DE2238408C2 - Steuereinrichtung zur Synchronisation der Übertragung von Daten aus mehreren Daten-Schieberegistern - Google Patents

Description

Es wird ein Daten-Schieberegister mit vier Binärstellen verwendet, um die vier Bits des Leitzeichens in einer BCD-Kodierung aufzunehmen. Wenn der reine Binärcode verwendet wird, lauten die einzelnen Binärwerte des Leitzeichens dann 1111.

Das Leitzeichen erfüllt zwei grundsätzliche Aufgaben: Es steuert den Arbeitsablauf der Datenübertragung von einem Daten-Schieberegister zu einem anderen und ersetzt den Ziffernzähler sowie seinen Decoder, wodurch ein Umschalten in andere Betriebszustände to vermieden wird, wenn die Maximalzahl von Ziffern, die ein Daten-Schieberegister aufnehmen soll, abgeändert wird.

Das Leitzeichen und das Hilfs-Schieberegister machen es möglich, den Betriebsablauf der gesamten elektronischen Recheneinheit zu synchronisieren.

Mit Bezug auf die F i g. 1 —3G wird ein Anwendungsbeispiel beschrieben, wobei eine Duplizier Operation bezüglich des Inhalts eines Daten-Schieberegisters für ein weiteres Daten-Schieberegister gesteuert wird.

An dieser relativ einfachen Operation sind nur zwei Daten-Schieberegister beteiligt Die elektronische Recheneinheit enthält jedoch drei Daten-Schieberegister in ihrer arithmetischen Einheit, um kompliziertere arithmetische Operationen ausführen zu können.

F i g. 1 zeigt diese drei Register, und zwar ein erstes Daten-Schieberegister R1 und zwei weitere Daten-Schieberegister R2 und A3. Die Register Al bis Λ3 haben sämtlich gleiche Länge, was bedeutet, daß sie genau die gleiche Anzahl von Bits aufnehmen können, wobei diese Bitzahl ein ganzzahliges Vielfaches von vier ist, da jede Ziffer aus vier Bits besteht

Ein Hilfs-Schieberegister R 4 von einer Länge von vier Bits, das also ein Zeichen aufnehmen kann, dient zur Aufnahme der Leitziffer bzw. des obenerwähnten besonderen speziellen Zeichens.

Das Hilfs-Schieberegister R 4 und die Daten-Schieberegister RI bis R 3 besitzen jeweils einen Eingang C1 zur Aufnahme von Taktimpulsen. Das Hilfs-Schieberegister R 4 ist weiterhin so angeordnet, daß sein Eingang mit dem Ausgang des ersten Daten-Schieberegisters R 1 und sein Ausgang mit dem Eingang des ersten Daten-Schieberegisters R 1 verbunden sind.

Diese Verbindung des Hilfs-Schieberegisters R 4 mit dem ersten Daten-Schieberegister R1 kann fest verdrahtet sein. Mit besonderem Vorteil kann diese Verbindung jedoch durch Schalten hergestellt werden, wobei dieses Schalten von der Steueriogik der Recheneinheit vor der eigentlichen Duplizieroperation veranlaßt wird. Im letzteren Fall kann das Hilfs-Schieberegister auf Befehl mit verschiedenen Daten-Schieberegistern verbunden werden.

Sobald diese Verbindungen hergestellt worden sind, läuft das Verfahren entsprechend dem in Fig.2A dargestellten Diagramm ab. Diese Einleitung kann beispielsweise dadurch vollzogen werden, daß ein logischer Pegel UH auf die vier Stufen des Hilfs-Schieberegisters R 4 gegeben wird, der die Wirkung hat, daß ein Zeichen 1111 auf das Hilfs-Schieberegister R 4 gegeben wird. Die zweite Stufe besteht darin, daß vier Taktimpulse auf die Register R1 und R 4 gegeben werden. Dadurch wird eine Verschiebung des Inhaltes von R 1 und R 4 um ein Zeichen bewirkt, die in Reihe miteinander verbunden sind. Das Leitzeichen befindet sich sodann in den ersten vier Binärstellen des Registers R 1.

Bei der nächsten Stufe werden vier Taktimpulse auf sämtliche Register (nämlich R 1, R 2, R 3 und R 4) gegeben. Dadurch wird in sämtlichen Registern eine Verschiebung um ein Zeichen ausgeführt Das Zeichen an der niedrigstwertigen Stelle, die ursprünglich in dem Register R1 enthalten war, erscheint dann am Ausgang des Registers R 4 bitweise, und in ähnlicher Weise von den niedrigeren Stellen. Die niedrigerstelligen Zeichen der Register Ä 2 und R 3 erscheinen an dem jeweiligen Ausgang auf gleiche Weise.

Bei der nächsten Stufe wird der Inhalt des HilfsSchieberegisters R 4 geprüft Wenn der Inhalt des Registers R 4 nicht gleich dem Leitzeichen ist werden die letzten beiden Stufen des Verfahrens wiederholt Jedesmal, wenn diese Verfahrensstufen wiederholt werden, erscheint ein neues Zeichen an den Ausgängen der Register R 4, R 2 und R 3.

Wenn das Hilfs-Schieberegister A4 das Leitzeichen 15 enthält wird der Arbeitsablauf beendet, da alle in den Registern R 1 bis R 3 enthaltenen Zeichen übertragen worden sind. Dies findet unabhängig von der Länge der Register R 1 bis R 3 statt vorausgesetzt daß sie einander gleich bleiben.

F i g. 2B stellt das Statusdiagramm entsprechend dem Diagramm aus Fig.2A dar. Jeder Status 0, 1, 2 dauert vier Taktimpulse oder ein Mehrfaches von vier Taktimpulsen. Die Statusänderungen entsprechen den gegebenen Bedingungen.

Der Zustand 0 entspricht der Einführung der Ziffer 15 in das Register R 4. Diese Einführung dauert vier aufeinanderfolgende Takfimpulse. Wenn während der vier Taktimpulse des Zustandes 0 ein Befehl: »dupliziere R 2 in R 3« vorliegt, wird der erste Taktimpuls in der nächsten Gruppe von vier Taktimpulsen für den Zustand 1 ausgegeben.

Zustand 1 dauert nur vier Taktimpulse, die auf die Register R 1 und R 4 gegeben werden. Der Beginn des Zustandes 2 entspricht dem ersten Taktimpuls der nächsten Gruppe von vier Impulsen.

Der Zustand 2 dauert ein ganzzahliges Vierfaches von vier Taktimpulsen. Jede Gruppe von vier Impulsen wird während des Zustandes 2 auf die Register R 1, R 2, R 3, R 4 gegeben — solange jedenfalls wie das Register R 4 die Ziffer 15 nicht enthält (Bedingung R 4—15 ist wahr).

Wenn das Register R 4 die Ziffer 15 enthält wird der eben erwähnte Duplizierbefehl fallengelassen und es wird zu dem Ausgangspunkt des Zustandes 0 zurückgekehrt.

Aus den Fig.3A bis 3G entnimmt man ein Anwendungsbeispiel des bevorzugten Verfahrens, bei dem die beschriebene Vorrichtung Verwendung findet F i g. 3A zeigt den ursprünglichen Inhalt der Register aus F i g. 1, nachdem das Leitzeichen in das Register R 4 eingesetzt wurde. Der Inhalt des Registers R 2 ist eine numerische Größe, die in das Register A3 dupliziert werden soll. Der Inhalt des Registers R 3 ist irgendeine Größe, die gelöscht werden kann, und der Inhalt des Registers R1 ist irgendeine numerische Größe, die aufbewahrt wird.

Nachdem die genannten Verbindungen zwischen den Registern R 1 und R 4 hergestellt worden sind, werden vier Taktimpulse auf diese beiden Register gegeben, mit der Wirkung, daß die Zeichen, die in ihnen enthalten sind, um vier Binärstellen verschoben werden, d. h. also um die Länge eines Zeichens. Das gleiche passiert mit den Zc^;chen, die ursprünglich in dem Register R 4 enthalten waren. Gleichzeitig wird das Leitzeichen 15 in die letzte Stelle in bezug auf den Ausgang des Registers R 1 gesetzt

Vor, während oder nach der zweiten Stufe werden die Register R 1, R2, A3 und R4 mit den übrigen Schaltungskomponenten zur Ausführung der Operationen in

bekannter Weise verbunden. Als Beispiel werde der einfache Fall beschrieben, bei dem die Operation in einem Duplizieren des Inhaltes des Registers R 2 in das Register R 3 besteht ohne daß der Inhalt des Registers R 2 geändert wird. Der Ausgang des Registers R 2 wird demzufolge mit seinem Eingang verbunden und gleichzeitig mit dem Eingang des Registers R 3 (F i g. 3B).

Der dritte Arbeitsgang des Verfahrens, bei dem vier Taktimpulse auf alle Register gegeben werden, führt zu einer weiteren Verschiebung um ein Zeichen in allen Registern. Das Register R 1 enthält dann das Leitzeichen an der zweitletzten Stelle. Das erste Zeichen 9 des Registers R 2 ist in die letzte Stelle (relativ zu ihrem Ausgang) der Register R 2 und R 3 eingeführt und alle übrigen Zeichen sind in den Registern um die Länge eines Zeichens verschoben (Fig.3C). Dann wird der Inhalt des Registers R 4 einer Prüfung unterzogen, das jetzt ein Zeichen 4 enthält, und das in jedem Fall ein Zeichen enthält, das nicht gleich dem Leitzeichen 15 sein kann. Folglich wird eine neue Gruppe von vier Taktimpulsen auf alle Register gegeben und eine Verschiebung um 4 Binärstellen wird ausgeführt mit der Wirkung, daß wiederum sämtliche Zeichen um eine Stelle verschoben werden, wobei die Zeichen aus dem Register R 4 und dem Register R 2 dupliziert bzw. in die letzte Stelle der Register R 2 und R 3 geschoben werden (F i g. 3D).

Diese Operationen werden wiederum zweimal wiederholt, wie das die Fig.3E und 3F zeigen, ehe das Leitzeichen 15 wieder in das Hilfs-Schieberegister A4 gelangt ist

Nachdem schließlich eine letzte Gruppe von vier Taktimpulsen auf die Register gegeben worden ist (Fig.3G), ist das Leitzeichen 15 jetzt in dem HilfsSchieberegister R 4 vorhanden und in sämtlichen Registern sind die numerischen Größen um eine Länge ver- schoben, die der Maximalzahl von Zeichen, die die Register enthalten können, entspricht Die von dem Leitzeichen synchronisierte Operation ist daher beendet Der gesamte ursprüngliche Inhalt (in diesem Fall 26 789) des Registers R 2 ist vollständig in dem Register R 3 dupiiziert: die Inhalte der Register R 1 und R 2 sind unverändert relativ zu dem Ausgangszustand, wie er in F i g. 3A dargestellt ist

Die Verwendung eines Leitzeichens und eines HilfsSchieberegisters ermöglicht ein Auskommen ohne Zäh- len der Anzahl von Taktimpulsen, die auf die Daten-Schieberegister gegeben werden. Weiterhin ist das Verfahren nicht von möglichen und gleichartigen Veränderungen in der Länge der verwendeten Register abhängig. Es genügt ein Hüfs-Schieberegister mit vier Bir.är- stellen sowie eine Einrichtung zum Einsetzen des Leitzeichens in dieses Register zu verwenden, wobei ein Dekoder lediglich einen einzelnen Wert zu entschlüsseln braucht

Um das beschriebene Verfahren auf eine elektronisehe Recheneinheit in der BCD-Ziffern verwendet werden, anzuwenden, braucht man, wie in F i g. 4 dargestellt ein Hilfs-Schieberegister R 4 mit vier Binärstellen, eine Einsetzeinrichtung (FOR) zum Einsetzen eines Leitzeichens in dieses Register, die in dem BCD-Code einer zwischen 10 und 15 einschließlich liegenden Zahl (in F i g. 4:15) entspricht sowie einen Decoder DEC für den Inhalt des Schieberegisters, der ein Ausgangssignal dann liefert wenn der Inhalt des Schieberegisters gleich dem Leitzeichen ist. Wenn das Leitzeichen 15 ist wird der Dekoder DEC in einfacher Weise durch ein UND-Tor gebildet dessen vier Eingänge jeweils mit den vier Stufen des Hilfs-Schieberegisters verbunden sind.

Ein derartiges Hilfs-Schieberegister kann mit dem Eingang oder dem Ausgang irgendeines Daten-Schieberegisters der elektronischen Recheneinheit durch eine Schalteinrichtung COM (Fig.4) verbunden werden, wobei die Verbindung beispielsweise entsprechend dem Diagramm in F i g. 1 ausgeführt werden kann. In diesem Fall kann das Hilfs-Schieberegister oberhalb eines Daten-Schieberegisters angeordnet werden, um eine Größe in es während einer ersten Zeitspanne einzuführen, und kann unterhalb des Daten-Schieberegisters angeordnet sein, um aus diesem die in es eingeführte Größe während einer zweiten Zeitspanne herauszuholen.

Die Vorrichtung gemäß Fig.4 weist weiterhin eine Taktimpulsqucüc CLK auf, die mit dem Hilfs-Schieberegister R 4 und der Schalteinrichtung COM, die eine Kommutierungseinrichtung sein kann, verbunden ist. Die Schaltung weist fernerhin eine logische Befehlsschaltung LOG auf, die die Einrichtung FOR, die Schalteinrichtung COM wie auch die Taktimpulsquelle CLK steuert Die logische Befehlsschaltung LOG empfängt den Ausgang des Dekodierers DEC

Die logische Befehlsschaltung LOG, die Schalteinrichtung COM und die Taktimpulsquelie CLK können außerdem noch bekannte Funktionen ausführen. Weiterhin sind die Trennungen zwischen den Schaltungen nur zum Zwecke der Erläuterung dargestellt und sind nur funkticnsmäßig aufzufassen. Bei einer groß angelegten Technologie der integrierten Schaltung sind diese Trennungen ohne räumliche, materielle Bedeutung.

An der bevorzugten Ausführungsform können mancherlei Veränderungen vorgenommen werden. Das Hilfs-Schieberegister kann entweder in Reihe mit einem Daten-Schieberegister, oder oberhalb, oder unterhalb oder parallel zu diesem Register angeordnet sein. Im letzteren Fall kann die Anfangsstufe, bei der vier Taktimpulse lediglich auf das Hilfs-Schieberegister und das diesem zugeordnete Daten-Schieberegister gegeben werden, weggelassen werden- Diese Variante ist insbesondere unter einer Bedingung anwendbar, bei der die Länge eines der Daten-Schieberegister die Länge des dem Hilfs-Schieberegister zugeordneten Daten-Schieberegisters um die Länge einer Ziffer übersteigt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 von diesen Pseudotetraden ausgelösten Operationen ist Patentansprüche: die bekannte Steuereinrichtung zur Synchronisation der Datenübertragung auf die Verwendung von in Tetraden

1. Steuereinrichtung zur Synchronisation der verschlüsselten Dezimalziffern angewiesen. Es müssen Übertragung von Daten aus mehreren Daten-Schie- ? daher notwendigerweise unterschiedliche Pseudotetraberegistern, aus denen Daten unter der Steuerung den vorgesehen, ermittelt und ausgewählt werden, was von einer Taktimpulse abgebenden Taktimpulsquel- die bekannte Steuereinrichtung zum einen wenig flexile herausgeschoben bzw. umgewälzt werden, mit ei- bei bezüglich des anzuwendenden Codes und hinsichtneni eine vorbestimmte Anzahl von Bitspeicherplät- lieh einer beliebigen Kopplung der Datenregister unterzen aufweisenden Hilfs-Schieberegister, dessen Aus- io einander und zum anderen aufwendig bezüglich der logang an den Eingang eines der Daten-Schieberegi- gischen Auswertschaltungen macht

ster angeschlossen ist, dessen Ausgang wiederum Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die

mit dem Eingang des Hilfs-Schieberegisters verbun- Aufgabenstellung zugrunde, eine Steuereinrichtung zur

den ist, einem an das Hilfs-Schieberegister ange- Synchronisation der Übertragung von Daten aus und in

schlossenen Dekoder, dessen Ausgang die £ufüh- 15 verschiedene Daten-Schisberegister anzugeben, die ein

rung von Taktimpulsen zu den Daten-Schieberegi- serielles Duplizieren des Inhaltes eines beliebigen Da-

stern in Abhängigkeit vom Auftreten eines Leitzei- ten-Schieberegisters in ein beliebiges anderes Daten-

chens im Hilfs-Schieberegister steuert, wobei die Schieberegister mit geringem Aufwand und für beliebi-

Daten-Schieberegister untereinander eine gleiche ge Codes ermöglicht, wobei sichergestellt sein soll, daß

Anzahl von Bitspeicherplätzen und die gleiche An- 20 die jeweilige Leitziffer beliebig vorgebbar ist und belie-

zahl oder ein Mehrfaches der Bitspeicher des Hilfs- bige Rechenoperationen über einfache Verknüpfungen

Schieberegisters aufweisen, gekennzeichnet durchgeführt werden können.

durch eine mit dem Ausgang des Dekoders (DEC) Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkverbundene logische Befehlsschaltung (LOG), die mal des Patentanspruchs 1 gelöst ausgangsseitig sowohl an den Taktgeber (CLK) als 25 Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, unter auch an eine das Leitzeichen in das Hilfs-Schiebere- Verwendung eines beliebigen Codes zur Verschlüssegister (R 4) auf Befehl der logischen Befehlsschal- lung von Dezimalzahlen und bei beliebiger Vorgabe tung (LOG) eingebenden Einsetzeinrichtung (FOR) einer Leitziffer in das Hilfs-Schieberegister den Inhalt und an eine Schalteinrichtung (COM) angeschlossen eines beliebigen Daten-Schieberegisters in ein beliebiist, die den Ausgang und Eingang des Hilfs-Schiebe- 30 ges anderes Daten-Schieberegister mit geringem Aufregisters (R 4) auf Befehl der logischen Befehlsschal- wand seriell zu duplizieren, so daß beliebige Rechentung (LOG) mit bestimmten Bin- und/oder Ausgän- operationen durch einfaches Rotieren der Inhalte der gen der Daten-Schieberegister (R 1 bzw. R 2 bzw. Daten-Schieberegister sowie Duplizieren ermöglicht R 3) verbindet und die von der Taktimpulsquelle werden.

(CLK) abgegebenen Taktimpulse an die Daten- 35 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im fol-

Schieberegister (R 1 bis R 3) weiterleitet genden anhand schematischer Zeichnungen näher er-

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- läutert.

kennzeichnet, daß die logische Befehlsschaltung F i g. 1 zeigt ein Schaltbild des Hilfs-Schieberegisters

(LOG) aus der Steuerlogik einer Recheneinheit be- und der Daten-Schieberegister;

steht. 40 Fig.2A zeigt ein Flußdiagramm der aufeinanderfol

genden Verfahrensschritte im Betrieb der Steuerein-

richtung;

F i g. 2B zeigt ein Zustandsdiagramm für die einzelnen Verfahrensschritte gemäß F i g. 2A;

Eine Steuereinrichtung zur Synchronisation der 45 Fig.3A bis 3G zeigt eine Darstellung der Verschie-Übertragung von Daten aus mehreren Daten-Schiebe- bung der numerischen Informationsziffern im Verlauf registern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs der einzelnen Verfahrensschritte; ist aus der DD-PS 61 880 bekannt und dient zur Syn- F i g. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Steuerlogik einer

chronisation der Übertragung von Daten aus einem Ein- Recheneinheit

gabeterminal sowie zur Synchronisation von in Tetra- 50 Das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel den verschlüsselten, seriell umlaufenden Dezimalziffern bezieht sich auf die Steuerlogik einer elektronischen bei der Ausführung der Grundrechenarten sowie einer Recheneinheit, in der die numerischen Informationen in Rechts- bzw. Linksverschiebung bei Überlaufwerten Form von binärcodierten Dezimalziffern vorliegen, bzw. bei einer Überschreitung einer Maximalziffer bei Wenn eine derartige elektronische Recheneinheit se-

Eingabe eines Dividenden oder eines Multiplikators. 55 rieil arbeitet, besteht die numerische Information bzw. Dazu werden bei der bekannten Steuereinrichtung ver- die Ziffern zur Basis 10 in den Informationsregistern schiedene Pseudotetraden vorgegeben, deren Stellung ausschließlich aus den Ziffern 0 bis 9. Dabei werden die in einem Hilfs-Schieberegister bzw. einem mit dem codierten Werte der Ziffern, die den Ziffern 10 bis 15 Hilfs-Schieberegister verbundenen Register überwacht einschließlich entsprechen, bei der Binärcodierung nicht wird. In Abhängigkeit von der Stellung der betreffenden 60 verwendet. Derartige Ziffern können nur nach einer Pseudotetraden werden bestimmte Operationen, wie arithmetischen Operation auftreten und werden im allbeispielsweise die Beendigung einer Multiplikation, d.h. gemeinen sofort korrigiert, bevor sie in ein Datendas der Ziffer des Multiplikators entsprechende mehrfa- Schieberegister eingeführt werden, ehe Übertragen des Multiplikanden oder eine Rechts- Die elektronische Recheneinheit weist ein Leitzei-

oder Linksverschiebung durchgeführt. Die jeweilige 65 chen in einem für das Leitzeichen reservierten Code auf. Operation wird von einer einem Dekoder entsprechen- der beispielsweise einer der Ziffern 10 bis 15 entspreden logischen Schaltung ausgelöst. Aufgrund der mit chen kann. Im nachstehend beschriebenen Ausfiihden verschiedenen Pseudotetraden gekoppelten und rungsbeispiei wird das Leitzeichen 15 zugrundegelegt.