DE2711283A1

DE2711283A1 - Rechentechnisches mikroprocessorsystem

Info

Publication number: DE2711283A1
Application number: DE19772711283
Authority: DE
Inventors: Aleksandr Anatoljevit Vasenkov
Original assignee: DSCHCHUNJAN VALERIJ LEONIDOVITSCH; JUDICKIJ DAVLET ISLAMOVITSCH; MASCHEVITSCH PAVEL ROMANOVITSCH; NESTEROV PETR VLADIMIROVITSCH; TELENKOV VJATSCHESLAV VIKTOROVITSCH; TSCHITSCHERIN JURIJ EGOROVITSCH; VASENKOV ALEKSANDR ANATOLJEVITSCH
Current assignee: DSCHCHUNJAN VALERIJ LEONIDOVITSCH; JUDICKIJ DAVLET ISLAMOVITSCH; MASCHEVITSCH PAVEL ROMANOVITSCH; NESTEROV PETR VLADIMIROVITSCH; TELENKOV VJATSCHESLAV VIKTOROVITSCH; TSCHITSCHERIN JURIJ EGOROVITSCH; VASENKOV ALEKSANDR ANATOLJEVITSCH
Priority date: 1977-03-15
Filing date: 1977-03-15
Publication date: 1978-09-21
Also published as: DE2711283C2

Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Rechentechnik und Automatik, insbesondere auf rechentechnische Mikroprocessorsysteme, und wird beim Aufbau von Mikro- und Minirechnern verwendet.
Die rechentechnischen Mikroprocessorsysteme werden normalerveise mit einem begrenzten Satz von monolithischen integrierten Schaltungen mit einem hohen Integrationsgrad ausgeführt und als Zentralprocessor einesetzt, dessen Lin;angs sprache ein bestimmtes Befehlssystem ist.
Die bekannten rechentechnischen Mikroprocessorsysteme lassen sich auf Grund ihrer besonderen Eigenschaften in zwei Grundgruppen nach dem Prinzip des Aufbaus und der Bestimmung einteilen: - rechentechnische Mikroprocessorsysteme mit starrer Steuerung, die keine Möglichkeit zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl der parallel zu verarbeitenden Zahlen- und Befehlsinformaticnen bieten und in erster Linie für programmierbare Kalkulatoren, Kontroller und andere ganz einfache Recheneinrichtunen bestimmt sind; - rechentechnische Mikroprocessorsysteme mit Mikroprogrammsteuerung, die eine Möglichkeit zur Vergrößerung des Stellenwertes der parallel zu verarbeisenden Zahloncodcs und Speicheradressen bieten und für eine große Klasse von Rechen einrichtungen mit verschiedener Rechenleistung, unterschiedlichem Funktionsvermögen und Befehlsystem bestimmt sind.
Bekannte Vertreter der ersten Gruppe sind die rechentechnischen Mikroprocessorsysteme "Intel 4004", "Intel 808", "Intel 8080" (s. Zeitschrift "Elektronika", Verlag "MIR", Heft 8, 1974) und "M6800" ("Computer Desisgn", Febr, 1974, v.
65; "Elektronika", Heft 5, 1974).
Bekannte Vertreter der zweiten Gruppe sind die rechentechnischen Mikroprocessorsysteme "Intel 300" (s. Zeitschrift "Elektronika", Verlag "MIR", Heft 18, 1974), "GPC/P" ("Computer Design", Febr. 1974, S. 65) und "Naked Mini LSI-1" ("Blektronika", Heft 12, 1973, S. 44).
Es ist das rechtentechnische Mikroprocessorsystem "Naked Mini LSI-1" der Firma "Computer" bekannt, das mit zwei Typen von integrierten Großschaltungen ausgeführt ist und aus mindestens einem Operationsausführungswerk, das ein Mikrobefehlsregister aufweist, einem Mikrooperationsdecodierer, dessen Eingang an den Ausgang des Mikrobefehlsregisters angeschlossen ist, einem Mehrzweckregisterblock, dessen einer Eingang an den entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers gelegt ist, einer Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen, deren Eingang an den Ausgang des Mehrzweckregisterblocks angeschlossen ist, einem Register zur Z.ischenspeicherung des Operationsergebnisses, das eingangsseLig an die Ausgangsseite der Einheit zur Ausführung arithmetIrchCr und logischer Operationen angeschlossen ist, einem Verschieber, dessen einer Eingang an den entsprechenden Ausgang des IiRrooperationsdecodierers und dessen anderer Eingang an den Ausgang des Registers zur Zwischenspeicherung des Operationsergebnisses gelegt ist, einem Register für den Zustand des Operationsergebnisses, dessen einer Eingang mit dem entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Verschiebers verbunden ist, einer Informationsaustauscheinheit, die über eine Koppelleitung zum Austausch von Informationen mit anderen Informationsquellen und Informationsempfängern verfügt, einem Resultatregister, dessen einer Eingang am entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers liegt, während der Ausgang des Resultatregisters, ein Ausgang des Mehrzweckregisterblocks und ein Ausgang des Registers für den Zustand des Operationsergebnisses zusammengelegt und an die entsprechenden Eingänge der Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen und der Informationsaustauscheinheit angeschlossen sind, während der Ausgang der Informationsaustauscheinheit und ein Ausgang des Verschiebers ebenfalls zusammengelegt und an die entsprechenden Eingänge aes Resultatregisters und des Mehrzweckregisterblocks angeschlossen sind, und einem Synchronsignalverteiler, dessen Ausgänge auf die entsprechenden Eingänge aller genannten Funktionseinheiten arbeiten, mindestens einem Mikroprogrammsteuerwerk mit einem Ein gangsregister über dessen einen Eingang der Befehlscode einläuft, zu dessen anderem Eingang die Schiene von der Informationsaustauscinheit des Operationsausführungswerks führt, einer Einheit der programmierbaren Adressen, deren einer Eingan6' mit dem Ausgang des Eingangsregisters korrespondiert, einem Mikrobefehlsspeicher, der eingangsseitig an die Ausgangsseite der Einheit der programmierbaren Adressen geführt ist, einem Rückführungsregister, dessen einer Eingang an einen ausgang des I.Iikrobefehlsspeichers und dessen Ausgang an einen anderen Eingang der Einheit der programmierbaren Adressen angeschlossen ist, einem Mikrobefehlsregister, dessen einer Eingang an einen deren Ausgang des Mikrobefehlsspeichers gelegt ist, einem Ausgangsverstärkerblock, dessen Eingang mit dem Ausgang des Mikrobefehlsregisters und dessen einer Ausgang mit einem Eingang des Mikrobefehlsregisters des Operationsausführungswerks verbunden ist, und einem Synchronsignalver teiler, dessen Ausgänge auf die entsprechenden Eingänge aller genannten Funktionseinheiten des Mikroprogrammsteuerwerks geschaltet sind, einem Taktgenerator, dessen Ausgang auf den Eingang; des Synchronsisnalverteilers des Oberationsausführungswerks und den Eingang des Synchronsignalverteilers des Mikroprogrammsteuerwerks arbeitet, und einer Einheit zur Kopplung mit äußeren Informationsquellen und Informationsempfärern, deren Ausgänge an die Eingänge des Operationsausffihrungs- und des Mikroprogrammsteuerwerks angeschlossen sind, nährend die Koppelleitungen zur Kopplung mit den äußeren Informationsquellen und Inforrnationsemp£ngern dienen, besteht.
Das rechentechnische Mikroprocessorsystem hat folgenden Funktionsablauf. Der Taktgenerator liefert eine Folge vou Synchronsignalen, die auf die Synchronsignalverteiler des Operationsausführungs- und des Programmsteuerwerks sowie auf die Einheit zur Kopplung mit äußeren Informationsquellen und Informationsempfängern gelangt. Der Taktgenerator verteilt die Informationsflüsse innerhalb des rechentechnischen Uiikroprocessorsystems derart, daß die Operanden auf das Operation ausführungswerk, die Befehle auf das Mikroprogrammsteuerwerk gegeben werden. Dabei bildet die Koppeleinheit entsprechende Dienstsignale, die an die äußeren Informationsquellen und Informationsempfänger geschickt werden. Die Operanden- oder Befehlsadresse wird im Operationsausführungswerk formiert.
Auf Signale aus dem Synchronsignalverteiler hin wird die Adresse zu der Koppeleinheit überführt, die sie wiederum zu den äußeren Informationsquellen oder Informationsempfängern, beispielsweise zu dem Arbeitsspeicher schickt. Der Arbeitsspeicher liefert einen Operanden oder Befehl an das Operationsausführungs- und das Mikroprogrammsteuerwerk aus.
Das Mikroprogramsteuerwerk liefert auf Taktsignale aus dem Synchronsignalverteiler eine Mikrobefehlsfolge, die auf das Operationsausführungswerk gelangt. Zur Ver0r'rößerin der maximalen Stellenzahl des Operationsteils muß man die Folgefrequenz der von Impulsgenerator erzeugten Taktsignale ändern.
Bei der Ausführun von Verschiebeoperationen tauschen die einzelnen Operationsausführungswerke die verschiedenen Stellen über Kipelleitungen miteinander aus.
Bei dem aufgeführten rechentechnischen Mikroprocessorsystem: - mangelt den Operationsausführungs- und Mikroprogramm steuerwerken infolge ihrer Nichtautonomie die funktionelle Flexibilität; - ist das Einschalten und Nachstimmen des Taktgenerators in Abbnägigkeit von der Stellenzahl der zu verarbeitender Codes und Informationskapazität der Mikroprogrammsteuerwerke erforderlich; - sinkt die Schnelligkeit bei der Operationsausführung infolge des Durchlaufs der Übertragungssignale in sequentieller Weise, wobei die Schnelligkeit des Rechensystems für die längste Operation aus gelegt wird, so daß im ganzen, bei Ausführung einer Folge von Operationen unterschiedlichen Typs, die Schnelligkeit des Rechensystems abnimmt; - benötit Lan beim Aufbauen des vollstandigen rechentechnischen Mikroprocessorsystems zusätzliche Mittel zur Organisation der Einheiten zur Steuerung des Informationsaustausches und der Kopplungslogikeinheiten.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein rechentechnisches Mikroprocessorsystem mit variabler Struktur und Rechenleistung möglich zu machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikroprocessor zu schaffen, bei dem Möglichkeit der Vergrößerung der maximalen Stellenzahl der zu verarbeitenden Informationen und des Mikroprogrammumfangs dank der Autonomie des Operationsausführung- und des Mikroprogrammsteuerwerks besteht.
Dies wird dadurch erreicht, daß bei dem rechentechnischen Mikroprocessorsystem, das aus mindestens einem den Operationsteil bildenden Operationsausführungswerk mit einem Mikrobefehlsregister für die Speicherung des Mikrobefehlscodes, einem Mikrooperationsdecodierer, dessen mehrkanaliger Eingang an den mehrkanaligen Ausgang des Mikrobefehlsregisters angeschlossen ist, einem ?.!ehrzweckregisterblock für die Speicherung der Operanden,dessen einer Eingang an den entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers gelegt ist, einer Einheit ur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen, deren einer Singang an den entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers und deren mehrkanaliger Eingang an den Ausgang des Mehrzweckre6Isterblocks angeschlossen ist, einem Register für Zwischenspeicherung des Operationsergebnisses, dessen mehrkanaliger Eingang an den mehrkanaligen Ausgang der Einheit für Ausführung arithmetischer und logischer Operationen angeschlossen - ist, einem Verschieber, dessen einer Eingang mit den entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers und dessen mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaliger Ausgang des Registers zur Zwischenspicherung des Operationsergebnisses verbunden ist, einem Register für den Zustand des Operationsergebnisses, dessen einer Eingang mit dem entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers, und dessen mehrkanaliger Eingang mit dem Ausgang des Verschiebers verbunden ist, mindestens einer Informationsaustauscheinheit, die über eine Koppellinle zum Austausch von Informationen mit anderen Informationsquellen und Inforna tionsempfäneern verfügt und deren mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaligen Ausgang des Registers für Zustand des Operationsergebnisscs verbunden ist, einem Resultatregister, dessen einer Eingang am entsprechenden ausgang des Mikrooperationsdecodierers liegt, während der mehrkanalige Ausgang des Sxesu.ltatregisters ein mehrkanaliger Ausgang des Mehrzweckregisterblocks und ein mebrkanaligeer Ausgang des Registers für den Zustand des Operationsergebnisses an einen anderen mehrkanaliÕen Eingang der Einheit für Ausführung arithmetischer und logischer Operationen angeschlossen sind, wobei der mehrkanalige Ausgang der Informationsaustauscheinheit und ein mehrkanaliger Ausgang des Verschiebers ebenfalls zusammengelegt und an die entsprechenden mehrkanaligen Eingänge des Resultatregisters, des den llehrz-leckregisterblocks und des Registers für/Zustand des Ope rationsergebnisse angeschlossen sind, und mindestens einem die Ebene der Operationssteuerung bildenden Mikroprograminsteuerwerk für die Ausgabe von parallelen '5ikrobefehlscodes, das mindestens einen Eingangsregister mit einem mehrkanaligen Eingang aufweist, über den einen Teil dessen Kanäle der Befehlscode einläuft, während der andere Teil dessen Kanäle für den Empfang der Zustände des Operationsergebnisses bestimmt ist uxid an die mehrkanalige Koppellinie der Informationsaustausokeinheit des Operationsausführungswerkes angeschlossen ist, einer Einheit der programmierbaren Adressen bei der ein entsprechender mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaligen Ausgang des Eingangsregisters korrespondiert, einem Mikrobefehlsspeicher, dessen Eingang an den mehrkanaligen Ausgang der Einheit der programmierbaren Adressen angeschaltet ist, einem Rückführungsregister, dessen mehrkanaliger Eingang an einen mehrkanaligen Ausgang des Mikrobefhelsspeichers und dessen mehrkanaliger Ausgang an einen anderen znehrkanaligen Eingang der Einheit; der prograinnierbaren Adressen angeschaltet ist, einem Mikrobefhelsregister, dessen mehrkanaliger Eingang an einen anderen mehrkanaligen Ausgang des Mikrobefehlsspeichers gelegt ist, und einem Ausgangsverstärkerblock, dessen mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaligen Ausgang des Mikrobefehlsregisters und dessen mehrkanaliger Ausgang mit dem mehrkanaligen Eingang des Mikrobefhelsregisters des Operationsausführungswerks verbunden ist, besteht, gemäß der Erfindung ein jedes Operationsausführungswerk und ein jedes Mikroprogrammsteuerwerk eine Einheit für Bildung des inneren Arbeitszyklus, die die Taktsignale zur den inneren Arbeits-Zyklus erzeugt, die den Durch lauf der Information durch das betreffende Einzelwerk steuern, enthält, wobei sämtliche Einheiten zur Bildung des inneren Arbeitszyklus durch eine Synchronsignalschiene untereinander verbunden sind.
Es ist zweckmäßig, daß die Einheit für die Bildung des inneren Arbeitszyklus einen multistabilen Trigger mit einem Starteingang und einem Eingang für das das betreffende Einzel.
werk in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge überführende Signal eine Verzögerungsgruppe, deren mehrkanaliger Eingang an den einen mehrkanaligen Ausgang des multistabilen Triggers angeschlossen ist,-eine Gruppe für den Vergleich der verzögerten} aus dem multistabilen Trigger kommenden Signale mit den den Abschluß der einzelnen Operationsstufen meldonden Signalen, deren einer mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaliger Ausgang der Verzögerungsgruppe verbunden ist und deren anderer mehrkanaliger Eingang für die den Abschluß der einzelnen Operationsstufen meldenden Signale bestimmt ist, eine auf den Wechsel des logischen Pegels an der Synchronsignalschiene ansprechende Folgegruppe, die eine Kopplung mit der Synchronsignalschiene und eine solche mit dem multistabilen Trigger hat und deren ehrkanaliger Eingang am mehrkanaligen Ausgang der Vergleichsruppe liegt, und eine Gruppe zur Bildung der Taktsignale, deren mehrkanaliger Eingang mit einem anderen mehrkanaligen Ausgang des multistabilen Triggers vexbunden und deren mehrkanaliger Ausgang für die Takt signale des inneren Arbeitszyklus bestimmt ist, die den Operationsablauf des betreffenden Einzelwerks steuern,enthält.
Bei dem rechentechnischen Mikroprocessorsystem sind zweckmäßigerweise alle Operationsausführungswerke, wenn derer also mehrerere zur Vrgrößerung der maximalen Stellenzahl der parallel zu verarbeitenden Informationen vorgesehen sind, parallelgeschaltet, wobei jedes Operationsausführungswerk mit einer Einheit zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl versehen ist, deren einer Eingang für die äußeren Signale, die die Informationslage des betreffenden Operationsausführungswerks im System kennzeichnen, deren andere Eingänge an die entsprechenden Ausgänge der Einheit zur Bildung des inneren Arbeitszyklus und des rSiikrooperationsdecodierers angeschlossen sind und noch einer deren Eingänge an einen Ausgang des Registers für den Zustand des Operationsergebnisses gelegt ist, wobei die Einheiten zur Vergrößerung der maximalen Stellen zah; und die entsprechenden Einheiten zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen sämtlicher Operationsausführungswerke in einem geschlossenen Kreis hintereinander geschaltet sind, nämlich derart, daß zwei Ausgänge der jeweiligen Einheit für Ausführung arithmetischer und logischer Operationen an die entsprechenden Eingänge der Einheit zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl angeschaltet sind und die Einheit zur Vergrößerun6 der maximalen Stellenzahl jedes Operationsausführungswerks über einen Ausgang für das Übertrag signal und das Signal der verschobenen Stelle sowie eine Koppelleitung für das den übertrag begleitende Signal und Signal der verschobenen.Stelle verfügt, und zwar so, daß Ausgang und Koppelleitung an die entsprechenden Eingänge der Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen des anderen betreffenden Operationsausführungswerks angeschlossen sind, wobei der in der Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen vorgesehene Eingang für das Ubertragssignal mit einem im Verschieber vorhandenen Eingang für das Signal der verschobenen Stelle vereinigt ist, während der in der Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen vorhandene Eingang für das den Übertrag begleitende Signal mit einem im Verschieber vorgesehenen Ausgang für das SignaL der verschobenen Stelle vereinigt ist und einer der Ausgänge des Verschiebers mit dem entsprechenden Eingang der Einheit für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl verbunden ist, deren einer Ausgang zum entsprechenden Eingang des Verschiebers führt, jede Einheit für Ausführung arithmetischer und logischer Operationen einen Ausgang für das den Abschluß der Operation meldende Signal aufweist, der an den entsprechenden Eingang der Einheit für Bildung des Inneren Arbeitszyklus gelegt ist, während der Startaur-ang des Ausgangsverstärkerblocks des Mikroprogrammsteuerwerks auf die vereinigten Eingänge der Einheiten für Bildung des inneren Arbeitszyklus der Operationsausführungswerke arbeitet, wobei alle Operationsausführungswerke eine gleiche Zahl Informationsaustauscheinheiten haben und die mehrkanaligen Eingänge der Mikrobefehlsregister sämtlicher Operationsausführungswerke vereinigt sind, Vorteilhaft ist, daß bei dem rechentechnischen Mikroprocessorsystem jede Inforinationsaustauscheinheit im Operationsausführungswerk mit einer Steuereinheit versehen ist, deren Eingänge an die entsprechenden Ausgänge des Mikro operationsdecodierers und an die entsprechenden Ausgänge der Einheit zur Bildung des inneren Arbeitszyklus und deren Ausgänge an die entsprechenden Eingänge der Informationsaustauscheinheit angeschlossen sind und daß eine Schiene für das die Informationsaufnahme auslösende bzw. die ausgegebene Information begleitende Signal sowie eine Schiene für Signale über den Abschluß der Informationsaufnahme bzw. -ausgabe vorgesehen ist, wobei die gleichnamigen Schienen bei den entsprechenden Steuereinheiten sämtlicher Operationsausführungswerke jeweils vereinigt sind.
Wünschenswert ist es auch, daß bei dem rechentechnischen Mikroprocessorsystem die Ausgänge der Einheit zur Bildung des inneren Arbeitszyklus im L'Iikroprograiamsteuerwerk an die entsprechenden Eingänge des Rückführungsregisters, des Mikrobefehlsregisters, des 1usgangsverstärkerblocks und der Einheit der programmiebaren Adressen angeschlossen sind, wobei ein Ausgang der Einheit der programfiierbaren Adressen an den entsprechenden Eingang des Mikrobefehlsspeichers und ein Ausgang dieses letzteren an den entsprechenden Eingang der Einheit für Bildung des inneren Arbeitszyklus angechlossen sind.
Es ist von Vorteil, daß bei dem rechentechnischen Mikroprocessorsystem das Mikroprogrammsteuerwerk ein Dienstregister für die Aufnahme der codierten Bedingungen des Überganges des AZikroprogramnsteuervaerks aus einem Zustand in den anderen enthält und das Eingangsregister mit einer Informationsaustauschteuereinheit versehen ist, wobei der mehrkanalige Eingang des Dienstregisters an den entsprechenden mehrkanaligen Ausgang des Mikrobefehlsspeichers und die Ausgänge desselben Registers an die entsprechenden Eingänge des Ausgangsverstärkerblocks, der Einheit für Bildung des inneren Arbeitszyklus, des Rückführungsregisters und der Steuereinheit angeschlossen sind, und daß ein Ausgang der Steuereinheit an die Eingänge des Ein6ngsregisters und der Einheit zur Bildung des inneren Arbeitszyklus angeschlossen ist, einer von den Eingängender Steuereinheit für das die Ankunft der Information meldende Signal und ihr anderer Ausgang für das den Abschluß der Informationsaufnahme meldende Signal bestimmt ist, während die Ausgänge der Einheit für Bildung des inneren Arbeitszyklus an die entsprechenden Eingänge der Steuereinheit und des Dienstregisters angeschlossen sind.
Vorzugsweise sind bei dem rechentechnischen Mikroprocessorsystem die Mikroprogrammsteuerwerke, wenn deren mehrere zum Zweck einer Operationssteuerung mit mehreren Ebene nen vorgesehen sind, hintereinandergeschaltet, wordurch jewei lig aufeinanderfolg-ende Steuerungsebenen gebildet werden, wobei der eine Teil der für die Ankunft von Befehlcodes bestimmten Kanäle des mehrkanaligen Eingangs, der zu dem Eingangsregister des Mikroprogrammsteuerwerks einer niedrigeren Ebene gehört, an den mehrkanaligen Ausgang des Ausgangsregisterblocks des Mikroprogrannsteuerwerks einer höheren Ebene angeschlossen ist, während der andere Teil der für die Aufnahme me der Information über Zustände des Operationsergebnisses bestimmten Kanäle der mehrkanaligen Eingänge der Eingangsregister der Mikroprogrammsüeuerwerke sämtlicher Ebenen vereinigt sind und einen gemeinsamen Eingang bilden, wobei der Startausgang des Ausgangsverstärkerblocks des Mikroprogramm steuerwerks einer höheren Eben an den Eingang für das die An-Ankunft der Information meldende Signal, der zu der Steuereinheit des Mikroprogrammsteuerwerks der niedrigerer Ebene gehört, angeschlossen ist.
Ferner ist es zweckmäßig, daß bei dem rechentechnischen Mikroprocessorsystem die Mikroprogrammsteuerwerke von mindestens gleicher Ebene der Operationssteuerung, wenn derer mehrere zur Vergrößerung des Mikroprogrammspeicherumfangs vorsind, gesehen sind, parallelgeschaltet wobei jeweils die gleichnamigen mehrkanaligen Eingänge der Eingangsregister, die in den Steuereinheiten vorhandenen Eingänge für das die Ankunft der Information meldende Signal, die in den Steuereinheiten ebenfalls vorgesehenen Ausgänge fiir das den Abschluß der Informationsaufnahme meldende Signal und die mehrkanaligen Ausgänge der Ausgangsregisterblöcke aller dieser parallelgeschalteten Mikroprogrammsteuerwerke von gleicher Ebene vereinigt sind.
Dies alles macht es möglich, die Rechenleistung des rechentechnischen Mikroprocessorsystems zu erhöhen, sehr flexibel seine maximale Stellenzahl zu vergrößern, ohne daß man dazu zusätzliche Typen der integrierten Schaltungen anzuwenden braucht, seine Schnelligkeit und das Funktionsvermögen seines Milwoprogramn!steuervserks zu steigern, die Erweiterung des Mikroprogrammumfangs zu vereinfachen sowie die funktional le Flexibilität seines Operationsausführungswerks zu verbessern und den Umfang und die Länge von Mikroprogrammen zu vergrößern.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Strukturschaltbild des erfindungsgemäßen rechentechnischnen Mikroprocessorsystems; Fig. 2 das Blockschaltbild einer Einheit zur Bildung des inneren Arbeitszyklus gemäß der Erfindung; Fig, 3 das Blockschaltbild eines Operationsausführungswerks gemäß der Erfindung; Fig. 4 das Blockschaltbild eines Mikroprogrammsteuerwerks gemäß der Erfindung; Fig. 5 das Strukturschaltbild des rechentechnischen Mikroprocessorsystems mit mehreren parallelgeschalteten Operationsausführungswerken und einem Mikroprogrammsteuerwerk gemäß der Erfindung; Fig. 6 das Strukturschaltbild des rechentechnischen Mikroprocessorsystems mit mehreren parallelgeschalteten Operationsausführungsxterken und mehreren hintereinandergechalteten Mikroprogrammsteuerwerken; Fig. 7 das Strukturschaltbild des rechentechnischen Mikroprogrammsteuerwerks mit mehreren parallelgeschalteten Operationsa,usführungswerken und mehreren parallelgeschalteten Mikroprogrammsteuerwerken; Fig. 8 das Strukturschaltbild des rechentechnischen Mikroprocessorsystems mit mehreren parallelgeschalteten Operationsausführungswerken und mehreren re ihenparal 1 elgeschalteten Mikroprogrammsteuerwerken; Fig. 9 das Strukturbild der Einheit zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl; Fig. 10 das Strukturschaltbild einer Steuereinheit des Operationsausführungswerks gemäß der Erfindung; Fig. 11 das Strukturschaltbild einer Steuereinheit des Mikroprogrammsteuerwerks gemäß der Erfindung; Fig. 12 das Strukturschaltbild eines Dienstregisters des ikroprogrammst euerwerks gemäß der Erfindung.
Das rechentechnische Mikroprocessorsystem nach Fig. 1 besteht aus einem Operationsausführungswerk 1, das im gegeben nen Ausführungsbeispiel zwei mehrkanalige Koppelleitungen 2 und 3 (hier und in den weiteren Ausführungen bezeichnen wir als mehrkanalig diejenigen Koppelleitungen und Schienen, Eingänge und Ausgänge, die in den Zeichnun,Den durch Doppellinie angedeutet sind) zum Informationsaustausch mit anderen Infornationsquellen und Informationsempfangern, zwei Schienen 4 und 5 für das die Informationsaufnahme auslösende bzw. die ausgegebene Information begleitende Signal sowie zwei Schienen 6 und 7 für Signale über den Abschluß der Informationsaufnahme bzw. -ausgabe enthält, und einem Mikroprogrammsteuerwerk 8, das einen Eingang 9, über den der Befehlscode einläuft, einen Eingang 10 für das die Ankunft der Information meldende Signal, einen Ausgang 11 für das den Abschluß der Informationsaufnahme meldende Signal und eine Synchronsignalschiene 12 zur Verfügung hat. Das Operationsausführungswerk 1 und Mikroprogrammsteuerwerk 8 weisen einen Eingang 13 bzw. 14 für die das Operationswerk bzw. Programmsteuerwerk in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge überführenden Signale auf und sind durch eine Synchronsignalschiene 15 miteinander gekoppelt . Ein Ausgang 16 für das den Abschluß der Informationsaufnahme meldende Signal, ein Startausgang 17 und ein mehrkanaliger Ausgang 18 für Mikrobefehle, die in dem Mikroprogrammsteuerwerk 8 vorgesehen sin, liegen an entsprechenden Eingängen des Operationsausführungswerks 1.Ein mehrkanaliger Ausgang 19 für den Austausch von Informationen mit andere ren Informationsquellen und Informationsempfängern und ein Ausgang 20 für das die ausgegebene Information begleitende Signal, die in dem Operationsausführungewerk 1 vorgesehen sind, liegen an entsprechenden Eingängen des Mikroprogrammsteuer:;erks 8.
Das. Operationsausführungewerk 1 und das Mikroprogramm steuerwerk 8 enthalten bei den rechentechnischen Mikroprocessorsystem immer eine Einheit 21 (Fig. 2) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus bzw. der Taktsignale für den inneren Arbeitszyklus, die den Informationsablauf im betreffenden Einzelv;erk steuern. Die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus umfaßt einen multistabilen Trigger 22 mit einem Starteingang 23 und einem Eingang 24 für das das betreffc?le Einzelwerk in den Zustand vor Beginn der abarbeitung einer Befehlsfolge überführende Signal, eine Verzögerungsgruppe 25, deren mehrkanaliger Eingang 26 an den einen mehrkanaliger Ausgang des multistabilen Triggers 22 angeschlossen ist, eine Gruppe 27 zum Vergleich der verzögerten, aus dem multistabilen Trigger 22 kommenden Signale mit den den ibschluß der einzelnen Operationsstufen meldenden Signalen, deren einer mehrkanaliger Eingang 28 mit dem mehrkanaligen Ausgang der Verzögerungsgruppe 25 verbunden ist und deren anderer mchrkanaliger Eingang 29 für die den Abschluß der einzelnen Operationsstufen meldenden Signale bestimmt ist, eine auf den s7echsel des lQgischen Pegels an der Synchronsignalschiene ansprechende Folgegruppe 30, die eine Kopplung 31 mit der Synchronsignalschiene 12 bzw. 15 sowie eine Kopplung 32 mit dem multistabilen Trigger 22 hat und deren mehrkanaliger Eingang am mehrkanaligen ausgang der {ergleichsgruppe 27 liegt, und eine Gruppe 33 zur Bildung der Taktsignale, deren mehrkanaliger Eingang 34 an den anderen mehrkanaligen Ausgang des multistabilen Trigger 22 angeschlossen und deren mehrkanaliger Ausgang 35 für die Taktsignale des inneren Arbeitszyklus bestimmt ist, die den Operationsablauf im Operationsausführungewerk 1 (Fig. 1) bzw. MikroprogrammsteuerxwJerk 8 steuern.
Das OperationsausführungsvJerk 1 (Fig. 1) enthält ein Mikrobefehlsregister 36 (Fig. 3) für die Speicherung des Mikrobefehlscodes, das einen mehrkanaligen Eingang 37 für Mikrobefehle aufweist, einen Mikrobefehlsdecodierer 38, dessen mehrkanaliger Eingang an den mehrkanaligen Ausgang 39 des Mikrobefehlsregisters 36 angeschlossen ist, einen Mehrzweckregisterblock 40 für die Speicherung der Operanden, dessen einer Eingang 41 an den entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers 48 gelegt ist und eine Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen, deren einer mehrkanaliger Eingang 43 an den einen Ausgang des Mehrzweckregisterblocks 40 geführt ist. Weitere Bestandteile des Operationsausführungewerks 1 sind ein Register 44 für Zeit schenspeicherung des Operationsergebnisses, dessen mehrkanaliger Eingang 45 an den mehrkanaligen Ausgang der Einheit 42 für Ausführung arithmetischer und logischer Operationen angeschlossen ist, ein Verschieber 46, dessen Eingang 47 mit dem entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers 38 und dessen mehrkanaliger Eingang 48 mit dem mehrkanaligen ausgang des Registers 44 zur Zwischenspeicherung des Operationsergebnisses verbunden ist, und ein Register 49 für den Zustand des Operationsergebnisses, dessen einer Eingang O mit dem entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers 38 und dessen einer mehrkanaliger Eingang 51 mit dem einen mehrkanaligen Ausgang des Verschicbers 46 in Verbindung steht. Zum Austausch von Informationen mit anderen Informationsquellen und Informationsempfängern ist das Cperationsausführungsv:erk 1 mit drei Informationsaustauscheinheiten 52, 53 und 54 versehen, von denen jede über eine mehrkanalige Koppelleitung 55, 56 bzw. 57 verfügt, über welche der Informationsaust;ausch mit anderen Informationsquellen und Informationsempfängern erfolgt.Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Informationsaustauscheinheit 52 für die Ausgabe der die Zustände des Operationsergebnisses kennzeichnenden Informationen an das Mikroprogrammsteuerwerk 8 (Fig. 1) bestimmt. Die Informationsaustauscheinheiten 53 und 53 (Fig. 3) dienen dem Austausch von Informationen mit äußeren Informationsquellen und Informationsempfängern, zum Beispiel mit dem Arbeits- oder dem Festspeicher. Das Operationsausführungswerk 1 schließt noch ein Resultatregister 58 ein, dessen einer Eingang 59 an entsprechenden Ausgang des Operationsdecodierers 38 liegt. Der mehrkanalige Ausgang 60 des Resultatregisters 58, der andere mehrkanalige Ausgang 61 des Nehrzv:eckregis terbl.ocks 40 und oder eine mehrkanalige Ausgang 62 des Registers 49 für den Zustand des Operationsergebnisses sind zusammengelegt und an den anderen mehrkanaligen Eingang 63 der Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen sowie an den mehrkanaligen Eingang 64 der Informationsaustauscheinheit 53 und den me':,rkanaligen Eingang 65 der Informationsaustauscheinheit LJ4 anceschlossen. Der mehrkanalige Eingang 66 der Informationsaustauscheinheit 52 ist an den anderen mehrkanaligen Ausgang des Registers 49 für Zustand des Operationsergebnisses angeschlossen0 Die mehrkanaligen Ausgänge 67, 68, 69 der entsprechenden Informationsaustauscheinheiten 52, 53 und 54- und der andere mehrkanalige Ausgang 70 des Verschiebers 46 sind ebenfalls vereinigt und an den mehrkanaligen Eingang 71 des Resultatregisters 58, den mehrkanaligen Eingang 72 des Mehrzweckregisterblocks 40 und den anderen mehrkanaligen Eingang 73 des Registers 49 für den Zustand des Operationsergebnisses angeschlossen. Der Ausgang 39 des Mikrobefehlsregisters 36 ist auch mit dem Eingang 43 der Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen verbunden. Die im .Operat ionsausführungswerk 1 enthaltene Einheit 21 zurBildung des inneren Arbeitszyklus bzw. der Takt signale für den inneren Arbeitszyklus, die den Durchlauf der Information durch das Operationsausführungswerk 1 steuern, eist einen Starteingang 74 auf. Das Operationsausführungswerk 1 enthält schließ~ lich eino Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl und jede Informationsaustauscheinheit 52, 53 und 54 ist Jeweils eine Steuereinheit 76, 77 und 78 zugeordnet.
Ein Eingang 79 der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl ist für die äußeren Signale bestimmt, die die momentane lage des Operationsausführungswerks 1 im System in Bezug auf die zu verarbeitende Information kennzeichnen, ihre anderen Eingänge 80, 81 und 82 sind jeweils an die Ausgänge 83, 4 und 85 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus gelegt; ein weiterer Eingang 86 liegt am entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers 380 Zwei Ausgänge 87 und 88 der Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen sind ebenfalls an die entsprechenden eingänge der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl angeschlossen, die auch über einen Ausgang 89 für das Ubertragssignal und Signal der verschobenen Stelle sowie eine Koppelleltung 90 für das abgehende Signal welches das Übertragssignal begleitet, und das ankommende Signal der verschobenen Stelle verfügt. Die Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen v eist einen das Eingang 91/für Übertragssignal, der mit einem am Verschieber 46 vorhandenen Eingang 92 für Signal der verschobenen Stelle zusammengelegt ist, und einen Eingang 93 für das den übertrag begleitende Signal, der mit einem im Verschieber 46 vorgesehenen Ausgang 94 für das Signal der verschobenen Stelle verbunden ist, auf. Ein Ausgang 95 des Verschiebers 46 ist an den enQsprechenden Eingang der Einheit 75 für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl, ein Ausgang 96 der letzteren aber an den entsprechenden Eingang des Verschiebers 46 angeschlossen.
Die Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logik scher Operationen enthält einen Ausgang 97 für das den bschluß der Operation meldende Signal, der an den entsprechenden Eingang der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus angeschlossen ist.
Die Steuereinheiten 76, 77 und 78 sind jeweils mit zwei Eingängen 98, 99 bzw. 100, 101 bzw0 102, 103 versehen, die an die entsprechenden Ausgänge des Mikrooperationsdecodierers 38 geführt sind, und haben eine Schiene 104, 105 bzw0 106 für das der Informationsaufnahme auslösende bzw. die ausgegebene Information begleitende Signal sowie eine Schiene 107, 108 bzv. 109 für Signale über den Abschluß der Informationsaufnahme bzw. Ausgabe zur Verfügung. Je ein Ausgang 110, 111 und 112 der Steuereinheiten 76, 77 bzw. 78 ist an den entspichenden Eingang der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus gelegt. -Der Ausgang 113 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ist an einen Eingang 114 der Steuereinheit 76, einen Ein'gang 115 der Steuereinheit 77, einen Eingang 116 der Steuereinheit 78, einen Eingang 117 des Resultatregisters 58, einen Eingang 118 des Mehrzweckregisterblocks 40 und einen Eingang 119 des Registers 49 für den Zustand des Operationsergebnisses angeschlossen.
Der Ausgang 84 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ist an einen Eingang 120 der Steuereinileit 76, einen Eingang 121 der Steuereinheit 77, einen Eingang 122 der Steuereinheit 78, einen Eingang 123 des Resultatregisters 58, einen Eingang 124 des Mehrzweckregisters 40, den Eingang 81 der Einheit 75 für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl, einen Eingang 125 des Verschiebers 46 und einen Eingang 126 des Registers 49 für Zustand des Operationsergebnisses angeschlossen.
Der Ausgang 83 der Einheit 21 ur Bildung des inneren Arbeitszyklus ist an einen Eingang 127 des ikrobefehlsregisters 36, einen Eingang 128 des Resultatregisters 58, einen Eingang 129 des Mehrzweckregisterblocks 40, den Eingang 80 der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl, einen Eingang 130 des Registers 44 zur Zwischenspeicherung des Operationsergebnisses und einen Eingang 131 des Registers 49 für den Zustand des Operationsergebnisses -gefilhrt.
Ein Ausgang 132 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus führt zum entsprechenden Eingang des Mikrobefehlsregisters 36.
Ein Ausgang des Registers 49 für den Zustand des Operationsergebnisses führt zu einem Eingang 133 der Einheit 75 für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl.
Der Ausgang 85 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ist an einen Eingang 134 des Resultatregisters 58, einen Eingang 135 des Mehrzweckregisterblocks 40, den Eingang 82 der Einheit 75 für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl und einen Eingang 136 des Registers 49 für Zustand des Operationsergebnisses angesc1ossen.
Ein Eingang 137 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ist mit dem entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers 38 verbunden.
Die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ver fügt über eine Synchronsignalschiene 138.
Die Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen besitzt einen Eingang 139, der am entsprechenden ausgang des Mikrooperationsdecodierers 38 liegt.
Zwei Ausgänge 140 und 141 der Steuereinheit 76 sind rnit den entsprechenden Eingängen der Informationsaustauscheinheit 52, zwei Ausgänge 142 und 143 der Steuereinheit 77 mit den entsprechenden Eingängen der Informationsaustauscheinheit 53, zwei Ausgänge 144 und 145 der Steuereinheit 78 mit den entsprechenden Eingängen der Informationsaustauscheinheit 54 verbunden.
Der Eingang 13 (Fig. 1) für die das Operationsausführungswerk in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge überführende Signal ist mit dem Eingang 24 (Fig. 3) der Einheit 21 für Bildung des inneren Arbeitszyklus verbunden.
Die Koppelleitung 56 der Informationsaustauscheinheit 53 ist die mehrkanalige Kopplung 2 (Fig. 1) des Operationsausführungswerks 1.
Die Koppelleitung 57 (Fig. 3) der Informationsaustauscheinheit 54 ist die mehrkanalige Kopplung 3 (Fig. 1) des Operationsausführungswerks 1.
Die Schienen 105 und 106 (Fig. 3) für das der Informationsaufnahme auslösende bzw. die ausgegebene Information begleitende Signal, die in den Steuereinheiten 77 bzw. 78 vorgesehen sind, sind die Schienen 4 und 5 (Fib. 1) des Operationsausführungswerks 1, während die Schienen 108 und 109 (Fig. 3) für Signale über den Abschlu3 der Informationsaufnahme bzw. Ausgabe die Schienen 6 und 7 Fig 1) des Operationsauführungswerks 1 sind.
Die Koppelleitung 55 (Fig. 3) der Informationsaustausehiheit 52 ist an den mehrkanaligen Ausgang 19 (Fig. 1) des Operationsausführungswerks 1 angeschlossen.
Die Schiene 104 (Fig. 3) für das der Informationsaufnahme auslösende bzw. die ausgegebene Information begleitende Signal, die in der Steuereinheit 76 vorhanden ist, ist an den Ausgang 20 (Fig. 1) des Operationsausführungswerks 1 angeschlossen, Die in der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus vorgesehene- Synchronsignalschiene 138 (Fig. 3) ist mit der Synchronsignalschiene 15 (Fig. 1) verbunden.
Der Starteingang 74 (Fig. 3) der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ist mit dem Starteingang 23 (Fig.
2) des multistabilen Triggers 22 identisch.
Die Schiene 107 (Fi. 3) für die den Abschluß der Informationsaufnahme bzw. -ausgabe meldenden Signale ist mit dem Ausgang 16 (Fig. 1) des Mikroprogrammsteuerwerks 8 verbunden.
Die Synchronsignalschiene 138 (Fig. 3) ist durch die Kopplung 31 (Fig. 2) mit der Folgegruppe 30 verbunden.
Die Ausgänge 83, 84, 85, 113 und 132 (Fig. 3) der Linheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus bilden den mehrkanaligen Ausgang 35 (Fig. 2) der Gruppe 33 zur Bildung der Taktsignale.
In der Einheit 21 (Fig. 3) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus sind der Eingang 137, die von den steuereinheiten 76, 77 und 78 führenden Eingänge und der von der Einheit 42 für Ausführung arithmetischer und logischer Operationon führen de Eingang vereinigt und bilden den mehrkanaligen Eingang 29 (Fig. 2) der Vergleichsgruppe 27.
Das Mikroprogrammsteuerwerk 8 (Fig. 1) für die Ausgabe von parallelen Mikrobefehlscodes enthält ein Eingangsregister 146 (Fig. 4), das einen mehrkanaligen Eingang 147 hat, ein Eingangsregister 148 mit einem mehrkanaligen Eingang 149, eine Einheit 150 (Fig. 4) der programmierbaren dessen, deren einer mehrkanaliger Eingang 151 am Ausgang des Eingangsregisters 146 und deren anderer mehrkanaliger Eingang 152 an Ausgang des Eingangsregisters 148 liegt.
Der eine Teil der zu den Eingangsregistern 146 und 148 gehörenden mehrkanaligen Eingänge 147 und 149 ist jeweils für die Aufnahme des Befehlscodes, der andere aber für die Aufnahme der Information über die Zustände des Operationsergebnisses bestimmt0 Im angeführten Beispiel dient das Eingangsregister 146 zur Aufnahme und Speicherung des Befehls. Daher wird hier nur derjenige Teil der Kanäle des mehrkanaligen Eingangs 147 benutzt, der für die Ankunft des Befehlscodes bestimmt ist und mit dem mehrkanaligen Eingang 9 (Fig. 1) des Mikroprogramm steuerwerks 8 zusammenfällt.
Das Eingangsregister 148 (Fig. 4) nimmt die die Zustände des Operationsergebnisses kennzeichnenden Informationen auf.
Daher wird hier der andere Teil der Kanäle des mehrkanaligen Eingangs 149 benutzt, nämlich derjenige, der für die Aufnahme der Information über die Zustände des Operationsergebnisses bestimmt ist und der mit dem mehrkanaligen Eingang 19 (Fig. 1) des OperationsausführunbsWYerks 1 zusammenfällt.
Der mehrkanalige Ausgang der Einheit 150 der programmier baren Adressen ist an den mehrkanaligen Eingang 153 eines Mikrobefehlsspeichers 154 gelegt, dessen einer mehrkanaliger Ausgang 155 mit dem mehrkanaligen Eingang eines Mikrobefehlsregisters 156, dessen anderer mehrkanaliger Ausgang 157 mit dem mehrkanaligen Eingang eines. Dienstregisters 158 und dessen dritter mehrkanaliger Ausgang 159 mit dem mehrkanaligen Lingang eines Rückführungsregisters 160 verbunden sind, wobei der Ausgang dieses letzteren an den mehrkanaligen Eingang 161 der Einheit 150 der programmierbaren Adressen angeschlossen ist, Der mehrkanalige Ausgang 162 des Mikrobehfelsregisters 156 führt zum mehrkanaligen Eingang eines Ausgangsre gisterblocks 163, der einen Mikrobefehlsausgang 164 und einen Startausgang 165 besitzt.
Die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus, die zum Mikroprogrammsteuerwerk 8 gehört, verfügt über den Eingang 14 für die das Mikroprogrammsteuerwerk in den Zustand von Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge überführende Signal, eine Synchronsignalschiene 166 und eine weitere Synchronsignalschiene 167.
Für das Eingangsregister 146 ist eine Steuereinheit 168 mit einem Eingang 169 und einem Ausgang 170, für das Eingangsregister 148 eine Steuereinheit 171 mit einem Eingang 172 und einem Ausgang 173 vorgesehen. Die erwähnten Dingänge 169 und 172 der Einheiten 168 bzw. 171 sind für die das Eintreffen der Information in das entsprechende Eingangsregister 146 bzw. 146 meldenden Signale, der erwähnte Ausgang 170 bzw0 173 für die das erfolgte Einschreiben der Information in das entsprechende Eingangsregister 146 bzw, 148 meldenden Signale bestimmt. Ein Eingang 174 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ist an den entsprechenden Eingang der Einheit 150 der pro;rammierbaren Adressen angeschlossen, wobei ein Ausgang 175 dieser letzteren mit dem entsprechenden Eingang des Mikrobefehlsspeichers 154 verbunden ist, dessen Ausgang 176 an den entsprechenden Eingang der Einheit 21 für Bildung des inneren Arbeitszyklus gelegt ist.
Ein Ausgang 177 des Dienstregisters 158 ist auf einen Eingang des Ausgangsverstärkerblocks 163, sein Ausgang 178 auf einen Eingang 179 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus, sein Ausgang 180 auf einen Eingang des Rückführungsregisters 160, sein Ausgang 181 auf einen Eingang der Steuereinheit 171, sein Ausgang 182 auf einen Eingang der Steuereinheit 168 geschaltet. Ein Ausgang der Steuereinheit 168 arbeitet auf einen Eingang 183 des Eingangsregisters 146 und einen Eingang 184 der Einheit 21 für Bildung des inneren Arbeitszyklus, ein Ausgang der Steuereinheit 171 auf einen Eingang 185 des Eingangsregisters 148 und einen Eingang 186 der Einheit 21 für Bildung des inneren Arbeitszyklus0 Ein Ausgang 187 der Einheit 21 für Bildung des inneren Arbeitszyklus ist an einen Eingang 188 der Steuereinheit 168 und einen Eingang 189 der Steuereinheit 171, ihr Ausgang 190 an einen Eingang des Rückführregisters 160, ihr Ausgang 191 an einen Eingang des Mikrobefehlsregisters 156, ihr Ausgang 192 an einen Eingang des Dienstregisters 158 angeschlossen.
Der Eingang 169 (Fig. 4) der Steuereinheit 168 ist mit dem Eingang 10 (Fig. 1) des 21ikroporgrs steuer«!erks 8, ihr Ausgang 170 (Fig. 4) mit dem Ausgang 11 (Fig. 1) des Mikroprogrammsteuerwerks 8 identisch.
Die Schiene 167 (Fig. 4) der Einheit 21 für die Bildung des inneren Arbeitszyklus ist mit der Synchronsignalschiene 12 (Fig. 1), die Schiene 166 (Fig. 4) mit der Synchrosignalschiene 15 (Fig. 1) verbunden.
Der ausgang 165 (Fig. 4) des Ausgangsverstärkerblocks 163 fällt mit dem Ausgang 17 (Fig. 1) des Mikroprogrammsteuer werks 8 zusammen und liegt am Eingang 74 (Fig. 3) der Einheit 21 für Bildung des inneren arbeitszyklus.
Der mehrkanalige Ausgang 164 (Fig. 4) des Ausgangsverstärkerblocks 163 st der mehrkanalige Ausgang 18 (Fig. 1) des Mikroprogrammsteuerwerks 8; er liegt am mehrkanalien Eingang 37 (Fig. 3) des Mikrobefehlsregisters 36 des Operationsausführungswerks 1. Der Ausgang 173 (Fig. 4) der Steuereinheit 171 fällt mit dem Ausgang 16 Fig 1) des Mikroprogrammsteuerwerks 8 zusammen.
Der Ausgang 20 des Operationsausführungswerks 1 ist auf den Eingang 172 (Fig. 4) der Steuereinheit 171 geschaltet.
In Fig. 5 ist des trukturschaltbild des rechentechiischen Mikroprocessorsystems bei der Parallelschaltung, der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, und 197 bzw. dem Parallelanschluß derselbe an das Mikroprogrammsteuerwerk 8 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl der parallel zu verarbeitenuen Informationen dargestellt, Die Operationsatusführungswerke 194, 195, 196 und 197 ersetzen hier das Operationsausführungswerk 1 (Fig. 1, Fig. 3), so daß hier die gleichen Bezugsziffern verwendet werden, wie in Fig. 1 und Fig. 3 Die Eingänge 13 (Fig. 5) der einzelnen Operationsausführungswerke 194, 195, 196 und 197 sind zu einem gemeinsamen Eingang 198 für das die Operationsausführungswerke 194, 195, 196 und 197 in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge überführende Signal zusammengefaßt. Die Schienen 15 sind ebenfalls vereinigt und an das Mikroprogrammsteuerwerk 8 angeschlossen. Die mehrkanaligen Eingänge 37 (Fig. 3) der Mikrobefehlsregister 36 sind zusammengelegt und an den mehrkanaligen Ausgang 18 (Fig. 5) des Mikroprogrammsteuerwerks 8 gelegt.
Die Starteingänge 74 der einzelnen Operationsausführungswerke 194, 195, 196 und 197, die ebenfalls zusammengelegt sind, liegen am Ausgang 17 des Mikroprogrammsteuerwerks 8. Die- Koppefleitungen 55 (Fig. 3) der Informationsaustauscheinheiten 52 der einzelnen Informationsausführun,saerke 194, 195, 196 und 197 (Fig. 5) sind vereinigt und an einen mehrkanaligen Eingang 199 des Mikroprogrammsteuerwerks 8 angeschlos sen, der mit einem Teil der Kanäle für die Aufnahme der Zustände des Operationsergebnisses mit dem mehrkanaligen Eingang 149 (Fig. 4) des Eingangsregisters 148 verbunden ist.
Die Schienen 104 (Fig. 3) der Steuereinheiten 76 sind vereinigt und an einen Eingang 200 (Fig. 5) des W.ikroprogrammsteuerwerks 8 angeschlossen.
Der Eingang 200 ist der Eingang 172 (Fig. 4) der Steuereinheit 171.
Die Kopplung 90 (Fig. 3) der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl der Operationsausführungswerke 194, 195, 196 und 197 ist an den Eingang 93 (Fig. 3) der Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen und über eine Kopplung 201 an den Eingang 94 des Werschiebers 46 der Operationsausführungswerke 195, 196, 197 bzw0 194 angeschlossen.
Die Schienen 4 der einzelnen Operationsausführungswerke 194, 195, 196 und 197 sind zu einer gemeinsamen Schiene 202 zus ammenge faßt.
Die Schienen 5 sind ebenfalls vereinigt und bilden eine gemeinsame Schiene 203.
Die Schienen 6 sind vereinigt und bilden eine gemeinsame Schiene 204.
Die Schienen 7 sind vereinigt und bilden eine gemeinsame Schiene 205.
Die Schienen 107 für die Signale über den Abschluß der Informationsaufnahme bzw0 Ausgabe sind vereinigt und an den Ausgang 16 (Fig. 1) für das den abschluß der Informationsaufnahme meldende Signal angeschlossen0 Der Ausgang 89 der Einheit 75 (Fig. 3) zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl im Operationsausführungswerk 194 bz, 195 bzw. 196 bzw. 197 (Fig. 5) ist mit dem Eingang 91 (Fig. 3) der Einheit 42 zur den Ausführung arithmetischer und logischer Operationen und/Eingang 92 des Verschiebers 46 im Operationsausführungswerk 195 bzw. 196 bzw 197 bzw. 194 (Fig. 5) gekoppelt.
In Fig. 6 ist das Strukturschaltbild des rechentechnischen Mikroprocessorsystems bei der Parallelschaltung der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 und Reihenschal tung der Mikroprogrammsteuerwerke 206, 207 cit dem Zweck einer Operationssteuerun6 auf zwei Ebenen angeführt. Die Mikroprogrammsteuerwerke 206 und 207 ersetzen hier das Mikroprogrammsteusr:;erk 8 nach Fig. 1 und 4 so daß hier die gleichen Bezugsziffern vorkommen wie in Fig, 1 und Fig. 4.
Der Ausgang 17 (Fig. 6) des Mikroprogrammsteuerwerks 206 ist an den Eingang 10 des Mikroprogrammsteuerwerks 207 angeschlossen. Der mehrkanalige Ausgang 18 des Mikroprogrammsteuerwerks 206 liegt am mehrkanaligen Eingang 9 des Mikroprogrammsteuerwerks 207. Die Synchrosignalschiene 15 des Microprogrammsteuerwerks 206 ist mit der Synchronsignalschie ne 12 des Microprogrammsteuerwerks 207 verbunden. Die mehrkanaligen Eingänge 199 der Microprogrammsteuerwerks 206 und 207 sind zusammengelegt und an die vereinigten Koppelleitungen 55 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 angeschlossen. Die Ausgänge 16 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 sind zusammengelegt und an die vereini Schienen 107 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 angeschlossen. Die Eingänge 200 der Mikroprogrammsteuerwerke 206 und 207 sind zusammengelegt und an die vereinigten Schienen 104 für das die Informationsaufnahme auslösende bzw. die ausgegebene Information begleitende Signal angelegt, wobei diese Schienen zu den Operationsausführungswerken 194, 195, 196, 197 gehören.
In i"ig. 7 ist das Strukturschaltbild des rechentechnischen Mikroprocessorsystems bei der Parallelschaltung der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 und Parallelschaltung der Microprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 angeführt. Die Microprogrammsteuerwerke 20a, 209, 210 ersetzen das Microprogrammsteuerwerk 8 nach Fig. 1, Fig. 4, so daß hier die gleichen Bezugsziffern vorkommen wie in Fig. 1 und Fig. 4. Die mehrkanaligen Eingänge 9 (Fig. 7) der Mikroprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 sind zu einem gemeinsamen mehrkanaligen isinzang 211 für Befehlscode zusammengefaßt.
Die in den einzelnen Microprogrammsteuerwerken 208, 209, 210 vorgesehenen Eingänge 10 für das die Ankunft des Befehlscodes meldende Signal sind ebenfalls zu einem gemeirsamen Eingang 212 zusammengefaßt. Die in den einzelnen Mikroprogrammsteuerwerken 208, 209, 210 vorhandenen eingänge 11 für das den Abschluß der Informationsaufnahme meldende Signal sind schließlich auch zu einem gemeinsaen Ausgang 213 zusammengefaßt.
Die Startausgänge 17 der Microprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 sind zusammengelegt und an die zusammengelegten Eingänge 74 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 angeschlossen. Die mehrkanaligen Ausgänge 18 für Mikrobefehle,die -es in den einzelnen Microprogrammsteuerwerken 208, 209 und 210 gibt, sind ebenfalls zusammengelegt und an die zussammengelegten mehrkanaligen Eingänge 37 für Mikrobefehle angeschlossen. Die mehrkanali,en Eingänge 199 der einzelnen Mikroprogrammsteuerwerke 208, 209,210 sind schließlich auch zusammengelegt und mit den vereinigten Koppelleitungen.55, die zu den einzelnen Operationsausführungswerken 194, 195, 196 197 gehören, verbunden. Die zu den einzelnen Microprogrammsteuerwerken 208, 209 210 gehörenden Synchronsignalschienen 12 sind zu einer gemeinsamen Synchronsignalschiene 214 vereinigt Die in den einzelnen Operationsausführungswerken 194, 195, 196, 197 sowie den einzelnen Microprogrammsteuerwerken 208, 209, 210 vorhandenen Sychronsignalschienen 15 sind ebenfalls vereinigt. Die Eingänge 200 der einzelnen Microprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 sind zusammengelegt und mit den vereinigt ten Schienen 104 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 verbunden. Die Ausgänge 16 der einzelnen Sikroprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 sind ebenfalls zusammengelegt und mit den vereinigten Schienen 107 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 verbunden.
In Fig. 8 ist das Strukturschaltbild des rechentechnischen Mikroprocessorsystem bei der Parallelschaltung der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 und Reihenparallelschalt.unÖ der Mikroprogra=steuerwerke 215,216,217 zum Zweck einer Erweiterung des Speicherumfangs und Operationssteuerung auf zwei Ebenen angeführt. Die Microprogrammsteuerwerke 215, 216, 217 ersetzen hier das Mikroprogramm steuerwerk 8 (nach Fig.1, Fig. 4), so daß hier die gleichen Bezugsziffern vJie in Fig. 1 und Fig. 4 vorkommen.
Die mehrkanaligen Eingänge 199 (Fig. 8) der einzelnen $Microprogrammsteuerwerke 215, 216, 217 sind zusammengele,t und mit den vereinigten Koppelleitungen 55 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 verbunden. Die mehrkanaligen Ausgänge 18 der Microprogrammsteuerwerke 215, 216, 217 sind ebenfalls zusammengelegt, und an die zussammengelegten Eingän ge 37 der Operationaiausführur!gswerke 194,195, 196, 197 angeschlossen. Die Startausgänge 17 der beiden Microprogrammst«erwerke 215, 216 sind auch zusammengelegt und an die zusammengelegten Starteingänge 74 der Operationsausführungs werke 194, 195, 196, 197 angeschlossen. Die zu den Mikroproo grammsteuerwerke 215, 216,gehörenden Synchronsignalschienen sind 15/ mit den zu den einzelnen Operationsausführungswerken 194, 195, 196, 197 gehörenden Synchronsignalschienen 15 vereinigt.
Die in den Mikroprogrammsteuerwerken 215, 216 vorhandenen Synchronsignalschienen 12, die vereinigt sind, sind mit der Synchronsignalschiene 15 des Mikroprogrammsteuerwerks 217 ver bunden. Die zusammengelegten Eingänge 10 der Mikroprogrammsteuerwerke 215, 216 sind an den Startausgang 17 des Mikroprogrammsteuerwerks 217 angeschlossen, Die zusammen0elegten mehrkanaligen Eingänge 9 der Mikroprogrammsteuerwerke 215, 216 sind an den mehrkanaligen Ausgang 18 des Mikroprogrammsteuerwerks 217 angeschaltet. Die zusammengelegten Eingänge 200 der Mikroprogrammsteuerwerke 215, 216, 217 sind mit den vereinigten Schienen 104 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197,die zusammengelegten Ausgänge 16 der Mikroprogra=steuer'ierke mit den vereiniten Schienen 107 de Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 verbunden.
Die Einheit 75 (Fig. 9) zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl besteht aus einem Kommutator 218 für die Signale des Likrooperationsdecodierers 38 (Fig. 3), einem Kommutator 219 (Fig. 9) für die Übertragssignale, einem Kommutator 22C für die verschobenen Stellen, einem Kommutator 221 für die das Ubertragssignal begleitenden Signale, ferner einem Kommutator 222 für die verschobenen Stellen una Anpassung schaltungen 223 und 224. Der Eingang 86 ist auf die Kommutatoren 218 und 22, Eingang 79 auf die Kommutatoren 218, 219 und 22, Eingang 80 auf die Kommutatorem 218, 219 und 221, Eingang 81 auf die Kommutatoren 220 und 22 und Einang 82 auf die Abstimmun6sschaltunen 223 und 224 geschaltet. Die Anpassungsschaltung 224 ist an die Kopplung 90 angeschlossen.
Die zusammengelegten Ausgänge der Komautatoren 218, 219 und 220 sind an die Anpassun6sschaltung 223 angeschlossen, deren Ausgang mit dem Ausgang 89 der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl identisch ist. Die Ausgänge 87 und 88 (Fig. 3) der Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen sind an die Eingänge 225 bzw. 226 (Fig. 9) der Kommutatoren 219 und 221 geführt. Der Ausgang 95 (Fig. 3) des Verschiebers 46 ist mit dem Eingang 227 (Fig. 9) des Kommutators 220 verbunden.
Der Eingangs 133 ist an den Eingang 228, 229, 230 der Kommutatoren 219, 220 bzw. 222 angeschlossen.
Der ausgang des Kommutators 221 ist an den Eingang der Anpassungsschaltung 224 angeschlossen, deren Ausgang mit dem Kommutator 222 verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Ausgang 96 der Einheit 75 zur Vergrößerun0- der maximalen Stellenzahl identisch ist.
In Fig. 10 ist das Strukturschaltbild der Steuereinbeit 76 gezeigt. Die Steuereinheiten 77 und 78 (Fig. 3) sind schaltungstechnisch analog ausgeführt, wobei der Eingang 98 der Steuereinheit 76 den Eingängen 100 und 102 der Steuereinheiten 77 und 78, Eingang 99 ihren Eingängen 101 und 103, Eingang 114 ihren Eingängen 115 und 116, Eingang 120 ihren Eingängen .121 und 122, Ausgang 140 ihren Ausgängen 142,und 144, Ausgang 141 ihren Ausgängen 143 und 145, Schiene 104 ihren Schienen 105 und 106 und Schiene 107 ihren Schienen 108 und 109 entspricht.
Des weiteren wird ein Strukturschaltbild der Steuereinheit 76 beschrieben.
Die Steuereinheit 76 (Fig. 10) besteht aus Flipflops 231 und 32 und Ausgangsschaltungen 233 und 234. Die Eingänge 98 und 114 führen zum Flipflop 231, dessen einer Ausgabe der Ausgangsschaltung 233 vorgeschaltet ist, dessen anderer Ausgang mit dem Ausgang 40 der Steuereinheit 76 zusammenfällt.
Die Eingänge 99 und 120 führen zum Flipflop 232, dessen einer Ausgang der Ausgangsschaltung 234 vorgeschaltet ist, dessen anderer Ausgang mit dem Ausgang 141 der Steuereinheit 76 zusammenfällt. Die Schiene 104 ist an die Ausgangsschaltung 234 und einen dritten Eingang 235 des Flipflops 231, Schiene 107 an den Ausgangsschaltung 233 und einen dritten Eingang 236 des Flipflops 232 angeschlossen.
In iig. 11 ist das Struktuschaltbild der Steuereinheit 168 abgebildet. Die Steuereinheit 171 (Fig. 4) ist schaltungstechnisch analog ausgeführt, wobei der Eingang 169 der Steuereinheit 168 dem Eingang 172 der Steuereinheit 171, m ngang 188 ihrem Eingang 189 und Ausgang 170 ihrem Ausgang 173 entspricht.
Weiter unten wird nur das Strukturschaltbild der Steuereinheit 168 (Fig. 11) beschrieben, die aus einem Flipflop 237 und einer Ausgangsschaltung 238 besteht.
Die Eingänge 169 und 188 sind die des Flipflops 237, dessen einem Ausgang die Ausgangsschaltung 238 nachgeschaltet ist, deren Ausgang sich mit dem Ausgang 170 der Steuereinheit 168 deckt. Der andere Ausgang 239 des Flipflops 237 ist mit dem Eingang 183 (Fig. 4) des Eingangsregisters 146 oder dem Eingang 185 des Eingangsregisters 148 verbunden.
Der Ausgang 182 (oder Ausgang 181) des Dienstregisters 158 ist auf den Eingang 240 (Fig. 11) des Flipflops 237 geschaltet0 Das Dienstregister 158 (Fig. 12) Ist aus Flipflops 241, 242, 243,244, 245 mit Ausgängen 177, 178, 180, 181 bzw. 182 zusammengeschaltet.
Der mehrkanalige Ausgang 157 (Fig. 4) des Mikrobefehlsspeichers 154 ist an die Eingänge 246, 247, 248, 249. und 250 (Fig. 12) der einzelnen Flipflops 241, 242, 243, 244 bzw0 245 angeschlossen. Der Ausgang 192 (Fig. 4) der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ist an die anderen Mngänge 251, 252, 253, 254, 255 (Fig. 12) der einzelnen Flnpflops 241, 242, 243, 244, 245 parallel geführt.
Das rechentechnische Mikroprocessorsystem verarbeitet die digitalen Informationen wie folgt. Über den Eingang 13 (Fig. 1) des Mikroprogrammsteuerwerks 8 läuft ein Signal ein, das das Mikroprogrammsteuerwerk in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge überführt. Das Mikroprogran:msteuerwerk 8 formiert an der Synchronsignalschiene 12 ein Signal, das das Ablesen der Steuerinformation aus der äußeren Informationsquelle (nämlich dem nicht dargestellten Arbeitsspeicher) auslöst. Der Befehlscode gelangt über den mehrkaialigen Eingang 9 des Mikroprogrammsteuerwerks 8 ins Eingangsregister 146 (Fig. 4) . Am Eingang 10 (Fig. 1) kommt ein Signal als Kennzeichen des am mehrkanaligen Eingang 9 anstehenden Befehlscodes an. Das Mikroprogrammsteuerwerk 8 formiert am Ausgang 11 ein Signal, das das erfolgte Einschreiben des Befehlscodes ins Eingangsregister 146 (Fig. 4) quittiertO Auf dieses Signal hin wird der Arbeitsspeicher abgeeschaltet. Fehlt im Microprogrammsteuerwerk 8 (Fig. 1) die Steuereinheit 168 (Fig. 4), so laufen die genannten Signale auf der Synchronsignalschiene 12 (Fig. 1). Das Microprogrammsteuerwerke 8 gibt über des mehrkanligen Ausgang 18 einen Mikrobefehl aus und formiert am Startaus,ang 17 ein Startsignal, das am Starteingang 74 des Operationsausführungs-Werks 1 eintrifft, Im Operationsausführungerk 1 wird der Ausgangszustand mit dem Eintreffen eines Signale an Eingang 13 der Einheit 21 (Fig. 3) für Bildung des innerer Arbeitszyklus eingestellt. Über den mehrkanaligen Ausgang 18 (Fig. 1) holt das Operationsausführungswerk 1 den Mikrobefehlscode ein und läßt an der Synchronsignalschiene 15 Signale entstehen, die für den Zustand nach erfolgter Übertragung des Mikrobefehlscodes ins Operationsausführungswerk 1 kennzeichnend sind.
Danach werden vom mehrkanaligen Ausgang 18 des Mikroprogrammsteuerwerks 8 keine Informationen mehr geliefert, und das Microprogrammsteuerwerk 8 kann zum nächsten Zyklus der Mikrobefehlscodebildun; übergehen. Steht dabei im neugebildeten Mikrobefehl eine Anweisung, den Zustand des Operationsergebnisses abzufragen, so geht nun das Microprogrammsteuerwerk 8 zum Wartebetrieb über, d.h. liefert nicht den nächsten Mikrobefell. Das Operationsausführungswerk 1 formiert inzwischen den Zustand des Operationsergebnisses, und liefert ihn über den mehrkanaligen Ausgang 19 auf die Kopelitung 55 (Fig .3) aus, wobei auch vom Aus'ang 20 (Fig. 1) ein Signal als Meldun hierüber abgeht Nach der Aufnahme dieser Information schickt das Miopro6'rammsteuerwerk 8 über den usgang 16 die entsprechende Meldung ab. Fehlt die Steuereinheit 171 (Fig. 4) bei dem Mikroproammsteuerwerk 8, so laufen die Senannten Signale auf der Synchronsignalschiene 15 (Fig.1). Das Operationsausführungswerk 1 trennt daraufhin die für die Informationsaustauscheinheit 52 vorgesehene Koppelleitung 55 (Fig.3) vom mehrkanalien Ausgang 19 (Fig. 1). Uber die mehrkanaligen Koelleitungen 2 und 3 gibt das Operationsaus£Uhrungswerk 1 das Resultat aus oder nimmt die Operanden auf. Dabe laufen über die Sch-nen 4 und 5 die aus dem Operationsausführungswerk 1 bzw. der Informonsquelle (dem beitsspeicher) stammenden Signale, die die Ausgabe de' Informationen auf die Koprellinien 2 und 3 melden. Uber die Schienen 6 und 7 schickt das Operationsausführungs7erk 1 bzw. die Informationsquelle 5i6-nale, die das erfolte Übernehmen der Informationen über die Koppellinien, 2 und 3 melden. Bei' Vorhandensein nur einer Informationsaustauscheinheit 52 gibt das Operationsausführungs Werk 1 das Operationsergebnis aus bzw. holt die Operanden über die Koelleitung 55 ein.
Der beschriebene Informationsaustausch zwischen Operationsausführungswerk 1 und Microprogrammsteuerwerk 8 bzw. zwi schen diesen beiden und den äußeren Informatiönsquellen wird durch die Einheit 21 (Fig. 2) zur Bildwi des inneren Arbeitszyklus gesichert, die folgendermaßen funktioniert.
Der multistabile Trigger 22 verfügt also über n stabile Zustände, derart, daß er aus dem i-ten stabilen Zustand in den i+1-ten stabilen Zustand und aus dem n-ten stabilen in den 1-ten stabilen Zustand gesetzt werden kann. Wird der i-te stabile Zustand des multistabilen Triggers 22 mit S(i) bezeichnet, so kann man das Umsetzen des multistabilen Triggers 22 folgendermaßen definieren: S(i) + S(i+1), aenn i 4 n, und S(i) # S(1), wenn i = n, Jeder stabile Zustand des multistabilen triggers 22 entspricht einer bestimmten Stufe des Durchlaufs der Information durch das Operationsausführungswerk 1 bzw0 Mikroprogrammsteuerwerk 8. Der stabile Zustand S(1) des multistabilen Triggers 22 Fig 2) ist ein Fartezustand. Aus den Zustand S(1) in den Zustand S(2) vlird der multistabile Trigger 22 bei Ansteuerung mit einem Signal am Starteingang 23 unceschaltet. Der multistabile Trigger 22 kippt in den stabilen Zustand S(1) zurück bei Ankommen an Eingang 24 eines Signals, das das betreffende Einzelwerk in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge überführt, Im Zustand S(2) (wo ein Startsignal am Eingang 23 vorliegt) formiert der multistabile Trigger 22 Signale, die zum Eingang 34 der Gruppe 33 zur Bildung der Taktsignale, Eingang 26 der.Verzögerungsgruppe 25 und über die Koppellinie 32 zur Folgegruppe 30 gelangen. Die Gruppe 33 zur Bildung der Taktsignale liefert vom Ausgang 25 aus die der anstehenden Stufe des Durchlaufs der Information durch das Operationsausführungswerk 1 ig. 1) bzw. Mikroprogrammsteuervlerk 8 entsprechendan Taktsignale. Die am Eingang 26 (Fig. 2) der Verzögerungsgruppe 25 anliegenden Signale werden je nach der laufenden Stufe der Informationsverarbeitung verzögert und an den mehrkanaligen Eingang 29 der Vergleichsgruppe 27 weitergegeben.
Ober die Kopplung 32 schickt der multi stabile trigger 22 Signale zur Folgegruppe 30, wobei die Folgegruppe 30 die Signale bildet, die über die Kopplung 31 weitergeleitet werden. Am mehrkanaligen Eingang 29 der Vergleichs gruppe 37 kommen die den Abschluß der einzelnen Stufen des Durchlaufs der Information durch das Operationsausführungswerk 1 (Fig. 1) bzw. Mikroprogrammsteuerwerk 8 meldenden Signale an. Beim Zusammenfallen des Signals am mehrkanaligen Eingang 28 und des am nehrkanaligen Eingang 29 bildet die Vergleicbsgruppe 27 die Signale, die am mehrkanaligen Lingang der Molgegruppe 30 eintreffen, Die Folgegruppe 30 wird abgeschaltet, so daß keine S Signale mehr auf die Koppelleitung 31 ausgegeben werden und ueber die Kopplung 32 an den multistabilen Trigger 22 die Signale ausgeschickt werden, die diesen in den Zustand S(3) überführt. nenn dabei aber über die Kopplung 31 von der äußeren Informtionsquelle bzw. dem äußeren Informationsempfänger her Signale einlaufen, die den von der Folgegruppe 30 gebildeten analog sind, wird über die Kopplung 32 kein den multistabilen Trigger 22 umschaltendes Signal geschickt, so daß der Trigger 22 im Zutand S(2) bleibt. Bei Zustand S(3) des multistabilen Trigger 22 wird der beschriebene Funktionsablauf der Einheit 21 für Bildung des inneren Arbeitszyklus noch einmal durchlaufen.
Somit wird der multistabile Trigger 22 immer aus einem stabilen Zustand in einen anderen umgesetzt, bis der Zustand n) erreicht wird, aus welchem er dann in den Wartezustand S(1) zurückkippt. Hiermit endet die Einheit 21 die Bildung des inneren Arbeitszyklus.
Das Operationsausführungswerk 1 (Fig. 3) hat folgenden Funktionsablauf. An den Eingang 24 wird nach dem Einschalten der Stromversorgung das Startsignal gegeben, das das Operationsausfuhrungsterk 1 in den Zustand vor Beginn der Sharbeitung einer Befehlsfolge bringt. Der multistabile Trigger 22 (Fig. 2) nimmt den Wartezustand S(1) ein. Über den mehrkanaligen Eingang 37 (Fig. 3) des Mikrobefehlsregisters 36 set der Mikrobefehl an, an Starteingang 23 (Fig. 2) wird ein Signal wirksam, das den multistabilen Trigger 22 in den stabilen Zustand S(2) überführt0 Der Mikrobefehl wird ins Mikrobefehlsregister 36 (Fig. 3) übernommen. Nach einiger Zeit, die vergeht, bis die Gruppe 33 (Eig. 2) zur Bildung der Taktsignale angesprochen hat, wird vom Ausgang 132 (Fig. 3) der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ein Signal abgegeben, das das Mikrobefehlsregister 36 vom mehrkanaligen Eingang 37 trennt. Nun ist der Mikrobefehlscode im Mikrobefehlsre0ister 36 festgehalten. Vom mehrkanaligen Ausgang 39 aus gelangt der Mikrobefehlscode zum Mikrooperationsdecodierer 38, der den Mikrobefehl entschlüsselt. Nach der Entschlüsselung des Befehlscodes formiert die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ein lesesignal, das vom Ausgang 83 abgeht. Im Innern des Operationsausführungswerk 1 erfolgt nun Je nach der codierten Anweisung des Mikrobefehls das Lesen der Information entweder aus den Registern des Mehrzweckregisterblocks 40 oder dem Register 49 für Zustand des Operationsergebnisses, oder dem Resultatregister 58.
Erzeugt der Llikrooperationsdecodierer 38 die Signale, die an den Eingängen 98, 100, 102 der Steuereinheiten entsprechend 76, 77, 78 ankommen, so nimmt das Operationsausführungswerk 1 vor der Bindung des Lesesignals die Informationen auf, die über die Kopplelleitungen 55, 56- 57 für die Informationcaustauscheinheiten 52, 53 bzvi. 54 eintreffen. Die Information vor mehrkanaligen Ausgang 69, 67, 68 der im Mikrobefel angegebe nen Informationsaustauscheinheit 52, 53 bzw. 54 liegt am mehrkanaligen Eingang 71 des Resultatregisters 58 an. Die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus gibt vom Ausgang 113 aus den Eingang 117 des Resultatregisters 58 das die Informationsaufnahme auslösende Signal, und die über den mehrkanaligen Eingang 71 laufende Information wird ins Rrsultatregister 58 eingeschrieben. Während des Lese taktes werden die Informationen auf die mehrkanaligen Eingänge 43 und 63 der Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen ausgegeben. Auf den mehrkanaligen Eingang 43 wird entweder der Inhalt eines der Register des Mehrzweckregisterblocks 40 oder der Inhalt eines Teils des MikrobefehlsreOisters 36 ausgeliefert. Zum mehrkanaligen Eingang 63 gelangt je nach dem Mikrobefehlscode entweder der Inhalt eines der Register des Mehrzweckregisterblocks 40 oder der Inhalt des Resultatregisters 58, oder der Inhalt des Registers 49 für den Zustand des Operationsergebnisses. Die ausgelesenen Informationen werden über die mehrkanaligen Eingänge 43 und 63 in die Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen eingegeben, die die Operation (Addition, Subtraktion, Addition mit 1, Konjuktion, Disjunktion, Informattionsübertragung, Modulo-2-Addition usw.) ausführt. Den Typ der Operation legt das im rJikrooperationsdecodierer 38 gewonnene Steuersignal fest, das am Eingang 139 ankommt0 Die Einheit 75 zur Vergrößerur der maximalen Stellenzahl dient zur UbertragunÖ der Übertragssignale oder Signale der verschobenen Stellen je nach den Signalen, die von der Einheit 21 zur Bildung des inneren A'rbeitszyklus erzeugt werden.
Die Einheit 75 (Fig. 9) zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahi hat folgende Funktion. Das am Eingang 79 der Einheit 75 für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl eintreffende Signal bestimmt die Arbeitsweise der Kommutatoren 218 und 219. Der Pegel der logischen Null schaltet den Kommutator 218 ein und den Kommutator 219 ab, während der regel einer logischen Eins den Kommutator 219 einschaltet und den Kommutator 218 abschaltet. Eine logische Sull am Eingang 79 der Einheit 75 für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl kennzeichnet das höchste Operationsausführungswerk(zum Baispiel das Operationsausführungswerk 197 nach Fig. 5, 6, 7) eine logische Eins am Eingang 79 der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl entspricht den niedrigsten Operationsausführungswerken z.B. den Operationsausführungswerken 194, 195, 196 . Auf der Stufe des Einlesen der Informationon, die auf die mehrkanaligen Eingänge 43 und 63 der Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen gegeben werden, bewirkt das Testsignal am Eingang 80 (Fig. 9) der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl das Einschalten des Kommutators 218, 219 bzw.
Kommutators 221. Das am gemeinsamen Ausgang des Kommutatoren 218, 219 und 220 wirkende Signal wird dem Eingang der obstimmungsschaltung 223 und das am Ausgang des Xommutators 221 liegende Signal dem Eingang der Abstimmungsschaltung 224 zuceleitet. Das von der Einheit 21 (Fig. 3) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus erzeugte Signal am Eingang 82 (Fig 9) öffnet die Abstimmungsschaltungen 223 und 224. Von Ausgang 89 geht ein Übertragssignal ab, wenn an den Eingang 79 der Pegel einer logischen Eins angelegt wird, und al diesem Ausgang erscheint der Pegel einer logischen ins, wenn der Eingang 79 auf dem Niveau einer logischen Null und der Ausgang 86 auf dem Niveau einer logischen Eins liegt. Der Ausgang 89 führt den Pegel einer logischen Mull, wenn dem Eingang 79 nie dem Eingang 86 der Pegel einer logischen Null zugeführt wird.
Führt das Operationsausführungswerk 1 (Fig. 3 ) die Operation vom Typ "Addition mit Ubertrag" oder "Subtraktion mit Abzug" durch, so wird das am Eingang 228 des Kommutators 219 anliegende Signal beim Lesen vom Ausgang 89 der Einheit 75 für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl abgegeben. Uberdie Koppelleitung 90 schickt die Abstimmungsschaltung 224 das den Übertrag begleitende Signal. Dieses Signal kommt zum Eingang 226 des Kommutators 221 vom entsprechenden Ausgang der Einheit 42 (Fig. 3) zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen.
Auf der Stufe des Schreibens von Informationen innerhalb des Operationsausführungswerks 1 empfängt der Eingang 227 (Fig. 9) des Kommutators 220 bei Verschiebung nach höheren Stellen hin das Signal der verschobenen höchsten Stelle.
Dabei gibt die Einheit 21 (Fig. 3) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus an den Eingang 81 (Fig. 9) ein Signal ab, das den Kommutator 220 öffnet, und das Signal der verschobenen Stelle wird über den Ausgang 89 der Abstimmungsschaltung 223 ausgegeben. Bei Verschiebung nach niedrigeren Stellen hin gelangt das Signal der verschobenen Stelle über die Koppelleitung 90 zurAbstim:riungsschaltung 224, von deren Ausgang es an den Eingang des Kommutators 222 und von dort aus auf das Schreibsignal an den Ausgang 96 weitergegeben wird. Bei krschiebung nach höheren Stellen hin wird der Inhalt des Registers 49 (Fig.
3) für den Zustand des Operationsergebnisses an den Eingang 227 (Fig. 9) des Kommutators 220 gegeben, und auf das über den Eing&ng 81 einwirkende Schreibsignal hin wird die Information über den Ausgang 89 ausgegeben. Bei Verschiebung nach niedrigeren Stellen hin wird der Inhalt des Registers 49 für den Zustand des Operationsergebnisses an den Eingang 230 des Sommutators 222 gegeben, die Ausgabe der Information erfolgt über den Ausgang 96 des Kommutators 222. Verarbeitet ein Operationsausführungswerk 1 (Fig. 3) Operanden, deren Länge der maximalen Stellenzahl des Operationsausführungswerks 1 entspricht, so trifft am Eingang 91 der Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen und Eingang 92 des Verschiebers 46 ein Signal vom Ausgang 89 der im entsprechenden Operationsausführungswerk befindlichen Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl eine An der Kopplung 90 erscheint sodann ein Signal vom Ausgang 94 des Verschiebers 46, das am Eingang 93 der Einheit 42 für ausführung arithmetischer und logischer Operationen wirksam wirc.r Während des Lesetaktes liefert die Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl das Übertragssignal und das den Ubertrag begleitende Signal aus, Dem Eingang 79 der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl wird der logische Pegel zugeführt, der das betreffende höchste Operationsausführungswerk 197 (Fig. 5) kennzeichnet. Beim Lesen formiert dann die Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl am Ausgang 89 einen logischen Pegel, der der Operationsart entspricht. Bei den Operationen "addition mit 1" "Subtraktion" und 1,Komplementieren" liegt der Ausgang 89 zum Beispiel auf dem Pegel einer logischen Eins, dessen Auftreten durch ein über die Kopplung 90 laufendes Signal gekennzeichnet wird. Die Einheit 42 zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen empfängt die an den Eingängen 91 und 93 eintreffenden Signale, führt die Operation aus und gibt ein den Abschluß der Operation meldendes Signal über den Ausgang 97 an die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ab. Das Operationsergebnis wird beim Lesen ins Register 44 zur Zwischenspeicherung des Operationsergebnisses übertragen. Das Operationsergebnis wird auf den mehrkanaligen Lingang 45 ausgegeben und mit einem am Eingang 130 anliegenden Auftastsignal ins Register 44 eingelesen, Das den Abschluß der Operation meldende Signal gelangt über den mehrkanaligen Eingang 29 (Fig. 2) zur Vergleichsgruppe 27. In Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen Funktionsablauf der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus kippt der multistabile Trigger 22 in den Zustand, bei welchem die Schreibsignale vom Ausgang 35 der Gruppe 33 (Ausgang 84 der Einheit 21 zur Bildung des inneren rbeitszyklus nach Silo. 3) ausr geschickt werden. Die Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl liefert während des Schreibtaktes die Signale der verschobenen Stellen. Bei zyklischen Verschiebungen nach höheren ttellen hin gibt der rschieber 46 ein Signal über seinen Ausgang 95 an die Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl, worauf diese über ihren Ausgang 89 das Signal der verschobenen höchsten Stelle abschickt, das am Eingang 92 des Verschiebers 46 des entsprechenden Operationsausführungswerks ankommt. Unter der zyklischen Verschiebung nach höheren Stellen hin wird die Übertragung des Signals der verschobenen (höchsten) Stelle vom Ausgang 89 der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl aus auf den Eingang 92 des Verschiebers 46 des entsprechenden Operationsausführungswerks verstanden. Eine zyklische Verschiebung nach niedrigeren Stellen hin bedeutet die Übertragung des Signals der verschobenen (niedrigsten) Stelle vom Ausgang 94 des Verschiebers 46 aus über die Kopplung 90 zur im entsprechenden Operationsausführungswerk befindlichen Einheit 75 zur Vergrößerung der mai alten Stellenzahl, die dieses Signal über ihren ausgang 96 in die höchste Stelle des Verschiebers 46 schickt.
Die logische Verschiebung unterscheidet sich von der zyklischen dadurch, daß nach einer solchen rschiebung in der niedrigsten bzw. höchsten Stelle immer das Signal der logischen Null ankommt, das dorthin vom Kommutator 218 bzw. 222 (Fig. 9) der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl aus gelangt. Bei der logischen Verschiebung führt der Ausgang 89 der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl den Pegel einer logischen Null. Bei Verschiebung nach niedrigeren Stellen hin gelangt das vom Ausgang 94 (Fig. 3) des Verschiebers abgehende Signal der verschobenen Stelle über die Kopplung 90 zur Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl im entsprechenden. Operationsausführungswerk. Soll zyklisch verschoben werden, so wird das Signal der verschobenen Stelle vom Ausgang 96 in den Verschieber 46 geschickt.
Bei der logischen Verschiebung wird dem Verschieber 46 von der Einheit 75 zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl aus der Pegel einer logischen ifull zugeführt. Die zu übertragende Information wird mit dem am Linang 125 des Werschiebers 46 anliegenden Schreibsignal aufgetastete Gleichzeitig erfolgt das Einschreiben des über den mehrkanaligen Eingang 71 anstehenden Operationsergebnisses ins Resultatregister 58 mittels des auftastenden Schreibsignals, das am Eingang 123 anliegt, Liegt im laufenden Btikwobefehl ein Code vor, der eines der Register des Mehrzweckregisterblocks 40 oder das Register 49 für Zustand des Operationsergebnisses zum Einschreiben des Operationsergebnisses in dasselbe freigibt, so wird die über den mehrkanaligen Eingang 72 bzw. 73 einbetreffende Information auf das ochL-eibsignal hin eingeschrieben, das zum Eingang 124 bzw. 126 gelangt.
Im Register 49 für den Zustand des Operationsergebnisses werden Vorzeichen des Operationsergebnisses, Ergebnis des Vergleichs mit; null, Überlauf über den Stellenbereich hinaus, übertrag aus der höchsten Stelle oder Signale der verschobenen Stellen festgehalten. Die Information steht am mehrkanaligen Eingang 51 an und wird beim Eintreffen eines das Reuister zum Einschreiben einer Information in dieses freigebenden Signals aus dem Mikrooperationsdecodierer 38 am Eingang 50 um eines SchreibsiOnals am Eingang 126 eingeschrieben0 enthält der Mikrobefehl eine codierte Anweisung zur Ausgabe des Operationsergebnisses über die Informationsausgabeeinheiten 52, 53, 54 auf die Koppelleitungen 55, 56, 57, so tastet das Schreibsignal an den Eingängen 120, 121, 122 der Steuereinheiten 76, 77, 78 die Signale aus dem Mikrooperationsdecodierer 38 an den Eingängen 99, 101, 103 der Steuereinheiten 76, 77, 78 auf.
Die in iio. 10 dargestellte Steuereinheit 76 (77, 78) arbeitet wie folgt, Der Eingang 98 (100, 102) des Flipflops 231 führt das vom entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers 38 (Fig. 3) herkommende Signal als Anweisung zur Informationsaufnahme. Am Eingang 114 (115, 116) des Flipflops 231 erscheint das die Informationsaufnahme auslösende Signal, welches den logischen Pegel eines Signals festhält, das zum Eingang 98 (ioO, 102) gelangt. Das am Ausgang 140 (142, 144) des Flipflops 231 auftretende Signal tastet die Aufnahme der Information auf, die zur Informationsaustauscheinheit 52 (53, 54) (Fig. 3) gelangt. Über die Schiene 104 (105, 1C6) (Fig. 10) läuft das die aus der äußeren Informationsquelle ausgegebene Information begleitende Signal ein. Das flipflop folgt dem Wechsel des Signalzustandes am Eingang 235 und kippt. Das Ausgangssignal des Flipflops 231 bewirkt, daß die Schaltung 233 das den Abschluß der Informationsaufnahme meldende Signal auf die Schiene 107 (108, 109) abgibt. Dabei wechselt der Signal zustand am Ausgang 140 (142, 144) des Flipflops 231, so daß die Informationsaufnahme aufhört, Venn im Mikrobefehl eine codierte Anweisung zur Informationsausgabe steht, gelangt das entsprechende Signal aus dem Ausgang des Mikrooperationsdecodierers 38 (Fig. 3) zum Eingang 99 (101, 103) dew Flipflops 232. An den Eingang 120 bzw. 121 bzw. 122 (Fig. 10) wird das Schreib signal gegeben, das hier das Flipflop 232 in den der Informationsausgabe zugeordneten Zustand umschaltet.
Am Ausgang 141 (143, 145) des Flipflops 232 wird das Sig nal zum Auslesen der Information gebildet. An der Schiene 1C4 (105, 106) bildet die Ausgangsschaltung 234 das die Bereitschaft zur Informationsausgabe meldende Signal. nir. äußerer Informationsempfänger nimmt ein Signal auf, das über die Schiene 104 (105, 106) gelangt, und schickt ein Rücksional über die Schiene 107 (108, 109), das den Abschluß der Informationsaufnahme quittiert. Dieses Signal wird vom Eingang 236 des Flipflops 232 empfangen und schaltet dieses um, so daß der Zustand des logischen Pegels am Ausgang 141 (143, 145) wechselt und die Informationsausgabe aufhört. Dements3reche-d wechselt auch der logische Pegel an der Schiene 104 (105, 106). Nach Ablauf der Schreibeoperation gelangt das Operationsergebnis von dem mehrkanaligen Ausgang 50 des Resultatregisters 58 zu den mehrkanaligen Eingängen 64 und 65 der Informationsaustauscheinheiten 53 und 54 oder von dem mehrkanalioen Ausgang des Registers 49 für den Zustand des Operationsergebnisses zum mehrkanaligen Eingang 66 der Informationsaustauscheinheit 52. Die Steuereinheiten 76, 77 bzw. 78 bilden ein Signal, das die Ausgabe der Information von der Informationsaustauscheinheit 52, 53 bzw. 54 auslöst und am Eingang 141, 143 bzw. 145 der genannten Informationsaustauscheinheit 52, 53 bzw. 54 eintrifft. Gleichzeitig wird an der Schiene 104, 105 bzw. 106 ein Signal gebildet, das die ausgegebene Information begleitet. Ein äußerer Informationsempfänger empfängt Signale, die aus der Schiene 104, 105 bzw. 106 kommen, und gibt ein Signal über den Abschluß der Informationsaufnahme auf die Schiene 107, 108 bzw. 109 ab.
Die Signale von den Schienen 107, 108 und 109 gelangen zu den Steuereinheiten 76, 77 bzw. 78, die den Wechsel des am Eingang 141, 143 bzw. 145 der Informationsaustauscheinheit 52, 53 bzw.
54 anliegenden logischen Pegels veranlassen und die Informationsaustauscheinheiten 52, 53 bzw0 54 abschalten, so daß die Informationaausgabe auf die Koppelleitung 55, 56 bzw. 57 gestoppt wird. Hiermit ist die Mikrobefehlsschleife einmal durchlaufen. Dabei entspricht einer jeden Stufe des Mikrobefehlsablaufs der bestimmte Zustand des logischen Pegels an der Synchronsignalschiene 138. Solange die äußere Informationsquelle oder der äußere Informationsempfänger die der laufenden Stufe der Mikrobefehlsdurchführung entsprechenden Signale auf die Synchronsignalschiene 138 gibt, kann das Operations'ausfühi'ungswerk 1 Fig 1) bzw. Mikroprogrammsteuerwerk 8 zur nächsten Stufe des Mikrobefehlsablaufs nicht übergehen.
Das LIikroprograrnrnsteuererk 8 funktioniert wie folgt.
Am Eingang 14 (Fig, 4) der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus läuft das Signal ein, das im Mikroprogramm steuerverk den Zustand vor Beginn der ibarbeitung einer Befehlsfolge einstellt. Dabei stellt die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus einen bestimmten logischen Pegel an der Synchronsignalschiene 167 ein und gibt bei Vorhandensein einer Steuereinheit 168 an den Eingang 188 der Steuereinheit 168 ein Signal ab, das die Steuereinheit 168 in den Zustand umschaltet, bei dem sie auf die Zuführung einer Signals an ihren Eingang 169 wartet0 Die in Fig. 11 gezeigte Steuereinheit 168 (171) hat folgende Arbeitsweise. Am Eingang 240 des Flipflops 237 liegt das Signal vom Ausgang 182 (181) (Fig.4) des Dienstregi sters 158 ar.. Der logische Pegel dieses Signals wird im Flipflop 237 (Fig. 11) beim Eintreffen des Signals am Eingang 169 (172) gespeichert. Das umgeschaltete Flipflop 237 ab gibt nur. am Ausgang 239 ein Signal/, das das Eingangsregister 146 (148) (Fig.4) zum Einschreiben einer Information in die ses freigibt. Zum E Eingang 169 (172) (1. 11) gelangt ein Signal von einer äußeren Informationsquelle, welches die Informationsaufnahme be0,Aeitet, wobei dieses Signal den XJechsel des Zustandes des Flipflops 237 veranlaßt. Das letztere gibt am Ausgang 239 ein Signal ab, das das Informationseinschreiben in die in Fig. 4 gezeigten Eingangsregister 14Z (148) verhindert. Die Ausgangsschaltung 236 wird umgeschaltet und bildet am Ausgang 170 (173) ein Signal, das den Abschluß der Informationsaufnahme ins Eingangsregister 146 (148) meldet. Die äußere Informationsquelle empfängt das Signal vom Ausgang 170 (173) der Ausgangsschaltung 238, läßt den Zustand des logischen Pegels am Eingang 169 (172) und wechseln/ -chaltet das Flipflop 237 um, das seinerseits die Ausgangsschaltung 238 noch einmal umschaltet. Die Ausgangsschaltung 238 formiert am Ausgang 170 (173) ein Signal, das den Abschluß der Informationsaufnahme in die Eingangsregister 146 (148) quittiert. Das Mikroprogrammsteuerwerk 8 befindet sich im Betriebszustand des Ubernehmens des Befehls~ codes von einer (in der Zeichnung weggelassenen) äußeren Informationsquelle her, welche diesen Befehlscode bildet, Das Signal am Eingang 169 der Steuereinheit 168 bringt diese zum Zustandswechsel, worauf die Steuereinheit 168 an den Eingang 183 des Eingangsregisters 146 und Eingang 184 der Einheit 21 für Bildung des inneren Arbeitszyklus ein Signal abgibt.
Ins £ingangsregister 146 wird der Befehlscode vom mehrkanaligen Eingang 147 her eingeschrieben. Das Signal am Eingang 184 überführt die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus 21 die in den nächstfolgenden Zustand, bei dem das Auftastsignal vom Ausgang 174 abgeht. Es setzt der Durchlauf der an den mehrkanaligen Eingängen 151, 152, 161 der Einheit 150 der programmierbaren Adressen anstehenden Information ein. Über den mehrkanaligen Eingang 153 des Mikrobefehlsspeichers 154 läuft die ilikrobefehlsadresqe. Zum Eingang 175 kommt gleichzeitig mit dem Eintreffen der aiikrobefehlsadresse das Auftastsignal. Vom Mikrobefehlsspeicher 154 aus gelangen die Informationen ins Mikrobefehlsregister 156, vom Ausgang 159 ins Rückführregister 160 und vom Ausgang 157 ins Dienstregister 158.
Das Dienstregister 158 (Fig. 12) arbeitet wie folgt.
Die Eingänge 246, 247, 248, 249, 250 der Flipflops 241, 242, 243, 244, 245 werden mit Informationen vom mehrkanaligen Ausgang 157 (Fig, 4) des Mikrobefehlsspeichers 154 her belegt. Das auftastende Schreibsignal wirkt an den Eingängen 251, 252, 253, 254, 255 der Flipflops 241, 242, 243, 244, 245. Die Flipflops 241, 242, 243, 244, 245 sind so ausgeführt, daß jedes von diesen entweder nur die direkte oder nur die invertierte Information zu speichern vermag. bber die Ausgänge 177, 178, 180, 181, 182 werden die Informationen an die entsprechenden Furiktionseinheien und register des Mikroprogrammsteuerwerks 8 (Fig.4) ausgegeben. Das Signal vom Ausgang 176 des Mikrobefehlsspeicherblocks 154 wird auf den entsprechenden Eingang 21 für Bildung des inneren Arbeitszyklus gegeben, die dabei in den nächsten Zustand übergeht und an den Ausgängen 191 und 192 Signale liefert, die die Informationen, welche jeweils ins Mikrobefehlsrecister 156 und Dienstregister 158 übertragen werden, begleiten. Nachdem die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus einige Zeit gewartet hat, und zwar solange das Informationsschreiben ins Diikrobefehlsregister 156 und Dienstregister 158 vor sich geht, nimmt sie den nächsten Zustand ein, nämlich dann, während dessen Dauer die Informationsausgabe auf den mehrkanaligen Ausgang 1@; erfolgt. An der Synchronsignalschiene 166 entsteht dann ein bestimmter logischer Zustand. Gibt ein äußerer Informationsempfänger (beispielsweise das Operationsausführungswerk 1) auf die Synchronsignalschiene 166 Signale, die für die Periode der Informationsausgabe kennzeichnend sind, so führt der Ausgang 193 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ein Signal,das den weg vom mehrkanaligen Ausgang 162 des Mikrobefehlsregisters 156 über den Ausgangsverstärkerblock 163 zum mehrkanaligen Ausgang 164 für die Information freigibt. Dabei wird nach Abschluß der Informationsübertragung ans Mikrobefehlsregister 156, Rückführregister 160 und Dienstregister 158 vom Ausgang 174 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus ein Signal abgegeben, das in der Einheit 150 der programmierbaren Adressen und der Mikrobefehlsspeicher 154 wieder den Zustand der Bereitschaft für den Durchlauf der nächsten Eingangsinformation einstellt.
Ins Rückführregister 160 wird die Adresse des nächsten Mikrobefehls ein0eschrieben. Der äußere Informationsempfänger (Operationsausftrungsverk 1) läßt nach dem Empfang des Mikrobefehls den Zustand des logischen Pegels an der dynchronsignalschiene 166 wechseln. Die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus folgt dem Wechsel des Signal zustandes an der Synchronsignalschiene 166, wird umgeschaltet und gibt keine Signale am Ausgang 193 ab. Vom mehrkanaligen Ausgang 164 und Startausgang 165 aus kommen zum äußeren Informationsempfänger ebenfalls keine Informationen mehr. Gleichzeitig erscheint am Ausgang 174 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus das die neue Eingangsinformation auftastende Signal. In ähnlicher Weise schaltet das Signal am Ausgang 176 des Mikrobefehlsspeichers 154 die Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus um, die es aber wiederum dazu bringt, daß der logische Pegel an der Synchronsignalschiene 166 wechselt, Und wenn der äußere Informationsempfänger das entsprechende Signal an der Synchronsignalschiene 166 bildet, erzeugt die Einheit 21 zur Bildung des inneran Arbeitszyklus das Informationsausgabesignal am Ausgang 193.
Je nach dem am Ausgang 177 des Dienstregisters 158 gebildeten logischen Pegel wird der ''Jeg zum mehrkanaligen Ausgang 164 für den auszugebenden Mikrobefehl ftei0geben oder gesperrt0 Am Eingang 179 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus kommt nur das Signal an, welches das Mikroprogrammsteuerwerk 8 zum Auslesen des nächsten Mikrobefehls unabhängig vom Zustand des logischen Pegels an der Synchron signalschiene 166, der vom äußeren Informationsempfänger gebildet wird, übergehen läßt, so daß die Signale am Eingang 179 den Pegelwechsel an der Synchronsignalschiene 166 der Einheit 21 zur Bildung des inneren Arbeitszyklus veranlassen.
Diese Zustandsänderung ist ein Zeichen für die Aufnahme des nächsten Bafehls ins Sinsangsregister 146. Dabei wird auch vom Ausgang 182 des Dienstregisters 158 ein Signal an den e.lto sprechenden Eingang der Steuereinheit 168 abgegeben, das diese für die Aufnahme des neuen Befehls vorbereitete Das Signal am Ausgang 181 des Dienstregisters 158 bereitet die Steuereinheit 171 für die Aufnahme der vom mehrkanaligen Eingang 149 ins Eingangsregister 148 zu übertragenden Information vor.
Das Signal am Ausgang 180 des Dienstregisters 158 gibt entweder die nächste Adresse zum Einschreiben auf das auftastende, vom ausgang 190 der Einheit ftir Bildung des inneren Arbeitszyklus kommende Signal frei oder verbietet das Einschreiben der nächsten Adresse, je nachdem, welchen logischen Pegel der Ausgang 180 gerade führt. Somit bildet das Likroprogrammsteuerwerk 8 eine Folge von Mikrobefehlen entsprechend dem in dem-Eingangsregistern 146 stehenden Code und dem Zustand des Operationsergebnisses, der im Eingangsregister 148 abgespeichert ist.
Die Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 (Fig.
5) und das Mikroprogrammsteuerwerk 8 arbeiten wie folgt.
Der Eingang 198 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196 und 197 sowie der Eingang 14 des Mikroprogrammsteuerwerke 8 werden mit Signalen beaufschlagt, die die genannten Einzelwerke in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehls folge bringen. Am Eingang 79 des Operationsausführungswerks 197 trifft das Signal ein, welches dem höchsten Operationsausführunasvserk 197 entspricht. Am Eingang 79 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196 liegt das Signal, welches die niedrigsten Operationsausführungswerke 194, 195 und 196 kennzeichnet0 Je nach dem über den mehrkanaligen Eingang 9 zugeführten Befehlscode gibt das Mikroprogrammsteuerwerk 8 einen Mikrobefehl über den mehrkanaligen ausgang 18 und schickt ein Startsignal über den ausgang 17 aus. Die Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 nehmen die Mikrobefehlscodierung auf und senden Signale über die Synchronsig nalschienen 15. Die vereinigten Schienen 15 machen es möglich, daß die einzelnen Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 gleichzeitig eine bestimmte Stufe der Informationsverarbei tun durchlaufen. Das Mikroprograms teuerwerk 8 unterbricht -die Ausgabe des Mikrobefehls auf den mehrkanaligen Ausgang 18.
Von den Ausgängen 89 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 drehen die Ubertragss ignale ab. An der Synchronsignalschiene 15 entstehen die der Lesestute des Mikrobefehlsablaufs entsprechenden Signale. Die Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 können mit dem Schreiben der Information beginnen, wenn auf allen Kopplungen 201 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 die den Übertrag begleitende den Signale laufen. Wechseln nun die logischen Pegel an der Synchronsignalschiene 15, Õehen die Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 zum Schreiben über, und an den zur gänge 89 sowie den Kopplungen 201 erscheinen die Signale der verschobenen Stellen. Stellt sich an den Synchronsignalschienen 15 ein Zustand ein, der dem Abschluß des Informationsschreibens entspricht, so treten an den Eingängen 89 und an den Kopplungen 201 die den Ablauf des Schreibtaktes meldenden Signale auf. Wenn der laufende Mikrobefehl eine codierte Anweisung zur ausgabe der Information aus den Operationsausführungswerken 194, 195, 196, 197 enthält, erscheint nach dem Durchlauf der Schreibstufe an der Schiene 202 oder Schiene 203 oder auch am Eingang 200 des Mikroprogrammsteuerwerks 8 ein Signal als Meldung der erfolgten Ausgabe der Information auf die mehrkanalige Koppelleitung 2 oder 3, d.h. an den äußeren Informationsempfänger oder den mehrkanaligen Eingang 199 des mehrkanaligen Eingangs 199 des Mikroprogrammsteuerwerks 8.
Über die Koppelleitung 55 gibt das Operationsausführungswerk 197 bei dem bestimmten Code eines Mikrobefehls den Inhalt des Registers 149 (Fig. 3) für den Zustand des Operationsergebnisses auf den Eingang 199 des Operationsausführungswerkes 8 aus.
Bei anderen Mikrobefehlcodes tauschen die Operationsausführungswerke 194 ... 197 die Informationen gegenseitig über die Koppelleitungen 55 aus. Dabei senden diejenigen Operationsausführungswerke 194 ... 197, die die Information ausgeben, ein diese Information begleitendes Signal auf die Schiene 104 aus, diejenigen Operationsausführungswerke 194 ... 197 aber, die die Information empfangen, schicken ein Rückmeldungssignal über die Schiene 107.
Die OperationsausfUhrungswerke 194, 195, 196 (Fig. 5) liefern über ihre Koppelleitungen 55 nur das Ergebnis des Nullvergleichs aus. Das Mikroprogrammsteuerwerk 8 nimmt die den Zustand des Operationsergebnisses kennzeichnenden Signale auf, welche an seinem mehrkanaligen Eingang 199 eintreffen.
Dabei kommt über die Schienen 104 zum Eingang 200 das die ausgegebene Information begleitende Signal, während vom Ausgang 16 auf die Schienen 107 das Rückmeldungssignal über den Abschluß der Informationsaufnahme abgegeben wird.
Beide hintereinandergeschaltetem Mikroprogrammsteuerwerke 206 und 207 (Fig. 6) ermöglichen die Operationssteuerung mit zwei Ebenen. An den Eingang 14 des Microprogrammsteu erwerks 207 (die niedrigere Steuerungsebene) und an den des Microprogrammsteuerwerks 206 (die höhere Steuerungsebene) sowie an den Eingang 198 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 werden Signale zur Überführung der Einzelwerke in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge gegeben. Am mehrkanaligen Eingang 9 des Mikroprogrammsteuerwerks 206 läuft der Befehlscode ein, der vom am Eingang 10 ankommenden Signal begleitet wird0 tias Microprogrammsteuerwerk 200 liefert von seinem mehrkanaligen Ausgang 18 aus an den mebrlcanaligen Eingang 9 des Microprogrammsteuerwerks 207 den Mikrobefehlscode. Dabei schickt das Microprogrammsteuer erk 206 von seinem Startausgang 17 zum Eingang 10 des Mikroprogra=steuer;Jerks 207 ein Signal, das die Aufnahme der Information an den Eingang 9 des Microprogrammsteuerwerks 207 auslöst. Dabei wird der vom mehrkanaligen Ausgang 18 des Microprogrammsteuerwerke 206 herkommende Mikrobefehl im Mikro programmsteuerwerk 207 zu einer Mikrobefehlsfolge entschlüsselt, welche die Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 steuert Nach der Ausgabe der ganzen Mikrobefehlsfolge aus dem Mikroprogrammsteuerwerk 207 gibt das Mikroprogrammsteuerwerk 207 auf die Sychronsignalschiene 12 ein Signal zum Auslesen des nächsten Mikrobefehls aus dem Mikroprogrammsteuerwerk 206. Nach der Ausgabe der ganzen Mikrobefehlsfolge aus dem Microprogrammsteuerwerk 206 läßt das Mikroprogramm steuerwerk auf der Synchronsignalschiene 12 ein Signal entstehen, das den eg zur Aufnahme des nächsten Befehls über den mehrkanali6"en Eingang 9 des Mikroprogrammsteuerwerks 2C6 freigibt. Die Eingabe des Befehls erfolgt nach eintreffen ei nes Signals am Eingang 10 des Mikroprogrammsteuerwerks 206.
Dieses Signal begleitet den aus der äußeren Informationsquelle ausgegebenen Befehl.
Durch, die Parallelschaltung der Mikroprogramrsteuerwenke 208, 209, 210 nach Fig. 7 erhält man eine Vergrößerung des Mikroprogrammspeicherumfangs. Dabei bilden alle drei Mikroprogram:steuerwerke 208, 209, 210 ein und dieselbe Steuerungsebene. Zum Eingang 14 der Mikroprogrammsteuerwerke 2C8, 209, 210 und Eingang 198 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 kommt ein Signal, das die genannten Einzelwerke in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge einstellt. Dabei entsteht an der Synchronsignalschiene 214 der Mikroprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 ein logischer Pegel, bei dem die Aufnahme des Befehls erfolgt Am mehrkanaligen Eingang 211 der ikroprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 läuft der Befehlscode ein, der vom am Eingang 212 eintreffenden Signal begleitet wird. Die Mikroprogrammsteuerwerke 208, 209,210 nehmen den Befehlscode auf und liefern ein Signal über den Abschluß der Befehlseingabe, das am Ausgang 213 gebildet wird. Über die mehrkanaligen Eingänge 199 der Mikroprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 stehen die Informationen über den Zustand des Operationsergebnisses an. Die durch die Synchronsignalschienen 15 und 12 miteinander verbundenen Mikroprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 gehen zu der jeweiligen Stufe der Informationsverarbeitung gleichzeitig über.
Es sind zwei Möglichkeiten für die Ausgabe von Informationen auf die mehrkanaligen Ausgänge 18 vorgesehen. Einmal kann es sich um die Ausgabe des Mikrobefehls nur aus einem Mikroprogrammsteuerwerk (zum Beispiel Mikroprogrammsteuerwerk 208) handeln. Dabei führen die Ausgänge 177 (Fig. 4) der Dienstregister 158 in den Mikroprogrammsteuerwerken 209 und 210 ein Signal, das die Ausgabe der Information aus dem Ausgangsverstärkerblock 163 sperrt. Nach der anderen Möglichkeit geben die Mikroprogrammsteuerwerke 208, 209, 210 die Mikrobefehle auf die mehrkaraligen Ausgänge 18 gleichzeitig aus.
Beim Transport der Informationen über die vereinigten Ausgänge 18 der MikroprogrammsteuervJerke 208, 209, 210 werden sie dort in bestimmter weise logisch miGeinander verknüpft.
Das rechentechnische Mikroprocessorsystem mit reihenparallelgeschalteten D1ikroproÒrammsteuerwerken 215, 216, 217 und parallelgeschalteten Operationsausführungswerken 194, 195 196,197 nach Fig. 8 hat folgenden arbeitsablauf. An die Eingänge 14 der Mikroprogrammsteuerwerke 215, 216,217 und den Eingang 198 der Operationsausführungswerke 194, 195, 196, 197 wird ein Signal gegeben, das die Einzwlwerke in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Operationsfolge überführt. Dem mehrkanaligen Eingang 9 des Operationsausführungs werks 217 wird der Befehlscode zugeführt, der im Mikroprogrammsteuerwerk 217 zu einer Mikrobefehlsfolge umgewandelt wird, wobei jeder der Mikrobefehle in den Mikroprogrammsteuerwerken 215, 216 wiederum in eine Mikrobefehlsfolge entschlüsselt wird. Dabei arbeiten die Mikroprogrammsteuerwerke 215 und 216 analog den parallelgeschalteten Mikroprogrammsteuerwerken 208, 2C9, 210 nach Biõ. 7. an die mehrkanaligen ingänge 199 der Mikroprogrammsteuerwerks 215, 216, 217 werden Informationen über den Zustand des Operationsergebnisses ausgeliefert.
Das rechentechnische Mikroprocessorsystem hat folgende besondere Eigenschaften bzw. Vorteile. Das Operationsausführungs- wie auch das Mikroprogrammsteuerwerk sind autonom.
Das Vorhandensein der Einheiten zur Bildung des inneren arbeitszyklus und der Synchronsignalschienen, die alle Sinzerwerke zu einem einheitlichen Rechensystem miteinander verbinden, erlaubt es, Rechensysteme mit unterschiedlichem Funktionsvermögen aufzubauen, ohne daß man jedesmal Mittel zur Nachstimmung der Einzelverke und des ganzen Systems vorsehen muß. Die parallelgeschalteten OperationsausfühArungswerke bilden den Operationsteil des rechentechnischen Mikroprocessorsystems und erlauben die Verarbeitung von Operanden mit soviel mal größerer länge, wie es Operationsausführungswerke im Rechensystem gibt. Dabei hängt die Schnelligkeit des Operationsteils von der Anzahl der parallelgeschalteten Operationsausführungswerke nicht wesentlich ab. Der Grund dafür ist wieder die autonomie des Operationsausführungswerks.
Die Mikroprogrammsteuerwerke bieten die Möglichkeit, die Operationssteuerung sowohl mit nur einer als auch mit zwei verschiedenen Ebenen zu realisieren. Bei der Steuerung, die nur auf einer Ebene geschieht, wird der Mikroprogrammspeicherumfang größer, wenn die Mikroprogrammsteuerwerke parallelgeschaltet sind. Die vereinigten Sychronsignalschienen setzen die Mikroprogrammsteuerwerke in die Lage, stets miteinander synchron zu bleiben. Dabei hat man es nicht nötig, zusätzliche Mittel zum Aufrechterhalten des Gleichlaufs zu gebrauchen. Bei der Reihenschaltung der Mikroprogrammsteuerwerke wird die Steuerung mit mehreren Ebenen realisiert. Dabei läßt sich durch das Vorhandensein mehrerer Operationsebenen je nach dem Befehlssystem ebenfalls ein größerer Mikroprogrammspeicherumfang mit einer kleineren Zahl der Einzelwerke als bei der Parallelschaltung der Mikroprogrammsteuerwerke realisiern. Eine Kombination vc Parallel- und Reihenschaltungen der Mikroprogrammsteuerwerke gestattet es, das Rechensystem besonders rationell aufzubauen Die zwischen dem Operationsteil und den Mikroprogrammsteuerwerken gelegten Sychronsignalschienen sowie die ebenfalls vorhandenen Signal schienen für den Informationsaustausch ermöglichen es, die Rechensysteme durch einfaches Aneinanderfügen der Einzelwerke ohne Zusatzmittel aufzubauen. Die Steuereinheiten ermöglichen den autonomen Informationstrarsport zwischen Einzelwerken. Das Vorhandensein einer Kopplung zwischen der Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen und der Einheit zur Bildung des inneren Arbeitszyklus macht eine autonome Beendigung der Operation im jeweiligen Operationsausführungswerk möglich. Das im Mikroprogrammsteuerwerk befindliche Dienstregister macht dieses funktionell flexibler, weil es Stellen aufweist, in welche die Anweisungen zum Schalten der Funktionseinheiten und Register auf den einzelnen Stufen der Informationsverarbeitung eingeschrieben werden.

Claims

RECHENTECHNISCHES MIKROPROCESSORSYSTEM Patentansprüche 1. Rechentechnisches Mikroprocessorsystem, das aus mindestens einem den Operationsteil bildenden Operationsauführungswerk mit einem Mikrobefehlsregister für die Speicherung des Mikrobefehlscodes, einen. Mikrooperationsdecodierer, dessen mehrkanaliger Eingang an den mehrkanaliger. Ausgang des Mikrobefehlsregisters angeschlossen ist, einem Mehrzweckregisterblock für die Speicherung der Ooeranden, dessen einer Eingang an den entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers gelegt ist, einer Einheit zur Ausführungs arithemetischer und logischer-Operationen, deren einer Eingang an den entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers und deren mehrkanaliger Eingang an den Ausgang des Mehrzweckregisterblocks angeschlossen ist, einem Register zur Zwischenspeicherung des Operationsergebnisses, dessen mehrkanaliger Eingang an den mehrkanaligen Ausgang der Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen angeschaltet ist, einem Verschieber, dessen einer Eingang vom entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers und dessen mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaligen Ausgang des Registers zur Zwischenspeicherung des Operationsergebnisses verbunden ist, einem Register für den w stand des Operationsergebnisses, dessen einer Eingang mit der.

entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodi.erers und dessen mehrkanaliger Eingang mit dem Ausgang des Verschiebers vorbunden ist, mindestens einer Informat onsaustauscheinheir, die über eine mehrkanalige Koppelleitung zum Austausch von Informationen mit anderen Informationsquellen und Informationsempfängern verfügt und deren mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaligen Ausgang des Registers für den Zustand des Operationser gebnisses mehrkanalig verbunden ist, einem Reuitatre gister dessen einer Eingang am entsprechenden Ausgang des Mikrooperationsdecodierers liegt, während der mehrkanalige Ausgang des Resultatregisters, ein mehrkanaiiger Ausgang des Mehrzweckregisterblocks und ein mehrkanaliger Ausgang des Registers für den Zustand des Operationsergebnisses an den anderen mehrkanaligen Eingang der Einheit zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen und der Informationsaustauscheinheit angeschlossen sind, wobei der mehrkanalige Ausgang der Informationsaustauscheinheit und ein mehrkanaliger Ausgang des Verschiebers ebenfalls zusammengelegt und an die entsprechenden mehrkanaligen Eingänge des Resultatregisters, des Nehrzweckregisterblocks und des Registers für den Zustand des Operationsergebnisses angeschlossen sind, und mindestens einem die Ebene der Operationssteuerung bildenden Mikroprogrammsteuerwerk für die Ausgabe von parallelen Mikrobefehlscodes mit mindestens einem Eingangsregister, dessen einer Teil der Kanäle für die Ankunft von Befehlscodes bestimmt ist, während der andere Teil,dessen Kanäle für die Aufnahme der Information über Zustände des Operationsergebnisses bestimmt und an die mehrkanalige Koppelleitung der Informationsaustauscheinheit des Operationsausführungswerks angeschlossen ist, eirier Einheit der programmierbaren Adressen, bei der ein jeweiliger mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaligen Ausgang des Eingangsregisters korrespondiert, einem Mikrobefehlsspeicher, dessen mehrkanaliger Eingang an den mehrkanaligen Ausgang der Einheit der programmierbaren Adressen angeschlossen ist, einem RückfWhrungsregister, dessen mehrkanaliger Eingang an einen mehrkanaligen Ausgang des Mikrobefehlsspeichers und dessen mehrkanaliger Ausgang an einen anderen mehrkanaligen Eingang der Einheit der programmierbaren Adressen angeschlossen ist, einem Mikrobefehlsregister, dessen mehrkanaliger Eingang an einen anderen mehrkanaligen Ausgang des Mikrobefehlsspeichers gelegt ist, und einem Ausgangsverstärkerblock, dessen mehrkanaliger Eingang mit dem mehrkanaligen Ausgang des Mikrobefehlsregisters und dessen mehrkanaliger Ausgang mit dem mehrkanaligen Eingang des Mikrobefehlsregisters des Operationsausftihrungswerkes verbunden ist, besteht, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein jedes Operationsausführungswerk (1) und ein jedes Mikroprogrammsteuererk (8) noch eine Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus bzw.

der Taktsignale für den inneren Arbeitszyklus, die den Durchlauf der Information durch das betreffende Einzelwerk steuern, enthält, wobei sämtliche Einheiten (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus durch mindestens eine Synchronsignalschiene (15) untereinander verbunden sind.
2. Rechentechnisches Mikroprocessorsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus einen multistabilen Trigger (22) mit einem Starteingang (23) und einem Eingang (24) für das das betreffende Einzelwerk in den Zustand vor Beginn der Abarbeitung einer Befehlsfolge überführende Signal, eine Verzögerungagruppe (25), deren mehrkanaliger Eingang (26) an den einen mehrkanaligen Ausgang des multistabilen Triggers (22) angeschlossen ist, eine Gruppe (27) für den Vergleich der verzögerten, aus dem n-stabilen Multivibrator (22) kommenden Signale mit den den Abschluß der einzelnen Operationsstufen meldenden Signalen, deren einer mehrkanaliger Eingang (28) mit dem mehrkanaligen Ausgang der Verzögerungsgruppe (25) verbunden ist und deren anderer mehrkanaliger Eingang (29) für die den Abschluß der einzelnen Operationsstufen meldenden Signale bestimmt ist, eine auf den Wechsel des logischen Pegels an der Synchronsignalschiene ansprechende Folgegruppe (30), die eine Kopplung (31) mit der Synchronsignalschiene (12 bzw. 15) und eine solche (32) mit dem multistabilen Trigger (22) hat und dessen mehrkanaliger Eingang am mehrkanaligen Ausgang der Vergleichsgruppe (27) liegt, und eine Gruppe zur Bildung der Taktsignale, deren mehrkanaliger Eingang (34) mit dem anderen mehrkanaligen Ausgang des multistabilen Triggers (22) verbunden und deren mehrkanaliger Ausgang (35) für die Taktsignale des inneren Arbeitszyklus bestimmt ist, die den Operationsablauf des betreffenden Einzelwerks steuern, enthält.
3. Rechentechnisches Mikioprocesscrsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß alle OperationsausfUhrungswerke (194, 195, 196, 197), wenn deren mehrere zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl der parallel zu verarbeitenden Informationen vorgesehen sind, parallelgeschaltet sind, wobei jedes Operationsausführungswerk (194, 195, 196 und 197) mit einer Einheit (75) für Vergrößerung der maximalen Stellenzahl versehen ist, deren einer Eingang (79) für die äußeren Signale bestimmt ist, die die momentane Lage des betreffenden Operationsausführungswerks (194, 195, 196 bzw. 197) im System in bezug auf die zu verarbeitende Information kennzeichnen, deren andere Eingänge (80, 81, 82, 86) an die entsprechenden Ausgänge (83, 84, 85) der Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus und des Mikrooperationsdecodierers (38) angeschlossen sind und noch einer (133) deren Eingänge an einen Ausgang des Registers (49) für den Zustand des Operationsergebnisses gelegt ist, wobei die Einheiten (75) zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl und die entsprechenden Einheiten (42) zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen sämtlicher Operationsausführungswerke (194, 195, 196, 197) in einem geschlossenen Kreis hintereinander geschaltet sind, nämlich derart, daß zwei Ausgänge (87, 88) der jeweiligen Einheit (42) zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen an die entsprechenden Eingänge der Einheit (75) zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl geschaltet sind und die Einheit (75) zur Vergrößerung der ma-Signalen Stellenzahl jedes Operationsausführungswerks (194, 195, 196 und 197) über einen Ausgang (89) für Ubertragssignal und Signal der verschobenen Stelle sowie eine Koppelleitung (90) für das den Ubertrag begleitende Signal und Signal der verschobenen Stelle verfügt, und zwar so, daß Ausgang und Koppelleitung an die entsprechenden Eingänge (91, 93) der Einheit (42) zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen bei dem anderen jeweiligen Operationsausführungswerk (195, 196, 197 und 194) angeschlossen sind, wobei der in der Einheit (42) zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen vorgesehene Eingang (91) für das Ubertragssignal mit einem im Verschieber (46) vorhandenen Eingang (92) für das Signal der verschobenen Stelle vereinigt ist, der Eingang (93) für das den Ubertrag begleitende Signal bei der Einheit (42) zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen mit einem Ausgang (94) für das Signal der verschobenen Stelle des Verschiebers (46) vereinigt ist und einer (95) der Ausgänge des Verschiebers (46) mit dem entsprechenden Eingang der Einheit (75) zur Vergrößerung der maximalen Stellenzahl verbunden ist, deren einer (96) zum entsprechenden Eingang des Verschiebers (46) führt, jede Einheit (42) zur Ausführung arithmetischer und logischer Operationen einen Ausgang (97) für das den Abschluß der Operation meldende Signal aufweist, der an den entsprechenden Eingang der Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus gelegt ist, während der Startausgang (165) des Ausgangsverstärkerblocks (163) des Mikroprogrammsteuerwerks (8) auf den gemeinsamen Eingang (199) der Einheiten (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus der einzelnen Operationsausführungswerke (194, 195, 196 und 197) geschaltet ist, wobei alle Operationsausführungswerke (194, 195, 196 und 197) gleich viel Informationsaustauscheinheiten (52, 53, 54) haben und die mehrkanaligen Eingänge (37) der Mikrobefehlsregister (36) sämtlicher Operationsausführungswerke (194, 195, 196 bzw.197) vereinigt sind.
4. Rechentechnisches Mikroprocessorsystem nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t w daß jede Informationsaustauscheinheit (52) im Operationsausführungswerk (194, 195, 196 bzw. 197) mit einer Steuereinheit (76) versehen ist, deren Eingänge (98, 99 und 114, 120) an die entsprechenden Ausgänge des Mikrooperationsdecodierers (38) und an die entsprechenden Ausgänge (113 und 84) der Einheit zur Bildung des inneren Arbeitszyklus und deren Ausgänge an die entsprechenden Eingänge (140 und 141) der Informationsaustauscheinheit (52) angeschlossen sind und eine Schiene (104) für das den Informationsempfang auslösende bzw. die ausgegebene Information begleitende Signal aufweisen, und daß eine Schiene (107) für das die Informationsaufnahme auslösende bzw.

die ausgegebene Information begleitende Signal sowie eine Schiene für Signale über den Abschluß der Informationsaufnahme bzw. -ausgabe vorgesehen ist, wobei die gleichnamigen Schienen (104 bzw. 107) bei den entsprechenden Steuereinheiten (76) sämtlicher Operationsausführungswerke (19los, 195, 196 und 197) zusammengelegt sind.
5. Rechentechnisches Mikroprocessorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e ich -n e t , daß die Ausgänge (190, 191, 193, 174) der Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus im Mikroprogramrsteuerwerk (8) an die entsprechenden Eingänge des Rückführungsregisters (160), des Mikrobefehlsregisters (156), des Ausgangsverstärkerblocks (163) und der Einheit (150) der programmierbaren Adressen angeschlossen sind, während ein Ausgang (175) der Einheit (150) der programmierbaren Adressen an den entsprechenden Eingang des Mikrobefehlsspeichers (154) und ein Ausgang (176) dieses letzteren an den ensprechenden Eingang der Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus angeschlossen sind.
6. Rechentechnisches Mikroprocessorsystem nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Mikroprogrammsteuerwerk (8) ein Dienstregister (158) für die Aufnahme der codierten Bedingungen des Uberganges des Mikroprogrammsteuerwerks (8) aus einem Zustand in den anderen enthält und das Eingangsregister (146, 148) mit einer Informationsaustauschsteuereinheit (168 bzw. 171) versehen ist, wobei der mehrkanalige Eingang des Dienstregisters (158) an den entsprechenden mehrkanaligen Ausgang (157) des Mikrobefehlsspeichers (154) und seine Ausgänge (177, 179, 180, 182, 181) an die entsprechenden Eingänge des Ausgangsverstärkerblocks (163), der Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus, des Rückführregisters.(160) und der Steuereinheit (168, 171) angeschlossen sind, und daß ein Ausgang der Steuereinheit (16EI, 171) an den entsprechenden Eingang (183 bzw. 185) des Eingangsregisters (146 bzw. 148) und den entsprechenden Eingang (184 bzw. 186) der Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus angeschlossen ist, einer (169 bzw. 172) der Eingänge der Steuereinheit (168 bzw. 171) für das die Ankunft der Information meldende Signal und ihr anderer Ausgang (170, 173) für den Abschluß der Informationsaufnahme meldende Signal bestimmt ist, während die Ausgänge (187 und 182) der Einheit (21) zur Bildung des inneren Arbeitszyklus an den entsprechenden Eingang (188 bzw. 189) der Steuereinheit (168 bzw. 171) und den entsprechenden Eingang des Dienstregisters (158) angeschlossen sind.
7. Rechentechnisches Mikroprocessorsystem nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mikroprogrammsteuerwerke (206, 207), wenn deren mehrere zum Zweck einer Operationssteuerung mit mehreren Ebenen vorgesehen werden, hintereinandergeschaltet sind, wodurch jeweilige aufeinanderfolgende Steuerungsebenen' gebildet werden, wobei ein Teil der für die Ankunft von Befehlcodes bestimmten Kanäle des mehrkanaligen Eingangs (9), der zu dem Eingangsregister (146) des Mikroprograsteuerwerks (207) einer niedrigeren Ebene gehört, an den mehrkanaligen Ausgang (18) des Ausgangsregistersblocks (163) des Mikroprogrammsteuerwerks (206) einer höheren Ebene bildenden angeschlossen ist, während der andere Teil der für die Aufnahme der Information über Zustände des Operationsergebnisses bestimmten Kanäle der mehrkanaligen Eingänge (199) der Eingangsregister (148) der Mikroprogrammsteuerwerke (206 und 207) sämtlicher Ebenen in einem gemeinsamen Eingang zusammengefaßt sind, wobei der Startausgang (17) des Ausgangsverstärkerblocks (16j) des Mikroprogrammsteuerwerks (206) einer höheren Ebene an den Eingang (10) für das die Ankunft der Information meldende Signal, der zu der Steuereinheit (168) des Mikroprogrammsteuerwerks (207) einer niedrigeren Ebene gehört, angeschlossen ist.
8. Rechentechnisches Mikroprocessorsystem nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mikroprogrammsteuerwerke (208, 209, 210) von mindestens gleicher Ebene der Operationssteuerung, wenn deren mehrere zur Vergrößerung des Mikroprogrammspeicherumfangs vorgesehen sind, parallelgeschaltet sind, wobei jeweils die gleichnamigen mehrkanaligen Eingänge (9, 199) der Eingangsregister (146 bzw. 148), die bei den Steuereinheiten (168 bzw. 171) vorhandenen Eingänge (10, 20) für das die Ankunft der Information meldende Signal, die in den Steuereinheiten (168 bzw. 171) ebenfalls vorgesehenen Ausgänge (11, 16) für das den Abschluß des Informationsempfangs meldende Signal und die mehrkanaligen Ausgänge (18) der Ausgangsregisterblöcke (163) aller dieser parallelgeschalteten Mikroprogrammsteuerwerke (208, 209, 210) der gleichen Ebenen zusammengelegt sind.