein muß, damit das endgütige Leitwort das Komplement des Eingangswortes für die Schiebegröße mit Bezug auf 20 ist.

	Binärform	Komplement	Binärform	Bit	des Komplements	X4	η Binärform,	Xi
Dezimal-		der Dezimalzahl			die den Wert 1	X	haben
		mit Bezug						X
	00000	auf 20	10100	ΛΓ16	XS		Xl
0	00001	20	10011	X				X
1	00010	19	10010	X			X
2	00011	18	lOOOl	X		X	X	X
3	00100	17	10000	X		X
4	00101	16	01111	X		X		X
5	00110	15	OHIO		X	X	X
6	00111	14	01101		X		X	X
7	01000	13	01100		X
8	01001	12	01011		X			X
9	01010	11	01010		X		X
10	01011	10	01001		X	X	X	X
11	01100	9	01000		X	X
12	01101	8	00111		X	X		X
13	OHIO	7	00110			X	X
14	01111	6	00101				X	X
15	10000	5	00100
16	10001	4	00011					X
17	10010	3	00010				X
18	10011		00001			X
19	10100	1	00000
20	0

Zunächst zeigt die Tabelle sofort, daß das Bit Zl immer das gleiche wie das Bit Al auch dann ist, wenn das Komplement der Eingangs-Schiebegröße mit Bezug auf 20 gebildet wird. Aus diesem Grund ist die Ader Zl in F i g. 9 direkt mit der Ader A t verbunden. Die Ader ΖΊ führt auf Grund der Invertierung durch das Verknüpfungsglied 930 immer das Komplement des Bit Zl. Die anderen 4 Bits Z16, Z 8, Z 4 und Z 2 werden in Abhängigkeit von der Operation der Verknüpfungsglieder 907 bis 917 und 930 bis 934 gesteuert. Die Grundlagen für den Aufbau der Schaltung sind die folgenden: Die Ausgänge aller Verknüpfungsglieder 922 bis 925 liegen hoch, da ein Eingang jedes dieser Verknüpfungsglieder mit dem Ausgang des Verknüpfungsgliedes: 905 verbunden ist, der hoch liegt, wenn die Richtung;der Verschiebung links ist. Folglich wird der Wert'jedes der Bits ZT5, ΎΒ, Z3 und Z2 durch das Potential der jeweils zugehörigen Ader 918 bis 921 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 Z16, Z8, Z4 undZ2 im endgültigen Wort für die Verschiebegröße eine 1 sein soll.

Zunächst sei die Ader 918 betrachtet, die den Wert des Bit Z16 steuert. Wie die Tabelle zeigt, muß diese diese Ader tief gehen, damit das Bit Z16 den Wert 1 hat, wenn die Eingangs-Scheibegröße 0, 1, 2,-3 und 4 ist. Die Eingangs-Schiebegröße besitzt einen dieser Werte, wenn A16, A8 und A4 alle den Wert 0 haben, oder wenn A 16, AS, Al und A1 alle den Wert 0 haben. Drei von den Eingängen des Verknüpfungsgliedes 917 sind mit den Ausgängen der Ver-'

39 40

knüpfungsgliedes 906 verbunden ist, ebenfalls hoch. tungen in den Fig. 11 bis 16 benötigt werden. Die die Bits A 16, A 8 und A4 alle den Wert 0 haben, 10 Adern ZI5 bis Xl führen zur Fig. 10 und jesind die Ausgänge dieser drei Verknüpfungsglieder weils an den Eingang von zwei Invertern. So bewirkt hoch und damit drei von den Eingängen des Ver- beispielsweise die Ader Z1, wenn sie hoch liegt, daß knüpfungsgliedes 917 hoch. Wenn die Verschiebung 5 die beiden Adern ZIZ und ΧΊ.Έ tief gehen. Wenn nach links erfolgt, ist der vierte Eingang des Ver- das Bit Xl den WertO hat, haben X\~Ä und ΧΪΈ knüpfungsgliedes 917, der mit dem Ausgang des Ver- den Wert 1. Die obere Hälfte der Schaltung in knüpfungsgliedes 906 verbunden ist, ebenfalls hoch. F i g. 10 mündet nur in zwei Adern, die jeden Bit-Da alle 4 Eingänge des Verknüpfungsgliedes 917 hoch Wert oder sein Komplement führen. Diese Inverter sind, ist sein Ausgang tief und die Ader 918 tief, wie io sind vorgesehen, da viele Verknüpfungsglieder entverlangt. Der andere Fall, bei dem die Ader 918 tief sprechend dem gleichen Bit-Wert gesteuert werden sein muß, wenn alle Bits A16, A 8, A 2 und A1 den müssen und der Ausgangsstrom von einem der Ver-Wert 0 haben, wird durch das Verknüpfungsglied 916 knüpfungsglieder 922 bis 929 unter Umständen nicht gesteuert. Der Eingang dieses Verknüpfungsgliedes, ausreicht, um alle gesteuerten Verknüpfungsglieder der mit dem Ausgang des Verknüpfungsgliedes 906 15 zu betreiben. Aus diesem Grund sind in F i g. 10 zwei verbunden ist, ist hoch, wenn die Verschiebung nach Transistoren für jedes Bit und zwei weitere für deslinks erfolgt. Die anderen 4 Eingänge sind mit den sen Komplement vorgesehen, so daß jeder Transistor Ausgängen der Verknüpfungsglieder 934, 933, 931 nicht alle Verknüpfungsglieder betreiben muß, die und 930 verbunden, die hoch liegen, wenn die Bits entsprechend dem jeweiligen Bit-Wert gesteuert wer-A16, A 8, A 2 und A 1 alle den Wert 0 haben. Folg- 20 den müssen.

lieh liegt der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 916 Die Schaltung in der unteren Hälfte der F i g. 10

tief, wenn die Bits A 16, A8, A2 und Al alle den wird benutzt,, um 6 SteuersignaleZ14, Z17, Z15,

Wert Ohaben, so daß das Bit Z16 eine 1 ist. Z19 (Z19A und Z19 5 sind die gleichen, und es

Die Verknüpfungsglieder 912 bis 915 steuern das werden zwei Verknüpfungsglieder benutzt, um das Potential der Ader 919 und den Wert des Bit Z8. 25 Signal zur Beaufschlagung einer großen Zahl von ge-Die Arbeitsweise dieser Verknüpfungsglieder läßt steuerten Verknüpfungsgliedern zu verdoppeln), Z 20 sich für jede der 20 möglichen Eingangs-Schiebe- und Z18 abzuleiten. Die Legende in der Zeichnung größen untersuchen. Die Ausgänge aller dieser Ver- gibt den Wert jedes Steuersignals an. Beispielsweise knüpfungsglieder liegen hoch, außen, wenn die Ver- liegt Z14 normalerweise hoch, geht aber tief bei Schiebung nach links erfolgt, und die Eingangs- 30 einer Verschiebung nach links, wenn entweder Z16 Schiebegröße ist eine der Zahlen 5 bis 12. Wie die oder X4 im Leitwort (Z 16) (Z8) (Z4) (Z2) (Zl) Tabelle zeigt, muß das BitZ8 nur dann eine 1 sein, den WertO hat. Die Operation des Verknüpfungsd. h., die Ader 919 muß tief liegen, wenn die Ein- gliedes 1001 läßt sich wie folgt analysieren: Ein Eingangs-Schiebegröße eine der Zahlen 5 bis 12 ist. gang des Verknüpfungsgliedes hängt vom Wert von Wenigstens einer der Ausgänge der Verknüpfungs- 35 HL ab. Normalerweise liegt HL tief, und folglich ist glieder 912 bis 915 geht tief, wenn die Verschiebung Z14 normalerweise hoch. Bei einer Verschiebung nach links erfolgt und die Eingangs-Schiebegröße nach links liegt HL jedoch hoch. Der Ausgang des einen der Werte 5 bis 12 hat. Auf entsprechende Verknüpfungsgliedes 1001 wird folglich durch das Weise steuern die Verknüpfungsglieder 909 bis 911 andere Eingangssignal gesteuert, das aus dem Ausden Wert des Bit Z 4 und die Verknüpfungsglieder 40 gangssignal des Verknüpfungsgliedes 1008 besteht. 907 und 908 den Wert des Bit Z 2. Die Hauptfunk- Die beiden Eingangssignale für das Verknüpfungstion der Schaltungen in Fig. 9 besteht darin, das glied 1008 sind Z16 und Z 4. Wenn beide den Wert 1 Leitwort (Z 16) (Z 8) (Z 4) (Z 2) (Zl) abzuleiten, das haben, liegt der Ausgang des Verknüpfungsgliedes die Wege steuert, die das Datenwort im Netzwerk 1008 tief und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes nimmt. Die Richtung der Verschiebung durch das 45 1001 liegt hoch. Der Ausgang des Verknüpfungs-Netzwerk ist immer rechts. Wenn das Eingangs- gliedes 1008 liegt nur dann hoch und läßt Z14 tief kommandö für die Anlage lautet, nach links zu ver- gehen, wenn wenigstens eines der Bits Z 4 und Z16 schieben öder zu rotieren, wird das Leitwort, das die den WertO hat. Folglich liegt normalerweise Z14 tatsächliche Verschiebung nach rechts steuert, so aus- hoch und geht nur bei einer Verschiebung nach links gebildet, daß es das Komplement der Eingangs- 50 tief, wenn entweder Z16 oder Z4 den WertO hat, Schiebegröße mit Bezug auf 20 ist. wie in der Zeichnung gezeigt.

Zusätzlich zu den 10 Adern Z15 bis Zl, die von Der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 1002 liegt Fig. 9 zu den übrigen Teilen der Schiebe- und Ro- normalerweise hoch, da sein Eingangssignal HL nortierschalturig führen, gehen 4 Adern HL, HR, HL malerweise tief ist. Bei Verschiebungen nach links ist und HR von Fig. 9 zu den übrigen Figuren. Diese 55 dieses Eingangssignal hoch. Ein weiteres Eingangs-4 Adern geben an, ob eine der Schiebe-Operationen signal dieses Verknüpfungsgliedes kommt vom Ausdurchzuführen ist. Die Schaltungen in den übrigen gang des Verknüpfungsgliedes 1008. Damit also der Teilen der Anlage benötigen keine zusätzlichen In- Ausgang des Verknüpfungsgliedes 1002 tief geht, formationen. Wenn die 4Aderni?L, HR, HL und muß entweder Z4 oder Z16 den WertO haben und HR keine Schiebe-Operation angeben, wird das 60 außerdem HL hoch sein. Das dritte Eingangssignal Eingangsdätenwort nach rechts rotiert. Zur Durch- des Verknüpfungsgliedes 1002 ist X 2". Dieses Einführung einer Rotation nach links ist keine Beein- gangssignal muß ebenfalls hoch gehen, damit der flussung erforderlich, daß das Komplement der Ein- Ausgang tief geht. Folglich liegt Z17 normalerweise gangs-Schiebegröße bereits gebildet ist und automa- hoch und geht nur bei einer Verschiebung nach links tisch die Rotation nach links steuert, obwohl das Ein- 65 tief, wenn Z2 den Wert 0 hat (X2~ ist eine 1) und gangsdatenwort tatsächlich nach rechts rotiert wird. wenigstens eines von Z4 und Z16 den WertO hat.

Die Schaltungen in Fig. 10 haben den Zweck, be- Die Signale Z15 iund Z19 lassen sich auf entspre-

stimmte Steuersignale abzuleiten, die bei den Schal- chende Weise änialysieren. ^; ·

ί _; ■ 309 530/351

41 42

Z 20 und Z18 werden durch die Ader HR statt durch Bevor zu einer Analyse des binären Kombinations-

die Ader HL gesteuert, Z 20 liegt normalerweise hoch Netzwerkes übergegangen wird, das entsprechend

und geht tief bei einer Verschiebung nach rechts, den Z-Signalen gesteuert wird, sollen diese Signale

wenn Z 8 den Wert 1 hat. Z18 liegt normalerweise kurz untersucht werden. Die Signale und ihre Kom-

hoch und geht tief bei einer Verschiebung nach rechts, 5 plemente lassen sich durch die folgendeen Boolschen

wenn Z 2 den Wert 1 hat. Geichungen ausdrücken:

ZU = HL + (Z16) (Z4) ZI3 = HL (ZIS + X3)

Z17 = TTL + (Z16) (Z4) + Z2 ZT7 = HL (XTS + XW)Xl

Z15 = ΉΈ + Z16 ZB = HL (XTS)

Z19 = ΉΣ + X16 + X8 ZI9 = HL (XTS) XE

ZIH == iZi? (X2)

YM = HR (Z8)

Bei dem Netzwerk nach Fig. 3 hat sich gezeigt, 15 alle Knoten in den Zeilen A, B und C enthalten. (Die daß die 20 gestrichelten Vertikalwege alle gesperrt Knoten sind aus Gründen der Bequemlichkeit auch sind, wenn das Bit HL den Wert 1 hat. Die Sperrung in den F i g. 13 und 14 gezeigt. Es sei daran erinnert, ist jedoch nur für die 6 Wege 16 C bis 16 D und daß die Knoten in der Zeichnung lediglich Punkte 4E bis 4F bis OE bis OF unbedingt. Die anderen der Schaltung darstellen, die zwar für die Beschrei-Wege sind bedingt gesperrt. Einige dieser Wege sind 20 bung zweckmäßig, aber in einer physikalischen nicht gesperrt, wenn Z16 den Wert 1 hat, und andere Schaltung nicht identifizierbar sind, außer, daß sie sind nicht gesperrt, wenn das binäre Produkt (Z 16) auf entsprechenden Adern liegen.) Die Bits des Ein-(Z4) den Wert 1 hat. Z14 läßt sich'äls»Sperrfunk- gangsdatenwortes aus dem Speicher 101 öder einem tion« deuten. Z14'wird benutzt, um einige der ge- der Register werden an die Knoten 19,4 bis OA anstrichelten Vertikalwege bedingt zu sperren. Wenn 25 gelegt. Positives Potential stellt eine 1 und Erdpoten-Z14 den Wert 1 hat, wird der Weg nicht gesperrt. tial eine 0 dar. An den Knoten 19,4 sind zwei Ver-Beispielsweise wird die Sperrfunktion Z14 benutzt, knüpfungsglieder A19 F und ,419D angeschaltet, um die Übertragung über den gestrichelten Vertikal- Das Verknüpfungsglied A19 V steuert die Übertra- v/egl9A bis 19 B nach unten zu steuern, der bei gung des Bit am Knoten 19-4 zum Knoten 19 B. Das Verschiebungen nach links gesperrt werden muß, 30 Verknüpfungsglied A19 D steuert die Übertragung wenn nicht Z 4 und Z16 beide den Wert 1 haben, des Bit am Knoten 19,4 diametral zum Knoten 18 B. d. h., wenn nicht eine Verschiebung um 20 Posi- Entsprechendes gilt für die anderen 19 Verknüptionen verlangt wird. Man beachte, daß Z14 den fungsgliederpaare, die die Knoten in der Zeile A mit Wert 1 (zur Entsperrung der Vertikalwege) bei allen den Knoten in der Zeileß verbinden. Jedes F-VerOperationen, außer Verschiebungen nach links, hat, 35 knüpfungsglied führt von einem Knoten in der in welchem Fall ΉΖ eine 1 ist, und auch bei Ver- Zeile A vertikal zu dem in der gleichen Spalte Heschiebungen nach links, wenn Z16 und Z 4 beide genden Knoten in der Zeile B. Jedes D-Verknüpden Wert 1 haben. Entsprechend stellt Z15 eine fungsglied führt von einem Knoten in der Zeile A »Sperrfunktion« dar, welche die Operation einiger diagonal zu dem Knoten in der Zeile B, der in der gestrichelter Vertikalwege steuert, die bei Verschie- 40 nächsten Spalte rechts liegt.

bungen nach links gesperrt werden müssen, falls Es sei der einfachste Fall betrachtet, bei dem die

nicht Z16 den Wert 1 hat. Z15 ist zur Entsperrung Eingangsdaten-Bits nach rechts rotiert werden. Alle

dieser Vertikal wege eine 1, falls die durchgeführte 6 Z-Steuersignale liegen hoch und üben keine Steue-

Operation nichteine Verschiebung nach links ist, in rung auf die Verknüpfungsglieder aus, an die sie

welchem Fall ΉΈ den Wert 1 hat, und sogar auch 45 angelegt sind. Alle Verknüpfungsglieder in den

bei einer Verschiebung nach links, vorausgesetzt, Fig. 11 und ,12 haben wenigstens 2Eingänge. Wenn

daß Z16 den Wert 1 hat. " ein Eingang hoch liegt, wird die Operation des Ver-

Z17 gleicht außer der Hinzufügung des A.us- knüpfungsgliedes allein durch den Wert am anderen

druckes Z 2 dem Ausdruck Z14. Z19 gleicht außer Eingang bestimmt. Aus diesem Grund brauchen bei

der Hinzufügung des Ausdruckes Z 8 dem Ausdruck 50 einer Analyse der Arbeitsweise der Schaltung für

Z15. Z17 und Z19 werden benutzt, um die Sper- den Fall, daß die Bits nach rechts rotiert werden,

rung anderer gestrichelter Vertikalwege zu steuern. die 6 Steuersignale oder »Sperr-Funktionen« nicht

Die zusätzlichen beiden Ausdrücke sind auf Grund betrachtet zu werden.

der besonderen Eigenschaften des bei dem Ausfüh- Die beiden wirksamen Eingangssignale des Verrungsbeispiel der Erfindung benutzten Transistor- 55 knüpfungsgliedes A19 F sind die Leitfunktion ΧΤΉ Verknüpfungsgliedes erforderlich. Der Grund für die und das Daten-Bit am Knoten 19,4 selbst. Wenn Zl Verwendung von Z17 und Z19, die jeweils einen zu- den Wert 0 hat, ist XTB eine 1. Da Zl den Wert 0 sätzlichen Ausdruck aufweisen, wird weiter unten hat, ist der Vertikalweg, der den Knoten 19,4 mit klar werden. Entsprechend wurden Z18 und Z20 dem Knoten 19B verbindet, zu benutzen. Da XTB nur von HR abhängen, wenn nicht ein ähnlicher zu- 60 hoch liegt, wird das Verknüpfungsglied A19 F allein sätzlicher Ausdruck jeweils bei ihnen-vorhanden durch den Wert des Bit am Knoten 19A gesteuert, wäre. Die beiden Signale, die jeweils einen zusatz- Wenn dieses Bit den WertO hat, liegt der Ausgang liehen Ausdruck enthalten, sind ebenfalls wegen der des Verknüpfungsgliedes A19 F hoch, und es erbesonderen Eigenschaften des in den Fig. 11 bis 16 scheint eine 1 am Knoten 19B. Wenn das Bit am benutzten Transistor-Verknüpf ungsgliedes erforder- 65 Knoten 19 A den Wert 1 hat, liegt der Ausgang des lieh, wie sich im folgenden zeigen wird. Verknüpfungsgliedes A19 F tief, und es erscheint

Die Schiebe- und Rotierschaltung soll, beginnend eine 0 am Knoten 19 B. Es zeigt sich also, daß das

mit den Fig. 11 und 12, untersucht.werden, die Bit.am Knoten 19,4 bei seiner Übertragung vertikal

43 44

zum Knoten 19 B invertiert wird. Aus diesem Grund lieh liegen die anderen Eingangssignale alle hoch wird, während niedriges Potential an den Knoten in und üben keine Steuerung auf die Verknüpfungsder Zeile A den Wert 0 darstellt, eine 0 an den Kno- glieder aus, wenn eine Rotation nach rechts durchten in der Zeile B durch hohes Potential wieder- geführt wird. Bei einer Verschiebung nach rechts gegeben. Entsprechend wird, während eine 1 an den 5 muß das Diagonalgatter zwischen dem Knoten Knoten in der Zeile A durch hohes Potential dar- OA und dem Knoten 19 B gesperrt werden. Man begestellt wird, die 1 an den Knoten in der Zeile B achte, daß bei einer Verschiebung nach rechts das durch niedriges Potential wiedergegeben. Am Kno- Eingangssignal JTR für das Verknüpfungsglied A OD ten 19 B enden zwei Übertragungswege, nämlich der tief liegt. Folglich liegt der Ausgang dieses Ver-Vertikalweg vom Knoten 19 Λ und der Diagonalweg io knüpfungsgliedes auch dann hoch, wenn der Diavom Knoten OA. Das Potential am Knoten 19B wird gonalschritt 1 durchgeführt wird. Bei der Ausfühallein durch die Operation des Verknüpfungsgliedes rung des Diagonalschritts 1 arbeitet das Verknüp- A19V gesteuert, wenn X1 den Wert 0 hat. Eines fungsglied A19 V nicht, und sein Ausgang liegt hoch, der Eingangssignale des Verknüpfungsgliedes A OD Da das Bit TTR das Verknüpfungsglied D OD sperrt, ist XlB, und da XlB den Wert 0 hat, liegt der 15 liegt sein Ausgang ebenfalls hoch, und der Knoten Ausgang des Verknüpfungsgliedes A OD hoch und 195 liegt auf hohem Potential. Wenn also bei einer ist unabhängig vom Wert des Daten-Bit am Knoten Verschiebung nach rechts der Diagonalschritt 1 aus- OA. Der Knoten 19B liegt also auf hohem Potential geführt wird, wird automatisch eine 0 am Knoten (eine 0), wenn der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 19 B eingeschrieben. Wenn der Vertikalschritt 1 aus- A19V nicht tief geht. Der Ausgang des Verknüp- 20 geführt wird, sollte keine 0 automatisch am Knoten fungsgliedes A19V geht nur dann tief, wenn das 19B eingeschrieben werden. Während der Ausgang BiLam Knoten 19 A eine 1 ist. Folglich liegt der des Verknüpfungsgliedes A OD hoch liegt, kann das Knoten 19 B hoch, wenn eine 1 am Knoten 19 A Verknüpfungsglied A19 V eine 1 vom Knoten 19 Λ vertikal über das Verknüpfungsglied A19 V über- zum Knoten 19 B übertragen, in einem solchen Fall tragen wird. Der Knoten 19 B liegt nur dann tief, 25 geht der Knoten 19 B auf niedriges Potential,
wenn das Bit am Knoten 19 A eine 1 ist. In beiden Zur Durchführung einer Verschiebung nach links Fällen wird das am Knoten 19 B ausschließlich durch muß, wie die Tabelle der Übertragungsfunktionen das Potential oder das Bit am Knoten 19^4 gesteuert. für die gestrichelten Vertikalwege zeigt, der Weg

Wenn das Bit Xl den Wert 1 statt 0 hat, müssen 19 A bis 19B gesperrt sein, falls X4 und Z16 nicht die Bits an den Knoten der Zeile, A über die Diago- 30 beide den Wert 1 haben. Die Sperrfunktion Z14 hat nalwege übertragen werden. Die Ader XYÄ und bei allen Operationen außer einer Verschiebung nach ΧΊ.Ή liegen beide tief. Diese beiden Adern sind mit links den Wert 1 und übt folglich eine Steuerung auf einem Eingang jedes der V-Verknüpfungsglieder ver- das Gitter 19 V aus. Für eine Verschiebung nach bunden, die die Knoten in der Zeile A mit den Kno- links hat Z14 jedoch den WertO, wenn X16 und X4 ten in der Zeile B verbinden. Folglich liegt der Aus- 35 nicht beide den Wert 1 haben. Wenn eines der Bits gang jedes V- Verknüpf ungsgliedes hoch (wenn er X16 und X 4 keine 1 ist, liegt Z14 tief. Dann liegt nicht durch den Ausang eines D-Verknüpfungs- der Ausgang des Verknüpfungsgliedes A19V unabgliedes gegen Erde kurgeschlossen ist), und das hängig von dem Wert des Bit am Knoten 19 A hoch. Potential an jedem Knoten in der Zeile B wird allein Folglich liegt, wenn ein Vertikalschritt 1 ausgeführt durch die Operation des D-Verknüpfungsgliedes 40 wird, der Ausgang des Verknüpfungsgliedes A OD gesteuert, das den Knoten mit dem Knoten in der hoch, wie bei der Ausführmng eines Vertikalschritts Zeile A verbindet, der in der auf der linken Seite üblich, und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes benachbarten Spalte liegt. Die Adern XlA und A19 V liegt hoch, da Z14 tief ist. Das Potenial am XlB liegen beide hoch, und da eine dieser Adern Knoten 19B ist dann hoch, und es wird automatisch mit einem Eingang jedes der Verknüpfungsglieder 45 eine 0 an diesem Knoten, unabhängig vom Wert des A19D bis AOD verbunden ist, wird die Operation Bit am Knoten 19^4, eingeschrieben. Wenn andererdieser Verknüpfungsglieder allein durch die Werte seits X16 und X 4 beide den Wert 1 haben, darf der an iden anderen Eingängen bestimmt. Der andere Vertikarweg nicht gesperrt sein. Das Z14 hoch liegt, Eingang jedes Verknüpfungsgliedes ist mit einem übt es keine Steuerung auf das Verknüpfungsglied Knoten in der Zeile A verbunden, und folglich ist 50 A 19 V aus,,und das Bit am Knoten 19 Λ wird (nachdas Potential jedes Knotens in der Zeile B der Kehr- dem es invertiert ist) zum Knoten 195 übertragen,
wert; des Potentials an dem Knoten in der Zeile A, Es sind alle Eingangssignale für die 40Verknüpder in der links benachbarten Spalte liegt. Beispiels- fungsiglieder, welche die Knoten in der Zeile A mit weise wird das Potential am Knoten 19 B ausschließ- den knoten in der Zeile B verbinden, betrachtet worlich durch die Operation des Verknüpfungsgliedes 55 den mit Ausnahme des Eingangssignals Z17, das an A OD gesteuert, da der Ausgang des Verknüpfungs- die Verknüpfungsglieder A19D, AlSV, AlSD und gliedesv419F hoch liegt. Am Knoten 19B erscheint A17V angelegt ist, und des Eingangssignals Z18, eine 1 (niedriges Potential), wenn am Knoten OA das an den Verknüpfungsgliedern Λ 2 D, AIV, AlD eine... 1^ (hohes Potential) vorhanden war. Am Kno- und AOV liegt. Man könnte meinen, daß eine weiten 19 B erscheint eine 0 (hohes Potential), wenn 60 tere Steuerung dieser 8 Verknüpfungsglieder nicht am Knoten OA eine 0 (niedriges Potential) vorhan- erforderlich ist, da alle notwendigen Operationen der den war. Wege, die die Knoten in der Zeile A mit den Knoten

Bis jetzt sind bei der Analyse der 20 V- und in der Zeile B gemäß F i g. 3 verbinden, in der Schal-

20D-Verknüpfungsglieder, die die Knoten in der tung nach den Fig. 11 und 12 verwirklicht sind.

Zeile A mit den Knoten in der Zeile B verbinden, als 65 Tatsächlich sind die Sperr-Funktionen Z17 und Z18

Eingangssignale der Verknüpfungsglieder nur die zur Steuerung eines richtigen Schrittes mit dem

Bit-Werte an den > Knoten in der Zeile A und die Wert 1 jn vertikaler oder diagonaler Richtung nicht

Leitsignale X1 und XI betrachtet worden. Tatsäeh- erforderlich. Die zusätzliche Steuerung der Verknüp-

45 46

fungsglieder,419D, A18 V, A18 D und A17 V so- Wenn niedriges Potential zur Sperrung des Verknüpwie der Verknüpfungsglieder A2D, Al V, AID und fungsgliedes an einen seiner Eingänge angelegt ist, A 0 V ist wegen der Besonderheiten hinsichtlich der liegt der Ausgang unabhängig vom Wert des an die Betriebsweise der Verknüpfungsglieder nötig, die die anderen Eingänge des Verknüpfungsgliedes ange-Knoten in der Zeile B mit den Knoten in der Zeile C 5 legten Eingangs-Bit hoch. Wenn dagegen versucht verbinden. Der Grund dafür, daß die Eingangs- wird, das Verknüpfungsglied durch Anlegen hohen sign ale Z17 und Z18 für diese 8 Verknüpfungsglieder Potentials an einen seiner Eingänge zu sperren, ist aufgenommen wurden, läßt sich erst übersehen, der Ausgang nicht unabhängig von den an die andenachdem die nächste Gruppe von 40 Verknüpfungs- ren Eingänge des Verknüpfungsgliedes angelegten gliedern betrachtet worden ist. io Potentialen. Der Ausgang eines Verknüpfungsgliedes Das Schema für die nächste Gruppe von 40 Ver- ist nur dann unabhängig vom Wert der anderen Einknüpfungsgliedern ist dem eben betrachteten ähnlich. gangs-Bit, wenn Erdpotential an einen Eingang an-Der Hauptunterschied besteht darin, daß jedes der gelegt wird. Wenn man versucht, ein Vertikal- oder Diagonal-Verknüpfungsglieder einen Knoten in der Diagonal-Verknüpfungsglied, das einen Knoten in Zeile B mit einem Knoten in der Zeile C verbindet, 15 der Zeile B mit einem Knoten in der Zeile C verbinder um 2 statt nur um 1 Position weiter rechts liegt. det, unter Verwendung niedrigen Potentials an einem Jedes Vertikal-Verknüpfungsglied erhält als ein Ein- seiner Eingänge zu sperren, liegt der Ausgang auf gangssignal eines der Leitsignale Z 2 Z oder Z TE hohem Potential. Das Potential an dem Knoten in zugeführt, ebenso wie jedem der oben betrachteten der Zeile C, an dem der Übertragungsweg endet, ist Vertikal-VerknüpfungsgliederXIZ oder XIZJ als 20 also hoch. Hohes Potential an einem Knoten in der ein Eingangssignal zugeführt wird. Entsprechend Zeile C stellt aber eine 1 dar, und, wenn ein Weg gewird jedes Z?-Verknüpfungsglied durch X2A oder sperrt ist, muß eine 0 in den Endknoten eingeschrie- X2B gesteuert, ebenso wie jedes der oben erläuter- ben werden. Da eine Ö an einem Knoten in der ten Diagonal-Verknüpfungsglieder durch XlA oder Zeile C durch hohes Potential dargestellt wird und Zl B gesteuert wird. 25 keine Möglichkeit besteht, ein Verknüpfungsglied Zunächst sei der Fall der Rotation nach rechts absolut zu sperren und dabei sicherzustellen, daß betrachtet. Wenn Xl den WertO hat, liegen die sein Ausgang tief liegt, dürfen die 40 Verknüpfungs-Ausgänge aller Diagonal-Verknüpfungsglieder hoch. glieder, welche die Knoten in der Zeile B mit den Da Xl' hoch ist, liegt ein Eingang jedes Vertikal- Knoten in der Zeile C verbinden, nicht, wie erforder-Verknüpfungsgliedes hoch. Jedes Vertikal-Verknüp- 30 lieh, gesperrt werden, um die richtige Arbeitsweise fungsglied wird also durch das Potential des entspre- bei Verschiebungen nach rechts und links zu erchenden Knotens in der Zeile B gesteuert. Das Aus- reichen. Aus diesem Grund sind zusätzliche Sperrgangssignal jedes Vertikal-Verknüpfungsgliedes ist Funktionen an die Verknüpfungsglieder angelegt, die der Kehrwert des Potentials an dem entsprechenden die Knoten in der Zeile A mit den Knoten in der Knoten der Zeile B. Es wird also eine 0 an einem 35 Zeile B verbinden.

Knoten in der Zeile C niedriges und eine 1 durch Es sei zunächst der Fall einer Verschiebung nach hohes Potential dargestellt. Die Bit-Werte an den rechts betrachtet. Die beiden Wege, die bei der Aus-Knoten in der Zeile C werden durch die gleichen führung eines Diagonalschrittes mit dem Wert 2 gePotentiale wie diejenigen an den Knoten in der sperrt werden müssen, sind QB bis 18 C und IjB bis Zeile A dargestellt, die dem Kehrwert der Potentiale 40 19 C. Wie oben beschrieben, besteht keine Möglichanden Knoten in der Zeile 5 entsprechen, keit, die VerknüpfungsgliederBQD und BlD (an Die Betriebsweise der Verknüpfungsglieder, welche einem ihrer Eingänge) zu sperren, wie verlangt. Statt die Knoten in der Zeile B mit den Knoten in der diese Verknüpfungsglieder zu sperren, wird den an Zeile C verbinden, ähnelt der Betriebsweise der Ver- dem Knoten QB und Iß eingeschriebenen Bit der knüpfungsglieder, welche die Knoten in der Zeile A 45 WertO gegeben, wenn Xl den Wert 1 hat. Mit andemit den Knoten in der Zeile B verbinden, falls eine ren Worten, den Bits, die an den Knoten 18 C und Rotation nach rechts durchgeführt wird. Man be- 19 C enden (die Bits, die von den Knoten 023 und IB achte, daß jedes Verknüpfungsglied, das einen Kno- kommen) wird der Wert 0 nichf in der zweiten Stufe ten in der Zeile B mit einem Knoten in der Zeile C der Schaltung, sondern in der ersten Stufe gegeben, verbindet, nur zwei Eingärige aufweist. Bei Verschie- 50 Das zum Knoten 0 B übertragene Bit kommt entbungen nach rechts sind, keine Steuersignale zur weder vom Knoten OA oder vom Knoten IA. Eine 0 Sperrung der Diagonalwege, die denjenigen Wegen (hohes Potential) am Knoten OB kann dadurch in Fig. 3 entsprechen, die die LinieL-L kreuzen, sichergestellt werden, daß die Verknüpfungsglieder und zur bedingten Sperrung der Wege 18 B bis 18 C AOV und AID so gesteuert werden, daß sie auto- und 17 B bis 17 C bei yerschiebungen nach links 55 matisch auf hohes Potential gehen, wenn Xl den vorhanden. Beide Steuerungsärten sind natürlich er- Wert 1 hat. Die Bedingung X 2 = 1 ist nötig, da dem forderlich, aber die Verknüpfungsglieder, welche die Knoten 0 B nur dann eine 0 aufgezwungen werden Knoten in der Zeile B mit den Knoten in der Zeile C kann, wenn der Diagonalweg von OB zu 18C aktiv verbinden, dürfen nicht* durch die Sperr-Funk- ist, und nicht, wenn der Weg von OB nach OC aktiv tionenZ gesteuert werden. Der Grund dafür ist der 60 ist. Eine Sperrung ist nur erwünscht, ■ wenn die folgende: Der einzige Weg zur Sperrung des in der Diagonalwege in der zweiten Stufe des Netzwerkes Schaltung benutzen Grund-Verknüpfungsgliedes be- gewählt worden sind. Die Sperr-Funktion Z18 hat die steht darin, Erdpotential an einen seiner'Eingänge Form TTK + Z2. Z18 ist tief, wenn eine Verscliieanzulegen. Bei der Sperrung eines Verknüpfungs- bung nach rechts erfolgt und X 2 den Wert ί "hat. gliedes muß sichergestellt sein, daß der Ausgang 6₅ Folglich gehen die Ausgänge von AOV und·AID des Verknüpfungsgliedes unabhängig von dem Wert automatisch auf hohes Potential^ unabhängig vom des Eingangs-Bit ist, das an den anderen ,Eingang Wert der Bits an den Knoten 0^4 und IA undun- oder Eingänge des Verknüpfurigsgliedes angelegt ist. abhängig vom Wert von Zl." A^üf/'äiese^ Weise %ird

47 48 '

die Übertragung einer O über das Verknüpfungsglied O-Werte an den Knoten 18 B und 175 eingeschrie- BOD vom Knoten OB zum Knoten 18C sicher- ben. Der AusdruckX2 in Z17 ist wesentlich. Die" gestellt. Entsprechend kann das Bit am Knoten IB Ventilwege 18 B bis 18 C und 17 B bis 17 C sollen bei in Abhängigkeit vom Wert von Xl entweder Verschiebungen nach links nur gesperrt sein, wenn vom Knoten IA oder vom Knoten 2 A kommen. 5 12 den Wert 0 hat. Wenn Xl eine 1 ist, müssen die Z18 stellt ein Eingangssignal für jedes der Ver- Bits an den Knoten 18 B und 17 B über die Diagonalknüpfungsglieder AlV und A2D dar, und wenn wege übertragen werden. Wenn also X2 den Wert 1 man jedes dieser Verknüpfungsglieder so steuert, hat, können O-Werte nicht automatisch an den Knodaß es auf hohes Potential geht, wenn eine Ver- ten 18 B und 172? einschrieben werden, da die Bitschiebung nach rechts erfolgt und X 2 den Wert 1 ίο Werte an diesen Knoten diejenigen sein sollen, die hat, so wird automatisch eine 0 (hohes Poten- richtig von den entsprechenden Knoten in der tial) am Knoten IB eingeschrieben. Es ist also bei Zeile A empfangen worden sind, und richtig über die der Ausführung eines Schrittes mit dem Wert 2 für Diagonalwege zu den Knoten in der Zeile C übereine Verschiebung nach rechts nicht nötig, die Ver- tragen werden sollen. Wenn X 2 den Wert 1 hat, liegt knupfungsgliederSlD und BOD zu'steuern, da die 15 Z17 hoch und übt keine Steuerung der Verknüpfungsüber diese Verknüpfungsglieder übertragenen und an glieder A19D, AlSV, AlSD und AVIV aus, wie den Knoten 19 C und 18 C eingeschriebenen Bits den verlangt.

Wert 0 haben, wie verlangt. Die Sperrung kann für Es werden also die Verknüpfungsglieder, die die Verknüpfungsglieder erfolgen, die die Knoten in den L-L kreuzenden Diagonalwegen und den D-D der Zeile A mit den Knoten in der Zeile B verhin- 20 kreuzenden Vertikalwegen in Fi g. 2 entsprechen dem, da eine 0 (hohes Potential) automatisch an den und zwischen die Zeilen B und C geschaltet sind, Knoten in der Zeile B dadurch eingeschrieben wer- nicht direkt zur Steuerung von Verschiebungen nach den kann, daß niedriges Potential an einen der Ein- rechts und links gesperrt. Die richtigen Übertragänge der entsprechenden Verknüpfungsglieder, die gungwege werden so beeinflußt, daß sie unbetätigt zu diesem Knoten führen, angelegt wird. Man be- 25 erscheinen (oder in funktioneller Hinsicht »geachte, daß die Sperr-FunktionZ18 einen Ausdruck spert«), und zwar dadurch, daß geeignete Verknüp- X 2 enthält. Das ist wesentlich. Wenn X 2 den Wert 0 fungsglieder zwischen den Zeilen A und B gesperrt hat, arbeiten die Verknüpfungsglieder BlD und werden.

BOD nicht. Die Verknüpfungsglieder BIV und BOV Die obere Hälfte der beiden Fig. 13 und 14 zeigt übertragen die entsprechenden Bits an den Knoten 30 die Verknüpfungsglieder, die die Knoten in der IB und OB (nach ihrer Invertierung) zu den entspre- Zeile C mit den Knoten in der Zeile D verbinden, chenden Knoten IC und OC. Die an den Knoten IB Die Arbeitsweise dieser Verknüpfungsglieder ist derund OB eingeschriebenen Bits müssen nicht notwen- jenigen der Verknüpfungsglieder im oberen Teil der digerweise den WertO haben, da diese Bits auf Fig. 11 und 12 ähnlich. Der Hauptunterschied beGrund des BitX2 nicht aus der Anlage herausge- 35 steht darin, daß jedes Diagonal-Verknüpfungsglied schoben werden sollen. Folglich sollen die Verknüp- 2 Knoten miteinander verbindet, die 4 Positionen fungsglieder^42D, AlV, AlD und AOV, die das statt nur 2 voneinander entfernt sind. Wie bei den Einschreiben von Bits an den Knoten Iß und OB Verknüpfungsgliedern im oberen Teil der Fig. 11 steuern, nur gesperrt sein, wenn X2 den Wert 1 hat. und 12 wird die Sperrung bei Verschiebungen nach Wenn X2 den Wert 1 hat, ist Z18 hoch und übt 40 rechts und links bei den Verknüpfungsgliedern selbst keine Steuerung auf diese 4 Verknüpfungsglieder aus, statt bei Verknüpfungsgliedern, die eine Stufe weiter wie verlang. oben liegen, durchgeführt. Eine 0 wird an einem Die Sperrung der beiden Vertikalwege 18 B bis Knoten der Zeile D durch'hohes Potential darge-18 C und 17 B bis 17 C wird auf ähnliche Weise er- stellt. Eine Sperrung zwischen den Knoten in der reicht. Die über die Vertikal-Verknüpfungsglieder 45 Zeile C und den Knoten in der Zeile D ist möglich, B18 V und B17 V übertragenen Bits erscheinen ur- weil ein an einen Eingang eines Verknüpfungsgliedes sprünglich an den Knoten 18 B und 17 B. Statt die angelegtes niedriges Potential automatisch zu hohem VerknüpfungsgliederB18F und BYIV zu sperren, Potential (einer 0) an den Endknoten führt,
werden O-Werte (hohes Potential) an den Knoten Die Betriebsweise der Verknüpfungsglieder, welche 18 B und 17 B eingeschrieben. Die Sperrfunktion Z17 5° die Knoten in der Zeile C mit den Knoten in der ist an einen Eingang jedes der Verknüpfungsglieder Zeile D verbinden, soll ohne Bezugnahme auf die A19D, A18 V, AISD und A17 V angeschaltet. Sperr-Funktionen Z19 und Z20 betrachtet werden. Dies sind die 4 Verknüpfungsglieder, die das Ein- Diese Sperr-Funktionen sind nur deswegen erforderschreiben von Bit-Werten an den Knoten 18B und Hch, weil die Verknüpfungsglieder der nächsten Stufe YIB steuern. Z17 geht auf niedriges Potential bei 55 nicht zum automatischen Einschreiben von O-Werten Verschiebungen nach links, wenn X 2 den Wert 0 an den Knoten in der Zeile E bei Verschiebungen hat, vorausgesetzt, daß yon X16 und X 4 wenigstens nach rechts und links gesperrt werden können. Für ein Ausdruck den Wert 0 hat. Es sei daran erinnert, den Augenblick soll jedoch angenommen werden, daß die beiden Vertikalwege 18B bis 18C und 17B .daß beide Sperr-Funktionen Z19 und Z20 den bis 17 C bei Verschiebungen nach links bedingt ge-. 60 Wert 1 haben und keine Steuerung für die Verknüpsperrt werden müssen. Sie müssen durchgängig sein, fungsglieder ausüben, welche die Knoten in der wenn die Bits Z16 und X 4 beide den Wert 1 haben. Zeile C mit den in der Zeile D verbinden.
Wenn X16 oder X4 ,eine 0 ist, müssen die Wege ge- Bei Rotationen nach rechts haben HR und ΉΕ sperrt werden, falls ein Vertikalschritt mit dem beide den Wert 1 und über keine Steuerung für diese Wert 2 ausgeführt wird. Wenn alle drei Ausdrücke, 65 Verknüpfungsglieder aus. Folglich weist jedes Verdie Z17 bilden, den Wert 0 haben, liegt der Ausgang knüpfungsglied nur zwei wirksame Eingangssignale jedes der vier Verknüpfungsglieder A19D, AlSV, auf. Eines davon ist ein LeitbitX4 oder X3 und das AlSD und AYlV hoch, und es werden automatisch andere ein Daten-Bit an dem entsprechenden Knoten

49 50

in der Zeile C. Wenn X4 den Wert 1 hat, steuern die Z15 ist hoch bei allen Operationen, außer Verschie-. Diagonal-Verknüpfungsglieder die Verschiebung der bungen nach links. Wenn jedochffL den Wert 1 hat, Bits zu Knoten in der Zeile D, die 4 Positionen wei- ist Z15 nur dann hoch, wenn X16 eine 1 ist. Ist das ter rechts liegen als die entsprechenden Knoten in nicht der Fall, so ist Z15 tief, und die drei Vertikalder Zeile C. Wiederum haben, wenn ein Vertikal- 5 Verknüpfungsglieder sind gesperrt und steuern das schritt durchgeführt wird, XAA und X4B beide den automatische Einschreiben von O-Werten an den WertO, und die Ausgänge aller Diagonal-Verknüp- KnotenlSD bis 13D, falls X4 = 0 ist.
fungsglieder liegen hoch. Das Potential jedes Kno- Die drei Signale HE, ΉΚ und Z15 sind die eintens in der Zeile B wird also nur durch den Ausgang zigen, die zur Steuerung der richtigen Funktion der des entsprechenden, an ihn angeschalteten Vertikal- io Verknüpfungsglieder, welche die Knoten in der Verknüpfungsgliedes gesteuert. Jedes Vertikal-Ver- Zeile C mit den Knoten in der Zeile D verbinden, knüpfungsglied weist dann ein Eingangssignal ΎΆ~Α erforderlich wären, wenn es möglich wäre, die Ver- oder ΧΆΈ auf, das den den Wert 1 hat. Diese Ein- knüpfungsglieder direkt zu sperren, die die Knoten gangssignale über keine Steuerung auf die Vertikal- in der Zeile D mit den Knoten in der Zeile E verbin-Verknüpfungsglieder aus. Sie wirken als Inverter 15 den. Diese letztgenannten Verknüpfungsglieder las- und übertragen die Bits an den Knoten in der Zeile C sen sich jedoch nicht sperren, und aus diesem Grund zu den in den gleichen Spalten liegenden Knoten der sind die Sperrfunktionen Z19 und Z 20 auch an die Zeile D. Da die Vertikal-Verknüpfungsglieder als verschiedenen Verknüpfungsglieder in der oberen Inverter arbeiten, sind die Potentiale, die die beiden Hälfte der Fig. 13 und 14 angelegt.
Bit-Werte an den Knoten in der Zeile D darstellen, 20 Für die Verknüpfungsglieder, welche die Knoten der Kehrwert derjenigen, die die Bit-Werte an den in der Zeile D mit den Knoten in der Zeile E ver-Knoten in der Zeile C wiedergeben. In der Zeile D binden, zeigt sich, daß ihre Anordnung derjenigen wird eine 1 durch niedriges Potential und eine 0 der Verknüpfungsglieder entspricht, welche die durch hohes Potential dargestellt. Knoten in der Zeile B mit den Knoten in der Zeile C

Wenn andererseits ein Diagonalschritt mit dem 25 verbinden. Der Hauptunterschied besteht darin, daß Wert 4 erforderlich ist, haben X"4"Ä und ΧΆΈ beide jedes Diagonal-Verknüpfungsglied zwei Knoten mitden Wert 0. Die Vertikal-Verknüpfungsglieder sind einander verbindet, die 8 Positionen statt nur 2 Posialle gesperrt, und ihre Ausgänge liegen hoch. Die tionen voneinander entfernt sind. Die Arbeitsweise Potentiale an den Knoten in der Zeile D "werden der Verknüpfungsglieder, welche die Knoten in der folglich allein durch die Operation der Diagonal- 30 Zeile D mit den Knoten in der Zeile E verbinden, ist Verknüpfungsglieder gesteuert. X4 A und X4B lie- identisch mit der Arbeitsweise der Verknüpfungsgen beide hoch und üben folglich keine Steuerung glieder, welche die Knoten in der Zeile B mit den auf die Diagonal-Verknüpfungsglieder aus. Jedes Knoten in der Zeile C verbinden, mit der Ausnahme, Diagonal-Verknüpfungsglied dient als Inverter und daß sie durch die Leit-Bits X 8 und XS statt durch wird allein durch den Bit-Wert am abgehenden Kno- 35 die Bits X 2 und X2 gesteuert werden,
ten in der Zeile C gesteuert. Das Bit wird invertiert Fig. 3 zeigt, daß die 8 Diagonalwege 7 D bis 19E und zu dem entsprechenden, um 4 Positionen weiter bis OD bis 12E bei Verschiebungen nach rechts gerechts liegenden Knoten in der Zeile D übertragen. sperrt werden müssen. Die 8 Diagonal-Verknüp-

Aus Fig. 3 ergibt sich, daß bei der Ausführung fungsglieder D7D bis DOD lassen sich jedoch nicht eines Schrittes mit dem Wert 4 für eine Verschiebung 40 sperren. Die Sperrung eines Verknüpfungsgliedes benach rechts die 4 Wege 3 B bis 19 D bis 02? bis 16 D deutet, daß eine 0 an dem Endknoten eingeschrieben gesperrt sein müssen d. h., daß 0-Werte automatisch wird. Eine 0 an einem Knoten in der Zeile E wird an den Knoten 19 D bis 16 D einzuschreiben sind. durch niedriges Potential dargestellt. Es kann jedoch Wenn eine Verschiebung nach rechts ausgeführt kein Potential an einen _:der Eingänge der bei dem wird, hat HK den Wert 0. Dieses Bit ist eines der 45 Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzten Ver-Eingangssignale für jedes der vier Verknüpfungs- knüpfungsglied-Schaltung angelegt werden, das den glieder C3D bis COD. Die Ausgänge dieser 4Ver- Ausgang unabhängig vom Potential an den anderen knüpfungsglieder liegen hoch, unabhängig davon, Eingängen immer auf niedrigem Potential hält. Wenn welche Werte die entsprechenden Bits an den Kno- nidriges Potential an einen der Eingänge angelegt ten 3 C bis 0 C haben. Unabhängig von den Werten 50 wird, ist der Ausgang unter allen Bedingungen hoch deiser Bits werden also 0-Werte an den Knoten 19 D statt tief. Wenn andererseits hohes Potential an einen bis 16 D eingeschrieben, falls X 4 den Wert 1 hat. der Eingänge angelegt wird, ist der Ausgang nur ■ Die gestrichelten Vertikalwege 16 C bis 16 D bis dann tief, wenn der andere Eingang hoch ist. Es be-13 C bis 13 D sind die vier, die bei der Ausführung steht keine Möglichkeit, durch Anlegen einer Sperreiner Verschiebung nach links gesperrt werden müs- 55 funktion an einen der Eingänge eines Verknüpfungssen. Aus der obenstehenden Tabelle für die Über- gliedes den Ausgang unbedingt auf niedrigem Pptentragungsfunktionen ergibt sich, daß der Weg 16 C bis tial zu halten. Aus diesem Grund werden die Ver-16 D bei allen Verschiebungen nach links unbedingt knüpfungsglieder, die die Knoten in der Zeile D mit gesperrt ist. Die anderen drei Vertikalwege sind bei den Knoten in der Zeile E verbinden, nicht gesperrt, Verschiebungen nach links bedingt gesperrt; sie sind 60 Statt dessen ist die Schaltung so aufgebaut, daß autonicht gesperrt, wenn X16 den Wert 1 hat. Das Bit matisch 0-Werte an den Knoten in der Zeile D' ein- ΉΣ ist ein Eingangssignal des Vertikal-Verknüp- geschrieben werden, die über Verknüpfungsglieder fungsgliedes C16 V. Dieses Bit hat für alle Verschie- mit Knoten in der Zeile £ verbunden sind, an welbungen nach links den Wert 0, so daß der Vertikal- chen die zu sperrenden Wege enden. Statt also die weg 16 C bis 16 D bei allen Verschiebungen nach 65 Diagonalwege 7 D bis 19 E bis OD bis 12 £ zu sperlinks unbedingt gesperrt ist. Ein Eingangssignal der ren, ist die Schaltung so eingerichtet, daß automadrei Vertikal-Verknüpfungsglieder C15 V bis C13 V tisch 0-Werte an den Knoten 7 D bis OD immer dann ist die Sperrfunktion Z15. Sie lautet ΉΣ + Χ16. eingeschrieben werden, wenn ein Diagonalschritt mit

51 52

dem Wert 8 auszuführen ist. Durch das Einschreiben ist, die Sperr-Funktionen Z19 A und Z19 Z? nicht das von O-Werten an diesen Knoten brauchen die Dia- automatische Einschreiben von O-Werten an den gonalwege nicht gesperrt zu werden, da die O-Werte Knoten 12 D bis SD veranlassen, da die ursprüngüber die Diagonal-Verknüpfungsglieder zu den Kno- liehen Bit-Werte an den Knoten in der Zeile C, die ten 19 E bis 12Zi übertragen werden, welche die- 5 zu diesen Knoten in der Zeile D übertragen werden, jenigen Knoten sind, an denen O-Werte erscheinen anschließend über Diagonalwege zu entsprechenden müssen, wenn Z 8 den Wert 1 hat. Die Sperr-Funk- Knoten 4 E bis 17Zi übertragen werden müssen. Aus tion Z 20 ist ein Eingangssignal jedes der 8 Vertikal- diesem Grund enthält die Sperr-Funktion Zl? Verknüpfungsglieder C7F bis COF und jedes der (Z19^4 und Z19B) den Ausdruck Z8. Z19 hat bei 8 Diagonal-Verknüpfungsglieder CIlD bis C4D. io Verschiebungen nach links für X16 = 0 nur dann Die Sperrfunktion Z20 lautet 777? + X8\ Bei allen den Wert 0, wenn X8 ebenfalls eine 0 ist, und die Operationen außer Verschiebungen nach rechts hat Diagonalwege 12 D bis 4 E bis SD bis 17 E sollen Z20 den Wert 1 und übt keine Steuerung auf die nicht benutzt werden. In den Fig. 13 und 14 wird 16 Verknüpfungsglieder aus, für die sie ein Ein- das Bit Z19 A an einen Eingang jedes der Vergangssignal darstellt. Bei Verschiebungen nach rechts 15 knüpfungsglieder D12 V bis Z) 5 F und das Bit Z195 hat Z 20 jedoch den Wert 0, wenn Z 8 eine 1 ist. In an einen Eingang jedes der Verknüpfungsglieder diesem Fall sind die 16 Verknüpfungsglieder, an D16 D bis D 9 D angelegt, um die Sperrung dieser welche Z 20 als Eingangssignal angelegt ist, alle ge- Verknüpfungsglieder zu steuern. -=..;. sperrt, und die Ausgänge dieser Verknüpfungsglieder Die 40 Verknüpfungsglieder in den Fig. 15 und liegen hoch. 8 von diesen 16 Verknüpfungsgliedern 20 16 steuern die Verschiebung der Bits um 16 Posisind immer gesperrt, da eines der Bits X4 und ΧΆ tionen nach rechts von den Knoten in der Zeile E zu den Wert 0 hat. Aber auch die 8 von diesen Ver- entsprechenden Knoten in der Zeile F, wenn X16 knüpfungsgliedern, die nicht gesperrt sind und nor- den Wert 1 hat. Die Anordnung der Verknüpfungsmalerweise Bits übertragen, sind wegen der Sperr- glieder entspricht derjenigen der Verknüpfungs-Funktion Z20 gesperrt. Diese 16 Verknüpfungs- 25 glieder zwischen den Knoten in den Zeilen^ und B glieder sind diejenigen, die an die 8 Knoten ID bis und den Knoten in den Zeilen C und D mit der Aus-OZ) angeschaltet sind. Unabhängig vom Wert des nähme, daß jedes Diagonal-Verknüpfungsglied einen Leitbit X 4 werden also automatisch 0-Werte an den Knoten in der Zeile E mit einem Knoten in der Knoten ID bis OZ) eingeschrieben, da das Bit Z 8 Zeile F verbindet, der 16 Positionen weiter rechts den Wert 0 hat, und am Ende des nächsten Diagonal- 30 liegt, statt nur 4 Positionen oder nur 1 Position. Da schrittes müssen 0-Werte an den Knoten 19 E bis eine 0 an einem Knoten in der Zeile F durch hohes 12 E erscheinen, wie verlangt. Potential dargestellt wird, können die Verknüpfungs-Bei Verschiebungen nach links müssen die 8 Ver- glieder in den F i g. 15 und 16 gesperrt werden, und tikalwege 12 D bis 12 E bis SD bis 5 E bedingt ge- es ist nicht erforderlich, die Verknüpfungsglieder der sperrt werden. Wie die obenstehende Tabelle der 35 vorhergehenden Stufe zu sperren. Durch Anlegen Übertragungsfunktionen zeigt, müssen diese Wege niedrigen Potentials an einen der Eingänge eines Verbei Verschiebungen nach links alle gesperrt sein, knüpfungsglieds in den Fig. 15 und 16 erscheint Unfalls Z16 nicht den Wert 1 hat. Da es nicht möglich abhängig vom Wert des an irgendeinen anderen Ein-, ist, die 8 Vertikalwege D12V bis DSV durch An- gang des Verknüpfungsglieds angelegten Bit eine 0 legen eines Potentials an nur einen Eingang jedes 40 an dem Endknoten.

Verknüpfungsgliedes zu sperren, werden statt einer Wie F i g. 3 zeigt, müssen bei einer Verschiebung Sperrung der Verknüpfungsglieder 0-Werte an den nach rechts die 16 am weitesten rechts liegenden Knoten 12 D bis 5 D immer dann eingeschrieben, Diagonal-Verknüpfungsglieder, gesperrt werden. Das wenn eine Verschiebung nach links durchgeführt Bit 777? stellt ein Eingangssignal für jedes der 16 am wird und Z16 nicht den Wert 1 hat. Die an den 45 weitesten rechts liegenden Diagonal-Verknüpfungs-Knoten 12D bis 5D eingeschriebenen Bits kommen glieder ElSD bis EOD dar. Die Ausgänge dieser entweder von den Verknüpfungsgliedern C12 V bis Verknüpfungsglieder liegen bei Verschiebungen C5F oder von den Verknüpfungsgliedern C16D nach rechts alle hoch. Die Verknüpfungsglieder sind bis C9D. Diese 16 Verknüpfungsglieder werden mit den Knoten 19F bis 4F verbunden. Wenn Z16 durch die Sperr-Funktion Z19 so gesteuert, daß 5° eine 1 ist, haben ZI5Z und XI57J den Wert 0, 0-Werte an den Knoten 12 D bis 5 D immer dann und die Ausgänge der an die gleichen Knoten aneingeschrieben . werden, wenn eine Verschiebung geschalteten Vertikal-Verknüpfungsglieder liegen nach links durchgeführt wird und Z16 den Wert 0 ebenfalls hoch. Wie verlangt, erscheint auf diese hat. Die Sperr-Funktion Z19 lautet WO + X16 Weise hohes Potential an den Knoten 19 F bis 4 F. + Z 8. Die ersten beiden Ausdrücke genügen, um 55 Wenn Z16 eine 0 ist, sollten 0-Werte nicht_: auto-Z19 den Wert 0 zu geben und die Verknüpfungs- matisch an den Knoten 19 F bis 4 F eingeschrieben glieder zu sperren, wenn Z16 bei Verschiebungen werden. Die Ausgänge der an diese Knoten ange^' nach links den WertO hat. Der Ausdruck Z 8 ist je- schalteten 16 Diagonal-VerknÜDfungsglieder liegen doch ebenfalls erforderlich. Wenn Z 8 eine 1 ist, hoch, da die Bits X16 A und Z16 B sowie das Bit werden die 8 gestrichelten Vertikalwege 12D bis 60 777? tief sind. Die an diese Knoten angeschalteten'. 12E bis SD bis 5E nicht benutzt. Statt dessen wer- 16 Vertikal-Verknüpfuneselieder arbeiten -aber als den die 8 Diagonalwege von den Knoten 12D bis Inverter, da die Bits XTfi/f und ΧΊ5Έ den Wert 1 5Z) verwendet. Wenn die Diagonalwege benutzt haben. Die endgültigen Bit-Werte, die an den Knoten werden, sollen 0-Werte an den Knoten 12 D bis 5 D 19 F bis 4 F erscheinen, sind diejenigen, die ursprüngnicht unabhängig von den Werten der Bits einge- 65 Hch an den Knoten 19 E bis 4£ vorhanden waren, schrieben werden, die normalerweise über die 16 be- Wie die Fig. 3 zeigt, sind die gestrichelten Vertrachteten Verknüpfungsglieder zu diesen Knoten tikalwege, die bei Verschiebungen nach links geübertragen würden. Folglich sollten, wenn Z 8 eine 1 sperrt werden müssen, die Wege 4 E bis 4 F bis OE

53 54

bis OF. Diese Wege sind, wie der Weg 16 C bis 165, sperren, die von dem zu sperrenden Weg Signal

bei Verschiebungen nach links unbedingt gesperrt. aufnehmen.

Die Ausgänge der an die Knoten 4 F bis OF ange- Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung i;

schalteten Vertikal-Verknüpfungsglieder liegen bei das Eingangsdatenwort an den Knoten der Zeile ^

Verschiebungen nach links immer hoch. Das Bit ΉΣ 5 so beschaffen, daß eine 0 durch ein niedriges Signa

ist tief, wenn eine Verschiebung nach links durch- und eine 1 durch ein hohes Signal dargestellt wire

geführt wird, und da dieses Bit eines der Eingangs- Jede nachfolgende Stufe der Schaltung in de

signale jedes der Verknüpfungsglieder E4V bis Fig. 11 bis 16 invertiert die Polarität des Dater.

EOV darstellt, liegen die Ausgänge dieser Verknüp- Wortes. Eine Sperrung der Wege in der Schaltun

fungsglieder bei Verschiebungen nach links alle hoch, 10 wird durch Anlegen niedriger Signale an einen Eir

wie verlangt. gang bestimmter Gatter zwischen Knoten der Zei

Das endgültige, verschobene oder rotierte Wort er- len A und B, C und D und E und F erreicht, da a

scheint an den Knoten 19 F bis OF. Die Potentiale, den Gattern zwischen diesen Knotenpaaren die Weg

die die Bit-Werte darstellen, sind die Umkehrung der dergestalt gesperrt werden können, daß zwangläufi

Potentiale, welche die Bits in dem ursprünglichen, an 15 eine 0 zu den übrigen Teilen der Schaltung über

den Knoten 19 A bis QA erscheinenden Datenwort tragen wird. Wenn in anderen Anlagen das Eingangs

darstellen. In F i g. 1 kann die Komplement-Schal- datenwort entgegengesetzte Polaritäten autweis

tung 102 benutzt werden, um das Komplement jedes (d. h., eine 0 wird durch ein hohes Signal und eine

Bits zu bilden, d. h., jeweils positives Potential durch durch ein niedriges Signal dargestellt), dann würd

Erdpotential und Erdpotential durch positives Poten- 20 die Sperrung von Wegen vor den Knoten der Zeile A

tial zu ersetzen, wenn das verschobene oder rotierte zwischen den Zeilen B und C sowie zwischen de

Datenwort in unkomplementierter Form in einem Knoten D und E in Fig. 11 bis 16 erfolgen. Di

Register der Anlage gespeichert werden muß. Sperrung von Wegen in der Schaltung nach de

Es zeigt sich also, daß bei dem Aufbau einer elek- Fig. 11 bis 16 zur Durchführung von Verschiebui:

ironischen Schiebe- und Rotierschaltung nach dem 25 gen nach rechts und links ist in den Tabellen- de

Grundgedanken der Erfindung zwei Komplikationen Fig. 17 und 18 zusammengefaßt. In Fig. 17 sin

auftreten können. Zum einen ist der Aufbau kompli- die Übertragungsfunktionen für die Wege, die zu

zierter, wenn die Zahl der zu verschiebenden oder ■ Durchführung von Verschiebungen nach rechts ge

zu rotierenden Bits nicht eine Potenz von 2 ist, da sperrt sind, gezeigt. (Z 18 und Z20, die in de

in diesem Fall bei Verschiebungen nach links einige 30 »Alternativausdrücken« benutzt sind, sind in F i g. 1 <

Vertikalwege bedingt statt unbedingt gesperrt wer- definiert.) Es sind 31 Eintragungen für die 31 Die

den müssen. Zum anderen ist zwar die Verwirk- gonalwege vorhanden, die die Linie L-L kreuzen. E

lichung des Netzwerkes durch eine Relaisschaltung soll daran erinnert werden, daß die Sperrsignale fii

einfach zu übersehen, aber das gleiche läßt sich nicht die Wege, welche die Knoten in der Zeile B mit de;

für die elektronische Ausbildung sagen. Wenn Ver- 35 Knoten in der Zeile C und die Knoten in der Zeile L

knüpfungsglieder der in dem Ausführungsbeispiel der mit den Knoten in der Zeile E verbinden, nicht a:

Erfindung benutzten Art verwendet werden, können die zwischen diese Gruppen von Knoten geschaltete;

die Wege abwechselnder Stufen für Verschiebungen Verknüpfungsglieder angelegt werden, sondern ar

nach rechts und links nicht gesperrt werden, wie es die Verknüpfungsglieder in den vorhergehenden Stu

verlangt wird. Statt dessen muß eine zusätzliche 40 fen. F i g. 17 enthält eine Spalte, die denjenigen Wet

Sperrung in den anderen abwechselnden Stufen angibt, an den die Sperrung angelegt wird, um ein.

durchgeführt werden. Sperrung des gewünschten Weges zu erzielen. Di'

Das Entwurfsverfahren zur Ermöglichung von nächsten drei Spalten zeigen die verschiedenen Aus Verschiebungen nach links in einem Netzwerk, das drücke, aus denen jeweils die Übertragungsfunktio in erster Linie für Rotationen nach rechts ausgebil- 45 nen bestehen. Alternative Ausdrücke für einige de det ist, ist das folgende: Das Netzwerk wird zunächst Übertragungsfunktionen sind in der am weitester in einer »geradlinigen« Darstellung, beispielsweise rechts stehenden Spalte angegeben. Es soll darar gemäß Fig. 3, gezeichnet und die Linien D-D und erinnert werden, daß die Sperrfunktionen ZIf L-L gezogen. Dann betrachtet man die Vertikalwege, = ΉΚ + ΎΊ und Z20 =777? + ZS durch die die die Linie D-D kreuzen. Diese Wege werden für 50 Schaltung in Fig. 10 abgeleitet werden, alle Verschiebungen nach links versuchsweise ge- Zunächst sei der Weg OA bis 19 B betrachtet sperrt. Für jeden dieser Wege wird die Übertragung nämlich der einzige die Linie L-L kreuzende Dia jedoch wieder zugelassen, wenn Bedingungen vor- gonalweg, der einen Knoten in der ZdIeA mi handen sind, nach denen ein gültiges Wort für die einem Knoten in der Zeile B verbindet. Das Ver-Verschiebegröße eine 1 veranlassen muß, nachföl- 55 knüpfungsglied .4 0 D erhält zusätzlich zu einem gend die Linie L-L auch dann zu kreuzen, wenn der Datenbit Xl und HR als Eingangssignal zugeführt. Vertikalweg benutzt wird. Beim Aufbau einer elek- Das Bit Xl ist ein »Leitausdruck«. Dieses Bit läßt ironischen Schaltung müssen, wenn die Art der be- die Übertragung des Bits am Knoten OA über das nutzten logischen Schaltung das Anlegen von Sperr- Verknüpfungsglied A 0D zum Knoten 19 B zu, wem: Verknüpfungsglied-Signalen für die gewünschten 60 Xl eine 1 ist. Wenn Xl den Wert 0 hat, liegt der Wege nicht zuläßt, die Sperr-Verknüpfungsglied- Ausgang von AOD hoch, und statt dessen überträgt Signale an die Wege in einer benachbarten Stufe des das Verknüpfungsglied AOV das Datenbit. Der AusNetzwerkes angelegt werden. Bei dem Ausfiihrungs- druck WR in der ersten Übertragungsfunktion sperrt beispiel der Erfindung werden die Sperr-Signale an das Verknüpfungsglied AOD bei einer Verschiebung die beiden Wege angelegt, die dem zu sperrenden 65 nach rechts auch dann, wenn X1 eine 1 ist. Folglich Weg Signale zuführen. Es besteht aber auch die lautet die kombinierte Übertragungsfunktion für dat Möglichkeit, eine Übertragung über die zu sperren- Verknüpfungsglied AODXl(HR). Die tatsächliche den Wege zuzulassen und dann die beiden Wege zu Betriebsweise jedes Gatters läßt sich beschreiben, in-

dem man das Produkt seiner Übertragungsfunktion mit dem Wert des an den weiteren Eingang angelegten Daten-Bit bildet. Wenn das Produkt aus dem Daten-Bit und der Übertragungsfunktion eine 1 ist, hat das Ausgangssignal den Wert 1. Wenn die Übertragungsfunktion oder das Daten-Bit den Wert 0 haben, hat der Ausgang den Wert 0.

Die Diagonalwege zwischen den Knoten in der Zeile B und den Knoten in der Zeile C kreuzen L-L.

nicht aus dem System herausgeschoben werden sollen, die Übertragungsfunktion auf Z 4, da die 8 Diagonal- Verknüpfungsglieder C4D bis CUD dann auf normale Weise arbeiten müssen. Nur wenn die 8 Bits an den Knoten OD bis 7 D aus dem System herausgeschoben werden sollen, hat die Übertragungsfunktion für die Wege 4 C bis OD bis HC bis 7 D den Wert 0, unabhängig vom Wert von Z 4. Auf entsprechende Weise werden die 8 Vertikalwege

Zunächst sei der Diagonalweg OB bis 18 C betrach- io OC bis OD bis 7C bis 7D bei Verschiebungen nach tet. Die Sperrung kann nicht an das zwischen die rechts gesperrt, wenn X 8 eine 1 ist. Die Übertrabeiden Knoten geschaltete Verknüpfungsglied BOD gungsfunktion für diese Verknüpfungsglieder ist die angelegt werden. Statt dessen wird eine 0 am Knoten gleiche wie die für die Diagonal-Verknüpfungsglieder OB durch Sperrung der Wege IA bis OB und OA mit der Ausnahme, daß der Leitausdruck Z4" statt bis OjB eingeschrieben, wenn X2 eine 1ist. Der Leit- 15 Z4ist.

ausdruck für den Weg IA bis OB lautet Xl, da das . Wenn X16 eine 1 ist, müssen die 16 Diagonal-Verknüpfungsglied AlD ein Bit durchlassen muß, Verknüpfungsglieder OE bis 4 F bis 15 E bis 19 F wenn Xl eine 1 ist. Die Sperrung wird durch das bei Verschiebungen nach rechts gesperrt sein. Die Bit ΉΚ gesteuert. Wenn TTR eine 0 ist, soll der Weg . Übertragungsfunktion für diese 16 Diagonalwege gesperrt werden, da eine Verschiebung nach rechts 2° lautet also (X 16) (HR).

durchgeführt wird. Der Weg IA bis OB soll jedoch Fig. 18 gleicht Fig. 17, zeigt aber die Übertra_r

nur gesperrt sein, wenn X 2 tatsächlich eine 1 ist. gungsfunktionen für die Wege, die zur Erzielung von Aus diesem Grund enthält die Übertragungsfunktion Verschiebungen nach links gesperrt werden. Die den Ausdruck X1. Der endgültige Ausdruck für die Alternativ-Ausdrücke für die Übertragungsfunktio-Übertragungsfunktion lautet.Zl [HR + Xl]. Wenn 25 nen enthalten die Ausdrücke Z14, Z17, Z15 und

Xl eine 1 ist, überträgt das Verknüpfungsglied AID das Daten-Bit am Knoten IA zum Knoten OB. Dieses Bit wird jedoch nur dann übertragen, wenn keine Verschiebung nach rechts durchgeführt wird

Z19. Diese Funktionen werden durch die Schaltung in Fig. 10 abgeleitet.

Der Weg 19,4 bis 19 B muß bei Verschiebungen nach links gesperrt sein, falls nicht Z16 und Z 4

oder wenn eine solche erfolgt und X 2 eine 0 ist. 3° beide 1 sind. Der Leitausdruck für dieses Verknüp-

Der Alternativ-Ausdruck für die Übertragungsfunktion lautet Zl (Z 18). Ähnliches gilt für den Weg OA bis OB mit der Ausnahme, daß der Leitausdruck ZI statt Zl ist, da das Verknüpfungsglied AOV an Stelle des Verknüpfungsgliedes ^iOD in Tätigkeit ist, wenn Zl eine 0 ist. Die Übertragungsfunktionen für die Wege 2 A bis IB und IA bis IB zur Erzeugung der erforderlichen Sperrung für den Weg IjB bis 19 C sind die gleichen wie das oben angegebene Paar.

Die 4 L-L kreuzenden Diagonalwege, welche die Knoten in der Zeile C mit den Knoten in der Zeile B verbinden, haben Übertragungsfunktionen der Form (Z 4) (HR). Die 4 Diagonal-Verknüpfungsglieder

fungsglied ist Zl. Auch wenn jedoch Zl eine 0 ist, liegt der Ausgang des Verknüpfungsgliedes hoch (eine 0), wenn HL eine 1 ist, falls nicht Z16 und Z 4 beide den Wert 1 haben.

Die Vertikal-Verknüpfungsglieder auf den Wegen 18 B bis 18 C und 175 bis 17 C können nicht direkt gesperrt werden. Diese beiden Wege müssen bei allen Verschiebungen nach links gesperrt sein, falls nicht Z16 und Z 4 beide den Wert 1 haben, und der Sperrausdruck HL + (Z 16) (Z 4) wird benutzt, um die beiden an jeden der Knoten 18 B und 17 B angeschalteten Verknüpfungsglieder zu steuern. Jedes dieser 4 Verknüpfungsglieder enthält in seiner Übertragungsfunktion einen der Leitausdrücke Zl oder

C3D bis COD übertragen Bits, wenn Z 4 eine 1 ist, 45 Zl. Die 4 Wege 19.4 bis 18B, 18A bis 185, 18A aber nur, wenn HR den Wert 0 hat, d. h., das Daten- bis 17jB und 17^4 bis 175 sollen gesperrt sein, falls wort nicht nach rechts verschoben wird. nicht tatsächlich der Diagonalschritt mit dem Wert 2

Als nächste Gruppe von Diagonalwegen werden beim Übergang von den Knoten der Zeile B zu den die 8 L-L kreuzenden Wege betrachtet, die die Kno- Knoten der Zeile C auszuführen ist. Wenn X 2 eine 1 ten in der Zeile D mit den Knoten in der Zeile E ver- 5° ist, sollten die zu den Knoten 19 B und 18 B überbinden. Die Verknüpfungsglieder dieser Wege kön- tragenen Bits diejenigen sein, die normalerweise nen nicht direkt gesperrt werden, und die Sperrung übertragen werden, wenn keine Wege gesperrt sind, dieser Wege findet in den beiden Wegen der oberhalb Aus diesem Grund enthält die Übertragungsfunktion gelegenen Stufe statt, die an jeden der Knoten 7 D . für die 4 Wege, die gesperrt werden, den Kompenbis OD angeschaltet sind. Die Sperrfunktion für jeden 55 sationsausdruck X2. Die Übertragungsfunktion hat der Diagonalwege 4 C bis OD bis 11C bis 7D lautet den Wert 1, wenn X2 und der Leitausdruck beide Z4 \TTK + X$]. Der Leitausdruck ist Z4, da die den Wert 1 haben.

Diagonalwege zwischen den Knoten in den Zeilen C Es seien jetzt die 4 Vertikalwege betrachtet,

und D benutzt werden, wenn ein Diagonalschritt welche die Knoten in der Zeile C mit den Knoten mit dem Wert 4 durchgeführt werden soll. Diese ⁶° in der Zeile D verbinden und bei Verschiebungen Wege müssen jedoch bei Verschiebungen nach rechts nach links gesperrt sein müssen. Der Weg 16 C bis gesperrt sein, d. h., ihre Übertragungsfunktion muß 16D muß bei allen Verschiebungen nach links unden Wert 0 haben, wenn Z 8 den Wert 1 hat. Bei bedingt gesperrt sein. Folglich lautet die Überallen Operationen außer einer Verschiebung nach tragungsfunktion für das Verknüpfungsglied C16 V rechts ist 777? eine 1, und die Übertragungfunktion 65 einfach (XJ)(HT). Die 3 Wege 15 C bis 15 D bis reduziert sich auf Z 4. Auch bei Verschiebungen 13 C bis 13 D müssen bei Verschiebungen nach links nach rechts reduziert sich, wenn Z 8 eine 0 ist und gesperrt sein, falls Z16 nicht eine 1 ist. Folglich anzeigt, daß die Bits an den Knoten 7 D bis OD lautet die Sperrfunktion für jedes der Verknüpfungs-

309 530/351

\57 58

glieder ClSV bis C13F [HE + Z16]. Keine der ist, sollen die Vertikal- und Diagonalwege, die

vier pbertragungsfunktianen für die Verknüpfungs- Knoten in der Zeile C mit den Knoten in der ZeL

glieder C16 C bis C13 V benötigt einen Ausdruck, verbinden, nicht gesperrt werden, falls die Verti

um die Sperrung zu kompensieren, die in anderen als wege zwischen den Knoten in der Zeile D und

den benötigten Wegen stattfindet, da diese Verknüp- 5 Knoten in der Zeile E nicht benutzt werden. W

fungsglieder direkt gesperrt werden können. " die Diagonalwege zwischen den Knoten in,

Das gleiche gilt jedoch nicht für die 8 Vertikal-, Zeile D und den Knoten in der Zeile E benutzt ν

wege 12 D bis 12 E bis SD bis 5 E. Diese Vertikal- den müssen, sollep keine 0-Werte automatisch an

wege können nicht direkt gesperrt werden, und statt Knoten 12 D bis SD eingeschrieben werden. Di

dessen wird die Spannung"jedes Weges bei den bei- 10 entsprechend enthält jede der ybertragungsfunk

den Wegen durchgeführt, die ihn speisen. Der Sperr- nen den Kompensationsausdruck X 8.

ausdruck lautet wieder WC -t X16, da die 8 Verti- Die letzte Gruppe von Vertikalw,egen, die bei \

kajwege bei allen Verschiebungen nach links ger Schiebungen nach liqks gesperrt werden müssen, s

sperrt sein müssen, falls nicht X16 eine 1 ist. Jeder die 5 Wege AE bis 4F bis OE bis OF. Dies^e W

der beiden Wege, die einen Weg speisen, für den die 15 müssen bei allen Verschiebungen nach links ur

Sperrung erwünscht ist, enthält einen der Leit- dingt gesperrt sein, und der Sperrausdruck lai

αμβώπκ^β X4 und Z3, da die tatsächliche Sperrung daher einfach HL. Da die 5 Vertikalgatter E 4 V

m den Vertikal- und Diagonalwegen erfolgt, die die EOV direkt gesperrt werden können^ ist kein A

Kgqten der Zeile C mit den Knoten in der Zeile D druck erforderlich, um die Sperrung anderer als

verbinden. Jede Sperrfunktion enthält außerdem den 20 gewünschten Wege zu kompensieren, und die tjb

Ausdruck X8. Auch wenn eine Verschiebung nach tragungsfunktion' für die 5 Vertikalgatter lautet e

links durchgeführt wird und auch wenn X16 eine Q fach (ZIÖ) {HL).

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schiebe- und Rotierschaltungsanordnung mit η (ζ. B. 20) in einer numerisch geordneten Folge (z. B. 19, 18, 17 ... 2, 1, 0) angeordneten Eingangsanschlüssen (19 bis 0) zur Aufnahme entsprechend geordneter η Bits eines Datenwortes, η in der gleichen numerischen Folge wie die Eingangsanschlüsse angeordneten Ausgangsanschlüssen (19 F bis OF), weniger als η binären Stufen (z. B. A, B, C, D, E), die zwischen den Eingangsund Ausgangsanschlüssen liegen und je in der gleichen numerischen Folge wie die Eingangsanschlüsse Verknüpfungsglieder (z. B. A19 bis A 0) enthalten, wobei jedes Verknüpfungsglied (A 19) wahlweise mit Bezug auf eines der entsprechend geordneten η Bits (z. B. das höchststellige Bit) eines empfangenen Datenwortes in Tätigkeit tritt und die Verknüpfungsglieder (A 19 bis A 0) jeder binären Stufe (A) wahlweise auf eine erste Weise in Tätigkeit treten (z. B. A 19D bis AOD betätigen), um die π Bits eines empfangenen Datenwortes in der gleichen einen Richtung (z. B. nach rechts) um die gleiche vorbestimmte Zahl ρ (ζ. B. 1) von Bit-Positionen zu rotieren, und wobei die vorbestimmte Zahl ρ von Bit-Positionen für jede binäre Stufe (A bis E) unterschiedlich ist (z. B. 1, 2, 4, 8, 16) und mit einer Steueranordnung (Fig. 9, 10), die auf Grund von Steuerinformationen (HR oder QR, Xl bis X16), welche entweder eine Schiebe- oder eine Rotieroperatton in der einen Richtung (nach rechts) und deren Betrag m (z.B. 13) angeben, in Tätigkeit tritt und die binären Stufen (A bis E) auf die erste Weise in einer solchen Kombination (z. B. A + C + D) betätigt, daß die Summe der vorbestimmten Zahlen ρ von Bit-Positionen (z. B. 1 + 4 + 8) für die auf die erste Weise betätigten binären Stufen (A, C und D) gleich dem angegebenen Betrag m (z. B. 13) ist und wobei die Steueranordnung auf Grund von Steuerinformationen (z. B. HR), welche eine Schiebeoperation in der einen Richtung (nach rechts) angeben, in Tätigkeit tritt, um vorbestimmte Verknüpfungsglieder (z. B. AO, C3 bis CO, D7 bis DO) einer ersten vorbestimmten Gruppe von Verknüpfungsgliedern (z. B. AO, Bl bis ß0, C3 bis CO, D7 bis DO und E15 bis EO) in den auf die erste Weise betätigten binären Stufen (A, C, D) zu veranlassen, binäre 0-Werte zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (Fig. 9, 10) auf Grund weiterer Steuerinformationen (z. B. HL, Xl bis X16), welche eine Schiebeoperation in der entgegengesetzten Richtung (nach links) und deren Betrag m (z. B. 13) angeben, in Tätigkeit tritt, um die binären Stufen (A bis E) wahlweise in einer anderen Kombination (z. B. A + B + C + D + E) zu betätigen, derart, daß die Summe der vorbestimmten Zahlen ρ (ζ. Β. 1 + 2 + 4) von Bit-Positionen für die wahlweise auf die erste Weise betätigten binären Stufen (z. B. A, B, C) gleich dem Komplement n — m (z. B. 20—13 = 7) des angegebenen Betrages m (z. B. 13) mit Bezug auf η (ζ. B. 20) ist, und um weitere gewählte Verknüpfungsglieder (z. B. D12 bis DS; EA bis EO) einer zweiten vorbestimmten Gruppe (z. B. A 19,

B18 bis BIl, C16 bis C13, D12 bis D5, E4,

bis £0) der Verknüpfungsglieder in gewissen binären Stufen (z. B. D, E) der wahlweise betätigten binären Stufen (A bis E) zur Übertragung binärer 0-Werte zu veranlassen und daß die gewissen binären Stufen (D, E) entsprechend dem Komplement η — m (z. B. 20 — 13) des durch die weiteren Steuerinformationen (z. B. HL, Xl bis X16) angegebenen Schiebebetrages m gewählt sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (Fig. 9, 10) unter Ansprechen auf die weiteren Steuerinformationen (HL, Xl bis X16) gleichzeitig alle binären Stufen (A, B, C, D, E) betätigt, um einen gewählten Vielelementweg (z.B. 12A. AUD, MB, BIlD, 9C, C9D, SD, D5V, 5E, E5 V) von jedem Eingangsanschluß (z. B. 12) zu einem anderen der Ausgangsanschlüsse (z. B. 5F) herzustellen, wobei jeder Weg nur ein einziges Verknüpfungsglied (z. B. C9) jeder binären Stufe (z. B. C) enthält, und daß die anderen gewählten Verknüpfungsglieder (z.B. D12 bis D5; £4 bis £0), die von der Steueranordnung zur Übertragung binärer 0-Werte veranlaßt worden sind, ein einzelnes Verknüpfungsglied (z. B. D S) in jedem von einem Eingangsanschluß (z. B. 12) zu einem Ausgangsanschluß (z.B. 5F) hergestellten Weg aufweist, wobei die relative Position des Ausgangsanschlusses (z. B. 15. Position) in der Folge (z. B. 19, 18, . . ., 2, 1, 0) numerisch oberhalb der relativen Position (z. B. 8. Position) des Eingangsanschlusses in der Folge liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite vorbestimmte Gruppe von Verknüpfungsgliedern (z. B. A 19, B18 bis B17, C16 bis C13, D12 bis D 5 und £ 4 bis £ 0) nur diejenigen Verknüpfungsglieder (z.B. C16 bis C13) enthält, denen nicht mehr als η — ρ (ζ. Β. 20 — 4= 16) Verknüpfungsglieder in der numerischen Folge (z.B.20,19, .. ·, 1, 0) von Verknüpfungsgliedern (z.B. C19 bis CO) der binären Stufe (C) nachfolgen, die die Verknüpfungsglieder (C 16 bis C13) enthält.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle binären Stufen (A bis E) in Reihe zwischen die Eingangsanschlüsse (19 bis 0) und die Ausgangsanschlüsse (19 F bis OF) geschaltet und in steigender Reihenfolge entsprechend den relativen Werten von ρ (ζ. B. 1,2, 4, 8, 16) für die entsprechenden Stufen angeordnet sind, daß die binäre Stufe (A) mit dem kleinsten Wert (z. B. 1) für ρ an die Eingangsanschlüsse (19 bis 0) und die binäre Stufe (E) mit dem größten Wert (z.B. 16) für ρ an die Ausgangsanschlüsse (19F bis OF) angeschaltet sind, daß die zweite vorbestimmte Gruppe von Verknüpfungsgliedern (z.B. A 19, BIS, BIl, C16 bis C13, D12 bis D 5, £4 bis £0) nicht mehr als η Verknüpfungsglieder enthält und daß jedes Verknüpfungsglied (z. B. D 5) in der zweiten vorbestimmten Gruppe in der den Ausgangsanschlüssen (19 F bis OF) nächsten binären Stufe (D) angeordnet ist, für welche sich die Bedingungen gemäß Anspruch 3 erfüllen lassen.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen gewählten Verknüpfungsglieder

(z.B. DlS bis D5, £4 bis EO), welche von der Steueranordnung (Fig. 9, 10) zur Übertragung binärer O-Werte veranlaßt worden sind, Elemente nur derjenigen binären Stufen (D und E) enthalten, die auf die zweite Weise betätigt sind, so daß die η Bits eines empfangenen Datenwortes ohne Änderung der Bit-Position übertragen werden.