NL8403030A - Polymorfe programmeerbare eenheden, welke meervoudige niveaus van sub-instructiestelsels toepassen en daarbij behorende commandogeheugens. - Google Patents

Description

----- -1- 24241/JF/tv y a

Op basis van de 6 april 1984 gedateerde niet-eenheidsbeschikking van de Aanvraagafdeling van de Nederlandse octrooiaanvrage 70 06 955 afgesplitste octrooiaanvrage.

Korte aanduiding: 'Polymorfè programmeerbare eenheden, welke meervoudige niveaus van sub-instructiestelsels toepassen en daarbij behorende commandogeheugens.

De uitvinding heeft betrekking op een programmeerbare eenheid, welke in staat i3 verschillende opdrachten uit te voeren, zoals berekeningen en andere informatie verwerkende functies en tevens ingang-uitgang besturing. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking ‘op een dergelijke programmeerbare eenheid, welke meervoudige niveau's ^ van sub-instractie stelsels toepast.

Het computergebruik is dusdanig toegenomen, dat er nu een markt bestaat voor een compleet spectrum van computers voor het uitvoeren van een grote variëteit van computerteken en andere informatie verwerkende toepassingen· Aanvankelijk werd gedacht, dat de zogenaamde 10 grote computersystemen in de eerste plaats geschikt varen voor complexe -mathematische programma's en de kleine informatie verwerkende systemen in de eerste plaats geschikt waren voor zakelijke en boekhoudkundige programma's, welke betrekkelijk eenvoudige wiskundige operaties omvatten, 15 welke op een grote voorgroepexing van informaties worden uitgevoerd. De laatste jaren hebben zakelijke toepassingen een dergelijke omvang aangenomen, dat grote informatie verwerkende systemen vereist zijn, en omgekeerd werden toepassingen gevonden voor middelgrote en kleine informatie verwerkende systemen voor het uitvoeren van wetenschappelijke opdrachten 20 naast het registreren van informatie. Br is daarom een behoefte aan een verscheidenheid van computer verwerkingssystemen, welke reikt van de zeer kleine tot de zeer grote en waarvan ieder niet alleen zakelijke en wetenschappelijke toepassingen kan uitvoeren maar ook de besturing van informatie verzending, informatie verwerving en dergelijke.

25

Terwijl een grote variatie van computer toepassingen gevonden werd, werden verschillende systemen apart aangepast aan deze toepassingen. Bij situaties, waarin computer problemen van grote omvang een ^ 3Q rol speelden, en waarbij vele honderden of duizenden herhaalde stappen vereist werden, werd de nadrok gelegd zowel op snelheid van uitvoering \8403070 ! “ —" -2-. 24241/JF/tv 1.

als op het aantal informatie "bits, dat verwerkt kon worden in een gegeven cyclus van instructie rat voering. Yoor een dergelijke situatie werd een systeem ontworpen voor het verwerken van grote informatie breedten en tevens werden vele van de algorithmische processen, die op de informatie moeten worden fceegepast,direct uitgevoerd in bedrade schakelingen om een 5 grotere snelheid van.instructie uitvoering te verkrijgen. In hoofdzaak op grond van deze overwegingen was de grote schaal of wetenschappelijke computer zo kostbaar* Aangezien de markt een minder kostbare computer vroeg, werd een dergelijk computer systeem ontworpen met het oog op de kostenfactor, met als resultaat, dat de betrokken schakelingen en sys- 10 temen betrekkelijk eenvoudig waren en de verschillende algorithmische bewerkingen werden uitgevoerd door de programmeur. Als resultaat werd de tijd van uitvoering van het programma relatief lang,niet alleen omdat het systeem iedere stap van het programma apart moest uitvoeren, ^ maar ook omdat het systeem ontworpen werd om. informatie te verwerken met een relatief kleine breedte om de schakelingen van het systeem ------------ · goed in stand te houden* Aangezien de ohtwerper van beide type systemen twee verschillende wiskundige logische eenheden zou moeten ontwerpen en fabriceren voor de aparte systemen, zou hij het eoonomische voor-20 deel verliezen, dat verkregen zou kunnen worden bij een grote productie van slechts één ontwerptype.

Het bovengenoemde bezwaar is ook inhaerent aan computer systemen, welke van voldoendé grootte zijn, dat de besturing van ingangs- uitgangs-operaties gelijktijdig moeverlopen met de besturing van re- p*5 f kenkundige en andere logische operaties. Dérgelijke aparte ingang-uitgang (input-output, I-O) besturende eenheden kunnen gelijken op»en zijn soms werkelijk digitale computers voor algemene doeleinden op zichzelf, compleet met een wiskundige eenheid en soms zelfs met een locale opslag. De functie en in verband daarmede het ontwen) van de 1-0 besturende eenheid 30 - is echter nog steeda verschillend van die van de computer voor algemene doeleinden, waarmede hij in verband staat.

Ben ander bezwaar verbonden aan systemen van verschillend onderwerp is de programmerings-onverenigbaarheid tussen de verschillende 35 systemen. Aangizien enige programma’s werden aangebracht in de schakelingen van grotere systemen, was slechts een instructie vereist om te worden opgemaakt teneinde dat programma uit te voeren. In een kleiner jygpt systeem zal een. veelvoud var* dergelijke instructies moeten worden aange- 840 3 0 3 0 _'W _____^^1^^· ' 4 * % --3-. 24241/JF/tv bracht om hetzelfde programma uit te voeren· Dit gebrek aan programma-verenigbaarheid was zelis nog ernstiger tussen systemen» welke werden gebouwd door verschillende maatschappijen, aangezien verschillende ontwerpers verschillende instructie formaten toepasten, welke variëerden in lengte en waarbij tevens verschillende veld-afmetingen binnen het instruc-^ tie formaat werden toegepast· Om dergelijke verschillen in de ’’machine- | talen” te compenseren, werd en variëteit van verschillende programmerende talen ontwikkeld, waarvan de meest bekende zijn Fortran, Cobol en Algol· Programma's geschreven in dergeLijke programmerende talen konden ^ gecodeerd en toegepast worden in verschillende computersystemen; dergelijke programma's moesten echter eerst worden vertaald in de machine—taal van een bepaald systeem, welke vertaling werd uitgevoerd door een uitvoerprogramma soos een compilator genoemd, en indien een dergelijk uitvoerend'programma niet was voorzien voor een bepaalde program-15 neringstaal, dan moest de gebruiker van de computer zijn programma opnieuw schrijven in een taal, waarvoor het systeem wel een compilator had· Verschillende typen van systemen ophouw werden ontwikkeld om zowel de schakeling-of "hardware” onverenigbaarheid als de programme-rings’ of "software” onverenigbaarheid zoals boven beschreven te verminde-20 ren of te miniseren. Hoewel een betere verenigbaarheid werd bereikt binnen bepaalde productlijnen, hebben pogingen om de onverenigbaarheid tussen verschillende programmeringstalen te verminderen in de praktijk alleen maar geleid tot de creatie van nog meer programmeringstalen. Bepaalde opbouwtechnieken, welke toegepast werden bij de bekende stand van de techniek omvatten het ontwerp van modulaire verwerkingseenheden en opslag-eenheden, waardoor de capaciteit van het systeem kan worden vergroot door het toevoegen van traditionele verwerkingseenheden en de opslagcapaciteit j van het systeem kan worden vergroot door het toevoegen van opslageehheden.

30 Andere technieken omvatten het ontwerp van informatie wegbreedten van verschillende organen van een productlijn om veelvouden te zijn van een of ander grond eenheidsegment en het aanpassen van het inatructieformaat voor de productlijn door deze ook veelvouden van dat grond segment te doen zijn.

Een bijzonder opbouwconcept, dat meer flexibiliteit in het 35 computer on twerp toestrvd en ook in de computer programmering was het con- \cept van micro-programma's of micro-instructies · Oorspronkelijk was een micro-instructie slechts een stelsel van besturende bits toegepast binnen een macro-instructie formaat. Dergelijke besturende bits werden toegepast 84 0 3 0 3 0 ' — ......

-4- 24241/JF/tv v * \ \ om corrigerende mogelijkheden te verkrijgen gedurende de uitvoering van een meervoudige instructie of versohuivingainstxuctie en dergelijke. Dit concept ontwikkelde zich vervolgens tot waar de macro-instructie het bepaalde programma, dat moest worden uitgevoerd specificeerde, zoals de optelling van twee operands, en de uitvoering van de macro-instructies had j. plaats via een opeenvolging van uitvoeringen van miero-instructiee,waarvan ieder de bepaalde poorten specificeerde, welke gesteld moesten worden op de verschillende opeenvolgende tijden. Aangezien een veelvoud van macro-instructies konden worden uitgevoerd door een eindig stelsel van micro-instructies» werd onderkend, dat deze zelfde micro-instrueties IQ konden worden opgeslagen in een aparte opslag om te worden geadresseerd in iedere bepaalde volgorde bij de uitvoering van verschillende macro-instructies. Verder werd onderkend, dat verschillende opeenvolgingen van micro-instructies konden worden geformuleerd om bepaalde operaties uit te voeren en apart konden worden opgeslagen in ieder geheugen* Zodoende *5 kon een grote variëteit van opeenvolgingen van micro-instructies gemaakt worden om .een grote variëteit van programmals uit te voeren, en, wanneer een gegeven computersysteem ontworpen werd om bepaalde programma's uit te voeren, konden alleen de vereiste opeenvolgingen van micro-instructies ^ worden opgeslagea om te worden opgeroepen bij de uitvoering van specifieke bepaalde macro-instructies. Het concept van micro-instructies of micro-programma's werd vervolgens één van sub-instructie stelsels, welke werden gemaskeerd of verborgen voor de programmeur, waardoor het schrijven van bepaalde programma's werd vereenvoudigd door het verminderen van het aan-25 tal aparte specifieke stappen, welke, de programmeur moest verrichten. Het concept van micro-programmering stond de computer ontwerper het ontwerpen van minder kostbare computersystemen toe, welke aan de computer gebruiker een grote variatie van programma's verschaften, zonder de noodzaak,dat aparte functies werden aangebracht in de. bedradingen en de schakelingen* 30 Terwijl dit concept van opeenvolgingen van micro-instructies of opeenvolgingen van. sub-instructies diende om de programmeur grotere eenvoud bij de programmaforaulering te verschaffen en tevens diende om de computer ontwerper een grotere flexibiliteit en meer variatiemogelijkhe-den te geven bij het voldoen aan de vereisten van bepaalde systeemopbouw, 'SmX heeft de bestaande stand van de techniek tot nog toe niet voldaan aan het ^verkrijgen van verenigbaarheid tussen verschillende orgaansystemen van een productlijn en' ·. ·/ programma-verenigbaarhsid zowel tussen verschillende 840 30 3 0 ~ '------------ · ··' ---------- -5- ‘....... 24241/JF/tv J % * programmerende talen als lussen de machinetalen ran de verschillende systemen.

Ben doelstelling van de uitvinding is zodoende het verschaffen van een verbeterde programmeerbare eenheid» waarvan de functionele bekwaamheden snel kannen worden gewijzigd gedurende de werking van de een-5 heid.

Ben andere doelstelling van de uitvinding is het verschaf- ' fen van een verbeterde pro grasmeerbare eenheid» welt» dynamisch kan worden gewijzigd gedurende zijn werking on programma’s uit te voeren» welke geschreven zijn in een andere programmataal.

10 Nog een doelstelling van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde programmeerbare eenheid» welke snel kan worden gewijzigd gedurende zijn werking om opeenvolgingen van rekenkundige instructies uit te voeren of om opeenvolgingen van besturende instructies uit te voeren voor ingang-uitgang inforraatie-averdrachten.

15

Nog een andere doelstelling van de uitvinding is het verschaffen v&n een verbeterde programmeerbare eenheid, welke dynamisch kan worden gewijzigd van een computer werkwijze naar een ingang-uitgang besturende werkwijze zonder de vereiste, dat aparte schakelingen voor iedere 2Q werkwijze aanwezig zijn.

Weer een andere doelstelling van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde programmeerbare eenheid, waarvan een veelvoud kan worden toegepast in een conputerreeks cf combinatie om verschillende rekenkundige en informatie verwerkende operaties uit te voeren zon- 25 der dat enige speciale aanpassing wordt aangebracht aan de eenheden van de reeks of combinatie.

Als-nog een doelstelling van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde programmeerbare eenheid met een uit te breiden aantal functionele logische eenheden om een variëteit van logische operaties 30 uit te voeren onder de besturing van sub-instructie stelsels.

Tevens is een doelstelling van de uitvinding het verschaffen van een verbeterde programmeerbare eenheid met een opbouwontwerp, dat kan worden toegepast ia een verscheidenheid van dergelijke eenheden met ver-schillende rekenkundige capaciteiten en vermogens.

\HSet aanpassingsvermogen verkregen door micro-pro grammering, dat is de toepassing van een enkel niveau van sub-instructie stelsels,is nog niet voldoende voor het bereiken van de boven genoemde doelstellingen _ 4 0 3 0 3 0 —........ ~ - V.

V * •........................ -6- · 24241/JF/tv van de uitvinding. Teneinde de boven genoemde doelstellingen te verwezenlijken past de uitvinding niet alleen een eerste niveau van sub—instructie stelsels toe, welke hierna K instructies worden genoemd, waai* wordt jtevens een tweede niveau van sub-in3tructie stelsels toegepast, welke hierna N instructies-worden genoemd. De macro-instructies of systeem- _ instructies zullen S instructies worden genoemd. In zekere zin kan de 5 uitvoering van de ΪΓ instructies worden beschouwd als een decodeerder voor de M instructies, welke gecodeerd zijn en niet alleen maar besturende signalen zijn. De N instructies kunnen geschikte combinaties van bepaalde vereiste besturende signalen zijn of kunnen ook gecodeerde 10 signalen zijn. Zodoende verschaft de uitvoering van een tweede niveau van sub-instructie stelsels of K instructie stelsels een additionele orde van flexibiliteit bij hetgeen werd verschaft door de nicro-program-meringstechnieken volgens de bekende stand van de techniek.

Aangezien het systeem van de uitvinding alle algorlthnen 15 kan uitroeren onder de besturing van meervoudige niveau's van instructie stelsels, behoeven geen speciale schakelingen te worden aangebracht voor specifieke algorlthnen maar slechts de Booleaanse grondverbindin-gen. Zodoende past de uitvinding zichzelf aan voor de toepassing van 20 veelvoudige identieke logische eenheden op parallelle wijze geschakeld, welk. veelvoud te wijzigen is van een computersysteem naar een ander met een andere informatie wegbreedte zonder enige modificatie van de logische grondeenheid. Dit is mogelijk gemaakt door de veelzijdigheid, welke door de uitvinding wordt verkregen, waarbij verschillende algorlthnen 25 kunnen worden uitgevoerd door verschillende reeksen van M instructies, en waarbij zodoende de N instructies, welke de besturende signalen bepalen onafhankelijk kunnen zijn van het type algorithme, dat moet worden uitgevoerd.

Bovendien omvat de uitvinding een serie programmeerbare ^ eenheden, welke apart zijn geprogrammeerd en-identiek in vorm en schakeling zijn, waarbij iedere eenheid dynamisch, te wijzigen is door verande-* ring van de M instructie stelsels om te werken op een informatie verwerkende wijze of op een ingang-uitgsng besturende wijze.

/"V 25 Een bijzonder eigenschap van de uitvinding is gelegen in een programmeerbaar systeem en de methoden volgens welke het systeem werkt, waarbij voorzieningen zijn getroffen voor de opslag van verschil-%v lende opeenvolgingen van instructies, welke worden geselecteerd van een 8403030 ~ -a %

V

\ • - ...... - ------- · -7- · 2424t/JF/tv eerste niveau van sub-instructie stelsels en waarbij voorzieningen zijn getroffen voor het decoderen of uitvoeren van dergelijke eerote niveau _ sub-instrueties door instructies, welke worden geselecteerd uit een tweede niveau van sub-instructie stelsels, en waarbij de bepaalde opeenvolgingen van eerste niveau sub-ins truc ties worden geselecteerd ^ of geadresseerd in overeenstemming met de informatie inhoud van een instructie, welke wordt geselecteerd uit bet stelsel van instructies van hoger niveau· Een bijzondere eigenschap van de uitvinding is gelegen in de middelen voor het adresseren en selecteren van de bepaalde tweede niveau sub-instructies op een overlappende wijze om de uitvoe-10 ring aan te passen van geconditioneerde eerste niveau sub-ins tructies gedurende een| bepaalde tijdsperiode.

Een bijzondere eigenschap van de uitvinding is gelegen in een programmeerbare eenheid en methode voor het doen verken van deze eenheid, waarin aparte opeenvolgingen van eerste niveau sub-inatructies 15 worden toegepast voor het besturen van de werking van de eenheid op verschillende wijzen,, zoals een verwerkende wijze en een ingang-uitgang besturende wijze, welke opeenvolgingen kunnen worden geadresseerd en geselecteerd in overeenstemming met specifieke instructies van hoger niveau, 2q Ben andere bijzondere eigenschap van de uitvinding is ge legen in een programmeerbare eenheid en een methode om deze eenheid te doen werken, waarin bepaalde verschillende opeenvolgingen van eerste niveau sub-instructiea worden verkregen voor de uitvoering van hogere niveau instructies, uitgedrukt in verschillende programma-taalvormen, 25 welke specifieke opeenvolgingen van eerste niveau sub-inatructies kunnen worden geselecteerd volgens de bepaalde taalvorm van het stelsel van de hogere niveau instructies.

Een andere bijzondere eigenschap van de uitvinding is gelegen in een programmeerbare eenheid met rekenkundigs en logische schake-30 lingen bestaande uit een veelvoud van modulaire logische eenheden, welke worden geactiveerd onder de besturing van twee niveau's van sub-instruc-ties.

De bovengenoemde en andere doelstellingen, voordelen en -j. bijzondere eigenschappen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit άβ volgende beschrijving aan de hand van de bijgaande tekeningen.

\ Figuur IA toont een programmeerbare eenheid volgens de \ uitvinding.

*8403030 ......

..... 1 · - - — 24244/JF/tV' - % - - * .

Figuur 1B toont oen opstelling van programmeerbare eenheden volgens de uitvinding* .;· ir Figuur 2 toont schematisch, het besturende gedeelte en de rekenkundige logische eenheid volgensde uitvinding.

5 Figuur 3 toont ’gedetailleerd de rekenkundige logische een- , heid volgens de'uitvinding.

Figuur 4 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de rekenkundige logische eenheid·

Der figuren 5 - 11 tonen schematisch verschillende logische 10 schakelingen volgens de uitvinding.

Figuur 12 toont schematisch der geheugen tussenlaag.

. r : De figuren 13 - 16 tonen de formaten van verschillende instructies.,, die worden toegepast in de uitvinding.

Figuur 17 toont schematisch de tweede niveau sub-instruc- '15·· tie decodeerden*

Figuur 18 toont schematisch de eerste niveau sub-instruc-. tie decodeerden.

Figuur 19 toont een tabel van N besturende signalen van de fase 2 en 3 besturende velden van de ΙΓ instructie.

20 Figuur 20 toont een tabel van N besturende signalen van het fase 3 besturende veld van de ïï instructie.

De figuren 21-23 tonen stelsels van tijddiagrammen, welke instructie voor overlapuitvoering aangeven, . De figuren 24 en 25 tonen M instructie opeenvolgingen, welke 25 in de uitvinding kunnen worden toegepast.

Bepaalde termen worden in de volgende beschrijving vaak toegepast en begrepen dient te worden, dat deze termen moeten worden uitgelegd in overeenstemming met de volgende definities.

Programma taalvorm is ieder formaat, dat gecodeerd kan wor-30 den in binaire signalen, welk formaat kan worden toegepast door een pro grammeur of gebruiker van een computer zonder enige kennis van de schakelingen in een specifiek verwerkingssysteem.

S instructie is een instructie, welke informatie bevat, die een programma of een proces specificeert, dat moet worden uitgevoerd 35 op informatiestelsels. Ben S instructie is vergelijkbaar met een macro- _ 8403030 . * 4 .

.-9=., . 24241ƒJF/tv .

instructie of machinetaal instructie volgens de bekende stand Tan. de techniek.

H instructie is een instructie, welke informatie bevat, die een operationeel commando specificeert, dat moet worden uitgevoerd 5 in een verwerkingssysteem, waarbij één of meer ren dergelijke operaties vereist zijn om een proces uit te voeren waarom gevraagd is door de S instructie. Een H instructie is vergelijkbaar met een micro-instruc-tie. die werd toegepast volgens de bekende stand van de techniek.

If instructie is een instructie, welke informatie bevat.

10 die bepaalde besturende signalen specificeert, welke moeten worden toe gepast binnen het verwerkingssysteem om de uitvoering van een M instruc-^ tie te activeren. Een of meer N instructies kunnen vereist zijn om een M instructie uit te voeren.

Concepten van micro-pro grammering volgens de bekende stand 15 van de techniek verschaften twee grond voordelen· Ten eerste wordt de programmeur ontlast van het moeten specificeren van de aparte etappen, die vereist zijn om een gegeven operatie te volvoeren. welke stappen worden gespecificeerd door de reeks van micro-instructies, waarom gevraagd wordt door de macro-instructie. Ten tweede wordt de computer ont-20 werper ontlast van de vereiste om speciale schakelingen aan te brengen.

welke iedere speciale functie uitvoeren, welke het systeem moet verschaffen. Verder kan het ontworpen systeem een groter aantal reken operaties uitvoeren met een gegeven instructie formaat, aangezien de operatiecode — van het instructie formaat niet langer vereist is om de bepaalde machine 25 operaties te specificeren.

De uitvinding past drie gescheiden systemen toe als een enkel systeem: namelijk het 3 systeem, het M systeem en het N systeem. Ieder systeem gebruikt op zijn beurt zijn eigen geheugen en zijn eigen instructie decodeerder. Eet rooster van H instructies staat normaal vast 50 maar kan worden aangepast om te kunnen worden gewijzigd. Het rooster van M instructies kan dynamisch worden gewijzigd gedurende de normale werking van het systeem. Ieder uniek stelsel van M instructies definieert een bepaald vertalend vermogen voor een bepaald stelsel van S instructies.

Iedere S instructie kan een complete algorithm® specificeren, waarvan de 35 stappen worden gedefinieerd door een reeks van M instructies. De S in- 84 0 3 0 3 0

s. # V

\ -10- 24241/JF/tv structie is het equivalent van de macro-ins tructie of machinetaal instructie volgens de "bekende stand van de techniek. Volgens de uitvinding wordt echter geen bepaald stelsel van 3 instructies inhaerent vereist en zodoende kan een veelvoud van verschillende stelsels van 3 instructies wor-5 den toegepast» omvattende stelsels van S instructies» welke geschreven zijn in overeenstemming met verschillende programmerende talen. Verder wordt het stelsel van commando's tot bestuurde ingang-uitgang informa-tie-overdracht uitgevoerd door een bepaald stelsel van S instructies. Ieder stelsel van S instructies wordt in het systeem volgens de uitvinding ge-10 interpreteerd ^oor een respectievelijk gescheiden stelsel van M instruc ties, waarvan ieder op 2ijn beurt wordt uitgevoerd door het rooster van N instructies.

De wijze, waarop de uitvinding wordt uitgevoerd zal beter worden begrepen uit een beschouwing van de tekeningen. Ia figuur IA is 15 de basis inrichting van een programmeerbare eenheid volgens de uitvinding aangegeven» De programmeerbare eenheid bestaat uit twee basis secties, namelijk een rekenkundige logische eenheid (arithmetic logic unit) of ALU en een besturende sectie. Geheugen 20 wordt aangegeven als zijnde verdeeld in drie secties» namelijk het basis geheugen 20A, het micro-20 programma geheugen 20B en het F geheugen 20C. Het basis geheugen 20A zal van het normale uitwissend lezen (destructive readout) of DRO type geheugen zijn, normaal toegepast in informatie verwerkende systemen als de opslageenheid. Eet MP geheugen 20B is normaal van het niet-uitwissend . lezen type (non-destractive readout) of HDRO type geheugen. Het N geheu- 25 · gen 20C is bij voorkeur van het HDRO type, maar kan een alleen leesge- heugen (read only memory) type of ROM zijn. Alle drie geheugens kunnen van het magnetische dunne film type of vaste stof geheugen type zijn; het N geheugen 200 zal echter inhaerent van het type moeten zijn met de snelste geheugencyclua. Het systeem volgens figuur 1A wordt gecomple-50 teerd door een veelvoud van ingang-uitgang inrichtingen 9, welke zijn gekoppeld met het basis geheugen 20A door een schakeleenheid 8 onder de besturing van programmeerbare eenheid 10.

Voordat een gedetailleerde beschrijving van de programmeerbare eenheid 10 wordt gegeven, zal een bepaalde toepassing van een derge-55 lijke programmeerbare eenheid worden beschreven aan de hand van figuur 1B

^§L 840 3 0 30 24241 / JF/fcv om de veelzijdigheid ran de uitvinding te illustreren. In figuur 1B zijn een veelvoud van programmeerbare eenheden 11, ... f 14 verbonden in een reeks via schakelend synchronisatie-orgaan 15, dat ook de geheugen-eenheden 21, 22 ea 23 verbindt evenals een veelvoud van ingang-uitgang 5 inrichtingen 9, welke zijn gekoppeld met de reeks van schakelende eenhe den 8. De respectievelijke programmeerbare eenheden 11, . . « .,14 zijn . van het type, dat als programmeerbare eenheid 10 is aangegeven in figuur IA en zijn geschikt om in verschillende manieren te worden g eplaatst in overeenstemming met de uitvinding. Zodoende kunnen de eenheden 11 en 12 10 zoals aangegeven in de tabel bij figuur 1B, worden geplaatst in een in gang-uitgang besturende wijze gedurende een bepaalde taalperiode terwijl ^ de eenheden 13 en 14 op een verwerkende wijze zouden werken. In een late re taalperiode wanneer geen ingang-uitgang operaties vereist zijn, zouden alle vier eenheden kunnen worden geplaatst in een verwerkende wijze.

15 In een nog latere taalperiode, wanneer weer ingang-uitgang operaties ver eist zijn, zal één van de eenheden van de reeks zoals eenheid 15 kunnen worden geplaatst in een ingang-uitgang besturende wijze. Het doel van de tabel bij figuur 1B is slechts om aan te geven, dat iedere of alle programmeerbare eenheden kunnen worden gp laatst in hetzij een ingang-uit-20 gang besturende wijze of in een verwerkende wijze overeenkomstig de ver eisten van de toepassing van de reeks van figuurrilB.

In figuur 2 zijn de hoofdregisters en informatiewagen van zowel de besturende sectie als de rekenkundige logische eenheid van de programmeerbare eenheid volgens de uitvinding aangegeven. De ALIT omvat 25 logische eenheid 50, welke onder andere dient als de opteller, cylinder schakelaar (barrel switch) 51, A registers 52, B register 53 en ware-valse poorten (true-false gates) 54* B register 53 is de eerste tussenlaag tussen de programmeerbare eenheid van de uitvinding en het basis geheugen. Dit register 50 dient tevens als de tweede ingang naar opteller 50 en heeft bepaalde secundaire functies, welke verband houden met de rekenkundige operaties.

De ware-valse poorten 54 dienen om de ware inhouden Tan het B register 33 te verschaffen of om de complement enen (one's complement) van de inhouden van het register 33 te verschaffen.

35 Da A register 32 zijn drie functioneel identieke registers.

ΐ 3403030 ·* i * . -12- - · . .. 24241/JF/tv

Ieder ran de A registers wordt als een tijdelijke informatie-opslag gebruikt binnen een ALU en dient als een primaire ingang naar de opteller 30. Ieder ran de A registers wordt geladen ranuit de uitgang Tan de cylinder schakelaars 31 · 5 De besturende eenheid Tan de programmeerbare eenheid Tan de uit-rinding omTat drie basis secties? namelijk een sectie τοογ het ver-schaffen Tan een tussenlaag tussen de ALU en het geheugen en periphere of hulpinrichtingen, een sectie om het decoderen ran M' instructies te behandelen en een sectie Toor het ontvangen en het Terzenden Tan de N in-10 structie besturende signalen·

De uitgang Tan de ALU komt Tan de cylinder schakelaar 31 en kan worden toegevoerd aan de tussenlaag poorten 48, de basis registers 45 en 46 en het geheugen informatie register (memory information register MIR ) 47 evenals naar het altematieTe micro-programma telregister (alter-15 nats microprogram count register AMPCR) 41 · De uitgang Tan de cylinder schakelaars 31 kan ook worden toegevoerd aan het Terschuif hoereelheid register (shift amount register SAR) 44.

(Tussenlaag poort 48 dient om adressen en andere informatie te ontrangen Toor transport, hetzij naar het geheugen adresregister 20 (memory address register MAR) 49 of naar teller 50. Register basis regis ter (RBR) 45 berst het basis adres ran een 256 woordblok ran het basis geheugen. De inhoud ran dit register is aaneen geschakeld met MAR 49 om een absoluut geheugenadres te vormen. Basis register 2 BR2) 46 staat in verband met RBR 45 en kan het basis adres ran een 256 woordblok ran het 25 basis geheugen berstten of het meest belangrijke gedeelte ran een inrich ting adres. Erenals de inhoud ran RBR 45 is de inhoud ran BR2 46 aaneen geschakeld met de inhoud van MAR 49 om een absoluut geheugen adres of een inrichting adres te rormen. Geheugen informatie register (memory information register (MIR) 47 wordt gebruikt als informatie buffer ran infor-30 matie, welke wordt geschreven naar het basis geheugen of naar een in richting. Dit register wordt geladen vanuit de uitgang van cylinder schakelaars (barrel switches) 31*

De inhoud van de micro-ins truc tie wordt ontvangen door de micro-instructie decodeerder 40 om het U geheugen te adresseren en om te \ worden overgedragen aan het letter register 51, verschuivings hoeveelheid 8403030 > » -13- 24241/JF/tv register (shift amount register SA&) 44 en naar het afwisselend micro-pro gramma telregister (alternate microprogram count register AHFCR) 41» Letter register 51 wordt gebruikt als sen tijdelijke opslag voor letters in de H instructies, welke gebruikt moeten worden als ingangen naar de 5 opteller 30, het telregister 50 of naar het geheugen adres register 49·

Het verschuivirigs hoeveelheid register 44 bewaart de vérschuivings hoeveelheid telling of het woordlengte complement daarvan, dat moet worden toegepast bij de besturing van het aantal bits, waardoor ihformatie wordt verschoven in de cylinder schakelaars 31 · Set afwisselend micro-10 programma telregister 41 bevat het sprong of terugzend adres (jump or return address) voor programma sprongen en sub-programma terugzendingen binnen de H programma's. Het adres in dit register is gebruikelijk één minder dan de positie van terugzending. Bit register kan worden geladen uit het miaro-programma telregister 42, uit de cylinder omschakel uit-15 gang of uit de M instructie decodeerder 40. Het micro-programma telre gister (micro program count register MPCR) 42 staat met dit register in verband en is de instructie adres teller voor het M geheugen. Het bevat gewoonlijk het lopende H instructie adres.

Be H instructie decodering wordt uitgevoerd door de test 20 logische schakeling 53 en het commando register 52. Be functies van deze . laatste schakelingen zullen meer uitvoerig worden beschreven· Een opmerking op dit punt zal echter zijn, dat de test logische schakeling 53 informatie omvat van het conditie register 54, waarvan de inhoud een stelsel van testbare bits is, dat dient als foutindicator, onderbrekers, 25 locale en globale Booleaanse variabelen en uitsluit indicators. Beze verschillende conditie register bits zullen later zorgvuldig worden beschreven.

Voordat de formaten van de M en H instructies worden beschreven, zal nu een beschrijving van d.e principe operaties, welke moe-30 ten worden uitgevoerd binnen de programmeerbare eenheid worden gegeven·

Begrepen dient te sevien, dat de operaties, welke worden uitgevoerd binnen de programmeerbare eenheid,worden ingeleid door de H instructies*

Be geheugen en inrichting operaties worden gebruikt om informatie over te dragen tussen de programmeerbare eenheid en het geheu-35 gen of één of andere hulpinrichting. Be programmeerbare eenheid is ver- >. 840 3 0 30 * l -14- 24241/JF/tv bonden met de geheugen modulen en inrichtingen vla een schakelend synchronisatie orgaan (switch interlock) door twee-richting hoofdaders» Geheugen en inrichting adressen worden gevonden van het programmeerbare eenheden geheugen adres register (programmable units memory address re-5 gister MAR) naar het schakelende synchronisatie orgaan en na doorver binding naar het geselecteerde geheugen of toestel. De van een geheugen of inrichting ontvangen informatie wordt geplaatst in het B register door het B register te verwijzen naar de uitwendige informatie hoofdader. Informatie, welke wordt gezonden naar'het geheugen of de inrich-10 ting,wordt gezonden door middel van het geheugen infomatie register (memory information register MIR). Iedere geheugen of inrichting operatie wordt ingeleid in de eerste klokperiode van de M instructie en parallel voortgezet met daaruit volgende M instructie uitvoeringen. Zodoende kunnen de geheugen en inrichting operaties geheel worden overlapt door 15 logische eenheid operaties. De geheugen, inrichting en stelsel operaties, als groep, kunnen worden gespecificeerd als hetzij conditioneel of onconditioneel binnen iedere M instructie. De specifieke geheugen en inrichting operaties zullen hierna meer in het bijzonder worden beschreven· Iedere M instructie kan precies een logische operatie be-20 vatten. Deze operaties omvatten binaire Booleaanse operaties tussen de A en B en tussen de B en Z ingangen naar de ALU er de meeste binaire Booleaanse operaties tussen Z en A. Br zijn ook verscheidene drievoudige Booleaanse operaties tussen alle drie ingangen en werkelijke optel (true add) operaties tussen ieder paar ingangen. De logische vorm van 25 de verschillende Booleaanse operaties of Booleaanse verbindingen zijn aangegeven in de tabel van figuur 19,

De ware opteloperaties voeren complementaire tweeën (two’s complement) optelling uit tussen de A en B ingangen naar de ALU. De zelfde operaties kunnen beschikbaar worden gemaakt tussen B en Z ingan-30 gen en tussen Z en A ingangen, indien gewenst. De uiteindelijke uitvoering van de meest belangrijke s tand van de ALU is beschikbaar om te worden getest op de volgende M instructie en wordt ook gespaard in de overloop (overflow) bit van het conditieregister voor latere controle*

De ALU bestaat uit een veelvoud van basis logische een-35 heden overeenkomstig met de informatie wegbreedte, welke is gekozen \ 8403030 -15- 24241/JF/tv voor een bepaalde programmeerbare eenheid· Het aantal bits in een basis eenheid is acht gekozen. Opteloperatie-variatie ontstaat uit de keuze yan oTerdrachten naar iedere acht-bitgroep. Voor iedere acht-bitgroep kan de logische eenheid worden bedraad, zodat het inbrengen of het uit-5 brengen Tan de onmiddellijk rechts gelegen groep is of een constante·

Deze keuze kan niet worden gewijzigd door het programma· Het inbrengen echter kan worden toegestaan of Terhoden door het programma* He gebruikte configuratie heeft alle behalve de meest rechtse acht-bitgroep , welke zijn inbrengen ontvangt van de groep aan de rechterkant· He meest recht-10 se groepen hebben een constante één-inbreng. De overdracht stelt alle in staat maar de meest rechtse groep wordt samen gespecificeerd met de ene inbreng naar de minst betekenende positie, welke apart wordt gespecificeerd.

Sr zijn vier cylindernschakelaaroperaties (barrel switch 15 operations), welke kunnen worden gespecificeerd en één moet worden ge- ' - ^ specificeer!. Deze operaties zijn: niet verschuiven, de hoeveelheid in de SAH naar rechts rond verschuiven, de hoeveelheid in de SAS naar rechts tot het einde verschuiven, de complement tweeën (two's complement) van de hoeveelheid in de SAS naar links tot het einde verschuiven· 20 Een ander type operatie, welke wordt uitgevoerd onder de besturing van M instructies zijn de steloperaties (set operations), welke worden toegepast om andere programmeerbare eenheden in een reeks van dergelijke eenheden te interrupperen, kritische secties van een dergelijke reeks uit te sluiten en aan te sluiten, en locale conditie-bits te stel-25 len. Bovendien bevatten de H instructies verschillende typen van informa tie, welke meer nauwkeurig zullen worden besproken in verband met het formaat van de H instructie en andere instructies»

Er zijn vier bronnen van besturende informatie aanwezig in de programmeerbare eenheid volgens de uitvinding· Heze omvatten de drie 50 instructie-niveau's, namelijk de S instructie, de M instructie en de H

instructie en omvatten tevens een stelsel van conditionele bits, welke geplaatst zijn in het conditieregister 54, zoals aangegeven in figuur 5» Heze informatiebronnen zullen nu worden beschreven.

Aan de hand van figuur 13 zal een type S instructie-for-55 maat worden beschreven. Begrepen dient te worden, dat geen enkelvoudig 8403030 , t Λ · -16-___' . 24241/JF/tv S instructie-formaat de voorkeur mag hebben in de uitvinding. Zodoende imri een variëteit van instructie-formaten worden toegepast, waarbij de enige vereiste is, dat bepaalde reeksen van H instructies in het M geheugen zijn aangebracht om ieder bepaald stelsel van S instructies te 5 decoderen of uit toeleggen. Verder dient te woorden begrepen» dat een veelvoud van d^i^ilijke H instructiereeksen aanwezig zijn in het M geheugen.

De speciale instructie-formaten» aangegeven in de figuren 13A» 13B en 13C» zijn geschikt voor de besturing van ingang-uitgang in-10 formatie-overdrachten; begrepen dient echter te worden, dat deze instruc- tie-formaten ook kunnen worden toegepast voor het specificeren van programma's, die moeten worden uitgevoerd binnen de programmeerbare eenheid volgens de uitvinding»

De ingang-uitgang beschrijver van figuur 13 omvat 96 bits, 15 gerangschikt in drie segmenten. Het ogeratiesegment van figuur 13A is verdeeld in twee velden. Veld ï|3pecificeert de uit te voeren operatie terwijl veld II gebruikt kan worden om het adres van de hulpinriohting te specificeren of de speciale geheugen module, waarnaar of waarvan informatie moet worden overgedragen. Veld III van figuur 13B is een teken 20 van 8 bits, dat gebruikt kan worden als een vergelijkingsteken om een informatie-overdracht te beëindigen. Veld-IV' bestaat uit een teller, welke het aantal informatiesegmenten, dat moet worden overgedragen,specificeert en welke telling moet worden verminderd met één en moet worden onderzocht op nul na iedere informatie-overdracht. Veld V is een 25 stelsel van besturende bits, zoals vlaggen, welke kunnen worden toege past om de informatie-overdracht te wijzigen of om verschillende condities te specificeren. Veld VI is een instructieteller, welke het absolute adres specificeert, waarvan de volgende bèschrijver-operatie moet worden verkregen. Veld VII van het besturende II-segment van figuur 30 13C wordt gebruikt om het adres in het geheugen te specificeren, waar naar of waarvan de informatie wordt overgedragen. Veld VII kan worden verdeeld in sub-velden om bijvoorbeeld een basis-adres en een relatieve adrespositie te specificeren. In het besturend II-segment wordt bit 64 % toegepast om te specificeren, dat het lopende kanaal, waarvan de operatie wordt bestuurd door de beschrijver bezig is, en bit 65 wordt toege- 8403030 -17- 24241/JF/tv past om de lopende beschrijver te verbieden een nieuwe 1-0 volgorde op een ander kanaal te laten beginnen en bit 95 is een pariteit bit.

De instructie-formaten van figuur 15 zoals boven beschreven, kunnen worden gebruikt om informatie te bevatten, welke vereist is 5 voor een speciale kanaaloperatie, waaronder de voorziening voor het adresseren van een nieuw stelsel van beschrijver-instructies voor het doen aanvangen van een nieuwe operatie op dat kanaal, wanneer de lopende operatie volbracht is. Terwijl het instructie-formaat van figuur 15 beschreven werd in verband met een 1-0 beschrijver, kan dit formaat ook 10 worden gebruikt voor andere programma's. In ieder geval wordt dit be- schrijver-formaat toegepast door de programmeerbare eenheid volgens de uitvinding door de ontvangst van veld I door het B register 53 van de rekenkundige logische eenheid van figuur 5, waarvan dit veld wordt overgedragen via opteller 30 en de cylinder-schakelaars 31 naar de AMFCR 41 15 om te dienen voor het adresseren van het M geheugen. Op dat adres wordt een nieuw adres gevonden en uitgelezen naar de micro-instructie decodeer-der 40 van figuur 3, welk adres de beginnende locatie specificeert van de volgorde van M instructies, welke vereist zijn om de aldus gedecodeerde S instructie uit te voeren.

20 Nadat nu beschreven is hoe een S instructie wordt gedeco deerd om een volgorde van W instructies te verkrijgen, welke de S instructie uitvoeren, zullen nu ia M instructie-formaten worden beschreven aan de hand van, figuur 14.

Iedere S ini cv.ic ‘.ie vereist één zestien bitwoord van op-25 slag in het micro-programma geheugen of M geheugen. Er zijn twee typen M instructies, welke ieder verschillend gedecodeerd worden door de M instructies. Het eerste type van M instructies specificeert tenminste één van zes functiesr een conditie, een logische eenheid operatie, een geheugen of inrichting operatie, een ware opvolger (true successor), 30 een valse opvolger (rise successor) en letters binnen de instructie*

De conditie en de op** tigers- moeten aanwezig zijn in iedere M instructie? de andere functies zijn echter naar keuze, maar alle kunnen aanwezig zijn is dezelfde instructie. Een tweede type M instructie bevat \ slechts ins truc tre-letters.

Hét eerste type H instructie is aangegeven door het formaat 8403030 -18-.· 24241/JF/tv van figuur HA, In dit formaat is de nul-bit EEN en de overblijvende bits specificeren een N geheugen adres, alwaar de geëigende N instructie gevonden kan worden, welke de operatie en conditie besturende bits bevat, welke zijn gespecificeerd door dit eerste type M instructie, 5 Het tweede type M instructie wordt vertegenwoordigd door de- formaten van de figuren 14B en 14C, In figuur 14B zijn de eerste drie belangrijke bits alle NULLEN, welke aangeven, dat de overblijvende bits 3 - 15 een M geheugen adres zijn, dat moet worden overgedragen naar AMPCR 41 van figuur' 2, Indien één van de bits 1 en 2 een EEN is en bit 10 nul is een NUL, dan is het formaat, zoals aangegeven in figuur 14C, waarin bits 3 - T een SAR inhoudveld vertegenwoordigen, wanneer bit 3 een EEN is en bits 9-15 vertegenwoordigen een letterveld, wanneer bit 2 een EEN is, Bit 8 kan in hetzij het SAR inhoudveld zijn of in het letterveld, indien beide niet worden gespecificeerd; wanneer bits 2 en 3 15 echter beide een EEN zijn, dan wordt bit 8 beschouwd een gedeelte van het SAR inhoudveld te zijn» —--- Er zijn zestien testbare condities, waarvan exact één moet worden getest voor iedere M instructie» Indien de test sucoesvol is, wordt $e gehele instructie uitgevoerd en de ware opvolger wordt genomen 20 als het volgende ins tructie-adres» Indien de test faalt, zullen alleen de onvoorwaardelijke gedeelten van de instructie worden uitgevoerd en de valse opvolger zal worden genomen als het volgende instructie-adres» Be zestien condities, welke getest kunnen worden, omvatten de twaalf conditie-registerbits en vier andere condities, welke zijn: overloop, 25 exclusieve OP, meest en minst betekenende bituitgangen van de opteller op de voorgaande M instructie.

De logische eenheid-operaties, welke door de M instructies gespecificeerd worden omvatten de selectie van de ingangen naar de opteller, de opteloperatie, de cylinder-sohakelaaroperatie, en de 50 specificatie van de bestemming voor de uitgangen van de opteller en cyllnder-schakelaar, waarvan de bestemming hetzij in de ALU of in de besturende eenheid kan zijn. Be besturingen voor het letter, teller en verschuiving3-hoeveelheid-register en besturingen om reeds op gang _ zijnde instructies te wijzigen, zijn ook aanwezig in deze groep.

|É|p5 De specifieke rekenkundige en logische operaties evenals 8403030 . -19-.- - ' ^ \.w 24241/JF/tv geheugen-en inrichtingoperaties en ateloperaties werden^teTen besproken in een sectie over Operaties Onder de Besturing van M Instructies. Ter·» wijl deze algemene operaties hier niet zullen worden herhaald» zijn er bepaalde specifieke functies» welke onder de besturing wan de H instruc-5 ties zijn» welke moeten worden beschreven· Hieronder zijn de verzending van informatie-segmenten niet alleen naar de A en B registers van de ΑΙΤΓ, maar ook naar dergelijke ver afgelegen bestemmingen als de AMFCR 41» de MIH. 47» de BBR 45» teller 50 en HAR 49 zoals aangegeven in figuur 3» Be H instructies besturen ook de overdracht van de inhoud van letter· 10 register 51 naar teller-register 50 en toevoegingen aan teller-register 51· Indien de toevoegingen aan teller 50 veroorzaken» dat de teller over-> loopt en wordt teruggesteld naar een totale nulstand» dan wordt het tel- ler-overloopbit van conditieregister 54 gesteld· Deze verzendfuncties worden uitgevoerd door de juiste H instructies te adresseren» welke de 15 vereiste besturende signalen bevatten·

Binnen iedere M instructie moet de inhoud van de SAR 44 worden gespecificeerd als één van de volgende keuzen: dezelfde als de inhoud van de voorgaande instructie, het woordlengte-complement van de Inhoud van de voorgaande instructie, de vaarde van de meest rechtse zes 20 bituitgang van de cylinder schakelaars 31 op de voorgaande instructie, of een letterwaarde van de H instructie· Op deze specificatie wordt gereageerd voordat de verschuiving plaats heeft in de cylinder schakelaars 31 in plaats van daarna*

De M instructie laat ook twee vervangingsoperaties toe, 25 welke gedeeltelijk uitgevoerde instructies kunnen wijzigen» Deze opera ties hangen af van de conditietest en omvatten de vervanging van de bestemming of een vervanging van de instructie· In het geval van een vervangende bestemmingsoperatie kan een succesvolle conditietest de voorgaande instructie completeren» indien de conditietest echter faalt, dan 30 werkt de lopende instructie als een nuloperatie· In het geval van een vervangende instructieoperatie, waarbij de conditietest succesvol is, wordt de voorgaande instructie afgebroken na één klok en wordt de lopende operatie uitgevoerd; wanneer echter de conditietest faalt, dan werkt — de lopende instructie als een nuloperatie· tUp? Sr zijn twaalf geheugen- en inrichtingoperaties, welke 840 30 30 l—^ -20- . 24241/'JF/tv ! ieder kunnen worden ingeleid door een gegeven M instructie· Deze operaties omvattens sluit de inrichting voor lezen, sluit de inrichting voor schrijven, ontsluit het geheugen of inrichting, welke gereserveerd is voor lezen, ontsluit het geheugen of inrichting, welke gereserveerd is 5 voor schrijven, 3,ees (wanneer een inrichting reeds gesloten was voor lezen), schrijf (wanneer een inrichting reeds gesloten was voor schrijven), register lezen, register schrijven, en het stapelen van AMPCR in M geheugen*

Zoals boven werd aangegeven, moet iedere M instructie het 10 volgende M instructie-adres of opvolger in het H geheugen op één of · twee manieren specificeren, één voor de ware condltietest en één voor de valse conditietest. Indien beide specificaties dezelfde zijn, is de opvolger onvoorwaardelijk. UPGR 42 van figuur 2 bevat gewoonlijk het adres van de lopende- instructie. AMPCR 41 van figuur 2 bevat gewoonlijk het 15 adres van de alternatieve instructie min één. Br zijn zeven keuzen voor leder® opvolger: ga over naar de volgende instructie in de volgorde (het volgende instructie-adres is de inhoud van MPCR plus één en de MPCR in-houd wordt vervangen.door het volgende instructie-adres), sla de volgende instructie over (deze operatie staat een instructie conditioneel af te 20 takken toe binnen een expliciete optelspeoificatie); het volgende in- structie-adres is de inhoud van de MPCR plus twee en de MPCR inhoud wordt vervangen door het volgende instructie-adres; herhaalds instructie nog ' 4 · t eens (deze operatie laat de herhaalde uitvoering toe totdatfde waarde van een conditie zich wijzigt; het volgende instructie-adres is de inhoud van 25 de MPCR, welke ongewijzigd blijft); bewaar kringadres (dit veroorzaakt, dat het adres van de lopende instructie wordt bewaard in de AMPCR, zodat later sprongen kunnen worden gemaakt naar het lopende instructie-adres plus één); voer een volgorde-instructie uit (deze operatie laat de instructie toe, welke gespecificeerd is in AMPCR om te worden uitgevoerd 30 met onmiddellijke terugkeer naar de normale volgorde); vraag om een pro cedure (deze operatie veroorzaakt een sprong naar een programma, dat gespecificeerd is in de AMPCR, waarbij de lopende positie bewaard wordt voor latere terugkeer); en spring (deze operatie geeft overdracht van be-sturing naar de instructie, welke gespecificeerd is in de AMPCR), 35*V Er zijn drie letters, welke kunnen voorkomen in de M instruc- \ 8403030 • Μ *· -2Τ- 24241/JF/tv ties: Μ instructie-adressen, informatieletters en verschuivingshoeveel-heden. Yoor het type éón-instruetie wordt geen extra tijd vereist boven de logische eenheid-tijd om de letters te verwerken, Yoor het type twee-instructie, welke geheel uit letters bestaat, wordt niet meer dan één 5 klok vereist. Se H instruotie-adres letters zijn die adressen, welke een volledig H instructie-woord vereisen, dat daarom niet kan worden gebruikt met type één instructies of met andere letters, Iaformatieletters kunnen worden gebruikt in type twee-instructies, hetzij alleen of tezamen met een verschuivingshoeveelheid. Se infozmatieletter wordt geladen in ‘{O het letterregister 51van figuur 2 voordat enige logische eenheidoperatie in de instructie wordt uitgevoerd, Se verschuivingsboeveelheid letters worden geladen in SAE 44 van figuur 2 voordat enige logische-eenheid-ope-ratie in de instructie wordt uitgevoerd.

Zoals boven reeds is aangegeven, wordt één van de vier hron-15 nen van informatie in de programmeerbare eenheid volgens de uitvinding ge vormd door de uitwendige conditiesignalen, welke worden toegevoerd aan het conditieregister 54 van figuur 2. Aangezien deze conditiebits de uitvoering van de K instructies door de H instructies beïnvloeden, zullen de respectieve condities, welke door deze bits worden vertegenwoordigd, wor-20 den beschreven voordat een beschrijving wordt gegeven van het formaat van de N instructies.

Zoals boven werd aangegeven, is het conditieregister het stelsel van twaalf testbare bits, welke fungeren als foutindieatoren, onderbrekers, locale en globale Booleaanse variabelen, en uitsluitindica-25 toren. Eet formaat van het conditieregister is aangegeven in figuur 16.

Tellsr-overloopbit (counter overflow bit CCOY) is een bit, die gebruikt wordt voor het onthouden van overlopen van het tellerregis-ter 50 van figuur 2. Deze bit wordt gesteld steeds wanneer een toeneming s-telleroperatie veroorzaakt* dat de teller teruggesteld wordt naar de 30 volledige nulstand. De bit wordt teruggesteld steeds wanneer hij getest wordt. Hij wordt ook steeds teruggesteld, wanneer het tellerregister wordt geladen uit hetzij de cylinder schakelaaruitgang of het letterre-gister 51 van figuur 2. Indien hij wordt gesteld en teruggesteld in dezelfde klokperiode, zal de terugstelling domineren. Iedere test op deze 3%T\ bit test in feite de "logische OP" van deze bit met de ware overloop ^^8403030 --22- 24241/JF/tv • * van de teller. ^

Lees complete bit (read complete bit BBC) ia een bit» welke aangeeft, dat informatie beschikbaar is voor tijdregistratie ' (to be clocked) in het B register. Deze bit wordt gesteld door de geheu-5 gen-module of de inrichting, waarmee de programmeerbare eenheid in lees- \ .

verbinding staat* Alle inrichtingen zullen deze bit stellen. Be lees-compleet-bit wordt gesteld door testen.

Gehettgen-adresregister gereed bit (memory address register i ready bit (MAR) is een bit, welke wordt gebruikt om aan te geven, dat de 10 MAR kan worden herladen. Rij wordt gesteld door het schakelaar-synchro- nisatie-orgaan (switch interlock) of een inrichting gedurende een sluit, lesstof schrijfoperatie. Be bit wordt tergugesteld door testen. Zolang als de bit teruggesteld blijft, nadat de bovengenoemde operaties zijn begonnen, geeft hij aan, dat de Inrichting of de geheugen-module bezig 15 is.

Fout in inrichting of geheugen-module voor lezen (error in device or memory module for read(liRR) is een bit, welke aangeeft, dat een fout ontdekt werd in de geheugen-module of inrichting, welke verbonden is met de programmeerbare eenheid voor een leesoperatie. Be bit wordt 20 gesteld door de inrichting of schakelaar-synchronisatie-orgaan en terug gesteld door het testen. Be bit vertegenwoordigt de ’’logische OF” van alle foutsignalen van de inrichting, welke omriddellijke attentie vereisen. Bit omvat geheugen-pariteitsfouten, invalide adressen in periphere geheugens, inrichting of geheugen niet verbonden (een signaal van het . 25 schakelaar^synohronisatie-orgaan), en uitval van de stroomvoeding in de inrichting. Condities, zoals "snelle drukker zonder papier" (high speed printer out of paper') waarschuwing zijn niet inbegrepen (sommige typen fouten van de inrichting worden alleen maar aangegeven).

Fout in inrichting of geheugen-module voor schrijven (er-30 ror in device or memory module for write) (ERW) is een bit, welke fun geert als ERR‘behalve, dat hij in verband staat met de geheugen-module of inrichting, welke verbonden is met deze programmeerbare eenheid voor een schrijf operatie.

Be eerste externe verzoekbit (first external request bit 35 EX1) is een bit, welke een nieuw verzoek van een externe inrichting of 840 3 0 30 -23- 24241/JF/tv andere programmeerbare eenheid aangeeft, Dergelijke verzoeken kunnen normaal worden beantwoord door iedere programmeerbare eenheid. De bit wordt gelijktijdig gesteld in alle programmeerbare eenheden van de inrichting. Hij wordt plaatselijk teruggesteld binnen iedere programmeer-5 bare eenheid door testen.

De .tweede externe aanvraagbit (second external request bit SZ2) is een bit, welke een aanvraag van een inrichting aangeeft, welke bezig is maar niet verbonden is met enige programmeerbare eenheid. Indicaties zouden condities omvatten, zoals "band-op-naar-snelheid” 10 (tape-up-to-speed) van een magnetische bandeenheid. In dit geval zal al leen de programmeerbare eenheid, welke de bandoper&tie inleidde, een terugkeer verwachten.

MIE gereed-bit(KES) geeft informatie aan, welke ontvangen is door het geheugen of een inrichting na een schrijfoperatie. Deze bit 15 wordt plaatselijk teruggesteld binnen iedere programmeerbare eenheid door testen.

De eerste globale conditiebit (first global condition bit GC1) is een bit, welk» wanneer hij gesteld is een suecesvol verlopen uitsluiting aangeeft. De bit kan op zijn meest in een programmeerbare 20 eenheid per keer gesteld worden. Hij wordt plaatselijk gesteld en terug gesteld binnen iedere programmeerbare eenheid. Het testen van deze bit stelt hem niet terug.

De tweede globale conditiebit (second global condition bit BC2) verschaft een overeenkomstige functie als de eerste globale conditie-25 bit (GC1).

De eerste locale conditiebit (first local condition bit ΙΟΙ) is een bit, welke wordt gebruikt voor tijdelijke opslag van Boole-aanae condities binnen een programmeerbare eenheid. Hij wordt plaatselijk gesteld door de programmeerbare eenheid en plaatselijk terugge-30 steld door testen.

De tweede locale conditiebit (second local condition bit LC2) komt overeen met de eerste locale conditiebit (LSI). De specifieke opdrachten voor de conditiebit kunnen worden gewijzigd voor systemen met speciale doeleinden. Het uitzondering van de globale conditiebits — 35 zijn alle bibs identiek behalve voor wat betreft hun uitwendige verbin- 840 30 30 «.ν’* —24---- 24241/JF/tv' dingen· Slechts drie (MIE, LC1, LC2) kunnen echter plaatselijk worden gesteld·

Aan de hand van figuur 15 zal nu het ïï instructie-formaat worden beschreven. Dit formaat is samengesteld uit verschillende bestu-5 rende signalen, welke vereist zijn om de M instructies uit te voeren, welke boven werden beschreven. Begrepen zal worden, dat het N instructie-formaat besturende signalen omvat, welke signalen niet direct door de schakeling worden opgewekt, maar opgeslagen zijn in een instruct ie-vorm in het M geheugen om naar behoefte te worden teruggevonden, welke terug-10 vinding in overeenstemming is met het N geheugen-adres, dat aanwezig is in een M inetructie van type één. Hoewel de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding de verschillende bits van de N instructie direct toepast als besturende signalen, is het binnen de strekking van de uitvinding, dat de verschillende bits van de N inetructie in gecodeerde vorm kunnen 15 zijn, waarvan de verschillende combinaties het opwekken van de juiste vereiste besturende signalen zullen aangeven·

Zoals aangegeven in figuur 15 verloopt de uitvoering van een M instructie gedurende drie tijdfasen. Zodoende worden de door de N instructie aangewezen besturende signalen verdeeld in drie groepen* namelijk, 20 die, welke vereist zijn om te worden gebruikt gedurende fase 1, die, welke vereist zijn om te worden gebruikt gedurende de fasen 2 en 3, en die, welke vereist zijn om te worden gebruikt gedurende fase 3*

De tijdrelatie tussen de verschillende fasen zal later in verband met bepaalde tijd aangtvende golf vormen meer nauwkeurig worden 25 beschreven; deze fasen zullen nu echter in het algemeen zodanig worden be schreven, dat deze beschrijving eenheter begrip geeft van de verschillende besturende signalen, welke aanwezig zijn in het U instructie-formaat van figuur 15·

Zoals boven werd aangegeven zijn er drie tijdfasen en tevens 30 zijn er twee typen van M instructies. Instructies van het eerste type zul len altijd fase 1 en fase 3 besturende signalen hebben en kunnen in sommige gevallen fase 2 besturende signalen hebben. Instructies van het tweede type hebben slechts fase 1 besturende signalen. De fase 1 besturende signalen van type twee-instructles worden toegepast om de letters 35 naar AMPCH, DIT, of SAR te laden, zoals gespecificeerd. M instructies van 840 3 0 3 0 -25- 24241/JF/tv het tweede type vereisen altijd een kloktijd en overlappen altijd fase 2 van de voorgaande instructies van het eerste type.

Fase 1 heeft plaats in iedere instructie van het eerste type en vereist een kloktijd. Hij overlapt altijd fase 3 van de voor-5 gaande instructie van het eerste type (er kunnen tussenbeide komende instructies van het tweede type zijn). Fase 1 wordt gebruikt voor het conditie testen, het berekenen van het volgende iustructie-adres, het inleiden van geheugen-en inrichtingoperaties, het laden van instructie-letters in de LIT of SAR en het opstellen voor een logische eenheidope-10 ratie.

Fase 2 vindt plaats in sommige H instructies van het eerste type en vereist een variabel aantal kloktijden. Hij wordt toegepast om fase 3 hit te stellen voor overdraoht-voortplanting, het bufferen van instructies, instructie-wijziging, en uitvoering van M instructies 15 van het tweede type. Vanneer de volgende M instructie van het tweede type is, wordt de lopende M instructie van het eerste type gehouden in fase 2 gedurende één kloktijd terwijl de H instructie van het tweede type wordt uitgevoerd· Fase 3 vindt plaats met iedere M instructie van het eerste type en vereist één kloktijd. Het wordt altijd fase 1 van de ! 20 volgende H instructie van het eerste type (er kunnen tussenbeide komende instructies van het tweede type zijn). Fase 3 wordt gebruikt om logische eenheldoperaties uit te voeren, waaronder bestemming3selectie.

De verschillende besturende signalen van de N instructies j i kunnen worden verdeeld in vijf groepen afhankelijk van de fase, waarin 25 zij worden uitgevoerd·

Besturingen, welke alleen worden toegepast in fase 1 worden direct uitgevoerd van de H instructies. Het conditie testen, voor-waardelijke-onvoorwaardelijke beschrijvingen, vervangingsoperaties, opvolgingsoperaties, het inleiden van geheugen-of inrichtingoperaties, 30 conditiebit stellende SAR beschrijvingen behoren tot deze groep.

Voor wat betreft de besturingen toegepast in fase 2 worden alleen de logische eenheidoperatiea (uitgezonderd bestemmingsselec-tie) verricht in fase 2. Afhankelijk van de breedte van een ware optel-operatie, de kloksnelheid van de programmeerbare eenheid en of de cy-linder schakelaaruitgang vereist is, kunnen twee in plaats van één ^84 0 3G30 --26- 24241/JF/tv kloktijd vereist zijn om de logische eenheidoperatie te volbrengen* In dergelijke gevallen is een één-kloktijdfase 2 inbegrepen. Se behoefte aan toevoeging van tijd wordt expliciet aangegeven in de instructie gedurende de tijdsduurbesturing.

5 ' Wanneer het ophalen van de volgende instructie uit het M geheugen wordt, uitgesteld, blijft de instructie van het eerste type, dat op dat moment wordt uitgevoerd (er is er altijd één) in fase 2 totdat het ophalen kan worden uitgevoerd. De behoefte aan tijdsduur voor dit uitstel is niet te bepalen door de programmeur en wordt dynamisch 10 aan gegeven door de mi cr o-pr o gr ammabuf f er of het M geheugen.

Wanneer de volgende M instructie een vervangingsoperatie bevat,, wordt de lopende instructie van. het eerste type in fase 2 gehouden gedurende één kloktijd om de vervangingsoperatie van fase 1 te kunnen uitvoeren. De behoefte aan dit uitstel wordt bepaald door de 15 vervangingsbesturingen in de volgende instructie.

Besturingen, welke worden toegepast in zowel fase 2 als fase 3, worden uitgevoerd uit het commandoregister. Deze groep heeft alleen betrekking op de logische eenheidoperatie en bestaat uit de A registerseleotie, de B regieterselectie, de C ingangselectie, de op-20 teloperatie en de cylinder schakelaaroperatie.

Besturingen, welke1'alleen worden toegepast in fase 3t worden uitgevoerd uit het commandoregister. Deze groep bestaat uit de A registerbestemming, de B registerbestemming, de verre bestemming, en de letteroverdracht en teloperaties.

25 De letters in de H instructies worden geladen in het gespecificeerde register (AMPCR, SAR of Hf) gedurende de eerste klok van de instructie. Voor type dén-instructies is dit fase 1, voor type twee-instructies is dit fase 2 van de type ddn-ins truc tie, welke dan wordt uitgevoerd.

30 Ben tabel van de meer belangrijke besturende bits (of sig nalen), welke zich in het ΙΓ instructie-formaat bevinden, zijn aangegeven in figuur 20 met een lijst van hun functies.

Uitwendige besturingen stellen de conditie-registerbits en worden ingeleid door uitwendige inrichtingen, geheugens- en andere „35 programmeerbare eenheden. 1 3 0 30 --27- 24241/JF/tv

De specifieke aparte besturende signalen zullen hierna meer uitvoerig worden beschreven in verband met de verschillende schakelingen waaraan deze besturende signalen worden toegevoerd.

Hu volgt een gedetailleerde beschrijving van specifieke 5 schakelingen,

In figuur 3 ia een schematische weergave van de ALÏÏ van de uitvinding aangegeven, welke meer details bevat dan figuur 2. Hen zal zich herinneren, dat een bijzondere eigenschap van de uitvinding bestaat uit het verschaffen van rekenkundige en logische schakelingen, gevormd 10 uit een veelvoud van modulaire logische eenheden· De schakeling van fi guur 3 omvat een logisch systeem, aangebracht in wat een sectie zal worden genoemd, bestaande uit twee halve secties 60 en 61, Iedere halve sectie is in staat informatie-segmenten van acht bits parallel te ontvangen» Zodoende is de logische sectie, aangegeven in figuur 3 in staat infoxmatie-15 segmenten van zestien bits te ontvangen. Zoals verder is aangegeven in fi guur 3» staat iedere logische halve sectie 60 en 6Γ onder de besturing van de respectievelijke logische besturingen 68 en 69, welke op hun beurt ge- activeerd worden door besturende signalen ontvangen van de H decodeerder 55 van hst besturende gedeelte van de programmeerbare eenheid, zoals aan-20 gegeven in figuur 2·

De logische halve sectie 60 omvat de logische groepen 64 en i 65 evenals overdracht eenheden 74 en 75* Op dezelfde wijze omvat logische j halve sectie 61 de logische groepen 66 en 67 evenals de overdracht-eenhe-den 76 en 77. Iedere logische groep is in staat ingang-informatiesegmen-25 ten van vier bits te ontvangen. Zoals aangegeven in figuur 3 verricht iedere overdrachteenheid een overdracht-vooruitkijkfunetie (carry-look-ahead-function) voor zijn corresponderende logische groep, Bovendien wordt de overdracht-vooruitkijkfunetie voor iedere halve sectie 60 en 61 voorzien van overdracht-vooruitkijk halve secties 80 en 81.

30 Het resterende gedeelte van de ALÏÏ, aangegeven in figuur 3 omvat A registers 32 en het B register ('en ware-valse poorten) 33· De A registers 32 kunnen worden gesteld onder de besturing van de A register besturingen 70 en 71 en het B register staat onder de besturing van B re-gisterbesturing 72. De ware-valse poorten, welke later zullen worden 35 besproken, staan onder de besturing van signalen, welke worden ontvangen -L· 840 3 0 3 0 \ * -28- 24241/JF/tv • * van het besturende gedeelte van het systeem door middel van besturende hoofdader4 73» zoals aangegeven in figuur 3·

Vaar toepasselijk worden dezelfde cijfers gebruikt in de figuren 2 en 3 om deze registers , welke in beide figuren staan aangege-5 ven, te identificeren*

Aan de hand van figuur 4 zal een alternatieve ALU worden beschreven, welke is gevormd uit twee logische secties of vier halve logische secties*· Met dit formaat kan de ALU informatie-segmenten ontvangen van tweeëndertig bits. Zoals bij de uitvoering aangegeven in figuur 10 3 ie net iedere logische halve sectie 60, · * * · *,63 geassocieerde net .· f' de respectievelijke halve sectie overdracht-vooruitkijk 90, · *'· ..*,93·

De onderlinge verbinding tussen de verschillende vooruitkijk halve secties verschilt van die van de uitvoering van figuur 3 op een wijze, welke nu in het kort zal worden beschreven.

15 Iedere halve sectie vooruitkijk ontvangt groep-signalen van de twee overdrachteenheden in de corresponderende logische halve sectie,zoals aangegeven in figuur 3 en retourneert groep-overdrachtsig-nalen naar deze overdrachteenheden» Bovendien wekt iedere halve sectie I ·· overdracht-vooruitkijk sectie doorzend-en sectie opwekaignalen op, welke 20 worden gezonden naar iedere halve sectie overdracht-vooruitkijk in het

Ir aysteem, welke de meest betekenende is van ieder paar van halve sectie overdracht-vooruitkijketuZodoende zijn in figuur 4 de meest betekenende van ieder paar van overdracht- kopruitkl jk jhalv^ 'jecties de overdracht-vooruitkijk 90 en 92, terwijl de respectievelijke overdracht-vooruit-25 kijk 91 en 93 de minst betekenende van het paar, waarin ze zich bevin den, zijn. Omgekeerd zal de minst betekenende van ieder paar groepen-signalen opwekken, welke worden verzonden naar de meest betekenende van dat paar* Zoals aangegeven in figuur 4 worden de sectie-signalen, die worden opgewekt door de meest betekenende van het paar,verzonden naar 30 de andere meest betekenende van de paren door verbinding 94 en 95, ter wijl de groep-overdrachten tussen halve secties worden verzonden van de minst betekenende!van het paar naar de meest betekenenden van dat paar door de verbindingen 96. In figuur 3, waar slechts é4a paar van halve secties werd toegepast, worden de groep-signalen, welke tussen de halve ^^35 secties worden verzonden, opnieuw verzonden door middel van de verbin-

Jpgn Λ 8403030 -29- 24241/JF/tv ding 82 Tam de minst betekenende van bet paar naar de meest betekenende. Zoals verder aangegeven in figuur 3 worden de sectie overdrachtsignalen werkelijk gebruikt door de halve sectie overdracht-vooruitkijk, welke deze signalen uitzendt.

5 Andere verschillen, bestaan tussen de verschillende uitvoe ringen resp. aangegeven in de figuren 3 en 4. Bén is de manier, waarop de verschillende besturende signalen worden toegepast om de verschillende logische halve secties te activeren. In de uitvoering van figuur 3 is iedere logische halve sectie voorzien van zijn eigen logische besturende 10 eenheid en zodoende kan iedere logische halve sectie apart worden ge bruikt. In de uitvoering volgens figuur 4 zijn de meest betekenende halve sectie 60 en de minst betekenende logische halve sectie 63 ieder voorzien van resp. aparte besturingen 93 en 99* De tussen liggende halve logische secties 61 en 62 zijn voorzien van dezelfde stelsels van bestu-13 rende signalen van de tussen liggende besturing 97. Ieder van de resp.

logische besturingen worden geactiveerd in antwoord op besturende signalen, ontvangen van het besturende gedeelte van het systeem in overeenstemming met het formaat van de resp, ΪΓ instructies, zoals hierna meer uitvoerig zal worden besproken, 20 Zoals aangegeven in figuur 2, is de teller of logica ook.

voorzien van een derde ingang namelijk een Z ingang. Zoals in heide figuren 3 en 4 is aangegeven, zijn de X ingangen de inhouden, welke worden ontvangen van het tellerregister 50 van figuur 2, welke inhouden worden toegevoerd aan de meest betekenende logische halve sectie, terwijl de in-25 houden, welke worden ontvangen van het letterregister 51 van figuur 2 worden toegevoerd aan de minst betekenende logische halve sectie.

De logische groepen worden aangegeven in figuur 3 en ingesloten in figuur 4 en zijn identiek. De schakeling van een aparte logische groep is aangegeven in figuur 5 en zal nu worden beschreven, In és-30 sentie omvat de schakeling van figuur 5 een. veelvoud van EN-poorten en NIET-OP-poortan (NOR gates). Opgemerkt kan worden, dat de schakeling van figuur 5 kan worden verdeeld in vier stelsels van schakelingen, welke ieder in staat zijn ingangen van informatiebits van verschillend betekenende niveau* s te ontvangen en ook om de resp» besturende signalen 35 C^, Gj te ontvangen. De tussen liggende uitgangen X, Y, X* en \ 2403030 -30- 24241/JF/tv hun complementen worden ontvangen van het eerste niveau van poorten en worden toegevoerd aan het tweede niveau van dergelijke poorten om een uitzendsignaal te verschaffen evenals een doorzendsignaal en een som-signaal voor ieder van de vier betekenende bitsecties, De respectieve-5 lijke Booleaanse vergelijkingen» welke worden toegepast door de schake ling van figuur 5» zijn· aangegeven in figuur 5»

De Ά ingangsignalen zijn die signalen, welke worden ontvangen van de A registers, zoals hierna meer uitvoering zal worden beschreven· - De B signalen zijn die signalen, welke worden ontvangen van het B regis-10 ter of hun complementen. De Z ingangen zijn die ingangen, welke worden ontvangen hetzij vah teller 50 of van letterregister 51 van het besturende gedeelte van de programmeerbare eenheid, zoals aangegeven in figuur 2. De inverse overdrachtsignalen K, ontvangen van de reap, overdracht-vooruitkLjk schakelingen zullen hierna meer uitvoering worden beschreven, 15 De resp, S signalen zijn de logische uitgangsignalen, welke worden toege voerd, hetzij naar de cylinderschakelaar 51 of naar het B register 33, zoals aangegeven in figuur 2, De G signalen en T signalen zijn signalen, welke worden toegevoerd naar de resp, overdracht-vooruitkijk schakelingen, welke op hun beurt de K overdrachtsignalen, welke boven zijn beschre-20 ven, uit zenden.

Men zal begrijpen, dat de S uitgangsignalen verschillende Booleaanse uitdrukkingen zullen vertegenwoordigen in overeenstemming met de bepaalde geselecteerde besturende signalen C^,« «.«·., C^, aangegeven bij de logische groep van figuur 5 in antwoord op de presentatie 25 van N signalen naar de logische besturingen 68 en 69 van figuur 3, De N

signalen worden ontvangen van de N decodeerder 55 van figuur 2 en voeren een voor-gegeven N instructie uit.

Het zal duidelijk zijn uit een overzicht van figuur 5» dat iedere betekenende bitsectie van de logische groep, welke in deze figuur 30 staat aangegeven een overdrachtsignaal moet ontvangen van de voorgaande sectie en het overdrachtsignaal moet toevoeren naar de volgende sectie in volgorde. De groep overdracht-vooruitkijkschakeling, welke deze signalen verschaft, is aangegeven in figuur 6, welke nu zal worden beschreven. De schakeling is in staat een overdrachtsignaal GC. te ontvangen 121 35 van de volgende minst betekenende logische groep door middel van de halve 3403 0 30.

-31- ... 24241/JF/tv sectie overdracht-vooruitkijkschakeliiig, welke hierna zal worden beschreven. Deze schakeling ontvangt tevens de verschillende bit-verzendsigna-len BT en bit-uitzendaignalen BG van de respectieve secties van zijn verbonden logische groep. De opwekking van deze signalen werd beschreven 5 in verband met figuur 5. Ba ontvangst van deze signalen zend de schake

ling van figuur 6 op zijn beurt de geschikte inverse overdrachtsignalen BC, welke worden .toegevoerd aan de verschillende secties van de verbonden logische groep als de overdrachtsignalen K, zoals aangegeven in figuur 5. Zoals verder aangegeven in figuur 6, zend de schakeling tevens de 10 inverse groep dwarse signalen GT uit en de inverse groep wekt signalen GG

op, well» signalen worden toegevoerd aan de overdracht-vooruitkijk halve secties, zoals werd aangegeven in figuur 3, hetgeen meer uitvoerig hierna zal worden beschreven. De respectieve Booleaanse vergelijkingen, welke de functies vertegenwoordigen, die door de schakeling van figuur 6 worden 15 uitgevoerd, zijn aangegeven in figuur 6. De schakeling van figuur 6 is juist die schakeling van de respectieve overdrachteenheden 74, · · · , 77, welke wordt aangegeven in figuur 3·

De overdracht-vooruitkijk halve secties 80 en 81, zoals aangegeven in figuur 3 en in figuur 4 onder nr. 90,- 94 worden meer gedetail-20 leerd aangegeven in figuur 7, welke nu zal worden besproken. Zoals aange- •Mt geven in de figuren 3 ien 4 zal iedere halve sectie overdracht-vooruitkijk signalen ontvangen 'of niet-ontvangen van de volgende minst betekenende halve sectie overdracht-vooruitkijk).' afhankelijk of deze de meest betekenende of minst betekenende halve sectie overdracht-vooruitkijk van de j» * 25 logische sectie is, waarvan het een deel vormt. Omgekeerd zal iedere halve sectie overdracht-vooruitkijk signalen van verschillende types verzenden naar de andere overdracht-vooruitkijk halve secties afhankelijk van zijn plaats in de hiërarchische volgorde· De schakeling van figuur 7 is ia r staat de verschillende vereiste signalen te ontvangen en te leveren onaf-30 hankelijk van zijn volgorde in de hiërarchie. Daardoor zullen bepaalde verbini ingsleidingen zoals aangegeven in figuur 7 al dan niet vereist zijn. Zodoende ten de. rohakeling van figuur 7 invetaetgroêp .uitr-zendaigna-· ' lecGG:.ontvangen, welke worden voorgesteld met een oneven aantal onder schriften, wanneer ze van een minder betekenende groep van overdrachteen- \ heden komen en worden voorgesteld met een even aantal onderschriften 8403030 -32^. 24241/JF/tv ' ΐ· J- wanneer zij van een meer betekenende groep overdrachtseenheden komen.

De schakeling is ook in staat om inverse groep doorgehd*- signalen GT te ontvangen, welke ook zijn voorzien van even en oneven aintjllen onderschriften in overeenstemming met de zojuist beschreven conventie.

5 Omgekeerd zend de sehakeling van figuur 7 groep overdracht signalen GC

uit, welke ook voorzien zijn van even of oneven aantallen onderschriften, afhankelijk van hun betekenis, waarmee deze signalen worden toegevoerd aan de respectieve groep overdraehteenheden, zoals aangegeven in figuur 3. Wanneer de halve sectie overdracht-vooruitkijk een minder be-|0 tekenende is, is hij in staat de volgende meest betekenende te voorzien van de groep doorzendsignalen GT en de groep uitzendsignalen GG.

Wanneer de schakeling een meest betekenende halve sectie vooruitkijk is, verschaft hij de respectieve sectie doorzendsignalen ST en de sectie uitzendsignalen SG aan alle meer betekenende overdracht-15 vooruitkijk halve secties van de ALTT, zoals aangegeven in figuur 4· Dien overeenkomstig is de schakeling van figuur 7 ook in staat om dergelijke sectie uitzend- en sectie doorzendsignalen te ontvangen van de andere meest betekenende overdracht-vooruitkijk halve secties om een inverse sectie overdracht in signaal SC^n te vormen. Begrepen zal worden, dat 20 deze laatste functie niet verschaft zal worden, wanneer de schakeling

een minder betekenende halve sectie overdracht-vooruitkijk is» Overeenkomstig zal de schakeling niet gevoelig zijn voor groep doorzend en groep uitzendsignalen van de volgende minder betekenende halve sectie overdracht-vooruitkijk en, in deze situatie, zullen de respectieve in-25 gangsleidingen, welke voor deze functie zijn aangebracht, NUL of BEN

binaire signalen voortdurend opgedrukt krijgen, zoals aangegeven in figuur 7.

' Opgemerkt kan worden, dat de uitzending van groep over- drachtsignalen naar de minst betekenende bitposities van iedere logische 30 halve sectie kan worden verboden door een besturend 'signaal N 15, dat wordt ontvangen van de respectieve logische besturingen 68 of 69 van figuur 2.

De respectieve Booleaanse vergelijkingen, welke de functies vertegenwoordigen, die worden uitgevoerd door de schakeling van figuur 7,worden in figuur 7 aangeduid.

\ 8403030 -33- 24241/JF/tv 3½ verschillende logische besturende eenheden 68 en 69 van figuur 3 en 97» 98 en 99 van figuur 4 zullen nu worden beschreven onder verwijzing naar figuur 8. Dergelijke besturingen zijn in hoofdzaak precies de standaard-decodeerders, gevormd uit een veelvoud van EU en 5 HEE-OF-poorten (AND and KOR gates)· De schakeling van figuur 8 is ech ter aangegeven om een beter begrip te verkrijgen van de verschillende If bestuurde signalen» welke worden verkregen van de respectieve N instructies. De bepaalde signalen» welke worden toegepast om de respectieve logische groepen van figuur 3 te besturen» omvatten vijf N signalen, 10 waarvan één een verbodssignaal is* Ha het decoderen van de signalen Hg, 1?10* 5^ en worden zeven sub-besturende signalen C^, . . · * «,G^ uitgezonden en toegevoerd aan de respectieve logische groepen, zoals aangegeven in figuur 5 en in verhand daarmee beschreven. Een achtste signaal H 15 wordt ook uitgezonden door de logische besturing van figuur 2 en 15 wordt toegevoerd aan de overdracht-vooruitkijk halve sectie, welke cor respondeert met de logische halve sectie teneinde de uitzending van het — minst betekenende groep overdrachtsignaal te verbieden voor deze logi sche halve sectie, zoals eerder werd beschreven in verband met figuur 7·

Een ander verbodssignaal wordt toegepast om de uitzending van de C_ en 5 20 Cg signalen te verbieden* Kórt verwijzende naar figuur 5 kan worden opge merkt, dat de en Gg signalen dienen voor het uitvoeren van de Z ingang naar de logische groep* Zodoende dient het verbodssignaal naar de besturende schakeling van figuur 8 voor het verbieden van de Z ingang naar de corresponderende logische groepen. De verschillende functies» 25 welke door de respectieve logische groepen worden verschaft onder be sturing van N besturende signalen, zijn in figuur 20 aangegeven onder het hoofd opteloperatie (Adder Operation),

Andere voorbeelden van de wijze, waarop de If besturende signalen van het U instructieformaat worden toegepast voor het besturen 30 van ALU operaties, zijn aangegevea in figuren 9» 10 en 11» welke respec tievelijk de schakelingen van de A registers, het B register en de cylinder schakelaar-operaties illustreren.

Zoals aangegeven in figuur 9 worden de drie A registers Al, A2,en A3 gevormd uit respectievelijk drie stellen van flip-flops \AH* * * * ,Α18* Ag-j ·*··** *^8 » ,·····, · Zoals aan— 8403030 -3jk________ -J2.4 241/JF/tv gegeven in de tabel van figuur 21, zijn de A regtsteringangen onder de besturing van twee N signalen N 21 en N22, welke respectievelijk de functie verschaffen van het ongewijzigd houden van de A registers, het verschaffen van een ingang naar het Al register» het verschaffen 5 van een ingang naar het Δ2 register en het verschaffen van een ingang naar het A3 register. Zoals aangegeven in figuur 9 worden de respectieve besturende'signalen en N22 toegevoerd naar de N decodeerden 110, welke op zijn beurt drie uitgangssignalen C^, en verschaft, welke respectievelijk worden toegevoerd aan de flip-flops van 10 het A1 register, A2 register en het A3 register. Deze signalen kunnen van het type zijn, welke normaal de respectieve flip-flops doen terugstellen op kloktijd, waardoor het stellen van de flip-flops wordt voor-komen en de functie van de besturende signalen en is het verbieden, dat één van de C signalen zal toelaten, dat informatiesegmen-15 ten, welke binnen komen over de informatie-hoof dader 86 worden opge slagen in enig registerstelsel van flip-flops.

Zoals aangegeven in de tabel van figuur 19 zijn de A re-gisteruitgangen onder de besturing van de besturende signalen en en dienen om het uitlezen van het A1 register, het A2 register en het 20 A3 register uit te voeren of om allemaal nullen uit te voeren. De wijze, waarop deze operaties worden uitgevoerd, is ook aangegeven in figuur 9, waar de besturende signalen en N2 worden toegevoerd aan de N deco-deerder 111, welke op zijn beurt vier uitgangssignalen verschaft Cg, · · . ., De signalen Cg, C^Q, worden respectievelijk toe- 25 gevoerd aan EN-poorten voor de besturing van het uitlezen van de respec tieve flip-flops van de registers Al, A2, A3. Het signaal C^2 wordt echter toegevoerd aan de vf^voud van een-ingangs EN-poorten, welke zelf uitgangssignalen zullei. uitzenden, welke worden omgezet door de ΝΕΕ-OF poorten, zoals aangegeven in figuur 9 om NÜL-uitgangen te ver-30 krijgen. De uitgangen van de HEE-OF poorten worden door middel van de hoofdader 84 toegevoerd aan de respectieve logische groepen , zoals werd aangegeven in de figuren 3 en 4.

Aan de hand van figuur 10 zal de wijze, waarop de bestu-rende Bignalen de B registeroperatiee beheren, worden beschreven.

35Zoals aangegeven in de tabel van figuur 20, worden de >403030 ^35« „ - ' 24241/JF/tv_ B registeringangen, bestuurd door drie N signalen, H en N^,

In figuur 10 worden deze signalen toegevoerd aan de N decodeerder 112, welke op zijn 'beurt de respectieve signalen 0.,, · . · . · , CL.

1o uitzendt. Uit de voorgaande bespreking van het B register kan men zich 5 herinneren, dat het 3 register informatie kan ontvangen van het basis geheugen, van de opteller, van de cylinder schakelaar en tevens vier bit en acht bit-overdrachtea kan ontvangen· Zodoende dient het signaal C^g om de geëigende BU-poort te- conditioneren voor het ontvangen van een signaal over ingangsleiding 107, dat een acht bit-overdracht voorstelt, f0 besturend signaal dient voor het conditioneren van een geëigende SET-poort om het signaal over ingangsleiding 108 te ontvangen, hetwelk een vier bit-overdracht voorstelt, signaal C^g dient voor het conditio-neren van de respectieve M-poort om informatiebits te ontvangen over de respectieve ingangsleidingen 106, signaal dient voor het condi-15 tioneren van de respectieve EN-poorten oa de ontvangst van de acht bit- informatiesegpenten toe te laten voor de respectieve leidingen 105 en signaal dient voor het conditioneren van de respectieve M-poorten oa de ontvangst van inforoatiebits toe te staan over de respectieve leidingen 104* üerwijl de leidingen 104 slechts verbindingen zijn, vor-20 aen zij informatie-hoofdader SS van de cylinder schakelaar, welke infor- aatie-hoof dader tevens de respectieve leidingen 106 van de opteller-uitgang bevat· Zodoende dienen de verschillende 0 signalen om de verschillende binnenkomende informatiebits te poorten naar de respectieve flip-flops B^, · · . « ·, Bg, welke het B register vormt* Zoals aange-25 geven in figuur 10 dient het besturende signaal voor het stellen van de respectieve flip-flops op kloktijd.

Zoals aangegeven in de tabel van figuur 19 onder het hoofd B Register Uitgangen worden deze operaties bestuurd door de besturende , signalen "Sy · . . · · , Ng* Deze respectieve besturende signalen worden ƒ 50 uitgezonden van liet besturende gedeelte van de programmeerbare eenheid volgens de uitvinding naar de corresponderende poorten in figuur 10, waarvan de uitgangen informatie-hoofdader 85 vormen, welke het B regis^ ter verbindt met de respectieve logische eenheden*

In verband met zowel figuur 9 als figuur 10 moet wordr* 33\ opgemerkt, dat de daarin aangegeven registers slechts acht bits breed '8403030 . 'V '. . . .. ..... , .......24eCl^JÊdiv._: .

zijn. Begrepen dient echter te worden* dat de registers kunnen worden uitgebreid om iedere bepaalde informatiebreedte te hanteren en dat de. enige wijziging, welke vereist kan zijn, het aanbrengen van extra aandrijvers zott zijn om signalen .vanvoldoende stroom te voorzien, welke 5 aandrijvers niettemin onder de besturing van de respectieve N signalen zouden staat, zoals boven werd beschreven.

* 4 - KLguur 11 toont een schematisch diagram van de cylinder r / schakelaar*, waarvan twee worden toegepast in de uitvinding. Deze schakelaars zijn van het type, dat werd beschreven in de Stokes c.s. oc-10 ^ trooiaanvrage*. Serie Ho. 789*886* ingediend op 8 Januari 1969 in de

Verenigde Staten van Amerika en toegewezen aan de gevolmachtigde van deze octrooiaanvrage in de Verenigde Staten van Amerika. Zodoende zul-len de cylinder schakelaars niet gedetailleerd worden besproken, behalve om hun besturing aan te geven. De sohskeling van figuur 11 is in 15 staat acht bit-informatiesegmenten te ontvangen van de infornatie-hoofd- ader 88 en dergelijke bits naar rechts of links te verschuiven met een hoeveelheid, welke wordt gespecificeerd door de inhoud van SAR 44 van figuur 2. De signalen van SAR 44 worden toegevoerd aan een decodeerden (. niet aangegeven)* welke onder besturing van signalen en van 20 de instructie de toepasselijke lijn kiest uit de besturende lijnen C22* ·* * · « * Cgg, welke vereist wordt om do gewenste versohuiving aan te brengen. Indies aldus de SAR inhoud een verschuiving specifi- ·* " ** -* * ceert van drie bits en de N instructie specificeert een rechtse ver-^ schuiving* dan zal de deoodeerder een geëigend signaal toevoeren aan 25 leiding zoals aangegeven in figuur 11* Indien de H instructie een linkse verschuiving (van drie bits) specificeerde* dan zou de decodeer-der een signaal aan de leiding toevoeren. Eet resulterende verschoven införmatiesegment wordt vervolgens •’elr-'.d naar de informatie-hoofdader 98. De operaties, welke gespecificeerd orden door de en 30 signalen, zijn aangegeven in de tabel· van figuur 19 onder het hoofdt verschuivende operaties. Opgemerkt moet worden, dat de schakelaar van figuur 11 kan worden uitgebreid om informatiesegmenten te ontvangen met - een groter aantal bits, wanneer de infonaatie-wegbreedte van de pro- grammeerbare eenheid volgens de uitvinding zodanig wordt uitgebreid* 35V Een korte vermelding zal nu worden gemaakt van de figuren \ 8403030 ' ····-- ' ..

··: · . ·<;·?"· . -: . ·· . ..

' . V.: : ·? \Jvr*. ~ ' 24241/JF/tv 19 βη 20. Zoals werd beschreven ia verbaad net het formaat van de ff instructie-van. figuur -15#;·wordt deze instructie primair opgemaakt van besturende signalen» wélke vereist zijn om te worden toegepast gedurende verschillende fasen'van de operatie van de programmeerbare eenheid 5 van de uitvinding» «elke nu. hierna meer nauwkeurig zullen worden beschre ven· Be drie stelsels van sectie besturende of ff signalen zijn die, velles worden toegspast in de; fasen 2 en 3* in fase 3 en in fase 1. HL-. goor 19 toont een lijst van de ff besturende signalen» welke worden toegepast gedurende fase 2< en 3* Figuur 20 toont een lijst van de essentiële to ff besturende signalen» toegepast gedurende fase ^ ''Zoals·, werd aangegevën in het voorgaande gedeelte van deze ' .-¾.¾ - ·* - . ' ' '•ff .· heschrijving»/wordeh da ff instructies teruggevonden uit het 1Γ geheugen ^ en worden» in essentie» gedecodeerd of üfctgevoerd door de ff decodeerder 55» zoals aangegeven in figuur 2. Deze schakeling is in meer gedetail- 19 leerde vorm aangegeven in figuur 17 en zal nu worden beschreven..

Be ff instructie van het formaat» aangegeven in figuur 16, wordt ontvangen uit het ff geheugen uitgangsregister 115 en doorgezonden naar de verschillends registers, welke dienen om de testlogica 53 te vormen, zoals aangegeven in figuur 2· Zoals aangeduid door het instruo- 20 tie-foxmaat van. figuur 16 bevat de ff instructie fase 1 besturingen» fase 2 en 5 besturingen en twee andere bits» welke een logische eenheid operatie-conditie en een twee kloktijd-conditie specificeren· Be specifieke fase 3 besturingen en fase 2 en 3 besturingen werden boven enigs- _ zins nader beschreven. Be fase 1 besturingen werden echter niet zodanig 25 beschreven· Set zij voldoende te zeggen, dat fase 1 besturingen die signalen zijn» welks vereist zijn gedurende de eerste fase van een in-structie-uitvoering. Zij zullen nu in zoverre worden beschreven, dat dergelijke signalen vereist zijn om de verschillende conditie; -regis- t j ters van figuur 17 aan te vullen. Een bit van het fase 1 besturende veld 30 zal zodoende specificeren of de ware of valse toestanden van de ver schillende conditie-bits van het conditie-register 54 al dan niet getest moeten worden· Bit signaal zal worden doorgezonden naar de conditie-kiezer 118 door middel van verbinding 142. 7ier andere bits van het \fase 1 veld worden toegepast om een bepaalde conditie te specificeren, welke moet worden getest onder de verschillende conditie-bits van 8403030 ·'* - ‘ : -38-'.. 242A1/JF/tv* conditie-register 54 en deze vier signalen zullen worden doorgezonden naar de conditie-selectie-decodeerder door middel van hoofdader-ver-"binding 141 *

Nog een ander stelsel, van besturende bits in het fase 1 5 veld worden, toegepast voor het specificeren van een nieuw M instructie- adres en deze bits worden doorgezonden door laiddel van de verbindingen 159 en 140 n$ar de-, geheugenregister besturende selectie 128, welke,wanneer geconditioneerd door conditie-kiezer 118,zal veroorzaken, dat het M prograama-adrearegister (MPAD) 129 zal inleiden, dat een nieuw adres 10 wordt verzonden naar het M geheugen door hetzij HPOR 42 of ZMFCR 41 van figuur 2. .

. Het fase I besturende veld omvat verder bits, welke een geheugen of een inrichting-operatie specificeren of een stel-operatie, zoals werd beschreven in de voorgaande algemene beschrijving en deze j 5 Mts worden zodanig doorgezonden door de verbindingen 136 en 137 naar . - het conditionerende register 117» dat, wanneer een geëigende conditie getest wordt door de conditie-kiezer 118, het conditie-register 127 deze uitkomst zal doorzenden naar het schakelende synchronisatie-orgaan en tevens de conditie-deoodeerder 129 zal stellen voor het instellen 20 wan de geëigende eonditie-bit in conditie-register 54« Nog een andere bit in het fase: 1 besturende veld wordt vereist om een woordcompleaent aan te duiden van de inhoud van het SAR register 44 van figuur 2., Deze bit wordt doorgezonden naar het conditionerende register 126 door verbinding 135 om het complement in de SAR 44 te activeren. Wanneer een 25 logische eenheidoperatie moet worden uitgevoerd, wordt de geëigende bit in het N instructie-formaat doorgezonden door verbinding 132 om de con-ditie-regiaters 123 en 124 te stelle» voor de. overdracht van de fase 2 en 3 besturingen en de overdracht van da fase 3 besturingen naar het commando-register 52* Wanneer een twee klcktlid-ins tractie moet worden 50 uitgevoerd, wordt dit ?angedu±d door de eerste bit van het ΪΓ instructie- formaat en wordt dit overgedragen naar M-poorten 125 om te worden „ geklokt naar commando-register 52. Het commando-re gister aal nu de geëi gende fase 2 en 3 besturingen bevatten en tevens fase 3 besturingen, \ welke boven beschreven werden en vereist zijn voor het besturen van de respectieve logische en bestemalngBoper&ties. De andere signalen, die - . 8403030 ' ' ,-39* ^2424W^Zty vereist zijn o» de respectieve conditis-bits van conditie-register 54 te stellen, omvatten een signaal van het schakelende synchronisa-tie-orgasn naar globale conditie-bit 121 om de stijgende globale con-ditie-bits in het conditie-register 54 te stellen* De andere conditie-5 bits, welke gesteld moeten worden, worden gesteld door signalen, welke worden ontvangen van de ALÏT of van het schakelende synchronisatie-or-gaan, zoals werd beschreven in de voorgaande algemene beschrijving.

De H instruc tie-decodeerder 40 zal nu worden beschreven aan de hand van figuur 18. Hen zal zich herinneren uit de bespreking 10 van de M instructie-formaten van figuur 14, dat een EEN in de nul betekenende bit een type één instructie aanduidt, welke een Π adres bevat en dat een NUL in de nul betekenende bit een letterinstructie of type twee instructie aanduidt, waarbij de bitposities 1 en 2 verschillende y—%.

letteroperaties specificeren. In figuur 18 worden dpze eerste drie bits 15 getest door decodeerde? 151. Indien de nul betekenende bit een EEN bevat, dan wordt de inhoud van het MPH register 150 overgedragen om het N geheugen te adresseren· Indien de nulbit een NUL is en de eerste bit is een EEN, dan wordt het letterveld van de H instructie overgedragen naar het letterregister 51 van figuur 2. Indien de tweede betekenende 20 bitpositie een BEN is, dan wordt de inhoud van het SAR veld, zoals aangegeven in figuur 14, overgedragen aan de SAR ingangkiezer 153« Indian de eerste drie bitposities nul zijn, dan is het resterende gedeelte van de H instructie een nieuw M adres, dat wordt overgadragen naar AHPCR 41 van figuur 2. Indian de eerste en tweede betekenende bitposi-25 ties beide ENEN zijn, activeert decodeerde 151 besturende poort 152 om het letterregister 51 te stellen voor het ontvangen van een informatie-segment van verschillende aantallen infoxmatie-bits, zoals werd beschreven in verhand met het M ins tructie-fcraaat ia de voorgaande algemene beschrijving.

30 Zoals boven werd aangegeven in de beschrijving van de N instructie deoodeerder bevat het N instructie-farmaat bepaalde bits in het fase 1 veld, welke worden gebruikt voor het specificeren van in-formatie-overdrachten naar of van de programmeerbare eenheid volgens de _ uitvinding. Teneinde de wijze, waarop dergelijke informatie-overdrachten \-------------— λ 8403030 -ίν/· ·· /- - -t"·. · 'b-, ·:. . · . - ' . ' , - -,: '···· "' .··..: -V · · - ···. · ----- - · - : ' Κ; ' .-./-40-- ·-. - 'Γ , 24241/JE/tX .

r -—-----! . „ - V · ··" -1 - - · ' ’ · «:? . ·' . · waarop informatie en· de-verschillende instructies geplaats worden in hun respectieve. geheugen®*; zal nu wórden verwezen-naar figuur 12, welke Ί . het-schakelende e^chroöïsatie^orgaan .(switelt interlock SWl) aangeeft, : - dat alechta algemeen is/aangeduid in figuur UL Zoals aangegeven in 5 - figuur 12, kunnen infornaties en/of instructies worden toegevoerd of .·' ’ £esbhr9vra--;in iedewvandedrie geheugens20af 20b en 20c, door middel . :/..-.;J;J^i'i»^\'grfiêttgen^iaetruetite^ 47^.bf _.AHPCR /|t,. welke registers 'ff. . ai,jb van de programméerbare eenheid, zöM» aangegeven vanuit een hulp-- :*·' /-ifc^hting- dó&*ii«Êd*ït'viié'dèi iwluüBeleiaiii'eeniaid’· 8» zoalé, aangeduid i'0" - id figuur 12 ëmiMïwas^&^'figuren 'lA'en iBv Opgemerkt wordt, dat, i^eïfere^stei^rW^OTïl^ihóïöenmet welk; geheugen, bepaald zalf gronden 'doofïhêt fase- ÏÏ inst^eti#* weiJre di^informatt^ --Ï^Simrt.' Zoal®jrerder Sè-/sangegeven in figuur 12s en. hoven werd heschre- : ;x; ye&ï.^ wordt hei ίί gisheugen; 20G geadresseerd vanuit de K decodeerder 40, :/f: //hst.M geheugen 2Qb wordt.geadresseerd door de HPCH of de AHPCR door mid— ex-/·· del/van toevoeger 43 en het basis-geheugen of het S geheugen wordt ge-v adfessêerd door middel van MfiR 49, wanneer aaneen geschakeld met het · * register t|thls-register 45 of basis-register 46. De uitgang van het baaisr-geheugsn 20a ia naar B register 33· De uitgang van het H geheugen -/30.-/.. .20h'is M decodeerde» 40 door middel van MP buffer 25> - Hoewel MP buffer 25 boven niet werd.beschreven, dient hij een belangrijke functie door hei mogelijk ta maken, dat een gehele reeks van M instructies wordt teruggevonden xia liet decoderen; van een S instruc-Ό- tie,, waarbij da·-tijdsvertraging, welke zal optreden, indien de respec- 35 iieve M instructies apart zouden moeten worden geadresseerd, wordt ga- eliaineerdo -

Hoewel niet expliciet aangegeven in figuur 12, dient begrepen te worden, dat een alternatieve infermatieweg- kan worden verkregen van MIE 47, AMPOR 4t en SC 8 direct naar het; B register 33· 50 Zoals wsrd aangeduid bij de bespreking van het M instruc- tie-fornaat, zijn er twee typen M instructies % type; 4én-instructies, welke logische informatie-överdracht operaties uitvoeren en type twee-inet-ructies,welke letters bevatten, waaronder een nieuw M instructie-adres en v-srechuivingshoeveelheden. Bet type é4n—instructie wordt uit— 35V gevoerd in drie fasen, waarvan da eerste en derde één kloktijd vereisen ' 8403030 • * · ' · —jaggr/jpHv terwijl de tweede fase: een variabel aantal kloktijden, yereiat. Eet type twee-instructie heeft alleen fase 1, welke één kloktijd vereist·

Achtereenvolgende X instructies worden uitgevoerd op een overlappende wijze endezV-'overlapping en andere karakteristieken daar-5 van sullen nu worden beschreven aan de band van de figuren 21, 22 en 23·

Figuur 21 toont de overlapping bij de uitvoering van » * - -· ï '· twee opeenvolgende Kins truc ties, welke Instructie A en Instructie 3 zullen worden genoemd. Kan zal zich herinneren; dat wanneer de H instructie van bet type één iar er een corresponderende E instructie ia voo,r bet tQ uitvoeren van de verschillende vereiste·. operaties, Zoals aasgegeven in dé golfvora b van figuur 21 „ wordt hst adres voor de corresponderende H instructie A doorgezonden naar bet H geheugen aan bet begin van klok- .....

periode De E instructie A wordt ontvangen van bet E geheugen aan bet einde van deze l&okperiöde» zoals aangegeven in golfvora o. Be geae-15 lecteerde condities worden getest (golfvörm d) en de ingangen worden toegevoerd aan bet MEAD register (golfvont e)· De uitgangssignalen van bet HEAD register (golfvora e) en de uitgang van het commando-register (golf-voxa g) worden uitgezonden aan bet begin van klokperiode Eet comman-do-register is nu vrij oa een nieuwe instructie te ontvangen en zodoende 20 wordt een nieuw adres voor de volgende instructie B uitgezonden gedurende dezelfde klokperiode , zoals aangegeven in golfvora h· Instructie B wordt kort voor bet einde van klokperiode ontvangen uit bet E geheugen, zoals aangegeven in golfvora j. De andere golfvoraen ia figuur 21, welke het ^ stellen van twee klok flip-flops en verschillende verboissignalen aanga- 25 ven» wonden bij déze operatie niet toegepssu* Uit figuur 21 kan worden op— geaerkt, dat de uitvoering van de fase 1 besturingen van instructie B plaats vond aan hét einde van klokperiode an zod^ i\nde 'worden de fase 1 besturingen van instructie B uitgevoerd gedurende fase 3 ?an instructie A.

Aan de hand van. figuur 22 zal ds uitvoering van een type 30 ^n-instructie„ waarin fase 2 twee klokperioden vereist» nu worden beschreven. Zoals aangegeven in figuur 22,zijn de respectieve golfvormen b, · » . , ·. » e dezelfde als in figuur 21» aangezien zij het terugvinden van de eerste instructie A voorstellen. In dit geval echter zal bet \ teruggevonden E instructie-fornaat een bit bevatten, welke een twee klok-tijdoperatie aanduidt, zoals boven werd beschreven in verband met figuur 17. Dit veroorzaakt, dat een twee kloktijd flip-flop gesteld wordt, zoals 8403030

-42- 24241/JF/tV

Γ { ? is aangegeven in golfvorm g van figuur 22 en als resultaat worden de uitgangssignalen van liet MPAD register en het commando-register, zoals voorgesteld in de golf vormen f en h» vertraagd gedurende 44a klokperiode, zoals vereist is voor de twee kloktijd-operatie. Het adresseren en de 5 ontvangst van instructie B van het M geheugen wordt eveneens vertraagd gedurende 44a klokperiode totdat de twee kloktijd-operatiea van instructie A uitgevoerd zijn. Gedurende de klokperioden Tg en T^, zoals aangegeven door golfvorm e, wordt de fase 1 van instructie B daarom uitgevoerd aan het einde van klokperiode T_, waarbij de verschillende klokken wer-10 den verboden aan het einde van kloktijd T^· Fase twee en/of drie zullen worden uitgevoerd gedurende T^.

^ Aan de hand van figuur 23 zal nu de tijdrelatie tussen twee achtereenvolgende instructies worden beschreven, waarbij de tweede It instructie- B een letter bevat en zodoende geen N instructie vereist· Zoals 15 aangegeven in figuur 23 zijn de eerste vijf golf vormen (golfvormen b> · · • · * · » f) dezelfde in figuur 23 als in figuur 21 en geven het terugvinden en de uitvoering van de eerste fase van instructie A weer, Verder worden de uitgangssignalen van het commando-register (golfvorm h in figuur 21 en golfvorm g in figuur 23) beide ingeleid aan het begin van 20 klokperiode T^· Het adresseren van het M geheugen voor instructie B vindt tegelijkertijd plaats in beide figuren, Be ontvangst van M instructie (golfvorm i in figuur 23) vindt echter eerder plaats dan de ontvangst van de N instructie van figuur 21 (golfvorm j) en aangezien instructie 3 een letter in figuur .23 is, wordt geen N instructie vereist. Dit veroorzaakt, 25 dat M decodeerder 40 van figuur 2 een houdslgnaal uitzendt, zoals aangegeven in de golfvorm m van figuur 23, Als resultaat wordt de uitgang van het commando-register (golfvorm g van figuur 23) gehandhaafd, terwijl de letters van de M instructie B worden overgedragen aan een respectief register, zoals aangegeven door golfvorm i van figuur 23« In feitelijke 30 samenloop mat het houdrignaal van golfvorm m, worden de verschillende fase klokken verboden, zoals aangegeven in golfvorm n om de lettar-over-drachten aan het einde van klokperiode toe te staan, Nadat de letter-overdrachtea hebben plaats gehad, blijft de uitgang van het commando- \ register geldig tot het einde van klokperiode T^, zoals aangegeven in golfvorm g. Op deze wijze werd de uitvoering van een type 1 H instructie 8403030 * * _-43- 24241/JF/tv vertraagd om letter-overdrachten door de volgende twee instructies van opeenvolgend type toe te staan. De letter van de B instructie zal altijd een nieuw M adres specificeren. Vervolgens wordt de MP AD, zoals aangegeven in golf vorm j genoodzaakt oa het M geheugen opnieuw te adresseren (golf-5 vorm k) voor het terugvinden van een nieuwe instructie van het M geheugen en vervolgens zijn ΙΓ overeenkomstig deel van het N geheugen, zoals aan gegeven in golfvoxm e. De instructie van het N geheugen wordt ontvangen aan het einde van klokperiode T^» wanneer de houd- en verbodssignalen niet langer gelden.

10 Hoewel de aldus beschreven tij ddiagraimaen slechts enige van de verschillende situaties vertegenwoordigen, welke ontstaan gedurende — de uitvoering van achtereenvolgende instructies op een overlappende wijze, wordt aangenomen, dat de boven gegeven beschrijving voldoende zal zijn om asa te geven hoe deze overlappende instructie-uitvoering plaats vindt en 15 tevens hoe, bijvoorbeeld, verschillende letter-informatie vervangen kan worden in de respectieve registers, wanneer dit vereist is voor de uitvoering van een conditionele M instructie.

Terwijl de betekenis van S instructies en 1Γ instructies boven vrij goed werd beschreven, kan de betekenis van de M instructie 20 meer beschrijving vereisen. Hiertoe zijn reeksen of opeenvolgingen van M instructies aangegeven in figuren 24 en 25 en deze zullen nu in het kort worden beschreven,

Figuur 24 toont een opeenvolging van M instructies, welke zouden worden gebruikt in een bepaalde ingang-uibgang-operatie, welke 25 wordt gespecificeerd door een 1-0 beschrijver van het type, dat is aan gegeven in figuur 15* Iedere stap van de opeenvolgiig vereist een M in-sbructie-uitvoering. Deze stappen zijn·? inbond overdracht van. MAR naar A2 register? doorzending van “inrichting schrijf ** signaal en overdracht van de inhoud van het Al register en heb minst betekenende teken van het 30 B register plus EEN naar Al register? doorzending van “ontsluit inrich ting lees” signaal? het lezen van de inrichting en het verschuiven van de inhoud van het B register linker 4 bits en het plaatsen in het A3 register? wanneer MAR gereed is, het overdragen van de inhoud van Al register /jm plus EEN naar Al register en MAR? wanneer B register gereed is, het overdragen van de inhoud van het B register naar A2 register en het lezen \ 8403030 -44- 24241/JW tv * Γ - van de inrichting| wanneer MAR gereed is», overdracht van de inhoud van het A2 register naar MAR; wanneer hetBregister gereed ia, overdracht van de inhoud naar MIR; het zenden van de MIR inhoud naar het geheugen en het verschuiven van de inhoud van de A3 register rechter 8 bits.

5 Nog een M reeks is aangegeven in figuur 25» welke in staat is een "reeks aftast” (string scan) programma uit te voeren, dat gespecificeerd is door een S instructie. Pit programma kan alle aan-vangsposities vinden van alle tegenhangers, (matches) van een patroon-reeks (pattern string) in een bronreeks (source string). Het bijschrift 1Ö van figuur 25 geeft aan» welke registers de respectieve informatie-seg- menten zullen bevatten» welke de bronlocatie S bepalen, evenals de pa-—. troonlocatie B, de bron-inhoud SC, de patroon-inhoud PC, tegenhanger- indicatie M» wijzers SP, PP en MP en de register basis-registers.

Terwijl bepaalde uitvoeringsvormen van de uitvinding wer-15 den beschreven en aangegeven, zal het- aan vakmensen duidelijk zijn, dat wijzigingen en veranderingen kunnen worden aangebracht zonder af te wijken van de geest en strekking van de uitvinding.

.20

O

Y

8403030

Claims (8)

1. Programmeerbare eenheid omvattende een veelvoud van registers voor informatie overdracht, een eerste geheugen voor^het opslaan van instructies welke programma's specificeren en een tweede geheugen voor. het 5 opslaan van stelsels van operationele commando instructies, met het kenmerk, dat aanwezig'zijnt eerste middelen gf koppel d met het eerste geheugen en in. staat om een van de programma instructies te ontvangen; tweede middelen gïicoppeld Bies de eerst* en reagerend op ^ de ontvangst van de programia instructie om het tweede geheugen te adresseren en een commando instructie te ontvangenj klokraiödsien voor het opdekken van tijdimpuisen, welke fasen vertegenwoordigen gedurende welke de commando instructies worden uitgevoerd} adxesseringsmiddjlen welke in staat zijn een commando instructie 15 te hervinden gedurende de aitvaering van een voorgaande commando instructie,

2. Programmeerbare eenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat vertragingsmiddelen aanwezig zijn, gekoppeld met de klokmidde- len voor het blokkeren van bepaalde tijdimpdisen voor het verbieden van 2o de uitvoering van voorgaande commando instruotie om het hervinden van een nieuwe commando instructie toe te staan,

3. Programmeerbare eenheid vólgèris conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een commando decodeerder aanwezig is gekoppeld met het tweede geheugen om de commando instructies te ontvangen; 25 waarbij de commando adresseringsmiddelen in staat zijn de com mando instructie adressen te ontvangen_van de commando decodeerder.

4. Programmeerbare eenheid met een logische eenheid en een veelvoud van registers voor informatie overdracht, met het kenmerk, dat deze eenheid omvat: 30 ketenmiddelen, welke gekoppeld s.ijr ora de logische eenheid te conditioneren en registers voor het uitvoeren van 1 tglca en informatie overdrachten in antwoord op verschillende speel»iska stelsels van besturende signalen; Γ\ een besturend geheugen voor het vpslaan van een veelvoud van v J 35 de verschillende stelsels van besturende signalen; \ een commando geheugen voor het opslaan van hervindbaar geco- V deerde operationele comm.ari.do*3 waarvan sommigen bepaalde stelsels van be-

8. OTÖ 3 O " c -46- 24241/JF/tv sturend© signalen specificeren; fjjbn commando decodeerder gekoppeld met bet besturende geheugen voor het hervinden van. bepaalde specifieke stelsels van besturende signalen om hetzij de logische eenheid of de registers te conditioneren,

5. Programmeerbare eenheid volgens conclusie 4, met het 5 kenmerk, dat commando-geheugen adresseermiddelen aanwezig zijn, in staat om commando-adressen van de commando decodeerder te ontvangen.

6. Programmeerbare eenheid volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat een uitwendige perifere- of hulpinrichting aanwezig is; waarbij de logische eenheid en de registers in staat zijn om , 10 logische operaties uit te voeren benevens informatie overdracht naar en van de hulpinrichting en waarbij het commando geheugen in staat is volgorden van commando instructies op te slaan, welke logiecne operaties en welke informatie overdrachten specificeren naar en van ie hulpinrichting,. 1C .......—....... -

7· Programmeerbare eenheid omvattende een veelvoud van registers voor informatie-overdracht, een eerste geheugen voor het opslaan van instructies, welke programma's specificeren, een tweede geheugen voor het opslaan van stelsels van operationele commando instructies en een derde geheugen voor het opslaan van stelsels van besturende instructies, met het 20 kenmerk, dat aanwezig zijn: eerste middelen gekoppeld met het eerste geheugen en in staat een van de programma instructies te ontvangen; tweede middelen gekoppeld met de eerste middelen en reagerend op de ontvangst van de programma instructie om het tweede geheugen te adresse-25 ren en een commando instructie te ontvangen; en derde middelen gekoppeld met de tweede middelen en reagerend op de ontvangst van een commando instructie om het derde geheugen te adresseren en een besturende instructie te ontvangen en dat een uitwendige hulpinrichting 2q aanwezig is waarbij de registers in staat zijn informatie overdrachten uit te voeren naar of van de hulpinrichting en waarbij het tweede geheugen in staat is om volgorden van commando instructies op te slaan, welke logische operaties specificeren en volgorden van commando instructies, wélke informatie overdrachten specificeren naar of van de hulpinrichting.

8. Programmeerbare eenheid volgens een van de conclusies 1-3, \ met het kenmerk, dat een uitwendige hulpinrichting aanwezig is; * 840 3 0 3 0 -47- 24241/JF/tv < « X waarbij da registers in staat zijn informatie overdrachten uit te voeren naar en van de hulpinrichtingi en waarbij bepaalde volgorden van commando instructies opgeslagen in het tweede geheugen in staat zijn logische operaties te specificeren en 5 andere volgorden van commando instructies in staat zijn informatie overdrachten te specificeren naar of van de hulpinrichting. Eindhoven, oktober 1984. 8403030