RU2010318C1 - Memory control unit - Google Patents

Memory control unit Download PDF

Info

Publication number
RU2010318C1
RU2010318C1 SU5007381A RU2010318C1 RU 2010318 C1 RU2010318 C1 RU 2010318C1 SU 5007381 A SU5007381 A SU 5007381A RU 2010318 C1 RU2010318 C1 RU 2010318C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
address
input
data
output
control
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.А. Александрова
А.Г. Гришаков
Е.И. Мироненко
А.А. Мозговитов
А.А. Соколов
С.Н. Федоров
Original Assignee
Институт точной механики и вычислительной техники им.С.А.Лебедева РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт точной механики и вычислительной техники им.С.А.Лебедева РАН filed Critical Институт точной механики и вычислительной техники им.С.А.Лебедева РАН
Priority to SU5007381 priority Critical patent/RU2010318C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2010318C1 publication Critical patent/RU2010318C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Dram (AREA)

Abstract

FIELD: computer technology. SUBSTANCE: memory control unit has central control unit, bus former, unit for mating with on-line storage, data address control unit, which has address register, two decoders, physical address storage, recording unit, two control units. Data address sing control unit, data buffer memory control unit, data buffer memory are brought into the device additionally. Data address control units has two bus formers, ageing unit, substitution unit, read-out and comparison unit, two registers, two multiplexers, unit of AND gates, adder, read-out unit. Data address sing control unit has data register, read-out/record and comparison unit, control unit, storage, substitution unit, modulo 2 adder, address register, column number decoder, line number decoder, control unit. EFFECT: improved efficiency. 52 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам управления ЭВМ, и может быть использовано при проектировании памяти вычислительной системы. The invention relates to computer technology, and in particular to computer control devices, and can be used in the design of the memory of a computer system.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства управления памятью; на фиг. 2 - блок управления адресами данных; на фиг. 3 - блок управления адресными признаками данных; на фиг. 4 - блок управления буферной памятью данных; на фиг. 5 - блок центрального управления; на фиг. 6 - блок сопряжения с оперативной памятью; на фиг. 7 - первый блок управления; на фиг. 8 - электрическая схема первого шинного формирователя; на фиг. 9 - электрическая система блока старения и замещения; на фиг. 10 - блок считывания и сравнения; на фиг. 11 - электрическая схема узла считывания оного разряда признака приоритета; на фиг. 12 - электрическая схема узла считывания со сравнением бита значимости; на фиг. 13 - электрическая схема узла считывания и сравнения для одного разряда математического адреса; на фиг. 14 - накопитель математических адресов; на фиг. 15 - электрическая схема ячейки памяти признаков приоритета; на фиг. 16 электрическая схема ячейки памяти бита значимости; на фиг. 17 - электрическая схема ячейки памяти для старших разрядов математического адреса; на фиг. 18 - блок записи; на фиг. 19 - электрическая схема узла записи в накопители физических и математических адресов для одного разряда; на фиг. 20 - электрическая схема узла записи одного разряда поля признаков приоритета в накопитель математических адресов; на фиг. 21 - электрическая схема узла записи для одного разряда в накопитель физических адресов; на фиг. 22 - электрическая схема одного разряда первого мультиплексора; на фиг. 23 - блок считывания; на фиг. 24 - электрическая схема узла считывания оного разряда накопителя физических адресов с двумя противофазными выходами; на фиг. 25 - электрическая схема одного разряда узла считывания накопителя физических адресов; на фиг. 26 - накопитель физических адресов; на фиг. 27 - второй блок управления; на фиг. 28 - структура адреса обращения в накопитель математических или физических адресов; на фиг. 29 - строка накопителя математических адресов; на фиг. 30 - строка накопителя физических адресов; на фиг. 31 - строка накопителя адресных тегов данных; на фиг. 32 - формирование адреса обращения в накопитель адресных признаков данных; на фиг. 33 - структура математического адреса для режима без обнуления - бита; на фиг. 34 - электрическая схема формирователя сигналов признаков; на фиг. 35 - электрическая схема усилителя-формирователя управляющих сигналов; на фиг. 36 - электрическая схема формирователя временного сигнала выборки строки; на фиг. 37 - электрическая схема усилителя-формирователя; на фиг. 38 - сумматор; на фиг. 39 - четырехразрядная секция сумматора; на фиг. 40 - четырехразрядная секция сумматора для двух входных операндов с входным переносом; на фиг. 41 - четырехразрядная секция сумматора с одним операндом, с мультиплексором на входе операнда и с входным переносом; на фиг. 42 - электрическая схема четырехразрядной секции ускоренного переноса с генерацией переноса; на фиг. 43 - электрическая схема четырехразрядной екции ускоренного переноса; на фиг. 44 - одноразрядная секция сумматора с одним операндом с мультиплексором на входе первого операнда и с входным переносом; на фиг. 45 - электрическая схема одноразрядной секции сумматора для двух операндов; на фиг. 46 - электрическая схема одноразрядного сумматора двух входных операндов для младшего разряда; на фиг. 47 - электрическая схема одноразрядной секции сумматора; на фиг. 48 - электрическая схема одноразрядной секции сумматора с одним входным операндом и входным переносом; на фиг. 49 - электрическая схема одного разряда шинного формирователя; на фиг. 50 - электрическая схема блока сложения по модулю два; на фиг. 51 - электрическая схема буферной памяти данных; на фиг. 52 - узел управления блоком сопряжения с оперативной памятью. In FIG. 1 is a block diagram of a memory management device; in FIG. 2 - data address management unit; in FIG. 3 - control unit address signs of data; in FIG. 4 - control unit buffer data memory; in FIG. 5 - central control unit; in FIG. 6 - block interface with RAM; in FIG. 7 - the first control unit; in FIG. 8 is a circuit diagram of a first bus driver; in FIG. 9 - electrical system of the aging and replacement unit; in FIG. 10 - block reading and comparison; in FIG. 11 is an electrical diagram of a readout unit of a priority sign; in FIG. 12 is an electrical diagram of a reading unit with a comparison of a significance bit; in FIG. 13 is an electrical diagram of a read and compare node for one bit of a mathematical address; in FIG. 14 - drive mathematical addresses; in FIG. 15 is an electrical diagram of a priority attribute memory cell; in FIG. 16 electric circuit of a memory cell of a bit of significance; in FIG. 17 is a circuit diagram of a memory cell for the upper digits of the mathematical address; in FIG. 18 is a recording unit; in FIG. 19 is an electrical diagram of a recording unit for storing physical and mathematical addresses for one bit; in FIG. 20 is an electrical diagram of a recording unit of one bit of the priority attribute field in the mathematical address storage; in FIG. 21 is an electrical diagram of a recording unit for one bit in a physical address storage device; in FIG. 22 is a circuit diagram of one discharge of the first multiplexer; in FIG. 23 - reading unit; in FIG. 24 is a circuit diagram of a reading unit of a discharge of a physical address storage device with two antiphase outputs; in FIG. 25 is an electrical diagram of one bit of a read node of a physical address storage device; in FIG. 26 - drive physical addresses; in FIG. 27 - second control unit; in FIG. 28 - structure of the address of access to the drive mathematical or physical addresses; in FIG. 29 - line drive mathematical addresses; in FIG. 30 - line drive physical addresses; in FIG. 31 - line drive address tag data; in FIG. 32 - the formation of the address of the address in the drive address signs of data; in FIG. 33 - structure of the mathematical address for the mode without zeroing - bits; in FIG. 34 is an electrical diagram of a signal conditioner; in FIG. 35 is a circuit diagram of an amplifier-driver of control signals; in FIG. 36 is a circuit diagram of a shaper of a temporary signal for fetching a row; in FIG. 37 - electrical circuit of the amplifier-former; in FIG. 38 - adder; in FIG. 39 - four-digit section of the adder; in FIG. 40 - four-digit section of the adder for two input operands with input transfer; in FIG. 41 - four-digit section of the adder with one operand, with a multiplexer at the input of the operand and with input transfer; in FIG. 42 is an electrical diagram of a four-bit accelerated transfer section with transfer generation; in FIG. 43 is an electrical diagram of a four-bit accelerated transfer projection; in FIG. 44 - one-bit section of the adder with one operand with a multiplexer at the input of the first operand and with input transfer; in FIG. 45 is a circuit diagram of a single-bit adder section for two operands; in FIG. 46 is a circuit diagram of a single-bit adder of two input operands for the least significant bit; in FIG. 47 is a circuit diagram of a one-bit adder section; in FIG. 48 is a circuit diagram of a one-bit adder section with one input operand and input transfer; in FIG. 49 is an electrical diagram of one discharge of a bus driver; in FIG. 50 is an electrical diagram of an addition unit modulo two; in FIG. 51 is an electrical diagram of a data buffer memory; in FIG. 52 - control unit of the interface unit with RAM.

На фиг. 4-52 показан пример реализации устройства управления памятью, выполненного на КМОП-транзисторах, с четырехколоночными накопителями математических и физических адресов и адресных тегов, с буферной памятью, состоящей из КМОП БИС с организацией 2Кх8, емкостью 16Кбайт, входящего в состав микропроцессорной системы. In FIG. 4-52 shows an example of the implementation of a memory management device made on CMOS transistors with four-column drives of mathematical and physical addresses and address tags, with a buffer memory consisting of CMOS LSI with 2Kx8 organization, 16KB capacity, which is part of the microprocessor system.

Устройство управления памятью содержит шинный формирователь 1, блок 2 управления адресами данных, блок 3 управления адресными признаками данных, блок 4 управления буферной память данных, буферную память 5 данных, блок 6 центрального управления, блок 7 сопряжения с оперативной памятью, двухнаправленную информационную шину 8 адресов-данных, двухнаправленную адресно-информационную шину 9, вход 10 установки нуля, входную управляющую шину 11 строба адреса и строба данных, входную управляющую шину 12 "Готовность оперативной памяти", выходную управляющую шину 13 "Готовность данных", выходную управляющую шину 14 прерываний, выходную шину 15 команд, выходную шину 16. The memory management device comprises a bus driver 1, a data address management unit 2, an address feature data control unit 3, a data buffer memory control unit 4, a data buffer memory 5, a central control unit 6, a memory interface unit 7, a bi-directional information bus 8 addresses -data, bi-directional address-information bus 9, input zero, input control bus 11 of the address strobe and data strobe, input control bus 12 "Readiness of RAM", output control conductive bus 13 "Data Ready" output interrupt control bus 14, output bus 15 commands output bus 16.

Шинный формирователь 1 имеет первый и второй входы-выходы 17-1, 17-2 адресов-данных, управляющий вход. The bus driver 1 has first and second inputs / outputs 17-1, 17-2 of the data address, a control input.

Блок 2 управления адресами данных имеет вход-выход адресов-данных, управляющий вход 18-1, вход 18-2 установки нуля, вход 18-3 синхронизации, управляющий выход. The data address management unit 2 has an input-output of data addresses, a control input 18-1, a zero-setting input 18-2, a synchronization input 18-3, a control output.

Блок 3 управления адресными признаками данных имеет вход-выход адресов-данных, управляющий вход, вход установки нуля, управляющий выход 19-1 признака готовности, адресный выход 19-2, контрольный выход 19-3. Unit 3 control address signs of data has an input-output address data, control input, zero input, control output 19-1 of the sign of readiness, address output 19-2, control output 19-3.

Блок 4 управления буферной памятью данных имеет адресный вход 20-1, управляющий вход 20-2, вход 20-3 синхронизации, управляющий выход 21-1 признака готовности, управляющий выход 21-2, адресный выход 21-3. The buffer data memory control unit 4 has an address input 20-1, a control input 20-2, a synchronization input 20-3, a ready sign of control output 21-1, a control output 21-2, address output 21-3.

Буферная память 5 данных имеет управляющий вход 22-1, адресный вход 22-2, вход-выход адресов-данных. The buffer memory 5 data has a control input 22-1, address input 22-2, input-output addresses data.

Блок 6 центрального управления имеет вход-выход адресов-данных, вход 23-1 строба адреса и строба данных, вход 23-2 синхронизации, управляющий вход 23-3 признаков готовности, управляющий вход 23-4, контрольный вход 23-5, выход 24-1 готовности данных, управляющий выход 24-2, выход 24-3 строба адреса и строба данных, управляющий выход 24-4 прерываний. The central control unit 6 has an input / output of data addresses, an input 23-1 of an address strobe and a data strobe, a synchronization input 23-2, a control input 23-3 of the availability indicators, a control input 23-4, a control input 23-5, an output 24 -1 data availability, control output 24-2, output 24-3 of the address strobe and data strobe, control output of 24-4 interrupts.

Блок 7 сопряжения с оперативной памятью имеет вход-выход 25-1 адресов-данных, адресно-информационный вход-выход 25-2, управляющий вход 26-1 "Готовность оперативной памяти", вход 26-2 строба адреса и строба данных, вход 26-3 установки нуля, командный выход 27-1, управляющий выход 27-2 "Пуск оперативной памяти", управляющий выход 27-3 признаков готовности. The memory interface unit 7 has an input-output 25-1 of data addresses, an address-information input-output 25-2, a control input 26-1 "Ready memory", an input 26-2 of the address strobe and data strobe, input 26 -3 zero settings, command output 27-1, control output 27-2 "Start RAM", control output 27-3 signs of readiness.

В устройстве имеются двухнаправленная локальная шина 28 адресов-данных, управляющая шина 29, управляющая шина 30 признаков готовности. The device has a bi-directional local bus 28 data-address, control bus 29, control bus 30 signs of availability.

Блок управления адресами данных содержит (фиг. 2) первый блок 31 управления, первый шинный формирователь 32, блок 33 старения и замещения, блок 34 считывания и сравнения, накопитель 35 математических адресов, регистр 36 адреса, первый дешифратор 37 строк, блок 38 записи, два регистра 39, 40, первый мултиплексор 41, блок 42 элементов И, второй мультиплексор 43, второй шинный формирователь 44, сумматор 45, блок 46 считывания, накопитель 47 физических адресов, второй блок 48 управления, второй дешифратор 49 строк. Первый блок 31 управления имеет управляющий вход 50-1, адресный вход 50-2, вход 50-3 синхронизации, вход 50-4 управления выборкой колонки, вход 50-5 признаков сравнения, адресный вход 50-6, первый и второй управляющие входы 51-1 и 51-2, выход 51-3 признаков сравнения. Шинный формирователь 32 имеет вход адресов-данных, управляющий вход, выход адресов-данных. Блок 33 старения и замещения имеет вход 52-1 данных, вход 52-2 признаков сравнения, управляющий вход 52-3, управляющий выход, выход данных. Блок 34 считывания и сравнения имеет первый и второй входы 53-1 и 53-2 адресов-данных, управляющий вход 53-3, выход 54-1 адресов-данных, выход 54-2 признаков сравнения. Накопитель 35 математических адресов имеет адресный вход выборки строки, вход установки нуля, вход-выход адресов-данных. Регистр 36 адреса имеет адресный вход, управляющий выход, выход. Первый дешифратор 37 строк имеет адресный вход, управляющий вход, адресный выход выборки строки. Блок 38 записи имеет первый управляющий вход 55-1, вход 55-2 данных, второй управляющий вход 55-3, вход 55-4 адресов-данных, первый и второй выходы 56-1 и 56-2 адресов-данных. Первый регистр 39 имеет вход адресов-данных, управляющий вход, выход. Второй регистр 40 имеет вход адресов-данных, управляющий вход, выход. Первый мультиплексор 41 имеет первый и второй входы 57-1 и 57-2 адресов-данных, управляющий вход 57-3, выход 58-1 адресов-данных, выход 58-2 данных. Блок 42 элементов И имеет первый и второй адресные входы 59-1 и 59-2, выход. Второй мультиплексор 43 имеет вход 60-1 адресов-данных, адресный вход 60-2, упргавляющий вход 60-3, адресный выход. Шинный формирователь 44 имеет вход адресов-данных, управляющий вход, выход адресов-данных. Сумматор 45 имеет первый и второй выходы 61-1 и 61-2 адресов-данных, адресный вход 61-3, управляющий вход 61-4, выход адресов-данных. Блок 46 считывания имеет вход адресов-данных, управляющий вход, выход адресов-данных. Блок 46 считывания имеет вход адресов-данных, управляющий вход, выход адресов-данных. Накопитель 47 физических адресов имеет адресный вход выборки строки, вход-выход адресов-данных. Второй блок 48 управления имеет вход 62-1 данных, управляющий вход 62-2, вход 62-3 управления выборкой колонки, вход 62-4 синхронизации, адресный вход 62-5, вход 62-6 признаков сравнения, первый и второй управляющие выходы 63-1 и 63-2. Второй дешифратор 49 имеет адресный вход, управляющий вход, адресный выход выборки строки. The data address management unit contains (Fig. 2) a first control unit 31, a first bus driver 32, an aging and replacement unit 33, a read and compare unit 34, a mathematical address storage 35, an address register 36, a first decryptor 37 lines, a write unit 38, two registers 39, 40, the first multiplexer 41, the block of And elements 42, the second multiplexer 43, the second bus driver 44, the adder 45, the read unit 46, the drive 47 physical addresses, the second control unit 48, the second decoder 49 lines. The first control unit 31 has a control input 50-1, an address input 50-2, a synchronization input 50-3, a column selection control input 50-4, a comparison feature input 50-5, an address input 50-6, the first and second control inputs 51 -1 and 51-2, output 51-3 signs of comparison. The bus driver 32 has an input of data addresses, a control input, an output of data addresses. The aging and replacement unit 33 has a data input 52-1, a comparison feature input 52-2, a control input 52-3, a control output, a data output. The reading and comparing unit 34 has first and second inputs 53-1 and 53-2 of data addresses, a control input 53-3, output 54-1 of data addresses, and output 54-2 of comparison signs. The drive 35 mathematical addresses has the address input of the row selection, the input zero, the input-output of the address data. The address register 36 has an address input, a control output, an output. The first line decoder 37 has an address input, a control input, an address output of a row sample. The recording unit 38 has a first control input 55-1, a data input 55-2, a second control input 55-3, a data address 55-4 input, first and second data address 56-1 and 56-2 outputs. The first register 39 has a data-address input, a control input, an output. The second register 40 has a data-address input, a control input, an output. The first multiplexer 41 has first and second inputs 57-1 and 57-2 of the data address, control input 57-3, the output 58-1 of the data address, the output 58-2 of the data. Block 42 elements And has a first and second address inputs 59-1 and 59-2, output. The second multiplexer 43 has an input 60-1 of data addresses, an address input 60-2, a control input 60-3, an address output. The bus driver 44 has a data address input, a control input, an address data output. The adder 45 has first and second outputs 61-1 and 61-2 of the address data, address input 61-3, control input 61-4, the output of address data. The reading unit 46 has an input of data addresses, a control input, an output of data addresses. The reading unit 46 has an input of data addresses, a control input, an output of data addresses. The drive 47 of physical addresses has an address input of a row selection, input-output of data addresses. The second control unit 48 has a data input 62-1, a control input 62-2, a column sample control input 62-3, a synchronization input 62-4, an address input 62-5, a comparison feature input 62-6, the first and second control outputs 63 -1 and 63-2. The second decoder 49 has an address input, a control input, an address output of a row sample.

Блок управления адресными признаками данных содержит (фиг. 3) регистр 64 данных, блок 65 считывания-записи и сравнения, узел 66 контроля, накопитель 67, блок 68 замещения, блок 69 сложения по модулю два, регистр 70 адреса, дешифратор 71 номера колонки, дешифратор 72 номера строки, узел 73 управления. Регистр 64 данных имеет вход данных, управляющий вход, выход данных. Блок 65 считывания-записи и сравнения имеет вход-выход данных, вход 74-1 данных, адресный вход 74-2 выборки номера колонки, управляющий вход 74-3, выход 75-1 признаков сравнения, выход 75-2 данных, контрольный выход 75-3, выход 75-4 признаков готовности, информационный выход 75-5. Узел 66 контроля имеет вход данных, контрольный вход, выход. Накопитель 67 имеет вход-выход данных, вход установки нуля, адресный вход выборки номера строки. Блок 68 замещения имеет вход 76-1 признаков сравнения, информационный вход 76-2, управляющий вход 76-3, адресный выход. Блок 69 сложения по модулю два имеет адресный вход, управляющий вход, выход. Регистр 70 адреса имеет первый и второй адресные входы 77-1 и 77-2, управляющий вход 77-3, выход. Дешифратор 71 номера колонки имеет первый и второй адресные входы 78-1 и 78-2, управляющий вход 78-3, адресный выход выборки номера колонки. Дешифратор 72 номера строки имеет адресный вход, управляющий вход, адресный выход выборки строки. Узел 73 управления имеет вход синхронизации, управляющий вход, выход. В блоке имеются локальная шина 79 адресов-данных, управляющая шина 80. The control unit of addressable features of the data contains (Fig. 3) a data register 64, a read-write and compare unit 65, a control unit 66, a drive 67, a replacement unit 68, an addition module 69, an address register 70, a column number decoder 71, decoder 72 line numbers, node 73 control. The data register 64 has a data input, a control input, a data output. The read-write and comparison unit 65 has a data input-output, data input 74-1, address input 74-2 of the column number sample, control input 74-3, output 75-1 of comparison signs, data output 75-2, control output 75 -3, output 75-4 signs of readiness, information output 75-5. The control unit 66 has a data input, a control input, an output. The drive 67 has an input-output data, input zero, the address input of the sample line number. Block 68 substitution has an input 76-1 signs of comparison, information input 76-2, control input 76-3, address output. Block 69 addition modulo two has an address input, control input, output. Register 70 addresses has the first and second address inputs 77-1 and 77-2, control input 77-3, output. The column number decoder 71 has a first and second address inputs 78-1 and 78-2, a control input 78-3, an address output of a column number sample. The decoder 72 line numbers has an address input, a control input, an address output of a line sample. The control unit 73 has a synchronization input, a control input, an output. In the block there is a local bus 79 data-address, control bus 80.

Блок управления буферной памятью данных содержит (фиг. 4) два элемента И-НЕ 81-1, 81-2, элемент 3И 82, элемент НЕ 83, счетчик 84, два регистра 85-1, 85-2, два элемента 2И-ИЛИ-НЕ 86-1, 86-2, триггер 87, три элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ 88-1, 88-2, 88-3, элемент 89, девять формирователей 90-1 - 90-9. The buffer data memory control unit contains (Fig. 4) two AND-NOT elements 81-1, 81-2, element 3I 82, element HE 83, counter 84, two registers 85-1, 85-2, two 2AND-OR elements -NOT 86-1, 86-2, trigger 87, three elements 2-2I-OR-NOT 88-1, 88-2, 88-3, element 89, nine formers 90-1 - 90-9.

Блок центрального управления содержит (фиг. 5) входной регистр 91, регистр 92 команд, регистр 93 адреса, два регистра 94-1, 94-2 состояния, дешифратор 95 команд, дешифратор 96 адреса, два шинных формирователя 97-1, 97-2, шифратор 98 состояний, пять шифраторов 99-1 - 99-5, два выходных регистра 100-1, 100-2, семь формирователей 101-1 - 101-7. The central control unit contains (Fig. 5) an input register 91, a command register 92, an address register 93, two state registers 94-1, 94-2, a command decoder 95, an address decoder 96, two bus former 97-1, 97-2 , encoder 98 states, five encoders 99-1 - 99-5, two output registers 100-1, 100-2, seven shapers 101-1 - 101-7.

Блок сопряжения с оперативной памятью содержит (фиг. 6) входной регистр 102, узел 103 контроля по четности, регистр 104 записи, усилитель 105 шины адресов-данных, усилитель-формирователь 106 шины команд, выходной регистр 107, регистр 108 чтения данных-команд, узел 109 управления. The RAM interface unit (Fig. 6) contains an input register 102, a parity checker 103, a write register 104, an address-data bus amplifier 105, an instruction bus amplifier-driver 106, an output register 107, an instruction-read data register 108, control unit 109.

Первый блок управления содержит (фиг. 7) дешифратор 110 выбора номера колонки, два элемента НЕ 111-1, 111-2, двухвходовой мультиплексор 112 номера колонки, узел 113 временного стробирования выбранной колонки, усилитель-формирователь 114 сигналов чтения колонки, четыре формирователя 115-1 - 115-4 сигналов сравнения математических адресов, первый формирователь 116 управляющего сигнала, первый формирователь 117 признаков сравнения, усилитель-формирователь 118 сигналов записи колонки, второй и третий усилители-формирователи 119 и 120 управляющих сигналов, второй формирователь 121 признаков сравнения. The first control unit contains (Fig. 7) a column number selection decoder 110, two elements HE 111-1, 111-2, a two-input column number multiplexer 112, a temporal gating unit 113 of a selected column, a driver amplifier 114 of the column reading signals, four shapers 115 -1 - 115-4 signals for comparing mathematical addresses, the first driver 116 of the control signal, the first driver 117 of the comparison signs, the amplifier-driver 118 of the recording signals of the column, the second and third amplifiers-drivers 119 and 120 of the control signals, the second Shaper 121 signs of comparison.

Первый шинный формирователь содержит (фиг. 8) тридцать два разряда усилителей-формирователей 122-1 - 122-32. The first bus driver contains (Fig. 8) thirty-two discharges of the amplifiers-shapers 122-1 - 122-32.

Блок старения и замещения содержит (фиг. 9) узел 123 формирования признаков приоритета строки, регистр 124 хранения признаков, узел 125 формирования номера замещаемой колонки, регистр 126 хранения номера замещаемой колонки. The aging and replacement unit contains (Fig. 9) a node 123 for forming line priority signs, a register for storing signs 124, a node 125 for generating the number of the replaced column, a register 126 for storing the number of the replaced column.

Блок считывания и сравнения содержит (фиг. 10) шесть узлов 127-1 - 127-6 считывания разрядов признаков приоритета, узел 128 считывания со сравнением бита значимости, восемнадцать узлов 129-1 - 129-18 считывания и сравнения разрядов математического адреса. The reading and comparing unit contains (Fig. 10) six nodes 127-1 - 127-6 of reading bits of priority signs, a node 128 of reading with a comparison of the significance bit, eighteen nodes 129-1 - 129-18 of reading and comparing bits of a mathematical address.

Узел считывания со сравнением бита значимости признаков содержит (фиг. 12) два КМОП-транзистора 130-1, 130-2 р-типа, элемент НЕ 131, четыре ячейки 132-1 - 132-4 считывания и сравнения разрядов математических адресов. The reading unit with the comparison of the sign of significance of the signs contains (Fig. 12) two CMOS transistors 130-1, 130-2 p-type, element NOT 131, four cells 132-1 - 132-4 reading and comparing bits of mathematical addresses.

Ячейка считывания и сравнения разрядов математических адресов содержит (фиг. 13) динамический элемент 133 управления выходной информацией, четырехвходовой коммутатор 134 выбранной колонки, разряд регистра 135 адреса, четыре элемента 136-1 - 136-4 сложения по модулю два, восемь инверторов 137-1 - 137-8 усиления информации для считываемого разряда, четыре элемента 138-1 - 138-4 восстановления, четыре элемента 139-1 - 139-4 управления состоянием колонки. The cell for reading and comparing bits of mathematical addresses contains (Fig. 13) a dynamic element 133 for controlling output information, a four-input switch 134 of a selected column, a bit of register 135 of an address, four elements 136-1 to 136-4 of addition modulo two, eight inverters 137-1 - 137-8 information amplification for the read discharge, four recovery elements 138-1 to 138-4, four column state control elements 139-1 to 139-4.

Накопитель математических адресов содержит (фиг. 14) шестнадцать вертикальных строк, каждая из которых состоит из шести ячеек 140-1 - 140-6 признаков приоритетов, ячейки 141 бита значимости, восемнадцати ячеек 142-1 - 142-18 старших разрядов математического адреса. The accumulator of mathematical addresses contains (Fig. 14) sixteen vertical lines, each of which consists of six cells 140-1 - 140-6 signs of priority, cells 141 bits of significance, eighteen cells 142-1 - 142-18 senior bits of the mathematical address.

Блок записи содержит (фиг. 18) четыре узла 143-1 - 143-4 записи в накопитель физических адресов, шесть узлов 144-1 - 144-6 записи поля признаков приоритета в накопитель математических адресов, пятнадцать узлов 145-1 - 145-15 записи в накопители физических и математических адресов, пять узлов 146-1 - 146-5 записи в накопитель математических адресов. The recording unit contains (Fig. 18) four nodes 143-1 - 143-4 entries in the physical address accumulator, six nodes 144-1 - 144-6 records of the priority attribute field in the mathematical address accumulator, fifteen nodes 145-1 - 145-15 records in drives of physical and mathematical addresses, five nodes 146-1 - 146-5 records in the drive of mathematical addresses.

Узел записи в накопители физических и математических адресов содержит (фиг. 19) четыре элемента 147-1 - 147-4 записи в накопитель физических адресов, четыре элемента 148-1 - 148-4 записи в накопитель математических адресов, два элемента НЕ 149-1, 149-2. The recording unit in the physical and mathematical address stores (Fig. 19) contains four elements 147-1 - 147-4 entries in the physical address store, four elements 148-1 - 148-4 entries in the mathematical address storage, two elements NOT 149-1 , 149-2.

Узел записи для одного разряда поля признаков приоритета в накопитель математических адресов содержит (фиг. 20) четыре элемента 150-1 - 150-4 записи в накопитель физических адресов, элемент 151 записи в разряд признака приоритета, два элемента НЕ 152-1, 152-2. The recording node for one bit of the priority attribute field in the mathematical address accumulator contains (Fig. 20) four elements 150-1 to 150-4 entries in the physical address accumulator, element 151 for writing in the priority attribute category, two elements NOT 152-1, 152- 2.

Узел записи для одного разряда в накопитель физических адресов содержит (фиг. 21) четыре элемента 153-1 - 153-4 записи в накопитель физических адресов, два элемента НЕ 154-1, 154-2. The recording unit for one bit in the physical address accumulator contains (Fig. 21) four elements 153-1 - 153-4 of the record in the physical address accumulator, two elements NOT 154-1, 154-2.

Узел записи для одного разряда в накопитель математических адресов выполнен так же, как узел записи в накопитель физических адресов. The recording unit for one bit in the mathematical addresses accumulator is made in the same way as the recording unit in the physical addresses accumulator.

Блок считывания содержит одиннадцать узлов 155-1 - 155-11 считывания разрядов накопителя физических адресов в прямом коде, четырнадцать узлов 156-1 - 156-14 считывания разрядов накопителя физических адресов в прямом и обратном коде. The reading unit contains eleven nodes 155-1 - 155-11 of reading bits of the physical address accumulator in the forward code, fourteen nodes 156-1 - 156-14 of reading bits of the physical address storage device in the forward and reverse code.

Узел считывания одного разряда накопителя физических адресов в прямом и обратном коде содержит (фиг. 24) три КМОП-транзистора 157-1 - 157-3, два элемента НЕ 158-1, 158-2, четыре элемента 159-1 - 159-4 считывания разрядов. The reading unit of one bit of the physical address storage device in the forward and reverse code contains (Fig. 24) three CMOS transistors 157-1 - 157-3, two elements NOT 158-1, 158-2, four elements 159-1 - 159-4 read bits.

Узел считывания разрядов накопителя физических адресов в прямом коде содержит (фиг. 25) два КМОП-транзистора 160-1, 160-2, элемент НЕ 161, четыре элемента 162-1 - 162-4 считывания разрядов. The node for reading the digits of the drive of physical addresses in the direct code contains (Fig. 25) two CMOS transistors 160-1, 160-2, the element NOT 161, four elements 162-1 to 162-4 for reading the digits.

Накопитель физических адресов содержит (фиг. 26) шестнадцать вертикальных строк, каждая из которых состоит из двадцати пяти ячеек 163-1 - 163-25 памяти. The physical address accumulator contains (Fig. 26) sixteen vertical lines, each of which consists of twenty-five memory cells 163-1 - 163-25.

Второй блок управления содержит (фиг. 27) формирователь 164 сигнала считывания колонок, формирователь 165 временного сигнала чтения накопителя, формирователь 166 временного сигнала выборки строки, дешифратор 167, восемь мультиплексоров 169-1 - 169-8, четыре усилителя-формирователя 170-1 - 170-4 считывания колонок накопителя, формирователь 171 признака адреса, четыре усилителя-формирователя 172-1 - 172-4 записи колонок накопителя, формирователь 173 временного сигнала управления записью в колонки, формирователь 174 временного сигнала чтения колонок, узел 175 формирователей-усилителей управляющих сигналов, узел 176 формирователей сигналов признаков. The second control unit contains (Fig. 27) a driver 164 of the column reading signal, a driver 165 of a temporary signal for reading the drive, a driver 166 of a temporary signal for selecting a line, a decoder 167, eight multiplexers 169-1 - 169-8, four amplifier-shaper 170-1 - 170-4 read the columns of the drive, the shaper 171 address signs, four amplifier-shaper 172-1 - 172-4 write the columns of the drive, the shaper 173 temporary signal control write to the column, shaper 174 temporary signal read columns, node 175 amplifier-amplifiers of control signals, node 176 of signal conditioners.

Суматор содержит (фиг. 38) одноразрядную секцию 177 сумматора, четырехразрядную секцию 178, две четырехразрядные секции 179-1, 179-2 сумматора для двух операндов с входным переносом, три четырехразрядные секции 180-1 - 180-3 сумматора с одним входным операндом, входным переносом и мультиплексором на входе, одноразрядную секцию 181 сумматора с одним входным операндом и входным переносом. The adder contains (Fig. 38) a one-bit section 177 adder, four-bit section 178, two four-bit sections 179-1, 179-2 adders for two operands with input transfer, three four-bit sections 180-1 - 180-3 adder with one input operand, input transfer and input multiplexer, single-bit adder section 181 with one input operand and input transfer.

Четырехразрядная секция сумматора содержит (фиг. 39) одноразрядный сумматор 182 младшего разряда для двух входных операндов, три одноразрядных сумматора 183-1 - 183-3 с мультиплексированием для первого операнда и входным переносом, секцию 184 ускореннго переноса для четырех разрядов. The four-digit adder section contains (Fig. 39) a low-order single-bit adder 182 for two input operands, three single-bit adders 183-1 - 183-3 with multiplexing for the first operand and input transfer, an accelerated transfer section 184 for four bits.

Четырехразрядная секция сумматора для двух операндов с входным переносом содержит (фиг. 40) четыре одноразрядные секции 185-1 - 185-4 сумматора для двух операндов, четырехразрядную секцию 186 сквозного переноса. The four-bit section of the adder for two operands with input transfer contains (Fig. 40) four one-bit sections 185-1 - 185-4 of the adder for two operands, four-bit section 186 of the through transfer.

Четырехразрядная секция сумматора с одним операндом, входным переносом и мультиплексором на входе содержит (фиг. 41) четыре одноразрядные секции 187-1 - 187-4 сумматора с одним входным операндом, входным переносом и мультиплексором на входе, четырехразрядную секцию 188 ускоренного переноса. The four-bit adder section with one operand, input transfer and input multiplexer contains (Fig. 41) four one-bit adder sections 187-1 - 187-4 with one input operand, input transfer and input multiplexer, four-bit accelerated transfer section 188.

Один разряд шинного формирователя имеет два входа-выхода адресов-данных 17-1, 17-2, управляющий вход, соединенный с управляющей шиной 29, причем по шине 29-1 поступают сигналы управления записью из локальной шины, по шины, по шине 29-2 - сигнал управления считыванием из локальной шины, по шине 29-3 - сигнал управления формирователем выдачи в шину адресов-данных, по шине 29-4 - сигнал управления выдачей в локальную шину. One bit of the bus driver has two input-output addresses of data addresses 17-1, 17-2, a control input connected to the control bus 29, and on the bus 29-1, write control signals from the local bus, on the bus, on the bus 29- 2 - a control signal for reading from a local bus, on a bus 29-3 - a control signal for the output driver to the address-data bus, on a bus 29-4 - a control signal for issuing to a local bus.

Блок сложения по модулю два содержит (фиг. 50) элемент НЕ 189, элемент И-НЕ 190, семь элементов 191-1 - 191-7 сложения по модулю два. The modulo-two addition unit contains (Fig. 50) the element NOT 189, the AND-NOT element 190, the seven modulo-two addition elements 191-1 to 191-7.

Буферная память данных содержит (фиг. 51) пять элементов 192-1 - 192-5 памяти. The buffer data memory contains (Fig. 51) five memory elements 192-1 through 192-5.

Узел управления блоком сопряжения с оперативной памятью содержит регистр 193 команд, регистр 194 адреса, дешифратор 195 команд, дешифратор 196 адреса, элемент 197 стробирования, триггер 198 ответа памяти, триггер 199 готовности, узел 200 запросов модулей памяти, два элемента И 201-1, 201-2. The control unit for the RAM interface unit contains a command register 193, an address register 194, an instruction decoder 195, an address decoder 196, a gating element 197, a memory response trigger 198, a ready response trigger 199, a memory module request unit 200, two AND 201-1 elements, 201-2.

Шинный формирователь 1 подключен первым входом-выходом 17-1 адресов-данных к двунаправленной информационной шине 8 адресов-данных, которая также соединена с входами-выходами буферной памяти 5 данных и с первым входом-выходом адресов-данных блока 7 сопряжения с оперативной памятью. Второй вход-выход 17-2 адресов-данных шинного формирователя 1 подключен к одноименным входам-выходам блока 2 управления адресами данных, блока 3 управления адресными тегами данных и входам-выходам адресов-данных блока 6 центрального управления. Вход 10 установки нуля устройства соединен с соответствующими входами блоков 2, 3, 7. Входная управляющая шина 11 строба адреса и строба данных, выходная управляющая шина 13 "Готовность данных" и выходная шина 14 прерываний устройства подключены к одноименным входу и выходам блока 6. Управляющий вход 23-3 блока 6 соединен с управляющим выходом 27-3 признака готовности блока 7. Управляющий вход 23-4 признаков готовности блока 6 подключен шиной 30 к выходу блока 2 и к управляющим выходам 19-1, 21-1 признавков готовности блоков 3 и 4. Контрольный вход 23-5 блока 6 соединен с одноименным выходом блока 3. Управляющий выход 24-2 блока 6 шиной 29 подключен к управляющим входам шинного формирователя 1 и блока 3, к входам 18-1, 20-2 блоков 2 и 4. Выход 24-3 строба адреса и строба данных блока 6 соединен с одноименным входом блока 7. Адресный выход 19-2 блока 3 подключен к адресному входу блока 4. Управляющий и адресвный выходы 21-2 и 21-3 соединены с соответствующими входами 22-1 и 22-2 буферной памяти 5 данных. Адресно-информационный вход-выход 25-2 блока 7 подключен к двунаправленной адресно-информационной шине 9 устройства. Управляющий вход 26-1 "Готовность оперативной памяти", командный выход 27-1, выход 27-2 "Пуск оперативной памяти" блока 7 соединены с соответствующими шинами 12, 15, 16 устройства. The bus driver 1 is connected by the first input-output 17-1 of the data address to the bidirectional information bus 8 of the data address address, which is also connected to the input-output of the buffer data memory 5 and to the first input-output of the data address of the memory interface unit 7. The second input-output 17-2 of the data addresses of the bus driver 1 is connected to the same inputs and outputs of the data address control unit 2, the address data tag control unit 3 and the data address input-outputs of the central control unit 6. The input 10 of setting the device’s zero is connected to the corresponding inputs of blocks 2, 3, 7. The input control bus 11 of the address strobe and data strobe, the output control bus 13 “Data availability” and the output bus 14 of the device interrupt are connected to the input and outputs of the unit of the same name 6. Control the input 23-3 of block 6 is connected to the control output 27-3 of the sign of readiness of block 7. The control input 23-4 of the signs of readiness of block 6 is connected by bus 30 to the output of block 2 and to control outputs 19-1, 21-1 of the readiness signs of blocks 3 and 4. Control input 23-5 block 6 soy Din with the same output of block 3. The control output 24-2 of block 6 by bus 29 is connected to the control inputs of the bus driver 1 and block 3, to the inputs 18-1, 20-2 of blocks 2 and 4. Output 24-3 of the address strobe and data strobe block 6 is connected to the same input of block 7. The address output 19-2 of block 3 is connected to the address input of block 4. The control and address outputs 21-2 and 21-3 are connected to the corresponding inputs 22-1 and 22-2 of the data buffer 5. Address-information input-output 25-2 of block 7 is connected to a bi-directional address-information bus 9 of the device. Control input 26-1 "Ready RAM", command output 27-1, output 27-2 "Start RAM" block 7 are connected to the corresponding buses 12, 15, 16 of the device.

Вход-выход адресов-данных блока 2 локальной шиной адресов-данных соединен с первым входом 53-1 адресов-данных блока 34, с адресным входом регистра 36 адреса, с входом 55-4 адресов-данных блока 38 записи, с входами адресов-данных первого и второго регистров 39 и 40, с выходами адресов-данных шинных формирователей 32, 44. Выход регистра 36 адреса подключен к адресным входам первого и второго дешифраторов 37 и 49, к второму адресному входу 59-2 блока 42 элементов И, к адресному входу 60-1 второго мультиплексора 43, к адресным входам 50-2 и 62-5 первого и второго блоков управления. Адресные выходы выборки строки дешифраторов 37, 49 соединены с одноименными входами накопителей 35 и 47 соответственно. Вход-выход адресов-данных накопителя 35 подключен к второму входу 53-2 адресов-данных блока 34 и к первому выходу 56-1 адресов-данных блока 38 записи. Вход-выход адресов-данных накопителя 47 соединен с входом адресов-данных блока 46 и с вторым выходом 56-2 адресов-данных блока 38 записи. Выход 54-1 адресов-данных блока 34 подключен к входу 52-1 данных блока 33 и к входу адресов-данных шинного формирователя 32. Выход 54-2 признаков сравнения блока 34 соединен с одноименным входом первого блока 31 управления, выход 51-3 признаков сравнения которого подключен к одноименным входам 52-2 и 62-6 блоков 33 и 48 соответственно. Управляющий выход блока 33 соединен с входами 50-4 и 62-3 управления выборкой колонки блоков 31 и 48 управления соответственно. Выход данных блока 33 подключен к входу 55-2 данных блока 38 записи. Второй выход 56-2 адресов-данных блока 38 соединен с одноименным входом блока 46. Выходы первого и второго регистров 39 и 40 подключены соответственно к первому и второму входам 57-1 и 57-2 первого мультиплексора 41, выход 58-1 адресов-данных которого соединен с первым входом 61-1 адресов-данных сумматора 45 и с первым адресным входом 59-1 блока 42 элементов И. Выход 58-2 данных первого мультиплексора 41 и выход блока 46 подключены шиной данных к одноименному входу 62-1 второго блока 48 управления. Выход блока 42 элементов И соединен с адресным входом 60-2 второго мультиплексора 43. Выход второго мультиплексора 43 подключен к адресному входу 61-3 сумматора 45, второй вход 61-2 адресов-данных которого соединен с выходом блока 46. Первый управляющий выход 51-1 первого блока 31 управления подключен к управляющим входам шинного формирователя 32, блоков 33, 34, регистра 36 адреса, первого дешифратора 37, к первому управляющему входу 55-1 блока 38. Первый управляющий выход 63-1 второго блока 48 управления соединен с управляющими входами первого и второго регистров 39 и 40, первого и второго мультиплексоров 41 и 43, шинного формирователя 44, сумматора 45, блока 46 считывания физических адресов, второго дешифратора 49 и с вторым управляющим входом 55-3 блока 38. Вторые управляющие входы 51-3, 63-2 первого и второго блоков 31 и 48 управления соединены с управляющим выходом блока 2. Вход данных регистра 64 данных, адресный вход блока 69 сложения по модулю два, первый адресный вход 77-1 регистра 70 адреса, выход 75-2 данных блока 65 считывания-записи и сравнения подключены локальной шиной 79 адресов-данных к входу-выходу адресов-данных блока 3 управления адресными тегами данных. Выход данных регистра 64 соединен с входом данных блока 65, выход 75-1 признаков сравнения и информационный выход 75-5 которого подключены к соответствующим входам узла 68 замещения. Вход-выход данных блока 65 соединен с входом-выходом данных накопителя 67. Контрольный выход 75-3 блока 65 через узел 66 контроля подключен к контрольному выходу 19-3 блока 3. Выход 75-4 признаков готовности блока 65 соединен с управляющим выходом 19-1 признаков готовности блока 3. Второй адресный вход 77-2 регистра 70 адреса подключен к выходу блока 69. Выход регистра 7, адреса соединен с первым адресным входом 78-1 дешифратора 71, с адресным входом дешифратора 72 и является адресным выходом 19-2 блока 3. Второй адресный вход 78-2 дешифратора 71 подключен к выходу узла 68 замещения. Выход дешифратора 71 соединен с адресным входом 74-2 выборки номера колонки блока 65. Выход дешифратора 72 соединен с адресным входом выборки номера строки накопителя 67. Управляющие входы блока 69 и узла 73 управления подключены к управляющим входам блока 3. Выход узла 73 управления соединен с управляющими входами регистров 64, 70, блока 65, дешифраторов 71, 72, узла 68 замещения. Выход установки нуля накопителя 67 подключен к одноименному входу блока 3. The input-output of the address-data of block 2 by the local address-data bus is connected to the first input 53-1 of the address-data of block 34, with the address input of the address register 36, with the input of 55-4 address-data of the write block 38, with the inputs of address-data the first and second registers 39 and 40, with the outputs of the address data of the bus drivers 32, 44. The output of the address register 36 is connected to the address inputs of the first and second decoders 37 and 49, to the second address input 59-2 of the block of 42 And elements, to the address input 60-1 of the second multiplexer 43, to the address inputs 50-2 and 62-5 of the first and second blocks of the unitary enterprise ION. The address outputs of the sample line decoders 37, 49 are connected to the inputs of the same name drives 35 and 47, respectively. The input-output of the data address of the drive 35 is connected to the second input 53-2 of the data address of the unit 34 and to the first output 56-1 of the data address of the recording unit 38. The input-output of the data address of the drive 47 is connected to the input of the data address of the block 46 and to the second output 56-2 of the data address of the recording unit 38. The output 54-1 of the data address of the block 34 is connected to the input 52-1 of the data of the block 33 and to the input of the address data of the bus driver 32. The output 54-2 of the comparison signs of the block 34 is connected to the same input of the first control unit 31, the output 51-3 of the signs comparison which is connected to the inputs of the same name 52-2 and 62-6 blocks 33 and 48, respectively. The control output of the block 33 is connected to the inputs 50-4 and 62-3 of the sampling control column of the control blocks 31 and 48, respectively. The data output of the unit 33 is connected to the input 55-2 of the data of the recording unit 38. The second output 56-2 of the data address of block 38 is connected to the same input of the block 46. The outputs of the first and second registers 39 and 40 are connected respectively to the first and second inputs 57-1 and 57-2 of the first multiplexer 41, the output 58-1 of the data address which is connected to the first input 61-1 of the data address of the adder 45 and to the first address input 59-1 of the block 42 of the elements I. The output 58-2 of the data of the first multiplexer 41 and the output of the block 46 are connected by a data bus to the same input 62-1 of the second block 48 management. The output of the block of elements 42 And is connected to the address input 60-2 of the second multiplexer 43. The output of the second multiplexer 43 is connected to the address input 61-3 of the adder 45, the second input 61-2 of the address data of which is connected to the output of the block 46. The first control output 51- 1 of the first control unit 31 is connected to the control inputs of the bus driver 32, blocks 33, 34, address register 36, the first decoder 37, to the first control input 55-1 of the block 38. The first control output 63-1 of the second control unit 48 is connected to the control inputs first and second registers 39 and 40, the first and second multiplexers 41 and 43, the bus driver 44, the adder 45, the physical address reading unit 46, the second decoder 49 and the second control input 55-3 of the block 38. The second control inputs 51-3, 63-2 of the first and the second control units 31 and 48 are connected to the control output of block 2. The data input of the data register 64, the address input of the addition unit 69 are modulo two, the first address input 77-1 of the address register 70, the data output 75-2 of the read-write unit 65 and comparisons are connected by a local bus 79 data-addresses to the input-output of data-addresses x block 3 control address data tags. The data output of the register 64 is connected to the data input of the block 65, the output of the comparison signs 75-1 and the information output 75-5 of which are connected to the corresponding inputs of the substitution node 68. The data input-output of block 65 is connected to the data input-output of drive 67. Control output 75-3 of block 65 is connected through control node 66 to control output 19-3 of block 3. The output 75-4 of the readiness signs of block 65 is connected to control output 19- 1 signs of readiness of block 3. The second address input 77-2 of the address register 70 is connected to the output of block 69. The output of register 7, the address is connected to the first address input 78-1 of the decoder 71, with the address input of the decoder 72 and is the address output 19-2 of the block 3. The second address input 78-2 of the decoder 71 is connected to the output node 68 substitution. The output of the decoder 71 is connected to the address input 74-2 of the sample number of the column block 65. The output of the decoder 72 is connected to the address input of the sample of the line number of the drive 67. The control inputs of the block 69 and the control unit 73 are connected to the control inputs of the block 3. The output of the control unit 73 is connected to control inputs of registers 64, 70, block 65, decoders 71, 72, node 68 substitution. The output of the zero setting of the drive 67 is connected to the input of the same block 3.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При выполнении процессором команды работы с памятью в устройство управления памятью данных по шине 8 адресов-данных поступают код команды и адрес, сопровождаемый стробом адреса А по шине 11. Адрес записывается в регистры адреса, находящиеся в блоках 2, 3 (фиг. 1). When the processor executes the memory operation command, the command code and the address, followed by the address strobe A on bus 11, are received in the data memory control device via the data address bus 8. The address is recorded in the address registers located in blocks 2, 3 (Fig. 1).

По анализу разрядов адреса определяется один из следующих возможных типов обращения: в буферную память данных, в оперативную память, во внешние регистры. By analyzing the bits of the address, one of the following possible types of access is determined: in the data buffer memory, in RAM, in external registers.

В качестве внешних регистров могут использоваться как внутренние регистры устройства управления буферной памятью данных, так и не относящиеся к этому устройству (внешние по отношению к блокам 2, 3) регистры. Далее работа блоков 1-7 рассматривается на примере реализации в конкретной микропроцессорной системе. Решение о том, в какую память данных буферную или оперативную следует обращаться, принимается на основании того, есть ли данные в буфере. Если поступивший адрес является математическим (пять старших разрядов адреса в регистре адреса не равны нулю), его необходимо преобразовать в физический с помощью таблицы страниц. Для каждой задачи пользователя операционной системой создаются своя таблица страниц (ТСП) и общая таблица страниц дя всех задач операционной системы (ТСС). Таблица страниц (ТСС или ТСП) многоуровневая, в блоке 2 находится таблица первого уровня в накопителях 35 и 47 (фиг. 2), структура полей одной строки таблицы для математических и физических адресов показана на фиг. 29 и 30 соответственно. As external registers can be used as internal registers of the control device buffer data memory, and not related to this device (external to blocks 2, 3) registers. Further, the operation of blocks 1-7 is considered on the example of implementation in a specific microprocessor system. The decision about which data memory buffer or operational should be accessed is made based on whether there is data in the buffer. If the incoming address is mathematical (the five most significant bits of the address in the address register are not equal to zero), it must be converted to physical using the page table. For each user task, the operating system creates its own page table (TSP) and a common page table for all tasks of the operating system (TSS). The page table (TSS or TSP) is multilevel, in block 2 there is a first-level table in drives 35 and 47 (Fig. 2), the field structure of one row of the table for mathematical and physical addresses is shown in Fig. 29 and 30, respectively.

Восемнадцать старших разрядов адреса регистра 36 31: 18, поступающие из процессора, сравниваются с соответствующими разрядами строки, задаваемыми в регистре 36 [13: 4] (фиг. 29), накопителя 35, а тринадцатый разряд регистра адреса - с битом значимости v выбранной строки. Если вышеперечисленные разряды совпадают, т. е. найдено соответствие математического и физического адресов, происходит "омоложение" значения приоритета строки в таблице, т. е. в регистр 124 хранения признаков в блоке 33 старения (LRU, фиг. 29) записывается новая строка, состоящая из шести разрядов, которая по сигналу записи разрядов блока 33 по входу 55-1 записывается в строку накопителя 35, номер которой задается четырьмя разрядами 13: 4 регистра 36. Поскольку в данной реализации накопители 35 и 47 выполнены по четырехколоночной схеме, то и старение строк происходит в пределах четырех колонок для каждой из строк независимо от номера конкретной строки. Если сравнение адресов для одной из колонок произошло, то по сигналу сравнения с выхода 54-2, поступающему через блок 31 в блок 46 считывания (фиг. 2), разряды физического адреса (0-26) поступают в сумматор 45 (фиг. 2), 28-1 разряд - в блок 6 через блок 48. Полный физический адрес обращения в оперативную память образуется сложением 27 разрядов адреса со смещением, т. е. адресом внутри страницы, который находится в десяти младших разрядах регистра 36 [9: 10] и попадает на второй вход сумматора 45. В блоке 6 анализируется знаение 28-го разряда (бита модификации М). Если оно равно нулю то, если в команде из процессора выполнялась запись данных, это была первая запись и формируется прерывание в процессор. В результате программной обработки превышения в данной строке проставляется единичное значение бита М, что позволяет в дальнейшем не выходить при следующих обращениях на ветвь обработки превышения. Если данные в буфере (для команд чтения) отсутствуют, что проверяется параллельно с действиями по преобразованию адреса, то полученный в сумматоре физический адрес через формирователь 44 поступает в локальную шину 28 и через блок 1 в шину 8 (фиг. 1). The eighteen most significant bits of the address of the register 36 31:18 coming from the processor are compared with the corresponding bits of the line specified in the register 36 [13: 4] (Fig. 29) of the drive 35, and the thirteenth bit of the address register with the significance bit v of the selected line . If the above categories coincide, that is, the correspondence of the mathematical and physical addresses is found, the line priority values in the table are “rejuvenated”, that is, a new line is written to the sign storage register 124 in the aging unit 33 (LRU, Fig. 29), consisting of six bits, which, according to the signal for recording the bits of block 33 at the input 55-1, is written to the string of drive 35, the number of which is set by four bits 13: 4 of register 36. Since in this implementation, drives 35 and 47 are made in a four-column scheme, aging lines occurs within four columns for each row, regardless of the number of a particular row. If the comparison of addresses for one of the columns occurred, then the comparison signal from the output 54-2 coming through block 31 to the reading block 46 (Fig. 2), the bits of the physical address (0-26) go to the adder 45 (Fig. 2) , 28-1 bit - to block 6 through block 48. The full physical address of the memory access is formed by adding 27 bits of the address with an offset, that is, an address inside the page that is in the ten least significant bits of register 36 [9: 10] and gets to the second input of the adder 45. In block 6, the knowledge of the 28th bit (bit modification M) is analyzed. If it is equal to zero, then if data was written in a command from the processor, this was the first record and an interrupt is generated in the processor. As a result of the software processing of the excess, a single value of bit M is put down in this line, which allows not to go out in the future when accessing the branch of processing the excess. If there is no data in the buffer (for reading commands), which is checked in parallel with the actions to convert the address, then the physical address received in the adder through the former 44 goes to the local bus 28 and through block 1 to the bus 8 (Fig. 1).

Если во всех четырех колонках накопителя 35 (фиг. 2) сравнения не произошло и данные не находятся в буферной памяти 5 данных, то новая строка таблицы страниц будет подкачена из оперативной памяти (таблицы страниц второго уровня) с помощью блока 4. Адрес строки определяется суммой двух операндов, первый из которых выбран по первому входу первого операнда сумматора 45 по входу 61-1, куда подается адрес начала таблицы страниц ТСС или ТСП. Предварительно адреса в регистры 39 и 40 записываются командами записи во внешний регистр в блок 2 (фиг. 1). Выбор регистра производится по признаку "система-пользователь" в мультиплексоре 41. Признак подается по входу 62-5 в блок 48 и из него в виде строба по входу 57-3 в мультиплексор 41. Значение на втором входе сумматора 45 образуется объединением двух полей, в разряды 1-7 второго операнда сумматора 45 помещаются разряды 10-16 регистра 36 адреса, в которых находится минимальный размер таблицы страниц. Разряды 8-12 входа сумматора 45 (т. е. расширение до максимального размера таблицы страниц) образуются наложением пятиразрядной маски на пять разрядов регистра 36 адреса, т. е. логическим произведением в блоке 42 (фиг. 2) разрядов 17-21 регистра 36 адреса на пять разрядов маски, которая образуется пятью старшими разрядами, находящимися в регистрах 39 и 40, выбираемыми по признаку "система-пользователь" по входу 57-3. В накопители 35 и 47 через блок 38 записи управляющими сигналами по входам 55-1 и 55-3 соответственно последовательно записываются из оперативной памяти математический и физический адреса через шины 8 и 28 в строку, определяемую дешифраторами 37 и 49. Номер колонки, определяемый блоком 33 замещения (фиг. 2), подается на вход 62-3 блока 48 и на вход 50-4 блока 31 и затем через соответствующие мультиплексоры (фиг. 7 и 27) на входы блоков 34 и 46 считывания. После этого, если повторное считывание со сравнением адреса с подкаченными разрядами математического адреса управляющими сигналами по входу 53-3 (для блока 34) не дает сравнения ни в одной из колонок, т. е. сигнал готовности по выходу 51-2 равен нулю, то из блока 6 выдается прерывание "нет страницы" по шине 14. Если сравнение произошло, т. е. сигнал готовности по шине 51-2 равен единице, то полученный сложением физического адреса со смещением, как было описано выше, адрес с выхода сумматора 45 через шинный формирователь 44 по шине 28 и далее через блок 1 (фиг. 1) поступает на вход 25-1 блока 7, где формируется обращение в оперативную память. Параллельно с преобразованием математического адреса в физический производится выборка данных (если они есть) из буферной памяти данных для команды чтения. Для этого вначале определяется наличие их в буфере по совпадению адресного тега, хранящегося в соответствующей строке, указанной дешифратором 72 строк накопителя 67 адресных признаков данных (фиг. 3), со старшими разрядами математического адреса (см. фиг. 28), записанного в регистр 70 адреса (фиг. 3). Накопитель 67 адресных признаков данных организован в виде четырехколоночной ассоциативной памяти аналогично накопителю 35 математических адресов блока 2 (фиг. 1) с добавлением бита значимости и контроля (фиг. 31). Поскольку значение, хранящееся в строке адресного тега накопителя, соответствует восьми 32-разрядным словам буфера данных и подкачка из блока 7 сопряжения с оперативной памятью (фиг. 1) выполняется по восемь слов, а полный объем буфера 2К слов (или ВК слов в зависимости от буферной памяти), то адрес обращения в буфер данных меньше размера математической страницы, и для того, чтобы не происходило вытеснение строк данных, соответствующих одной и той же странице, у которых совпадают старшие разряды математического адреса, при обращении к блоку 3 семь младших разрядов адреса складываются по модулю два с семью разрядами адреса в поле номера страницы в блоке 69 (фиг. 3). Таким способом достигается улучшение перемешивания адресов в накопителе 67 адресных признаков данных (фиг. 32). If in all four columns of drive 35 (Fig. 2) there was no comparison and the data is not in the data buffer 5, a new row of the page table will be pumped out from the main memory (page table of the second level) using block 4. The address of the line is determined by the sum two operands, the first of which is selected at the first input of the first operand of the adder 45 at input 61-1, where the address of the beginning of the TCC or TSP page table is supplied. Previously, the addresses in the registers 39 and 40 are recorded by the write commands in the external register in block 2 (Fig. 1). The register is selected on the basis of the "system-user" attribute in multiplexer 41. The attribute is supplied at input 62-5 to block 48 and from it in the form of a strobe at input 57-3 to multiplexer 41. The value at the second input of adder 45 is formed by combining two fields, in bits 1-7 of the second operand of the adder 45 are placed bits 10-16 of the register 36 addresses, which contains the minimum size of the page table. The digits 8-12 of the input of the adder 45 (i.e., expanding to the maximum size of the page table) are formed by superimposing a five-digit mask on five bits of the address register 36, i.e., by a logical product in block 42 (Fig. 2) of the bits 17-21 of the register 36 addresses for five digits of the mask, which is formed by the five senior digits located in registers 39 and 40, selected by the "system-user" attribute at input 57-3. In the drives 35 and 47 through the recording unit 38, the control signals at the inputs 55-1 and 55-3, respectively, are sequentially written from the main memory of the mathematical and physical addresses via buses 8 and 28 to the line determined by the decoders 37 and 49. The column number determined by the unit 33 substitution (Fig. 2), is fed to the input 62-3 of the block 48 and to the input 50-4 of the block 31 and then through the corresponding multiplexers (Fig. 7 and 27) to the inputs of the reading blocks 34 and 46. After that, if re-reading the address with the swapped bits of the mathematical address by the control signals at input 53-3 (for block 34) does not compare in any of the columns, i.e., the ready signal for output 51-2 is zero, then from block 6, a “no page” interrupt is issued on bus 14. If a comparison occurs, that is, the ready signal on bus 51-2 is equal to one, then the address from the adder 45 output, obtained by adding the physical address with an offset, as described above, bus driver 44 via bus 28 and through block 1 (FIG. . 1) enters the input 25-1 of block 7, where the appeal to the RAM is formed. In parallel with the conversion of the mathematical address into a physical one, data is sampled (if any) from the data buffer for the read command. To do this, first determine if they are in the buffer by the coincidence of the address tag stored in the corresponding line indicated by the decoder 72 lines of the drive 67 of the data address attributes (Fig. 3), with the higher bits of the mathematical address (see Fig. 28), written in register 70 addresses (Fig. 3). A drive 67 of addressable features of the data is organized in the form of a four-column associative memory similarly to the drive 35 of the mathematical addresses of block 2 (Fig. 1) with the addition of a significance and control bit (Fig. 31). Since the value stored in the drive’s address tag line corresponds to eight 32-bit words of the data buffer, eight words are paged from the RAM interface unit 7 (Fig. 1), and the total buffer size is 2K words (or VK words, depending on of the buffer memory), then the address of the call to the data buffer is smaller than the size of the mathematical page, and in order to prevent crowding out of data lines corresponding to the same page that have the highest bits of the mathematical address when accessing block 3 s NIL LSBs address added modulo two to seven bits of the address in the page number field in block 69 (FIG. 3). In this way, an improvement in address mixing in the drive 67 of the address characteristics of the data is achieved (Fig. 32).

Возможны два варианта работы блока 3 управления адресными тегами данных. В первом варианте, если возникает сигнал сравнения в одной из четырех колонок (данные есть в буфере), блок 6 формирует на выходе 24-2 управляющие сигналы, которые преобразуются в блоке 4 (фиг. 1) в сигнал CED, сигнал ОЕ для чтения или МЕ при записи по входу 22-1. Если выполняется процессором команда чтения, то данные считываются в процессор по шине 8. При записи данных происходит также обращение в оперативную память ("сквозная запись") для поддержания когерентности хранимых в буфере и в оперативной памяти общих данных, что особенно важно при работе на общую память нескольких процессоров. Из блока 4 адрес с выхода 21-3 поступает на микросхемы буферной памяти данных в блоке 5 (в зависимости от комплектации могут применяться КМОП БИС с организацией 2Кх8 или 8Кх8). Комплектация задается программно в регистре состояния в блоке 7. В блоке 6 выдается с выхода 19-1 блока 3 сигнал "Готовность данных". There are two options for the operation of the address data tag control unit 3. In the first embodiment, if a comparison signal occurs in one of four columns (the data is in the buffer), block 6 generates control signals at the output 24-2, which are converted in block 4 (Fig. 1) into a CED signal, an OE signal for reading, or ME when recording on input 22-1. If the read command is executed by the processor, then the data is read to the processor via bus 8. When data is written, the memory is also accessed (“write-through”) to maintain the coherence of shared data stored in the buffer and in the RAM, which is especially important when working on shared memory of several processors. From block 4, the address from output 21-3 goes to the data buffer memory chips in block 5 (depending on the configuration, CMOS BIS with 2Kx8 or 8Kx8 organization can be used). The package bundle is set programmatically in the status register in block 7. In block 6, the signal “Data Ready” is issued from output 19-1 of block 3.

Во втором варианте, если данные в буфере не найдены, по физическому адресу, вычисленному на сумматоре 45, производится сначала подкачка восьми слов данных по шине 9, считанные из оперативной памяти данные записываются в блок 7, а затем (если была команда чтения) по шине 8 в процессор. Правильность хранения адресного тега проверяется узлом 66 контроля (фиг. 3), и сигнал контроля с выхода 19-3 поступает в блок 7, откуда выдается по шине 14 для обрабтки прерывания. Работа блока 68 замещения (фиг. 3) полностью аналогична работе блока 33 LRU в блоке 2 (фиг. 2). При работе устройства управления страничной памятью возможно, что строка математический адрес + физический адрес отсутствует в накопителях 35 и 47, так как уже вытеснена механизмом замещения (блок 33), а данные есть в буферной памяти 5 (фиг. 1). Это позволяет отказаться от результата преобразования математического адреса в физический адрес, запуска оперативной памяти и тем самым повысить быстродействие системы. In the second embodiment, if no data is found in the buffer, at the physical address calculated on the adder 45, eight words of data are first swapped on bus 9, the data read from RAM is written to block 7, and then (if there was a read command) on the bus 8 per processor. The correctness of the storage of the address tag is checked by the control unit 66 (Fig. 3), and the control signal from the output 19-3 enters block 7, from where it is issued via bus 14 to process the interrupt. The operation of the replacement block 68 (Fig. 3) is completely similar to the operation of the LRU block 33 in block 2 (Fig. 2). During the operation of the page memory control device, it is possible that the line mathematical address + physical address is absent in drives 35 and 47, as it has already been superseded by the replacement mechanism (block 33), and the data is in buffer memory 5 (Fig. 1). This allows you to abandon the result of converting a mathematical address to a physical address, launching RAM, and thereby improve system performance.

В зависимости от значения бита значимости V в блоке 2 (фиг. 29) при входе в задачу возможны два режима работы. В первом режиме, если бит значимости V обнулен при входе в задачу, это означает, что для соответствующих строк производится подкачка строк в накопители 35 и 47 по требованию. Такой режим эффективен, если операционная система решает задачу, разделенную на несколько подзадач, и смена задач происходит относительно редко и сопровождается обнулением бита значимости. Это не приводит к большим накладным расходам. Однако, если операционная система построена так, что часты вхождения и возвраты из одной задачи (для любой задачи), то предлагается при выходе из задачи не обнулять бит значимости V (второй режим) для строки таблицы страниц. При этом таблица страниц первого уровня (накопители 35 и 47) становится общей для нескольких задач, причем у каждой задачи сохраняется свой максимальный размер таблицы страниц. Старшие разряды математического адреса играют роль "номера задачи" и различны для таблиц страниц различных задач. Размер таблицы страниц первого уровня ограничен, поэтому при увеличении числа используемых страниц для каждой задачи возможно, что наиболее давно используемые страницы замещаются с помощью механизма LRU, но только в тех случаях, когда данных не оказалось в буферной памяти 5. Размер поля номера задачи зависит от размера таблицы страниц текущей задачи (фиг. 33). За счет таблицы страниц второго уровня, находящейся в оперативной памяти, размер таблицы страниц практически не ограничен и обращение во второй уровень не приводит к прерыванию, что повышает быстродействие устройства. При обращении по физическому адресу оперативной памяти этот адрес поступает в блок 7 из блока 6 через локальную шину 28 без преобразования. Depending on the value of the significance bit V in block 2 (Fig. 29), two modes of operation are possible when entering the task. In the first mode, if the V significance bit is reset when entering the task, this means that for the corresponding lines, the lines are pumped to drives 35 and 47 on demand. This mode is effective if the operating system solves a problem divided into several sub-tasks, and the change of tasks is relatively rare and is accompanied by a zeroing of the significance bit. This does not lead to a large overhead. However, if the operating system is designed so that entries and returns from the same task are frequent (for any task), it is suggested that when the task is exited, the V significance significance bit (second mode) is not set to zero for the page table row. At the same time, the table of first-level pages (drives 35 and 47) becomes common for several tasks, and each task retains its maximum page table size. The higher digits of the mathematical address play the role of "task number" and are different for page tables of various tasks. The size of the table of pages of the first level is limited, therefore, with an increase in the number of used pages for each task, it is possible that the most used pages are replaced using the LRU mechanism, but only in cases when there is no data in the buffer memory 5. The size of the task number field depends on the size of the page table of the current task (Fig. 33). Due to the table of pages of the second level located in the RAM, the size of the table of pages is practically unlimited and access to the second level does not lead to interruption, which increases the speed of the device. When accessing the physical address of RAM, this address enters block 7 from block 6 through the local bus 28 without conversion.

Рассмотрим работу устройства при обращении к внешним регистрам на примере адресации накопителя математических адресов блока 2. Адрес регистра по стробу адреса, выдаваемого из процессора по шине 11, записывается в регистр 36 блока 2 (фиг. 2) в первом цикле работы команды. Адрес строки накопителя указывается в разрядах 10-13 адреса, который поступает в дешифратор 37. Признак выбора накопителя дешифрируется в блоке 6. Затем, если выполняемая команда является командой чтения, адрес колонки, задаваемый в нулевом и первом разрядах адреса, дешифрированный в блоке 31 во втором цикле выполнения команды, поступает в блок 34. Считываемая информация из накопителя 35 выдается по локальной шине 28 через шинный формирователь 1 (фиг. 1) в шину 8 адресов-данных и затем записывается в процессор. Если выполняемая команда была командой записи, то в фазе передачи данных по стробу, выдаваемому по шине 11, данные через шинный формирователь 1 поступают по локальной шине 28 в блок 38 (фиг. 2). Адрес колонки, указанный в нулевом и первом разрядах регистра адреса (фиг. 28), дешифрированный в блоке 31, с выхода 51-1 (фиг. 2) также поступает в блок 38 записи (фиг. 2). Данные записываются в выбранную колонку накопителя 35. Запись-считывание накопителя 47 производится по одноименным разрядам адреса, отличие состоит в признаке выбора накопителя (фиг. 28). Consider the operation of the device when accessing external registers by the example of addressing the drive of mathematical addresses of block 2. The register address by the address strobe issued from the processor via bus 11 is recorded in register 36 of block 2 (Fig. 2) in the first cycle of the command. The address of the drive line is indicated in bits 10-13 of the address that goes to the decoder 37. The sign of the drive selection is decrypted in block 6. Then, if the command being executed is a read command, the column address specified in the zero and first bits of the address, decrypted in block 31 during the second cycle of the command, it arrives at block 34. The information being read from the drive 35 is provided via the local bus 28 through the bus driver 1 (Fig. 1) to the data address bus 8 and then is written to the processor. If the command being executed was a write command, then in the phase of data transmission through the strobe output via bus 11, data through the bus driver 1 is transmitted via local bus 28 to block 38 (Fig. 2). The column address indicated in the zero and first digits of the address register (Fig. 28), decrypted in block 31, from the output 51-1 (Fig. 2) also goes to the write block 38 (Fig. 2). Data is written to the selected column of the drive 35. The write-read of the drive 47 is performed at the same address bits, the difference is in the sign of the choice of drive (Fig. 28).

Узел 73 выполняет функцию временного стробирования управляющих сигналов, поступающих из блока 6 с выхода 24-2, и состоит из известных элементов И, ИЛИ, НЕ и шинных формирователей, применяемых в блоках 31 и 48. The node 73 performs the function of temporarily gating the control signals coming from block 6 from the output 24-2, and consists of known elements AND, OR, NOT and bus drivers used in blocks 31 and 48.

Управление доступом к шине 28 (арбитрах) осуществляется автоматом состояний устройств, реализованным в блоке 6 на шифраторе 98, в котором анализируются цикл поступившей из процессора команды, сигналы готовности блоков 2, 3, 4, 7, текущий цикл внутренней временной диаграммы блока и управляющие сигналы из процессора. По анализу этих сигналов вырабатывается состояние автомата для следующего цикла временной диаграммы блока 6 в виде управляющих сигналов для блоков 1-4, 7. Access control to the bus 28 (arbiters) is carried out by the device state machine implemented in block 6 on the encoder 98, in which the cycle of the command received from the processor, the alert signals of blocks 2, 3, 4, 7, the current cycle of the internal block timing diagram and control signals are analyzed from the processor. By analyzing these signals, the state of the machine is generated for the next cycle of the time diagram of block 6 in the form of control signals for blocks 1-4, 7.

Изобретение позволяет повысить производительность устройства за счет выборки данных из буферной памяти данных, а не из оперативной памяти (при попадании в буфер), за счет сокращения времени поиска из-за параллельного просмотра соответствия математического и физического адресов и сравнения адресного тега данных на наличие данных в буфере, а также за счет аппаратной подкачки новой строки таблицы страниц (в случае непопадания в буфер) и отсутствия необходимости перехода на подпрограмму прерывания для этого случая, гибко разместить и перераспределить вновь выделяемую память за счет введения суммирования базы таблицы страниц со смещением, маски для изменения размера таблицы как в многозадачном, так и однозадачном режиме, снять ограничение на планируемое количество одновременно решаемых задач за счет механизма подкачки и отказа от жесткого разбиения выделяемых под задачи областей, ускорить вход и выход в новую задачу в многозадачном режиме за счет наличия быстрого буфера данных и механизма обновления только "старых страниц", обеспечить возможность изменения размера используемой буферной памяти данных, задаваемого признаком в регистре состояния. (56) Патент США N 4493026, кл. G 06 F 13/00, 1985. The invention improves the performance of the device by fetching data from the data buffer memory, and not from the RAM (when it enters the buffer), by reducing the search time due to parallel viewing of the correspondence of the mathematical and physical addresses and comparing the data address tag for data availability to the buffer, as well as due to the hardware swapping of a new line of the page table (in case of non-inclusion in the buffer) and the absence of the need to switch to the interrupt routine for this case, it is flexible to place and to allocate the newly allocated memory by introducing summation of the page table database with offset, masks for resizing the table in both multitask and single-task mode, remove the restriction on the planned number of simultaneously solved tasks due to the swap mechanism and rejection of hard partitioning of areas allocated for tasks, speed up entry and exit to a new task in multitasking due to the presence of a fast data buffer and a mechanism for updating only the "old pages", provide the ability to change the size of zuemoy buffer memory data specified by a sign in the status register. (56) U.S. Patent No. 4,493,026, cl. G 06 F 13/00, 1985.

Патент США N 4805097, кл. G 06 F 12/10, 1989. U.S. Patent No. 4,804,097, cl. G 06 F 12/10, 1989.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПАМЯТЬЮ , содеpжащее блок центpального упpавления, шинный фоpмиpователь, блок сопpяжения с опеpативной памятью, блок упpавления адpесами данных, включающий pегистp адpеса, два дешифpатоpа, накопитель математических адpесов, накопитель физических адpесов, блок записи, два блока упpавления, пеpвый инфоpмационный вход/выход адpесов/данных шинного фоpмиpователя и инфоpмационный вход/выход блока сопpяжения с опеpативной памятью подключены к двунапpавленной инфоpмационной шине адpесов/данных устpойства, адpесно-инфоpмационный вход/выход, упpавляющий вход и упpавляющий выход устpойства сопpяжения с опеpативной памятью являются соответственно адpесно-инфоpмационным входом/выходом, упpавляющим входом "Готовность опеpативной памяти" и упpавляющим выходом "Пуск опеpативной памяти" устpойства, упpавляющий вход "Стpоба адpеса и стpоба данных", упpавляющий выход "Готовность данных" котоpого являются одноименным входом и выходом блока центpального упpавления, упpавляющий вход пpизнака готовности котоpого соединен с одноименным выходом блока сопpяжения с опеpативной памятью, упpавляющий вход "Стpоба адpеса и стpоба данных" котоpого подключен к одноименному выходу блока центpального упpавления, упpавляющий выход котоpого подключен к упpавляющим входам блока упpавления адpесами данных и шинного фоpмиpователя, втоpой инфоpмационный вход/выход аpесов/данных котоpого подключен к инфоpмационному входу/выходу адpесов/данных блока центpального упpавления и к входу/выходу адpесов/данных блока упpавления адpесами данных, выход котоpого по упpавляющей шине соединен с упpавляющим входом блока центpального упpавления, упpавляющий выход пpеpывания котоpого является одноименным выходом устpойства, выходная шина команд котоpого подключена к командному выходу блока сопpяжения с опеpативной памятью, вход установки нуля устpойства соединен с одноименными входами блока упpавления адpесами данных и блока сопpяжения с опеpативной памятью, в блоке упpавления адpесами данных вход/выход адpесов/данных соединен двунапpавленной инфоpмационной локальной шиной адpесов/данных с адpесным входом pегистpа и входом адpесов/данных блока записи, пеpвый и втоpой выходы адpесов/данных котоpого подключены, соответственно, к входам/выходам адpесов/данных накопителя математических адpесов и накопителя физических адpесов, адpесные входы выбоpки стpоки котоpых соответственно соединены с выходами пеpвого и втоpого дешифpатоpов стpок, адpесные входы котоpых подключены к выходу pегистpа адpеса, упpавляющие входы pегистpа адpеса, пеpвого дешифpатоpа стpок и пеpвый упpавляющий вход блока записи соединены с пеpвым упpавляющим выходом пеpвого блока упpавления, упpавляющий вход котоpого и упpавляющий вход втоpого блока упpавления подключены к упpавляющему входу блока упpавления адpесами данных, упpавляющий вход втоpого дешифpатоpа и втоpой упpавляющий вход блока записи соединены с пеpвым упpавляющим выходом втоpого блока упpавления, втоpой упpавляющий выход котоpого и втоpой упpавляющий выход пеpвого блока упpавления подключены к упpавляющему выходу блока упpавления адpесами данных, отличающееся тем, что в него введены блок упpавления адpесными пpизнаками данных, блок упpавления буфеpной памятью данных, блок буфеpной памяти данных, в блок упpавления адpесами данных дополнительно введены два шинных фоpмиpователя, блок стаpения и замещения, блок считывания и сpавнения, два pегистpа, два мультиплексоpа, блок элементоа "И", сумматоp, блок считывания, а блок упpавления адpесными пpизнаками данных содеpжит pегистp данных, узел считывания/записи и сpавнения, узел контpоля, накопитель, узел замещения, блок сложения по модулю два, pегистp адpеса, дешифpатоp номеpа колонки, дешифpатоp номеpа стpоки, узел упpавления, пpичем втоpой инфоpмационный вход/выход адpесов/данных шинного фоpмиpователя соединен с одноименным входом/выходом блока упpавления адpесными пpизнаками данных, упpавляющий вход котоpого и упpавляющий вход блока упpавления буфеpной памятью данных подключены к упpавляющему выходу блока центpального упpавления, упpавляющий вход котоpого соединен с упpавляющим выходом пpизнака готовности данных блока упpавления буфеpной памятью данных и пpизнака готовности блока упpавления адpесными пpизнаками, контpольный и адpесный выходы котоpого подключены соответственно к контpольному входу блока центpального упpавления и к адpесному входу блока упpавления буфеpной памятью, адpесный и упpавляющий выходы котоpого соединены с одноименными входами блока буфеpной памяти данных, вход/выход адpесов/данных котоpого подключен чеpез двунапpавленную инфоpмационную шину адpесов/данных к входу/выходу адpесов/данных блока сопpяжения с блоком опеpативной памяти, вход установки нуля устpойства подключен к входам установки нуля блока упpавления адpесными пpизнаками данных и блока упpавления буфеpной памятью данных, упpавляющий вход блока упpавления адpесами данных соединен с упpавляющими входами пеpвого и втоpого блоков упpавления, входы упpавления выбоpкой колонки блока упpавления адpесами данных подключены к упpавляющему выходу блока стаpения и замещения, выход данных котоpого соединен с входом данных блока записи, вход данных блока стаpения и замещения и вход адpесов/данных пеpвого шинного фоpмиpователя подключены к выходу адpесов/данных блока считывания и сpавнения, выход пpизнаков сpавнения котоpого соединен с одноименным входом пеpвого блока упpавления, выход пpизнаков сpавнения котоpого соединен с одноименными входами блока стаpения и замещения и втоpого блока упpавления, пеpвый упpавляющий выход пеpвого блока упpавления подключен к упpавляющим входам блока считывания и сpавнения, блока стаpения и замещения, пеpвого шинного фоpмиpователя, выход котоpого, пеpвый вход адpесов/данных блока считывания и сpавнения, выход втоpого шинного фоpмиpователя, входы адpесов/данных пеpвого и втоpого pегистpов соединены с двунапpавленной локальной шиной адpесов/данных, котоpая подключена к входу/выходу адpесов/данных блока упpавления адpесами данных, выход пеpвого и втоpого pегистpов соединены соответственно с пеpвым и втоpым входами адpесов/данных пеpвого мультиплексоpа, выход адpесов/данных котоpого подключен к пеpвому входу адpесов/данных сумматоpа и к пеpвому адpесному входу блока элементов "И", втоpой адpесный вход котоpого, пеpвый и втоpой адpесные входы втоpого мультиплексоpа соединены с выходом pегистpа адpеса, выход блока элементов И подключен к адpесному входу втоpого мультиплексоpа, выход котоpого соединен с адpесным входом сумматоpа, выход котоpого подключен к входу адpесов/данных втоpого шинного фоpмиpователя, вход/выход адpесов/данных накопителя физических адpесов соединен с входом адpесов/данных блока считывания, выход котоpого соединен с втоpым входом адpесов/данных сумматоpа, выход блока считывания и выход данных пеpвого мультиплексоpа подключены к входу данных втоpого блока упpавления, пеpвый упpавляющий выход котоpого соединен с упpавляющими входами пеpвого и втоpого pегистpов, пеpвого
и втоpого мультиплексоpов, втоpого шинного фоpмиpователя, сумматоpа, блока считывания, втоpого дешифpатоpа стpок, втоpые упpавляющие выходы пеpвого и втоpого блоков упpавления соединены с упpавляющим выходом блока упpавления адpесами данных, вход установки в нуль котоpого подключен к одноименному входу накопителя математических адpесов, вход/выход адpесов/данных блока упpавления адpесными пpизнаками данных соединен по локальной шине адpесов/данных с входом данных pегистpа данных, с адpесным входом блока сложения по модулю два, с выходом данных блока считывания/записи и сpавнения, с пеpвым адpесным входом pегистpа адpеса, втоpой адpесный вход котоpого соединен с выходом блока сложения по модулю два, выход pегистpа адpеса подключен к пеpвому адpесному входу дешифpатоpа номеpа колонки, к адpесному входу дешифpатоpа номеpа стpоки и является адpесным выходом блока упpавления адpесными пpизнаками данных, вход установки в нуль котоpого подключен к одноименному входу накопителя, выход дешифpатоpа номеpа колонки соединен с адpесным входом выбоpа номеpа колонки блока считывания/записи и сpавнения, вход данных котоpого подключен к выходу pегистpа данных, выход пpизнака сpавнения и инфоpмационный выход блока считывания/записи и сpавнения соединены с одноименными входами узла замещения, выход котоpого подключен к втоpому адpесному входу дешифpатоpа номеpа колонки, выход дешифpатоpа номеpа стpоки соединен с адpесным входом выбоpки номеpа стpоки накопителя, вход/выход данных котоpого подключен к входу/выходу данных блока считывания/записи и сpавнения, выход пpизнака готовности котоpого является одноименным выходом блока упpавления адpесными пpизнаками данных, выход данных и контpольный выход блока считывания/записи и сpавнения подключены к одноименным входам узла контpоля, выход котоpого соединен с контpольным выходом блока упpавления адpесными пpизнаками данных, упpавляющий вход котоpого подключен к упpавляющим входам блока сложения по модулю два и узла упpавления, выход котоpого по упpавляющей шине соединен с упpавляющими входами pегистpа данных, pегистpа адpеса, дешифpатоpа номеpа колонки, дешифpатоpа номеpа стpоки, узла замещения, блока считывания/записи и сpавнения.
MEMORY CONTROL DEVICE containing a central control unit, a bus former, an RAM memory interface unit, a data address management unit, including an address register, two decoders, a mathematical address storage device, an address storage unit, a two-way address storage device addresses / data of the bus former and the information input / output of the interface unit with the operative memory are connected to the bi-directional information bus of the addresses / data of the device, address and information input / the output that controls the input and the control output of the device for interfacing with the operative memory are the address-information input / output, respectively, the control input "Readiness of the operative memory" and the control output "Start of the operative memory" of the device, which controls the input of the "Gateway" The "data readiness" of which is the input and output of the central control unit of the same name, which controls the input of the sign of readiness of which is connected to the same output of the interface unit with random access memory, which controls the input address “Address and data strobe” of which is connected to the central control unit output of the same name, the control output of which is connected to the control inputs of the data address control unit and the bus former, the second information input / output of the address / data input / address of the address data of the central control unit and to the input / output of addresses / data of the control unit of the data address, the output of which is connected via the control bus to the control input of the central control unit interruption of which is the device output of the same name, the output bus of the commands of which is connected to the command output of the RAM unit, the input for setting the device zero is connected to the inputs of the data address control unit and the RAM / address control unit the data is connected by a bi-directional local information / address bus with the address input of the register and the address / data input of the recording unit, the first and second outputs of addresses / data of which I connect are, respectively, to the inputs / outputs of addresses / data of the drive of mathematical addresses and the drive of physical addresses, the address inputs of a sample of a string which are respectively connected to the outputs of the first and second decoders of a line, the address inputs of which are connected to the output of the address of the address of the address register the line and the first control input of the recording unit are connected to the first control output of the first control unit, the control input of which and the control input of the second control unit are connected to the control input to the control unit of the data address, the control input of the second decoder and the second control input of the recording unit are connected to the first control output of the second control unit, the second control output of which and the second control output of the control unit of the control unit of the control unit of the control unit a block for managing addressable data signs, a block for managing buffer data memory, a block for buffer data memory, two bus forms are additionally introduced into a block for managing addressing data a pointer, an aging and replacement unit, a reading and comparing unit, two registers, two multiplexers, an AND block, an adder, a reading unit, and a control unit for addressable data signs contain a data register, a read / write and comparison unit, a control unit, a drive unit , the replacement node, the addition unit modulo two, the address register, the column number decoder, the line number decoder, the control node, the second information input / output of the bus former / address of the bus former is connected to the same input / output of the address of the control unit by the data that controls the input of which and controls the input of the control unit of the buffer memory of the data are connected to the control output of the central control unit, the control inputs of which are connected to the control output of the sign of readiness of the data of the control unit of the buffer memory and the control of the address of the control unit of the control unit connected respectively to the control input of the central control unit and to the address input of the control unit of the buffer memory, the address and control outputs to which are connected to the inputs of the data buffer memory block of the same name, the input / output of addresses / data of which is connected via a bi-directional information bus of addresses / data to the input / output of addresses / data of the interface unit with the operational memory, the input for setting the device zero is connected to the inputs for setting the zero of the control unit the address signs of the data and the control unit of the buffer data memory, the control input of the control unit of the data addresses is connected to the control inputs of the first and second control units, the control inputs are selectable The address of the data address management unit is connected to the control output of the aging and replacement unit, the data output of which is connected to the data input of the recording unit, the data input of the aging and replacement unit and the address / data input of the first bus former are connected to the address / data output of the reading and comparison unit, output comparison signs of which is connected to the same input of the first control unit, the output of signs of comparison of which is connected to the same input of the aging and replacement unit and the second control unit, the first control output the first control unit is connected to the control inputs of the reader and comparison unit, the aging and replacement unit, the first bus former, the output of which, the first input of addresses / data of the read and compare unit, the output of the second bus former, the addresses of the a bi-directional local address / data bus, which is connected to the input / output of addresses / data of the data address control unit, the output of the first and second registers are connected respectively to the first and second inputs of the addresses / data of the first the multiplexer, the address / data output of which is connected to the first input of the addresses / data of the adder and the first address input of the block of elements "AND", the second address input of which, the first and second address inputs of the second multiplexer is connected to the output of the element the address input of the second multiplexer, the output of which is connected to the address input of the adder, the output of which is connected to the address / data input of the second bus former, the address / data input / output of the physical address storage device is connected to the address input / the data of the reading unit, the output of which is connected to the second input of addresses / data of the adder, the output of the reading unit and the output of data of the first multiplexer are connected to the data input of the second control unit, the first control output of which is connected to the control inputs of the first and second
and the second multiplexers, the second bus former, the adder, the read unit, the second line decoder, the second control outputs of the first and second control units are connected to the control output of the control unit, the address of the input to the input of the input to the input address / data of the control unit address data signs is connected via a local address / data bus to the data register data input, to the address input of the addition unit modulo two, with the output of the data block and read / write and comparison, with the first address input of the address register, the second address input of which is connected to the output of the addition unit modulo two, the output of the address register is connected to the first address input of the decoder of the column number, to the address of the address of the address control of addressable data signs, the input of which is set to zero which is connected to the drive input of the same name, the output of the column number decoder is connected to the address input of the column number selection of the reader / writer and comparison unit, input yes of which is connected to the output of the data register, the output of the comparison signal and the information output of the reader / writer and comparison unit are connected to the inputs of the equivalent node of the same name, the output of which is connected to the second address of the decoder of the number of the decoder , the input / output of the data of which is connected to the input / output of data of the reader / writer and comparison unit, the output of the sign of readiness of which is the same output of the address control unit The data output and the data output and the control output of the reader / writer and comparison unit are connected to the same inputs of the control unit, the output of which is connected to the control output of the control unit with addressable data signs, the control input of which is connected to the control inputs of the addition unit modulo two and the control unit, the output of which on the control bus it is connected to the control inputs of the data register, address register, column number decoder, row number decoder, substitution unit, read / write and comparison unit.
SU5007381 1991-10-28 1991-10-28 Memory control unit RU2010318C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5007381 RU2010318C1 (en) 1991-10-28 1991-10-28 Memory control unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5007381 RU2010318C1 (en) 1991-10-28 1991-10-28 Memory control unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2010318C1 true RU2010318C1 (en) 1994-03-30

Family

ID=21587887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5007381 RU2010318C1 (en) 1991-10-28 1991-10-28 Memory control unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2010318C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621611C1 (en) * 2013-06-29 2017-06-06 Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. Method of data recording and memory system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621611C1 (en) * 2013-06-29 2017-06-06 Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. Method of data recording and memory system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7861126B2 (en) Implementation-efficient multiple-counter value hardware performance counter
US4777588A (en) General-purpose register file optimized for intraprocedural register allocation, procedure calls, and multitasking performance
US3303477A (en) Apparatus for forming effective memory addresses
US5898883A (en) Memory access mechanism for a parallel processing computer system with distributed shared memory
KR880000298B1 (en) Multiword memory data storage and addressing technique and apparatus
EP0424618A2 (en) Input/output system
US4079453A (en) Method and apparatus to test address formulation in an advanced computer system
JPH09212358A (en) Data processor and microprocessor
US3811114A (en) Data processing system having an improved overlap instruction fetch and instruction execution feature
US3624616A (en) Dynamic allocation of multidimensional array memory space
JPH07120312B2 (en) Buffer memory controller
US4460972A (en) Single chip microcomputer selectively operable in response to instructions stored on the computer chip or in response to instructions stored external to the chip
RU2010318C1 (en) Memory control unit
US4691282A (en) 16-bit microprocessor system
US5642523A (en) Microprocessor with variable size register windowing
EP0381059A2 (en) Arithmetic element controller
US20050289541A1 (en) Virtual machine control structure decoder
RU2066067C1 (en) Central processor for multiple-processor computer system
JP2941583B2 (en) Data processing device
EP0108647A2 (en) Data processing apparatus
Lavington Manchester computer architectures, 1948-75
SU1249584A1 (en) Buffer storage
JPS61224051A (en) Buffer memory control system
SU692400A1 (en) Computing system
SU877613A1 (en) Memory unit