DE3917922C2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Bedingungscodes in Datenverarbeitungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Bedingungscodes in Datenverarbeitungsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Den in den Verarbeitungseinheiten von Datenverarbeitungsanlagen enthaltenen Funktionseinheiten werden von einer zentralen Steuer­ einheit die Ausführung von bestimmten, individuell vorgegebenen Funktionen zugewiesen. So erfolgt beispielsweise die Ausführung jeweils einer Untermenge der zu verarbeitenden Maschinenbefehle in entsprechenden Funktionseinheiten. Dabei liefert jede Funk­ tionseinheit Steuersignale, aus denen abhängig vom auszuführen­ den Befehl ein Bedingungscode gebildet wird.

Anhand des Bedingungscodes wird die weitere Befehlsbearbeitung durch die Verarbeitungseinheit festgelegt, so z. B. die richtige Fortsetzungsstelle bei einem bedingten Sprungbefehl. Die Aus­ wertung des Bedingungscodes muß dabei frühzeitig erfolgen, um das Sprungergebnis rechtzeitig vor Ausführung des nächstfolgen­ den Befehles zu bestimmen. Durch zentral gesteuerte Zusammen­ führung der funktionseinheitenindividuellen Steuersignale, Um­ wandlung der Steuersignale in einen befehlsabhängigen Bedingungs­ code und Bereitstellung des Bedingungscodes in einem Funktions­ register zur Steuerung der weiteren Befehlsverarbeitung ergeben sich Verlustzeiten, die besonders bei Verwendung kürzerer Ma­ schinenzykluszeiten für die Befehlsausführung zu Verzögerungen führen können.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der die Bereitstellung des befehlsabhängigen Be­ dingungscodes so schnell erfolgt, daß auch bei Verwendung kürzerer Maschinenzykluszeiten die weitere Befehlsverarbeitung durch die Verarbeitungseinheit nicht gebremst wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Demnach werden auf Anforderung der zentralen Steuereinheit von Auswerteschaltungen in den einzelnen Funktionseinheiten indivi­ duelle Bedingungscodes erzeugt und jeweils in einem eigenen Ausgangsregister der Funktionseinheiten gespeichert. Durch die Bereitstellung des Bedingungscodes in den Funktionseinheiten selbst kann der gültige Bedingungscode der von einer Anforderung betroffenen Funktionseinheit am Ausgang einer einfachen, die Ausgangssignale aller Ausgangsregister verknüpfenden ODER-Schal­ tung abgegriffen werden.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden die Anforderungs­ signale für die einzelnen Funktionseinheiten von einer gemeinsa­ men Steuerschaltung innerhalb der zentralen Steuereinheit ge­ liefert. Abhängig von den empfangenen Anforderungssignalen wer­ den die jeweils von den zugehörigen Auswerteschaltungen bereit­ gestellten individuellen Bedingungscodesignale zur Übernahme in die entsprechenden Ausgangsregister durchgeschaltet.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer der Funktionseinheiten zur Übernahme der bei einer Anforderung von einer der übrigen Auswerteschaltungen gelieferten individuellen Bedingungscodesignale in das zuge­ hörige Ausgangsregister. Dazu weist diese Funktionseinheit zu­ sätzliche Schalteinrichtungen sowie weitere Anforderungssignale auf.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung behandelt die Reali­ sierung der ODER-Schaltung sowie eine Schaltung zur Erzeugung eines Anzeigesignals bei Erfüllung einer vorliegenden Bedin­ gung.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung bekannter Art zur Erzeugung eines Bedingungscodesignals;

Fig. 2 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung,

Fig. 3 und Fig. 4 die Blockschaltbilder der Auswerteschaltungen in den einzelnen Funktionseinheiten von Fig. 2 und

Fig. 5 die Blockschaltbilder der ODER-Schaltung und der Deko­ dierschaltung von Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild mit mehreren Funktionseinheiten FU1 ... FUn, denen jeweils von der zentralen Steuereinheit EXU die Ausführung vorgegebener Funktionen obliegt. Ein Beispiel hierfür ist die Verarbeitung von Festpunktbefehlen in einem Festpunktwerk, von Gleitpunktbefehlen in einem Gleitpunktwerk, usw.

Die einzelnen Funktionseinheiten FU1 ... FUn senden Steuersignale ST-SIG1 ... ST-SIGn an eine Einrichtung CCLS zur Ermittlung eines befehlsabhängigen Bedingungscodes CC aus den bereitgestell­ ten Signalen. Der erzeugte Bedingungscode CC wird in einem Funktionsregister FREG zwischengespeichert, bevor er zur Weiter­ verarbeitung, beispielsweise an die Steuereinheit PLU, übergeben wird, in der durch eine Vergleichseinrichtung VGL geprüft wird, ob der eintreffende Bedingungscode CC mit vorgegebenen Vergleichs­ signalen MSIG übereinstimmt, so daß ein Ausgangssignal MEC bei erfüllter Bedingung aussendbar ist. Auf diese Art läßt sich beispielsweise bei einem bedingten Sprungbefehl feststellen, ob die Sprungbedingung erfüllt ist.

Das Blockschaltbild in Fig. 2 läßt die dezentrale Erzeugung von den Funktionseinheiten individuell zugeordneten Bedingungscode­ signalen erkennen. Dabei ist die gewählte Schaltungsanordnung wegen der besseren Anschaulichkeit auf die vier Funktionsein­ heiten FU1 ... FU4 beschränkt.

Aufgebaut sind die einzelnen Funktionseinheiten FU1 ... FU4 aus jeweils einer Auswerteschaltung AWS1 ... AWS4 mit zugehörigem Ausgangsregister AREG1 ... AREG4. Von einer Steuerschaltung EXU- ST werden Anforderungssignale erzeugt, von denen das Signal SCC den Funktionseinheiten FU1 ... FU3 gemeinsam zur Verfügung ge­ stellt wird, während die Signale SCC1 ... SCC3 und SCC40, SCC41 jeweils funktionseinheitenindividuelle Anforderungssignale darstellen.

Abhängig von diesen empfangenen Anforderungssignalen werden die von den entsprechenden Auswerteschaltungen AWS1 ... AWS4 gelie­ ferten Bedingungscodesignale CCO1 ... CCO4 zur Speicherung in den zugehörigen Ausgangsregistern AREG1 ... AREG4 durchgeschal­ tet. Eine Besonderheit bietet dabei die Funktionseinheit FU4. Sie weist zusätzliche Einrichtungen in ihrer Auswerteschaltung AWS4 auf, die eine Speicherung der jeweils von einer der übrigen Funktionseinheiten FU1 ... FU3 bei einer Anforderung durch die zentrale Steuereinheit EXU gelieferten individuellen Bedingungs­ codesignale CCO1 . . . CCO3 ermöglicht.

Die Ausgänge aller Ausgangsregister AREG1 ... AREG4 sind mit den Eingängen einer nachgeschalteten ODER-Schaltung OS verbun­ den, deren Ausgänge wiederum die Eingänge einer nachgeschalteten Decodierschaltung DS bilden. Diese Decodierschaltung DS erzeugt abhängig von den vorgegebenen Vergleichssignalen MSIG ein An­ zeigesignal MEC für eine erfüllte Bedingung. Dadurch, daß immer nur die individuellen Bedingungscodesignale der Funktionseinheit eine Information beinhalten, die durch die aktiven Anforderungs­ signale ausgewählt wird, können die einzelnen Informationssig­ nale in der ODER-Schaltung OS über einfache ODER-Verknüpfungs­ glieder zusammengefaßt werden.

Stellvertretend für die Funktionseinheiten FU1 ... FU3 gemäß Fig. 2 ist in Fig. 3 eine Auswerteschaltung AWS1 mit dem zuge­ hörigen Ausgangsregister AREG1 gezeichnet. Stammt der Bedin­ gungscode, gebildet von den durch die Einrichtung CC-GEN ausge­ sendeten Signalen CCIN10 und CCIN11, von einem in der Funktions­ einheit FU1 zu verarbeitenden Befehl, so werden durch das indi­ viduelle Anforderungssignal SCC1 die beiden Bedingungscodesi­ gnale über die UND-Glieder U2 und U3 an die Dateneingänge D0 und D1 des Ausgangsregisters AREG1 angelegt. Dessen Übernahme­ taktsignal C wird von der UND-Verknüpfung U1 des gemeinsamen An­ forderungssignales SCC und eines Taktsignales C1 gebildet. An den Ausgängen des Registers AREG1 erscheinen die Bedingungscode­ signale CCO10 und CCO11 zur Weiterleitung an die ODER-Schaltung OS gemäß Fig. 2. Bei den übrigen Registern AREG2 bzw. AREG3 sind die eingangsseitigen UND-Glieder wegen fehlender Anforderungs­ signale SCC2 bzw. SCC3 gesperrt, so daß nur das dem jeweiligen Befehl zugeordnete Ausgangsregister AREG1 einen von Null ver­ schiedenen Wert enthält.

Die Schaltungsanordnung in Fig. 4 zeigt die Auswerteschaltung AWS4 der Funktionseinheit FU4. In ihr wird unterschieden zwi­ schen der direkten Erzeugung der Bedingungscodesignale CCIN40 und CCIN41 und der Übernahme der Bedingungscodesignale CCO10, CCO11 ... CCO30, CCO31 aus einer der übrigen Funktionseinheiten FU1 ... FU3 gemäß Fig. 2.

Bei Vorliegen der Bedingungscodesignale einer der übrigen Funk­ tionseinheiten ist das Anforderungssignal SCC40 nicht gesetzt, so daß die Multiplexeinrichtung MUX die an den Ausgängen der ODER-Glieder OR1 und OR2 anliegenden, von Null verschiedenen Bedingungscodesignale dieser Funktionseinheit an die Datenein­ gänge D0 und D1 des Registers AREG4 durchschaltet. Das Anforde­ rungssignal SCC41 wird über das UND-Glied U5 mit einem verzöger­ ten Taktsignal Cl_V verknüpft, um den durchgeschalteten Bedin­ gungscode für die Zeit zwischen dem Setzen eines neuen Bedin­ gungscodes bis zu seiner verzögerten Übernahme im Ausgangsregi­ ster zu speichern. Dazu werden die Ausgänge der UND-Glieder U6 und U7 durch Negation des verzögerten Taktsignals Cl_V über das Gatter N1 gesperrt.

Bei direkter Erzeugung der individuellen Bedingungscodesignale CCIN40 und CCIN41 wird die Multiplexeinrichtung MUX durch das wirksame Anforderungssignal SCC40 auf die Ausgänge der Einrich­ tung CC-GEN geschaltet, wobei das Übernahmetaktsignal C für das Ausgangsregister AREG4 vom Taktsignal C1 über das UND-Glied U4 gebildet wird.

Die von den Funktionseinheiten abgegebenen, einander entspre­ chenden individuellen Bedingungscodesignale CCO10 ... CCO40 und CCO11 ... CCO41 werden gemäß Fig. 5 über die ODER-Glieder OR3 und OR4 der ODER-Schaltung OS zusammengefaßt. Die jeweils re­ sultierenden Ausgangssignale werden einer nachfolgenden Deco­ dierschaltung DS aus NEGATIONS-Gliedern N2 und N3 und UND-Glie­ dern U8 ... U11 zugeführt, die als zusätzliche Eingangssignale die Vergleichssignale MSIG0 ... MSIG3 aufweist. Liegt eine Be­ dingung vor anhand der entsprechenden Bedingungscodesignale und stimmen diese mit den Vergleichssignalen überein, so wird von der Decodierschaltung DS ein Anzeigesignal MEC ausgesendet. Dazu sind die Ausgänge aller UND-Glieder an die Eingänge eines ausgangsseitigen ODER-Glieds OR5 angeschlossen.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Bedingungscodes (CC) zur Steuerung der weiteren Befehlsfolge in einer Datenverarbeitungsanlage mit einer Verarbeitungseinheit (EXU), die mehrere Funktionseinheiten (FU1 ... FUn) und eine zentrale Steuereinheit (EXU-ST) aufweist, die den Funktionseinheiten die Ausführung von vorgegebenen Funktionen durch Anforderungssignale (SCC, SCC1 ... SCC3) zuweist, wobei anhand der bei der Befehlsausführung in den einzelnen Funktionseinheiten auftretenden Steuersignale der jeweilige Bedingungscode ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß jede Funktionseinheit (z. B. FU1) eine eigene Auswerte­ schaltung (z. B. AWS1) zur unmittelbaren Erzeugung des zugehörigen individuellen Bedingungscodes (z. B. CCO1) aus den jeweils auftretenden Steuersignalen aufweist,
• - daß in den Funktionseinheiten Ausgangsregister (AREG1 ... AREG4 vorgesehen werden, die nur bei Auftreten eines zugeordneten Anforderungssignales (z.B. SCC1) den von der jeweiligen Funktionseinheit jeweils erzeugten individuellen Bedingungscode (z.B. CCO1) übernehmen und andernfalls einen logischen Nullpegel abgeben, und
• - daß die Ausgänge der Ausgangsregister (AREG1 ... AREG4) aller Funktionseinheiten (FU1 ... FU4) mit den Eingängen einer ODER-Schaltung (OS) verbunden sind, die an ihrem Ausgang den jeweils gültigen Bedingungscode (CC) der von einer Anforderung betroffenen Funktionseinheit führt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Funktionseinheiten individuelle Schalteinrichtun­ gen (z. B. U1 ... U3) vorgesehen sind, über die die jeweils von den zugehörigen Auswerteschaltungen (z. B. AWS1) gelie­ ferten individuellen Bedingungscodesignale (z. B. CCIN10, CCIN11) abhängig von den empfangenen Anforderungssignalen (z. B. SCC, SCC1) an das Ausgangsregister (z. B. AREG1) überge­ ben werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Funktionseinheiten (z. B. FU4) zusätzliche Schalteinrichtungen (MUX, OR1, OR2) auf­ weist, durch die abhängig von weiteren Anforderungssignalen (SCC40, SCC41) die von einer der übrigen Auswerteschaltungen (AWS1 ... AWS3) bei einer Anforderung gelieferten individuellen Bedingungscodesignale im zugehörigen Ausgangsregister (z. B. AREG4) speicherbar sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet,

• - daß die ODER-Schaltung (OS) aus ODER-Gliedern (OR3 und OR4) aufgebaut ist, denen jeweils die einander entsprechenden Be­ dingungscodesignale (CCO10 ... CCO40 und CCO11 ... CCO41) der verschiedenen Funktionseinheiten (FU1 ... FU4) als Ein­ gangssignale zugeführt werden, und
• - daß die Ausgangssignale der ODER-Glieder zusammen mit vorge­ gebenen Vergleichssignalen (MSIG0 ... MSIG3) die Eingangs­ signale einer Decodierschaltung (DS) zur Erzeugung eines An­ zeigesignals (MEC) für eine erfüllte Bedingung bilden.