DE2024584A1

DE2024584A1 - Datenverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2024584A1
Application number: DE19702024584
Authority: DE
Inventors: Saul B . Wayland Mass Dinman (V St A)
Original assignee: GRI Computer Corp , Newton, Mass (VStA)
Priority date: 1969-07-29
Filing date: 1970-05-20
Publication date: 1971-02-11
Also published as: US3631401A; GB1285591A; DE2024584B2; FR2056142A5

Description

Patontanwilt· . Dipl. Ing. C.Wallach H MAl «71

Dipl. Ing. G. Koch Dr. T. Haibach 8 München 2 Kaufingeratr. 8, Tel. 24 02 7Ö

12 ;j6O ~ Wg/fci

GEI Computer Corporation, Newton,Maas, /USA Datenverarbeitungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine digitale Datenverarbeitungsvorriohtung, und insbesondere auf Mittel zur Steuerung der Datenverarbeitung in einem System«

Als ein System kann man die Anordnung von Elementen beseiohnen, die für ein reguläres Zusammenarbeiten oder die Wechselbeziehung von Funktionen verbunden sind· Daa System kann sich, ausgehend von einer einfachen hareonisohen Zusammenarbeit von zwei Vorrichtungen _f von denen jede eine einfache Einheitsoperation ausführt, bis su einem komplexen Netzwerk von Vorrichtungen ändern» die Entsoheldungsfunktlonen und Speieherfunktionen erzeugen und mit Menschen oder körperlichen Vorgängen zusammenarbeiten. Wenn die Anforderungen an das System bis eu dem letztgenannten Funkt ansteigen, ao daß ein hoher Ör*d

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von "intellegenter" Steuerung erforderlich istj. verwendet der Systemplaner häufig einen Digitalrechner für ' allgemeine Zvrecke, um die "intellegente" 5»-3uer^ae mit verhältnismäßig niedrigen Kosten gegenüber uiner festverdrahteten Anlage zu erreichen*

Da Rechner für allgemeine Zwecke nicht als .'üyatsmorganisationsvorriohtungen ausgelegt sind, raachb gs'die Anpassung der Rechner für diesen Zweck erforderlich, daß

P man dem "interface¹¹-Problem größte AufEeI-¹Csιπϋϊβit schenkt, d,h. den Eingabe- und Ausgabe-Aspekten de3 Hech.iors mit dem System· Die Anpassung eines Rechners an eine Steuerfunktion, für die er nicht ausgebildet war, hat zur Folge„ daß arithmetisch orientierte Hardware verwendet wird, mn die Zwisohetxverblndung und Steuerung der Syatenialeiiente zu schaffen. Somit stehen diese Systemelejaemt© -aiteinaafer und der Veit außerhalb des System nur durch die arithmetische Struktur dee Rechners in. Verbindung, obwohl oftmals die Daten nicht arithmetisch verarbeitet werden müssen· Häufig besteht auch keine fuaktlonelle Beziehung zwischen der Sprache oder Bardware des Computers und den Vorrichtung

^ gen des Systems. Offensichtlich 1st daher für viele Systeme die Rechner- oder Computer-Verwendung als Reehenvorricatung gering und unwirtschaf tlioh«, _k

Zur Vermeidutig dieser Probleme wird angestrebt, ©inen ' fahrenen Programmierer einaueetsea, der sowohl die gewünschte ffesciBtsyatesleletungefählgkeit ale sueh. die Verbindungen der Syetemeleüemi· üiteinaoäsr waä Mt a@m Heohner in die Spraohe dee fieclmors llbersetitt«, D&ses ®@lmfft .ein neues Problem, näellsh die Ausbildung oder ä®n Brfealt eine« Kufiersi; erfahrenen PrograimilererB jedeaxsal wenn nan das System zu ändern

BAD ORIGINAL

Hauptziel der Erfindung ist es daher, ein für einen allgemeinen Zweck dienendes Steuersystem vorzusshen, welche β nicht von einem Rechner für allgemeine Strecke abhängt und c.uch keinen derartigen Rechner benutzt,

Sin weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Steuer- oder Kontrollvorrichtung vorzusehen, um die digitale direkte Funktionsvererbeitung von Datea In einem System zu ermöglichen, wobei die Steuervorrichtung aus einfacher Hardware und einfacher Software besteht und daher leicht zu verdrahten und zu programmleren 1st·

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere auch aus den Uateraneprüchen·

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Weitere Vorteile und Einzelheit en der Erfindung grgeben eich aus der Jieschreib in* eines iiis anhand der Zeichnung; in der Zeichnung s

Pig» 1 ein KLookschaltbild eines gemäß der ISrf.Uidung ausgebildeten Ausführungsbeispiels;

Flg. 2 ein KLookschal.tbild, welches Ednw^Ihoitan eines Elementes des Auaführungsbeispiels der tfig. 1 darstellt;

Fig. 3 ein Blockschaltbild, weichte Einselheiten von

anderen Elementen des Aasführungsbelspiels gemäß Flg. 1 darstellt.

Allgemein verkörpert sioh die Erfindung in einem System Eur digitalen Verarbeitung von Daten, die ^on Datongeneratoren, wie beispielsweise Wandlern, oder von Dat^naufbewehrungsvorrichtungen ,wie beispielsweise Speiohern, kommen können, wobei diese Vorrichtungen allgemein als Datenquellen bezeichnet werden können, und wobei c.ieeo Daten Ton DatenTerarbeitungEnrorricbtungea, wie bcicpieleweise Eeohen- oder Steuerrorrichtungen weiterver^xrbeitet werden. Me Datengeneratoren können aber auch Verarbeitungsfunktionen besitzent und umgekehrt. Das System weist eine Datenübertragung«- oder DBtenbeetiianungfl-Sejroelleitung auf, um Dateneignale innerhalb des Systems το» irgendeiner Punktionerorriohtung ±m Sy»te», die Daten liefert, zu verteilen» wobei •iae weitere Datenübertragung«- oder Datenquellen-SaamtlleituDg vorhanden lot, ti» Dateneignale innerhalb des Syeteaa la irgendeine funktionell* Torriohtung zu verteilen, die alt Daten gespeist werden nuß. Die zwei DateasamiQelleitungeB eind. durch «In Datenübertragung«^ied derart verbindbar <, daß

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.r^yj - ^r- _BAD ORIGINAL

Daten nur in einor Richtung von einer Datenquelle zu einer DatenverarbeiiTingsvorrichtung fließen können ^ und zwar entsprechend einer ausgeweihltan Operandf»nfimktion ais einer begrenzten Anzahl einfacher Operandenfuriictionen. l'ypiache Arten der letztgenanntan Putaktionen sind "Kurzscnließan" oder Verbindung der Bentinmungas&Tnaelleitung mii der Quellet waa im wesentlichen die. Daten an sich nicht beeinflußt, oder "addiere ein einzelnes Bit zu den Daten", ^verschiebe die

Daten um ein Bit nach rechts", "verschiebe die Daten um ein Bit nach links" u. dgl.

Das System weißt auch eine Steuersigaalsaramolleitung auf, um Steuersignale von und an alle Quellen und Ver sir be itungs vorrichtungen zu liefern» die mit der einen oder anderen oder beiden Datensammelleitung verbunden sind, wobei die Steuersignalsamaelleitung die Steuersignale auch an das Datenübertragungaglied liefert, um die Funktion dies©s Gliedes zu steuernο Schließlich weiat das System auch Programmsteuermittel auf« um Steuersignale für die Steuerung der Punktionebesiehung der Verarbeitungsvorrichtungen und Quellen bezüglich der durch das System fließenden Daten zu steuern. Somit besitzt jede Funktionsvorrichtung, wie beispielsweise die Datenverarbeitungsvorrichtungen und die Datenquellen, auf welohe sich das System bezieht» alle benötigten Daten von der Detenquelleasamaelleltung, und die vom System benötigten Baten werden durch die Punktionevorrichtungen an die Datenbe-BtloBuageeaBoelleitu&g geliefert. Dies bedeutet eine große Flexibilität in System, da die Daten» nicht wie bei» bekannten Stand der Teohnik, notwendigerweise durch einen sentralen Reohner «wischen jeder Punktionsop«ratico verarbeitet werden aÜMen.

Erfindung sieht ein Syatea eur Verwendung mit einer oder »threren DatenYerarbeitungsvorriohtungen oder Datenquellen vor,

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die alle - vgl. dazu Fig. 1 - allgemein als Funktionsblöcke F₁* P₂' ^P3 lediglioh beispielhaft dargestellt sind, wobei die heruntergesetste Zahl anzeigt* daß irgendeine vertlnderbare Anzahl derartiger Blöcke vorhanden β ein kann« was von den gewünschten Operationen der Vorrichtung abhängt« Mit sämtlichen diener Schaltungen oder Blöcke, dis aine Patenquelle bilden (wie beispielsweise F₁ und Fg) ist eine EeatlamungssaBmenieitung 20 verbunden. Di© Somali ei tung 20 kann eine Serionleitung oder eine Yi el »aiii voa parallelen Leitungen sein. Ferner sieht die Erfladung eine Quellen» Sammelleitung 22 vor, die mit staatliches SeäaXtungen oder Blöcken (wie beispielsweise I₁ und Fj) v®rbuä'd|a'ist dl® »it Daten gespeist werdet srlieaen·» ΊΆ& Bmme$JL®ituM$ 22 auob entweder @ia« itei<§&l©itiffig q&®t eise TiiGLsabl parallelen Leitung« eeia-» M® Saiaell@itwig 20 ist

tungen eutn±wmt$ SI® si® Bat@sta®li®a srl®itoi_@ wäarend did 22 so

gen liefert« Bas Dateaaoäifissienmgs-. oder 24 kann zwischen 3@msell©itung 20 «cd_22 derart geschaltet werden, daß Daten von Sanmelleitm&g^ssu Sai^Eelleittuag 22 nur entsprechend der Funktionsweise d®@ (Kliadee 24 flitden »en, wae weiter unten erläutert wird. "

Syetea weist auch Kittel, wie beinpicileweXee eine PrograBBBteuervorciohtung 26» auf» vat di» Reihen folge und Funktionsbesiehtung sämtlicher Seile dos Qyeteos zu steuern« Zu diese» Zweck let die Sttuervorriclitung 26 so acgosohloestn, AmB sie sowohl Daten empfangen bisw. liefern kann, und ■war von Saanelleitung 22 und an Sammelleitung 2C₄ wobei dl· Torrichtun/; 26 auch als eine Steuorsigcalguelle dient»

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wobei diese Signale über die Steuersignaloammelleitung zu den anderen Funktionselementen, wie beispielsweise die Schaltungen F₁, F₂ und ?₅ und das Übertragungsglied 24 geliefert werden. Um die Erläuterungen zu vereinfachen, sind sämtliche Datenleitungen oder Sammelleitungen als ausgezogene Linien. dargestellt, während sämtliche Steuer- leitungen oder Sammelleitungen gestrichelt sind.

In der Pig. 2 ist das t*bertragungsglied 24 im einzelnen dargestellt, und man erkennt, daß das Übertragungsglied aindestens drei einzelne Grundoperanclfinfunktionevorrlohtungen aufweist, die es alle zulassen, daß Paten, die durch eine der Punktionsvorrichtungen, wie beispielsweise P₁ an das Syθtea geliefert wurden, Quellendaten entweder für diese Vorrichtungen selbst oder für andere Funktionsvorriohtungen werden. Aus Gründen der Klarheit ist die Datenbestiaaungssaamelleitung 20 vereinfacht als Vierleltungs-Sammelleitung dargestellt (obwohl bei dem bevorzugten AusfUhrungtbeisplel diese Sammelleitung 16 Leitungen aufweist). Jeder Leitung der Sammelleitung 20 1st beispielsweise die Bedeutung des von ihr geführten Binärsignalο zugeordnet. Die Sammelleitung 20 weist somit die Leitungen 20_rjt 2O₁, 2O₂, 20^ auf und die darin entlanglaufender. Signale haben die binäre Signifikanz von 2¹¹, wobei η die heruntergesetzte Zahl der speziellen Leitung ist. Die Datenquelleneaaaelleitung ist aon!t eine Vierleitungs-Saaaelleitung alt den Leitungen 22q, 22₁, 22₂ und 22^, die in gleicher Weise gewlohtet sind. Da« Glied 24 enthält eine erste Operandenschaltung oder einen Eureschlufleohalter 32 (von irgendeiner bekannten Art), der einfaoh jede Leitung 4er Saanelleitung 20 alt den entsprechenden Leitungen der Saaaelleitung 22 verbindet, und ■war auf einen über die Steuerleitung 3OA von 30 von einer Progranaiateuervorrichtung 26 erhaltenen Befehl., wobei die übertragenen Daten durch die Verbindung in keiner Weise ver-

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ändert werden. Parallel zum Schalter 32 liegt eise Addierschaltung 34» beispielsweise ein bekannter Halbaddierer, die eine Einheit oder ein Bit zu den auf Sammelleitung 20 ankommenden Daten bei der Übertragung der Iaten zur Quellensammelleitung/h±n&uaddiert· Wenn beispieleweise der Zustand der Sammelleitung 20 von soloher Axt ist, daß die Leitungen 20q und 2O₂ erregt sind, während die Leitungen 2O₁ und 20, nicht erregt sind» so kann die Sammelleitung als die Binärzahl 0101 (oder die Dezimalzai.l 5) darstellend betrachtet werden· Der Addierer 34 addiert sodann ι wenn er yon der Progrannosteuervorrlchtung 26 duroh .ein Signal über Leitung 3OA der Sammelleitung 30 den I3efoh] erhält, eine Binäre 0001 dazu, eo daß die Auegangsgröße des Addierers an die Saamelloitung 22 0110 (oder die 6 ic Dezlnaldarstel·* lung) wird. Derartige Addierer sind bekannt und brauchen daher hier nicht näher beschrieben zu werden. Die Schaltung 32 sprloht beispielweise auf eine binäre EuIl auf Leitung 3OA aa» während die Schaltung 34 dann nur auf eine binäre Bins als Steuersignal auf Leitung 3OA anspricht.

Das Datenglied 24 enthält auoh zwei Purallflpchiebeöohaltungen 36 and 38, die zwischen den Samelleitungen 20 und 22 liegen· Jede dieser Schaltungen ist GiJi Eir-Ät-Sohieberegister bekannter Bauart« wobei die Schaltung 36 neon links nad die Schaltung 38 nach reohts versohiebt. Wenn aan somit anninet_t daS die Eingangsgröße für die Schaltung 36 - #ie oben beschrieben - «ine Binare 0101 1st, so wird bei einen beispielsweise als binares linsalgnal über Leitung 30 der Saa-■elleitung 30 empfangenen Befehl die Auegangs^r9ße zur Sanslleitnng 22 1010. Bei dieser Verschiebung lei; zu erkennen, dafl jede Ziffer in eine böhervortigere. Ziffernstellung Tsrsohoben wird. Diese Yerschielnmg erfolgt »11; der

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höchstwertigsten Ziffer MSD - (most significant digit), die in ein zugehöriges Ein-Bit-Hegioter '57 verschoben wird, wobei das vorher in dem Register 37 gespeicherte Bit hinausgeschoben wird, um dia Ziffer mit niedrigster Bedeutung LSD =» (least significant digit) der binären Ausgangsgröße zur Saimnelleitung 22 zu liefern. Diese Verschiebung durch das Register 37 erzeugt eine Ein-Bit-Verzögerung bei der Datenverschiebung. In gleicher Welse erzeugt die Schaltung 38, die dann auf ein binäre Null-Steuersignal über Leitung 30g der Sammelleitung 30 anspricht, für eine Eingangsgröße von 0101, nice Ausgangs» größe von 0010, wobei die Ziffer mit lern niedrigsten Stellenwert (XSD) in das Eln-Bit-Begiiate:? :>9 verschoben wird, während das zuvor darin gespeicherte Bit in die Stellung mit höchstem Wert (die MSD-Stellung) gebracht wird.

Zusammenfassend kann man also sagen, daß das Datenüoertragungsglled abhängig davon» welche der Operandenfuaktioneeehaltungen eich im Betrieb befindet, was durch iie Programmsteuervorrichtung bestimmt wird, Daten von der Bestimmungen Sammelleitung zur Quellensammelieitung über einer von mehreren Wegen* überträgt« 1- umgeändert oder

2. verändert ua ein Bit oder

3. multipliziert mit der Basis des verwendeten numerisches Kodes, d.h. nach links oder rechts um eine Stolle verschoben, und zwar abhängig davon, ob das Vielfache größer oder kleiner ist ala die Einheiten· TTm eine zusätzliche Möglichkeit zu schaffen, wird vorzugsweise äie Eiiagengesaimoelleitung 20, bevor sie an den alternative;! Wogen anlangt, durch eine Komplementsohaltung 40 geleitet, so d&ß die Eingangsdaten zu den verschiedenen anderen S^ialirur.gen d<*i3 'Jäten-

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übertragungsgliedes 24 entweder komplementiert® oder niohtkoaplementierte Baten sind, und »war entsprechend am binären Zustand eines Steuerei&naXa auf Leitung 500 der Sammelleitung 30· Somit bestallt ein® Zweierkcmpleisentfähigkeit einfach durch Kombination der Einerkonpleiseat» fähigkeit der Schaltung 40 mit &©r addiere ^Bl±ß®^w"»Pisaktion dee Addierers 34· Weiterhin wäit &@r itasgang el©©. Addierers 34 ein Ein-Bit-Überlaufregist©r 42 auf» so defl Sann» weaa der Addierer beispielsweise voll ist (beispielsweise sie» in einem 1111-3 üe taxi rl befindet) daa nächste addierte Bit den Zustand dee Registers auf lauter Sullen lindert, wobei das den hucbstitn Stellenwert 1xi8lt*ende Bit (1 :κ ?. } dann in Oberlaufregieter 42 ereAeiat^ Die ¥sM\m$; der l©gist@r 37» 39 und 42 seigt &mm äen liastaiai. i@s? Batsn ©ja_s die durch die Bit
OperandensAalttHig

26 weist eis !©tQMis-egiater 44» eisen nus mm üea@B dlensad&s Speiele^ 4S® ©lsi© tettersohaltung 48 «in Folger-egieter §θ auf a tar lereiafaclrang der Beschreibung der Arbeitsweise des Syüt<a@ &±n& alt letzteren das Batenübertragungsglied 24» die Bateiabüstimsniags-SssnHsllsituHg 20, die Datenquellen-S&ffiaäelleittmg 22 ηηά «τΐϊψ !^.nktiona^orriehtung Terbunden» die als typischer Speicher 52 (wie beispielsweise ein Kern«- Troamel- oder Bandspeicher o. dgl. ausgebildet ist, und «war mit eise» Bing&be-Speloheradressenregister $4 und einen Ausgabe-Speioherpufferregister 56. IUt jtdea Block sind (obwohl dies sur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt ist) geeignete Eingabe- und Ausgabe^ Adreesendekodiergatter verbunden» um für jeden Block einen einsigen Kennselohungs- oder Adressenkode vorzusehen.

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Das Befehlsregister 44 hat vorzugsweise eise Kapazität von 16 Bit iind liegt über entsprechend adressierte Gatter zwischen der Quelleneamnelleltung 22 und der Beatinnmngssamelleitung 20. Per Stand des Registers 44 kann auf Steuerleitung t>8 ausgelesen oder geprüft werden« die Bit dem Eingang der Gattersohaltung 48 Verbundes ist· Die Adreesengatter des Regletere 44 lieger an dsr Quellenadreaseneanmelleitung 60 und der Bestlnaoungsadreseen-SamBelleltung 62, die beide Sann eile itutg en uit 6 Leitungen sind, un Steuersignale zu leiten.

Das OIg«register/liegt ebenfalls zwischen den DatensannBelleitungen 20 ur.d 22 und braucht nur eine aololie Kapazität au besitzen, u» eine einsigt Befehlsadresse au speichern. BIe Adreseengatter «r-flngang und Ausgang das Registers $0 sind ebenfalls alt dei/Sip:^ saaselleitvmg 62 bsw. 60 verbunden. Der Auegang der Gattern ;-!+'-<-> 18 liegt fiber eine Tierleitunge-Signalsejeelleitvuig 20 mm Batenübertr»- gungeglied 44, wie oben beeohrleben.

Die Bingabe- ucd Auagabegatter des Speicheradrtsetnregietera 54 und des Speioherpufferreglatera 56 liegen ebenfalle an den DatenaaMMuleitungen 20 und 22 und ihre Eingabe- und Auagabegatter eind derart angteehaltet, daß sie tlurcb die SignaleaBpeXleltungen 62 und 60 gesteuert werden.

Sohließlioh 1st alt des Nvir-Leee-Speicher 46 eine Zelteteuereonaltung 64 und eine HauptBustande-Iogikschal.tune 66 verbunden· Die Zeltsteuerschaltung 64 weist tyoittoherwelae ien ttbliöhen Taktgeber auf, ua aufeinander folgend ei Seiteteueriapulee su erzeugen sowie Kittel zur Erzeugim*; periodisoher

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Datenabtaetoigaale, die durch die Impulse aeitgeeteuert sind, und ferner vorsugsweioe einen Ringsähler, äor ansprechend auf iie Seitoteuerimpulse der Reihe nach vier Zeitintervalle T₀, T₁, Tr, und T, durchläuft. Die Hauptzustands-Logik3chaltung 66 enthalt eineiin folgenden noch zu beschreibende Schalt ungslogik, uro in entsp reell ender W_eise in einer Reihenfolge die Auswahl irgendeiner Anzahl von Hauptzuotö.aden zu schalten. Dan Schalten durch die Schaltung 66 erfolgt nur oiniaal während jedes Zyklue von ψ vier auf einandarf olgenden -Zeit int ervallen, die du:?ch den

Ringzähler in äer Zeitoteuerschaltuiiß 64 gf.'actialtst werden. Der Nur-Lese»S?eicher ist daher elno Iiatri?> die durch beide Schaltungen 64 und 66 geschaltet wird, um so ein vorbestimmtes 16 Bit-Ausgangssteuereijpial zu erzeugen, welches für jede durch.die Schaltungen 64 u„ 66erfolgte Matrixauewahl eindeutig ist. Der Speicher 46 ist daher vorzugsweise ein festverdrahteter ("hard-v/irod") Speicher und sein Inhalt iet relativ unänderbar. Die Außgangsgri?ße des Speichers 46 wird auch einem Eingang der fr^tirerscaaltung 48 durch eine Steuerleitung 68 zugeführt» Die logische Schaltung 66 hat einen internen Folgeablaui* oder ist intern pro- ^ grammiert und mich durch Signale auf Leitung 70, die den

^ Zustand des dajin im Register 44 befindlichen Befehle "beschreiben.

Bin ins einzelne gehendes Verständnis dee Aufbaue der Vorrichtung kann vielleicht noch besser durch eine bulapielhafte Beschreibung der Arbeitsweise dos Systeme erreicht werden. Zu dienern Zweck sei angenommen« daß i:a Speicher eine Anzahl von Befehlsworten und auch ©ine Anzahl von Datenworten gespeichert ist. Sie beiden Wortarten haben die gleiche Ernoheinungafors! MBd sind 16-BIt-Worte. Die

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BAD ORIGINAL

Datenworte sini typischerweise derart aufgebaut, daß aie ein erstes Zeishen-Bit und aodann 15 Informations-Bits aufweisen; die -Befehleworte haben dagegen als erstes eine ö-Bit-BestinnuLagsadresse, 4 Operationa-Bits und aodann 6 zusätzliche .Bits, welche die Quellenadrease angeben. Somit hat jede? Befehl in der Haschina im wesentlichen folgenden Aufbau "übertrage Daten von Quelle A tilter Weg B zur Quelle Gⁿ, Die Bestiimnungs- und Quallenadres&en entsprechen natürlich dem so identifiziert au Funktionsolock, und der Pfad oder Weg, der tatsächlich nur zwei 3i";a benötigt, um richtig bestimmt zu sein, bezieht sich darauf, welcher der viar alternativen durch das Datenübertragungsglied vorgesehenen Wege verwendet wird. Es ist nur ein Bit erforderlich, um zu bestimmen, ob die Daten beim Durchlauf einea apeziellen Wegea komplementiert werden oder nicht. Die Vorrichtung verwendet somit Befehlsworte, in denen anders als bei üblichen Programmiersprachen, das Wort kein© implizierten Datenwege enthält, sondern es sied ßtatt dessen alle Batenzwischenverbindungen explizit angegeben.

Es kann ferner angenommen werden, daß das Befehlsregister ein gerade in Ausführung befindliches Befehlswort snthält. Ähnlich kann angenommen werden, daß das Folgeregiafeer die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls enthält.

Bei dem bevorzugten Ausführungabeispiel der Vorrichtung kann der Nur-Lese-Speicher durch eine An ζ aiii von Eauptsuständen hindurchgeführt werden, die typisoherweise folgende Zustände umfasaeui Holbofehl (FI - fetch instruction); Holadresse (PA - fetch address); Holoperand (PO «fetch operand); Holverzögerung (FD = fetch deferred), wobei noch eine Reihe von anderen Zuständen vorgesehen ist, die beispielsweise eine externe"Steuerung der Vorrichtung o. dgl. zulassen. Es sei

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nunmehr angenommen, daß die HauptsustaBdslogiii: die Matrix im Nur-Lese-Speicher in den Fl-Zustaaä g@scbe3.tet während der Dauer d®a Istateren durchläuft ä@r in der Zeitsteuer3cha.\t ing 64 äi© Folge ¥oa v5.©r Zeitintervallen Tq, 3?|» 3?2 ¹^ ^S3° ^jpiseli©rw®ise Nur-IeBe-Speicfcer in FI~55u8tand welireBd des Zeitigtesf^alls Tq für die Gatterschaltung 48 das Befehlswort_t Ia w©lohas 07 der Adresoonko&e für Register 50 al® QuaDb. 0000 a®a Weg durch den EJnrzBehluQ 52 aisgibt uai 05 d-is 3p©iofe©r» adreseenregiBtsr als BestiBumsg feezeietaet ,· Df.sser Befehl verlangt im wesentlichen eiafacli vom Speicher. Saß dieagr sich vorbereitet» vm aua letst©r@® i@a aäeh-stfts Befehl entsprechend der Ateesa@aiaf©Ea®ti©a sw 8BtB@fa©£;₉ dia la Polgeregister 50 $®ts$®l&kGwfc w®&o- Mi lad© iei 2@i^Jj2t©r¥all aohaltet fi@r Hiagsiller äi© Ifetels mii ö-ir 16-Bit-Bef©hl

la ia0 Speiclierpiffor-registei¹ 56

der HißggSiilesf ii© Häfelss afflf i@sä l@itJLat@rvar.l so erzeugt üqt In^-SssQ-Speieles' @ia Msfüh-*ungssigsal_s wo= durch die vorfeergeiieöies belass ins Siageagm i©e adressenregi@t@ra und Befehlsffegiu^grs giagertilsrtei eingebracht weriese Bs ist am fediüsltsas i@ß dies© Olgaal© von dem Nur~L©se-Sp®Iefe©s

richtung des gystaae eraeleiaos iaai eiafaels ©la© Helfe® voja Spannungen sind» ä£a auf dea l@ituag@H ia dsa Saai?©ll©itttisig@a 60 und 62 eingestallt sieS,- ii© jeäocS ein© Wi^teag hut auf diijtnigen Elemente snsüaeao ii© Q^iauugfBg®mEB üusoh Si© vorangegangenes Befehle adreeslert siHd₀ In B@fslilar3gi0t@r ist daher nunaiehr ein neuer Befehl angeordnet* Wena der Hing« zähler auf das Zeitintervall T^ sohaltet^ a3

register'auf den neuesten Stand gebracht» miü swar iurch sich ergebenden Befehl vom ffur-L@se-Sp©icIi@7,> w§ i@s Inhalt

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BAD ORIGINAL

des Folgeregis'era aufrun-slunen vnd durch den Addierer 34 zu führen, um !.lesen um »lie Zähl 1 zu e7'liöheu, un-1 um ihn zurück zvrn Folpezähler r.u bringen. Während den FI-Zustands erzeugt somit Oer Nur-Leua-Speiener die Adroöflierung des Speicheradresscnregisterfs* um den nächsten Befehl herauszusuchen, die Adressierung des Fpeicfcerpuff sri'egistere, um den nächster Befehl ia das Befehlsregister au Überführen»' und einen Ausfilirungstefehl, so daß die 1 eilen vorangegangenen Befehle aufgeführt worden. SohlicClich -rib'ö daa Folgeregister wiederum auf den neuesten Si and gfjraoht, um den Zyklus zu vollenden. Es «ei -bemerkt, dal· di2 HaupLnustandslogik lie Abfo?.ge der Hruiptaustönde ii: ten iur-Le.3e-Speicher steuert, und dc.ß für Jeden Hauptauster d der Nur-Ls ac-Speicher vier Zeitcchlitzö lesen'muß. bevcr er aua näotsten Hauptzustand geht.

Wenn, was häufig geschieht, &Xn Speicher, b^iiriiieiHVieloe 52, einen großen Inhalt benötigt, so kwm eL« e anige.i lefehlöwort möglicherveise nioht eine idreaec ecthrü-'an, die "7ernünftigerweise verwendet werden könnte, vm lan Wc·:« in dem Speicher anzuordnen. Wenn infolgedeQEen eiji Bfjfehl eine Speicheradresse enthält, wie beiopielRwoise 0(», entweder als Be st immun ga- or er Quelleiiadresse, so virc. djr B of-hl durch λ

die Steuervorrichtung 26 erkannt, und 'zwar al η ein ex, der sich in einem SpeicLerbeeugsformat befindet. Die^ neigt an, daß das nächste unmittelbar darauffolgende Wort n:.cht ein Befehl, sondern eine 16-Bit-Adrense sein kann, die .sun Speicher gesendet werden toll, um das spezielle tiort zu kennzeichnen, das aus des Speicher zu nehmen ist. Alternativ kann es anzeigen, daß das ne.chßte unmittelbar darauf folg ande Wort einfach Daten enthält cder eise Adresse einer Adreaae o. dgl. ist* um eine Aneeigc zu schaffen, welches Epeicharhezugsforioat verwendet werden soll, kann ein eine Epeich^raärosse enthaltender Befehl euch die letztes beider, der mittleren vier Bits

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entsprechend dem zu folgenden gewünschten Fornat kodiert enthalten, während natürlich die ersten leiden der mittleren vier Bita den Weg angeben, der durch das Dai;enübertragungB-glied gewählt wurde. Somit kann den FA oder "HoladreeeeuP-Zustand unmittelbar der oben beschriebene Fl-Jiuatand folgen, um so die Befehle zu erzeugen, die erforderlich sind, um das gewünschte Wort aus dem Speicher wieder herauszuholen.

In ähnlicher Weise wird der FO-Zuetaud in erster Linie verwendet, um ein Wort aus dem Speicherpufferrsgiste:? in das Speicheradresaenregiater zu bringen. Per F£-Zustaud wird verwendet, um Worte aus dem Speicherpufferreg.ist©::? in das Speioheradressanregister zu bringen, und um sodann ein Bit sun Inhalt des Speicherpufferregisters hinzuzuaddleren. Perser können andere Zustände vorgesehen sein, damit einige mit der Datenleitung gekoppelte Außen-Verznittl.ungsatellen den Betrieb dee Befehlsregisters übernehmen können, um den normalen Folgeeblauf zu unterbrechen, und usn das Auftreten von HotereigniBsen und asynchronen Fällen zu. gestatten, wie beispielsweise die Speicherung von zufällig oder wahlweise erfafiten Daten im Speicher.

Prinzipiell schließt die Programmierung der Erfindung die Aufstellung einer liste von Befehlen ein, die im Speicher gespeichert sind und entsprechend den Anforderungen duroh die Programmsteuerung 26 herausgeholt werden. Durch die Instruaentalität de» Übertragungegliedes 24- k"innen die Speioberdaten jedoch abgewandelt werden, wenn sie durch die PrograBBeteuerung verschoben werden. Die vorliegende Erfindung beeitst daher eine Organisation, welche es zul&0t, daß die einmeinen Elemente direkt adressierbar sind, ho daß der Prograanierer einfache Wege zu jedem vorsehen Isatin·

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BAD ORlGINAI.

Die Funktionsblöcke F₁ uaw. können irgendwelche aus einer großen Anzahl von 'Vorrichtungen sein. Beispielsweise kann einer der Blöcke eine Datentestschaltung sein» Der Zweck letzterer würde-! darin bestehen, festzustellen, ob der Wert der von ihr empfangenen !information kleiner, gleich oder größer als Null oder Kombinationen daraus ist. Bine derartige Testvorrichtung würde zwischen die Quellen- und Bestimnrijngaaainiienieitungen geschaltet und könnte Daten von irgendeiner Quelle aufnehmen. In gleicher Weise kann nan arithmetische Torrichtungen benutzen, welche spezielle arithmetische Funktionen ausführen, cder mari kann Eingangsvorrichtungen, wie beispielsweise Papieretr^ifenleseru. dgl. und auch Ausgargsvorrichtungen, wie beispielsweise Papierstreifenstanzer, Maschinensteuersohaltungen u. dgl. benutzen. Derartige Torrichtungen brauchen natürlich nur dann hinzugefügt zu werden, wenn dies zweckmäßig ist, so daß das System keine überflüssigen Funktionsteile aufzuweisen braucht.

Patej.tejiaprüohe t

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Claims

Patentansprüche t

1· Syβtem zur digitalen direkten Verarbeitung von Daten aus Datenquellen durch Datenverarbeitungaelemente, gekennB.elob.net durch die folgende Kombinations eine Quellenaammelleltung (22) zur Verteilung der Daten Innerhalb dea Systeme zu mindeatena einem der erwähnten Verarbeitungaelemente; eine Bestimmungeeammelleltung (20) but Verteilung der Daten Innerhalb des Systeas, auegehend von mindestens einer der erwähnten Datenquellen; ein Datentibertragungaglied (24) but Verbindung der Quellensammelleitung mit der Beatimnungssammelleltwag in einer Richtung des Datenflusses zur Quellensaimelleitung von der Bestimmung entsprechend mit nur einer ausgewählten einzigen Operandenfunktion, Programmateuermittel zur Erzeugung von Steuersignalen zur Steuerung der Arbeitsweise des Datengliedes, der Verarbeitungselemente und der Datenquellen bezüglich des Datenflusses in oder aus dl· erwähnten Elemente und Quellen, und eine Steuersignalsammelleitung zur Verteilung der Steuersignale zu und von Irgendeinem der Verarbeitungeelemente , wobei die Datenquellen entweder mit einer Quellensammeileitung oder einer Bestimmungeeejnielleltung und dem Übertragungsglied verbunden sind·

2. System nach Anspruoh I₉ daduroh gekennzeichnet, daß das Datenübertragungsglied eine Vielzahl von Vorrichtungen aufweist, von denen jede einen alternativen parallelen Weg für die Datenübertragung eohafft, wobei jede Vorrichtung eine Operation für die Daten entsprechend einer der entsprechenden funktionen vorsieht·

oomr/nos ./.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste der erwähnten Vorrichtungen Mittel aufweist, um ein Bit zu den Baten zuzuaddieren, die den durch die erste Vorrichtung geschaffenen Weg durchlaufen, wobei eine zweite der erwähnten Vorrichtungen einen Kurzschluß erzeugt, um die übertragung der Baten von der BeatimmungBsaminelleitung zur Quellensammelleitung uigeändert zu gestatten, und wobei achlleSlich dritte der erwähnten Vorrichtungen Mittel aufweisen, un die Bita der Baten derart zu verschieben, daß deren numerische Signifikanz geändert wird, und zwar durch eiie Leistung der Hadix (Wurzel) des numerischen Systems der .Oaten*

4· System na oh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baten In eines nrmeriechen Kode ausgedruckt sind, und daß das Batenttbertragungsgliei (24) mindestens drei der erwähnten Funktionen erzeugen knnn, un so Baten durch das Glied ungeändert, oder um oin Bit erhöht odtr multipliziert alt der Wurzel des erwähnten numerischen Kodes zu übertragen.

5· System naoh Anspruch 3, dadurch g β k e a a -■ •lohnet , daß die Soolebealttel Mittel aufweisen, üb dl· Batenbite auf Stellen alt geringerer numerischer Signifikanz au vereohl«b«n.

6· Sylt·» Moh Anepruch 3, daduroh gekennzeichnet, daß dl· Sohiebeeittal ein lin-Bit-Etgiiter •ufwsisen, welches zur Speicherung eines Überfluß-Bit ron einer Verschiebung und zur Lieferung des erwähnte α tiberfluß-BIt dient, und zwar ale das Eingabe-Bit bei der uäc^ieten Brnten-rerechiebung, se daß sine Ein-Bi t-Verzögerung la dl·

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Übertragung der Daten eingeführt wird, die durch das Übertragungsglied verschoben werden«

7. System nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Register zur Speicherung eines Überfluß-Bit von den erwähnten Addiermitteln_e

8. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebexalttel Mittel zur Verschiebung der Daten-Bits aufweisen, und zwar zu Stellen mit größerer numerischer Signifikanz«

9· System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, um alternativ dem Eomplenentärwert von Daten zu bilden oder nicht, und zwar bevor diese in das erwähnte Übertragungsglied eingeführ-; werden,

10· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Programmstouermittel ein Befehlsregister aufweisen, um ein laufendes Befehlswort au speiohern, wobei forner ein Folgeregister zur Speicherung von mindestens der Adresse det. nächsten .gewünschten Befehlsworte und ein Bicht-Lese-Speicher vorgesehen ist, um eine Folge der erwähnten Steuersignale zu liefern, und zwar von Speioher, um die Zeitsteuerung der Übertragung des Befehlsworts für das Befehlsregister zu eineu der erwähnten Datenverarbeitungselenente und EUBi auf den neuesten Stand bringendes Folgeregistere zu steuern.

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