SU1005065A1 - Associative matrix processor - Google Patents

Associative matrix processor Download PDF

Info

Publication number
SU1005065A1
SU1005065A1 SU813348227A SU3348227A SU1005065A1 SU 1005065 A1 SU1005065 A1 SU 1005065A1 SU 813348227 A SU813348227 A SU 813348227A SU 3348227 A SU3348227 A SU 3348227A SU 1005065 A1 SU1005065 A1 SU 1005065A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
block
inputs
output
memory
outputs
Prior art date
Application number
SU813348227A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Джондо Альпезович Тодуа
Михаил Арутюнович Абрамян
Владимир Борисович Андрушкевич
Александр Кулуевич Иманов
Original Assignee
Тбилисский Научно-Исследовательский Институт Приборостроения И Средств Автоматизации
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 Тбилисский Научно-Исследовательский Институт Приборостроения И Средств Автоматизации filed Critical Тбилисский Научно-Исследовательский Институт Приборостроения И Средств Автоматизации
Priority to SU813348227A priority Critical patent/SU1005065A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1005065A1 publication Critical patent/SU1005065A1/en

Links

Landscapes

  • Multi Processors (AREA)

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  параллельной обработки информации .The invention relates to computing and can be used for parallel processing of information.

Известен ассоциативный матричный процессор, содержащий три матрицы ассоциативной пам ти, выполненные на специальных ассоциативных запоминающих элементах, местное устройство управлени ,, внешнее устройство управлени  и входные устройства с регистрами опроса, записи и считывани  3An associative matrix processor is known, which contains three associative memory matrices made on special associative storage elements, a local control device, an external control device and input devices with polling registers, write and read registers 3

Однако в насто щее врем  подобные процессоры не наход т практического применени  из-за дороговизны специальных элементов, громоздкости ассоциативной пам ти, а значит и всего процессора, и большой потребл емой мощности.However, at present, such processors are not practical applications because of the high cost of special elements, the bulkiness of the associative memory, and hence the entire processor, and the high power consumption.

Известен также ассоциативный матричный процессор, который содержит устройство управлени , блок параллельного ввода-вывода, ассоциативный матричный модуль, содержащий матрицу пам ти, обрабатывающие .элементы на каждую строчку пам ти, перестановочную сеть, мультиплексор - блок коммутации С23 .An associative matrix processor is also known, which contains a control device, a parallel input / output unit, an associative matrix module containing a memory matrix, processing elements for each memory line, a permutation network, a multiplexer — a switching unit C23.

Преобразование информации происходит в обрабатывающих элементах путемThe transformation of information takes place in the processing elements by

Jпоследовательного вынесени  разр дно го среза из матрицы . Выборка разр дного среза осуществл етс  с помощью сложной перестановочной сети, составл ющей 80% стоимости матрицы пам ти.J sequential removal of the bit cut from the matrix. The sampling of the bit slice is performed using a complex permutation network constituting 80% of the cost of the memory array.

Недостатком данного процессора  вл етс  необходимость передачи информации как в режиме записи в пам ть, The disadvantage of this processor is the need to transfer information in the memory recording mode,

10 так и в режиме выборки через сложную перестановочную сеть, что приводит к значител ьному снижению быстродействи  процесссфа, а также и надежности процессора в целом, так как перестано15 вочна  сеть состоит из большого количества элементов.10 and in the sampling mode through a complex permutation network, which leads to a significant decrease in the speed of the process, as well as the reliability of the processor as a whole, since the interrupted 15 network consists of a large number of elements.

Цель изобретени  - сокращение объема оборудовани  и повышение производительности процессора.The purpose of the invention is to reduce the amount of hardware and increase processor performance.

2020

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ассоциативный матричный процессор , содержащий блоки пам ти, арифметико-логические блоки по числу бло- ков пам ти, блок управлени  , вход25 ной и выходной блоки коммутаторов, причем выходы блоков пам ти соединены с информационными входами соответствующих арифметико-логических блоков и информационными входами входного This goal is achieved by the fact that an associative matrix processor containing memory blocks, arithmetic logic units according to the number of memory blocks, a control unit, input and output switch blocks, the outputs of the memory blocks are connected to information inputs of the corresponding arithmetic logic blocks and input information inputs

30 блока коммутаторов, введены первый и второй блоки буферной пам ти и. две группы коммутаторов, общее число которых равно числу блоков пам ти, при этом первые и вторые информационные входы блоков буферной пам ти подключены соответственно к информационному входу процессора и выходу входного блока коммутаторов, первые информационные выходы первого и второго блоков буферной пёцл ти соединены соответственно с первым и вторым инфо рмационными входами выходного блока коммутаторов , выход которого подключен к информационному выходу процессора, вторые информационные выходы первого и второго блоков буферной пам ти соединены с первыми информационными входами коммутаторов соответственно первой и второй групп, вторые информационные входы коммутаторов подключены к информационным выходам соответствующих арифметико-логических блоков, а выходы этих коммутаторов соединены с управл ющими входами соответствующих блоков пам ти, первый вход и выход переноса каждого арифметико-логического блока подключены соответственно к второму выходу и входу переноса соседнего арифметико-логического блока а первый, второй, третий, четвертый, п тый, щестой и седьмой выходы блока управлени  соединены соответственно с управл ющими входами блока коммутаторов , первого и второго блоков буферной пам ти и коммутаторов первой и.второй групп, адресными входами блоков пам ти и управл ющими входами арифметико-логических блоков и выходного блока коммутаторов. При этом блок управлени  содержит ренератор синхросигналов, регистр -«(росто ни , пам ть управл ющих команд пам ть микрокоманд, регистр управл ющих команд, регистр микрокоманд, две . группы элементов И, группу элементов ИЛИ, дешифратор и три элемента И, причем первый и второй выходы регистра состо ни  соединены соответственно с первыми входами элементов И пер вой группы и входом генератора синхросигналов , х.ервые входы элементов второй группы подключены к первому выходу регистра управл ющих команд, второй выход которого соединен с вхо дом пам ти микрокоманд, вторые входы элементов И первой и второй групп подключены соответственно к первому и второму выходам генератора синхросигналов , третий, четвертый и п тый выходы которого соединены соответственно с управл ющими входами регистр управл ющих команд, регистра микроко манд и первыми входами первого, вто-рого и третьего элементов И, первые и вторые входы элементов ИЛИ группы подключены к выходам элементов И соотве ственно первой и второй групп,а их выход соединены с входом пам ти управл ющих команд, выходы пам ти микрокоманд и пам ти управл ющих команд подключены к информационным входам соответственно регистра микрокоманд и регистра управл ющих команд, первый, второй, третий, четвертый, п тый, шестой и седьмой выходы рег .истра микрокоманд соединены соответственно с первым выходом блока, вторыми входами первого и второго эле ментов И, четвертым выходом блока, входом дешифратора, вторым входом третьего элемента И и седьмым выходом блока, а выходы первого, второго, и третьего элементов И подключены соответственно к второму, третьему и шестому выходам блока. На фиг.1 приведена структурна  схема ассоциативного матричного процессора; на фиг.2 - функциональные схемы блоков буферной пам ти и коммутаторов; на фиг.З - разбиение коммутаторов на нечетные и четные группы с целью подключени  их к регистрам блоков буферной пам ти; на фиг.4 принципиальна  схема выходного блока коммутаторов; на фиг.5 - функциональна  схема блока управлени ; на фиг.бпринципиальна  схема арифметико-логического блока; на фиг.7 - таблица истинности арифметико-логического блока . Процессор содержит (фиг.1) матрицу пам ти, состо щую из км блоков (оперативной) пам ти с произвольным доступом, арифметико-логические блоки 2 - 2щ, блок 3 управлени , входной блок 4 коммутаторов, выходной блок 5 коммутаторов, первый и второй блоки 6 и 7 буферной пам ти, коммутаторы 8 - . Вход 9 процессора, имеющий и разр дов, соединен с параллельными входами блоков 6 и 7 буферной пам ти, параллельные выходы которых соединены с соответствующими входс1ми йыходного блока 5 коммутаторов , а последовательные выходы - с коммутаторами В - 8, сгруппированными определенным образом в нечетные и четные группы по и коквлутаторов в каждой группе (фиг.З), последователь ные входы блоков 6 и 7 соединены с выходами входного блока 4 коммутаторов . Выход каждого коммутатора 8 соединен с информационным входом соответствующего блока 1 пам ти, выход которого соединен с соответствующим блоком 2 и информационным входом блока 4 коммутаторов. Первые вертикальные вход и выход каждого блока 2 подключены соответственно к вторым вертикальным выходу и входу предыдущего блока 2,а первые вертикальные вход и выход блока 2 соединены соответственно с вторым вертикальным выходом и входом блока 2уу,. Горизонтальный выход первого и последнего блоков 2 соединены соответственно с одним из30 blocks of switches, the first and second blocks of buffer memory are introduced and. two groups of switches, the total number of which is equal to the number of memory blocks, the first and second information inputs of the buffer memory blocks are connected respectively to the information input of the processor and the output of the input switch block, the first information outputs of the first and second blocks of the buffer percentage are connected respectively to the first and the second informational inputs of the output block of switches, the output of which is connected to the information output of the processor, the second information outputs of the first and second blocks of the buffer The first memory inputs are connected to the first information inputs of the switches of the first and second groups, the second information inputs of the switches are connected to the information outputs of the corresponding arithmetic logic units, and the outputs of these switches are connected to the control inputs of the corresponding memory blocks, the first input and the transfer output of each arithmetic -logical block connected respectively to the second output and the transfer input of the neighboring arithmetic logic unit and the first, second, third, fourth, fifth, schest second and seventh outputs of the control unit are respectively connected with the control inputs of the block of switches, the first and second blocks of buffer memory, and switches the first i.vtoroy groups, the address inputs of memory units and the control inputs of the arithmetic-logic unit and the output unit switches. In this case, the control unit contains a sync signal generator, a register “(ascend, a memory of control commands, a memory of micro-instructions, a register of control commands, a register of micro-instructions, two. Groups of AND elements, a group of OR elements, a decoder, and three elements AND, and the second outputs of the state register are connected respectively to the first inputs of the elements of the first group and the clock generator input, x. the first inputs of the elements of the second group are connected to the first output of the register of control commands, the second output of which is connected to input the microinstructions memory house, the second inputs of the elements of the first and second groups are connected respectively to the first and second outputs of the clock generator, the third, fourth and fifth outputs of which are connected respectively to the control inputs of the register of control commands, the register of microcommands and the first inputs of the first, the second and third elements AND, the first and second inputs of the OR elements of the group are connected to the outputs of the AND elements of the first and second groups, respectively, and their output is connected to the memory input of control commands, the memory outputs rokomand and memory of control commands are connected to information inputs of the register of microinstructions and the register of control commands, respectively, the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the register of microinstructions are connected to the first output of the block, the second inputs of the first and The second element And, the fourth output of the block, the input of the decoder, the second input of the third element And and the seventh output of the block, and the outputs of the first, second, and third elements And And are connected respectively to the second, third and sixth output dam block. Figure 1 shows a structural diagram of an associative matrix processor; Fig. 2 shows functional diagrams of the buffer memory blocks and switches; FIG. 3 shows the partitioning of switches into odd and even groups in order to connect them to the registers of the buffer memory blocks; Fig. 4 is a schematic diagram of the output switch unit; Fig. 5 is a functional block diagram of the control unit; in FIG. the basic scheme of the arithmetic logic unit; figure 7 - the truth table of the arithmetic logic unit. The processor contains (Fig. 1) a memory matrix consisting of km of blocks (random access memory) with random access, arithmetic logic units 2-2, control block 3, switch input block 4, switch output block 5, first and second blocks 6 and 7 of the buffer memory, switches 8 -. The processor input 9, which also has bits, is connected to the parallel inputs of blocks 6 and 7 of the buffer memory, the parallel outputs of which are connected to the corresponding input block 5 of switches, and the serial outputs to switches B - 8, grouped in a certain way into odd and even groups of switchboards in each group (Fig. 3), successive inputs of blocks 6 and 7 are connected to the outputs of the input block 4 of switches. The output of each switch 8 is connected to the information input of the corresponding memory block 1, the output of which is connected to the corresponding block 2 and information input of the switch block 4. The first vertical inputs and outputs of each block 2 are connected respectively to the second vertical output and the input of the previous block 2, and the first vertical input and output of block 2 are connected to the second vertical output and input of the block 2yy, respectively. The horizontal output of the first and last blocks 2 are connected respectively to one of

входов первого и последующего коммутаторов 8. Управл ющие входы всех блоков процессора соединены с выходами 10-16 блока 3 управлени . Выход 17 .выходного блока 5 коммутаторов  вл ет с  выходом процессора.5inputs of the first and subsequent switches 8. The control inputs of all the processor units are connected to the outputs 10-16 of the control unit 3. The output 17 of the output unit 5 of the switches is with the output of the processor.

Каждый из блоков 6 и 7 буферной пам ти состоит (фиг.2) соответственно из регистров 6 - брИ 7 - 7и сдвига, количество и разр дность которых определ ютс  разр дностью входа 9 про- 10 цессора. При этом параллельные входы регистров 6 - 6и и 7 - 7ц объединены и  вл ютс  параллельными входами 9ц - 9и процессора.Each of blocks 6 and 7 of the buffer memory consists (Fig. 2) of registers 6 - br 7 - 7 and shift, respectively, the number and size of which are determined by the width of the input 9 of the 10 processor. At the same time, the parallel inputs of the registers 6-6i and 7-7c are combined and are the parallel inputs 9c-9i of the processor.

Коммутаторы 6 - Qy (фиг.2) содер-|5 жат элемент НЕ 18, два элемента И 19 и 0,элемент ИЛИ 21 ,вхО ы которого соединены с выходами элементов 19 и 20. Вторые входы элементов 19 всех коммутаторов 8 подключены к выходу 13 бПО-JQSwitches 6 - Qy (FIG. 2) contain an element NOT 18, two elements AND 19 and 0, an element OR 21, whose inputs are connected to the outputs of elements 19 and 20. The second inputs of elements 19 of all switches 8 are connected to the output 13 bpo-jq

ка 3 управлени , к которому через элементы 18 также подключены первые входы элементов 20 всех коммутаторов, Первые входы элементов 19 всех первых и последующих коммутаторов нечет-25 ных групп, например 8 - 8ц, Bi. и т.д.,объединены и подключены последовательному выходу соответственно первого и. последующего регистров сд:;вига блока 6,например входы |g коммутаторов в,82.п-«- и т.д. объединены и подключены к последовательному выходу регистра 64.Аналогично подключаютс  первые входы элементов 19. коммутаторов четных групп к регистрам ,, сдвига блока 7, например входы коммутаторов 8„4|гЗ ии85И | и т.д.объединены и подключены к последовательному выходу регистра 7.Второй вход элемента 20 каждого коммутатора В подключен к горизонтальному выходу соот- 0 ветствующего блока 2.There are 3 controls to which the first inputs of the elements of 20 all switches are also connected via elements 18, the first inputs of elements 19 of all the first and subsequent switches of the odd-25 groups, for example, 8-8ts, Bi. etc., combined and connected to the serial output of the first and, respectively. subsequent registers cd:; wig unit 6, for example, the inputs | g switches in, 82.p - “- etc. combined and connected to the serial output of register 64. Similarly, the first inputs of the elements of the 19. switches of even groups are connected to the registers of the shift of block 7, for example, the inputs of switches 8 „4 | hz ii85I | etc., they are connected and connected to the serial output of the register 7. The second input of the element 20 of each switch B is connected to the horizontal output of the corresponding block 2.

Выходной блок 5 коммутаторов (фиг.4) содержит две группы коммутаторов 2 2, - 22 у, и - 23, и групп де логических элементов, кажда  из которых состоит из двух элементов И 24 и 25 и одного элемента ИЛИ 26, и элемент НЕ 27.При этом одноименные инфо{ мационные входы nefiBoa группы коммутаторов 22. - 22у, через вkoдныe ин- О формационные шины 28 - 23ц подключены к параллельным выходам соответствующих регистров б - 6ц блока 6, а одноименные информационные входы второй группы коммутаторов 23, -.23 55 через входные информационные шины 29 - 29„ подключены к параллельным выходам соответствующих регистров 1л - 1п блока 7. Выходы первой « второй групп коммутаторов подключены 60 соответственно к первым входгш первых и вторых элементов И 24 и 25 sqex групп алогических элементов, в которых вторые BXOJ9J первых элементов И 24 объединены и подключены к выходу элемен- jThe output block 5 of the switches (figure 4) contains two groups of switches 2 2, - 22 y, and - 23, and groups of logic elements, each of which consists of two elements AND 24 and 25 and one element OR 26, and the element NOT 27. At the same time, the informational inputs of the nefiBoa switch groups 22 —– 22y, through the informational information buses 28–23c, are connected to the parallel outputs of the corresponding registers b — 6ts of block 6, and the informational inputs of the second group of switches 23, -. 23 55 through the input information bus 29 - 29 "connected to the parallel outputs with The corresponding registers 1l - 1p of block 7. The outputs of the first “second group of switches are connected 60 respectively to the first inputs of the first and second elements AND 24 and 25 sqex groups of logical elements, in which the second BXOJ9J of the first elements AND 24 are combined and connected to the output element j

;та НЕ 27, а вторые входы вторых элементов И 25, а также вход элемента НЕ 27 объединены и подключены к выходу управл ющего выхода 16 блока 3. Управл ющие входы всех коммутаторов - 22и, 23 - 23и объединены и подключены к управл  ицим .выходам 16 - 16, где .Выходы элементов 24 и 25 всех групп подключены к входам элементов 26, выходы которых  вл ютс  выходами 17 17у , блока 5.that NOT 27, and the second inputs of the second elements AND 25, as well as the input of the element NOT 27 are combined and connected to the output of the control output 16 of block 3. The control inputs of all the switches are 22and 23-23 and are connected and connected to the control outputs 16 to 16, where. The outputs of the elements 24 and 25 of all groups are connected to the inputs of the elements 26, the outputs of which are the outputs 17 17u of unit 5.

Блок 3 управлени  (фиг.5) состоит из узла 30 микропрограммного управлени , генератора 31 синхросигналов, и регистра состо ни  32, причем узел 3 микропрограммного управлени  содержи пам ть 33 управл ющих команд, пам ть 34 микрокоманд, регистр 35 управл ющих команд, регистр 36 микрокоманд, группы логических элементов, кажда  из которых состоит из двух элементов И 37 и 38 и одного элемента ИЛИ 39, и дешифратор 40. При этом входы элементов ИЛИ 39 подключены к выходам элементов И 37 и 38, а выходы - к адресным входам.пам ти 33,выход кото;рой подключен/ к информационным входам регистра 35. Перва  группа выходов этого регистра подсоединена к адресным входам пам ти 34, а втора  к первым входам вторых элементов 38 всех групп. Первые входы всех элементов 37 подключены к первой группе вы1 ходов регистра 32, а втора  группа его выходов подключена к входу генератора 31, к четырем выходам которого соответственно подключены вторые входы элементов 37 и 38 всех групп и управл ющие входы регистров 35 и 36. Информационные входы регистра 36 подключены к выходу пгии ти 34. П та  группа выходов регистра 36 подключен к входу дешифратора 40. Все выходы регистра 36, за исключением п той группы выходов и последнего выхода, выходы дешифратора 40, а также п тый выход генератора 31  вл ютс  выходами 10 - 16 блока 3 управлени .The control unit 3 (FIG. 5) consists of a firmware control unit 30, a clock signal generator 31, and a status register 32, the firmware control node 3 contains a memory of control commands 33, a memory of micro commands 34, a control command register 35, register 36 microinstructions, groups of logic elements, each of which consists of two elements AND 37 and 38 and one element OR 39, and a decoder 40. At the same time, the inputs of the elements OR 39 are connected to the outputs of the elements AND 37 and 38, and the outputs to the address inputs. memory 33, the output of which; the swarm is connected / to the information These inputs are register 35. The first group of outputs of this register is connected to the address inputs of memory 34, and the second to the first inputs of the second elements 38 of all groups. The first inputs of all elements 37 are connected to the first group of outputs of the register 32, and the second group of its outputs is connected to the input of the generator 31, to the four outputs of which, respectively, are connected the second inputs of the elements 37 and 38 of all groups and the control inputs of the registers 35 and 36. Information inputs the register 36 is connected to the output of pg. 34. The fifth output group of the register 36 is connected to the input of the decoder 40. All outputs of the register 36, except for the fifth output group and the last output, the outputs of the decoder 40, and also the fifth output of the generator 31 odes 10 - 16, the control unit 3.

Арифметико-логический блок 2 (фиг.6) с;6держит элементы И 41,42 и 43, элемент ИЛИ 44, триггеры 45,46The arithmetic logic unit 2 (Fig. 6); 6 holds the elements AND 41.42 and 43, the element OR 44, triggers 45.46

Claims (2)

и 47, арифметико-логический модуль 48, горизонтальные входную и выходную шины 49 и 50. Bxojcuii элемента 44 подключены к выхо йам элементов 41, 42 и 43, первые входы которых подсоединены соответственно к вертикальной входной шине 51, горизонтальной входной шине 49 и вертикальной входной шине 52, а вторые входы - соответственно к выходам 15ч 152. и блока 3 управлени . Модуль 48 имеет входы 53 - 61 и выходы 62 и 63. Входы 53, 55 и 57 моду-; л  48 объединены и подключены к выходу 154 блока 3, а объединенные входы 54, 56 и 58 подключены к выходу 155- блока 3. Вход 59 модул  48 об единен с входом триггера 45 и подсоединен к выходу элемента 44, вход 60 к выходу триггера 45, а вход 61 - к выходу триггера 47. Входы триггеров 46 и 47 соответственно подключены к выходам 62 и 63 модул  48, управл ющ входы 64 - 68 которого подключены со ответственно к выходам 15 - блока 3. Выходы 15 -15/), блока 3 подключены соответственно к управл ю щим входам триггеров 45, 46 и 47. Вы ход триггера 46 подсоединен к первой и второй вертикальным выходным шинам и к шине 50 блока 2 . Функционирование ассоциативного матричного процессора осуществл етс  следующим образом. Ввод- И-разр дных слов в матрицу пам ти осуществл етс  через два блока 6 и 7, причем вначале с управл ющего :выхода 11 блока 3 на все регист ры блока 6 подаетс  кодова  комбинаци , котора  настраивает их на режим параллельного приема. За первые И тактов осуществл етс  последовательное занесение И-разр дной информации В И регистров 6х( - 6,. В это врем  и блока 3 в регистры блока 7 по выходу 12 поступает кодова  комбинаци , котора  в течение первых .И тактов удерживает эти регистры в режиме хра нени . По истечении итактов управл  щие сигналы с выходов 11 и 12 блока Перевод т регистры блока 6 в режим последовательного сдвига, а регистры блока 7 - в режим параллельного;зане сени . Так чередуютс  заполнение регистров блока 6 и считывание из регистров блока 7, а затем - считывани из блока 6 и заполнение блока 7. Информаци , считываема  из регистров блока 6, передаетс  в соответствую . щие и коммутаторов одновременно всех нечетных групп, например - Svi, 82.hvt 8Ьп г а из регистров блока 7 в соответствующие и коммутаторов одновременно всех четных групп, например 8„ц. - 820/ 8, - 8 4.VI. де 13 блока 3 разрешает прохождение информации из блоков 6 и 7 через ком мутаторы 8 в блоки 1. При этом во всех блоках 1 происходит выборка оди наковых адресов в соответствии с Кразр дной , гдеК- 02 2.Р Р-разр дност  чейки пам ти, кодовой комбинацией, поступающей с выхода 14 блока 3. Запись информации в cooтвeтctвs oщyю группу из VI блоков 1 происходит стро го в соответствии с управл ющими сиг налами на том же выходе 14. Таким образом каждое И-разр дное слово, записанное за один такт в регистры сдвига, заноситс  в соответствующий блок 1 последовательно по разр дам за VI тактов. Но так как загрузка происходит одновременно в л блоков 1, то за эти h тактов происходит ввод м слов в матрицу пам ти. В зависимости от разр дности блока 1 можно организовать одну, две или более зон. Обычно вводитс  одновременно 16 или 32 разр да, а в качестве блока 1 беретс  блок оперативной па м ти с произвольной выборкой на 256 или более бит разр дностью в один бит. Так можно организовать многозон .ную матрицу пам ти. Обработка информации , хран щейс  в матрицах пам ти, осуществл етс  в блоках 2, в которых набор арифметических и логических операций определ етс  модулем 48. В качестве модул  48 примен етс  серийно выпускаема  микросхема К155ИПЗ, предназначенна  дл  логической и арифметической обработки двух четырехразр дных операндов. Однако с целью организации однобитовых (одноразр дных) арифметических операций три младших его входа 53, 55 и 57 одного операнда объединены и подключены к выходу 15 COIiSt О блока 3, а три младших входа 54, 56 и 58 второго операнда объедине 1ы и подключены к выходу iSjCOhS-t блока 3. Таким образе, обрабатываемые биты двух операндов поступают на два старших входа 5Э ибо модул  48. В зависимости от кодовой комбинации на выходах 15 - 15 блока 3 в блоке 2 может быть выполнена одна из шестнадцати арифметических или логических функций в соответствии с таб«лицей (фиг.7). .Выбор режима логической или арифметической обработки информации осуществл етс  при помощи выхода 15, блока 3. При наличии на этом выходе логического О блок 2 выполн ет логические операции, в про|тивном случае - арифметические. Триггер 45 служит дл  запоминани  одного из операндов при работе с двум  операндами , триггер 46 - дл  запоминани  результата выполнени  той или иной операции, триггер 47 - дл  запоминани  переноса при выполнении логических операций. Все триггеры запоминают поступающую на их первые входы информацию при поступлении на их вторые входы синхросигналов с выходов блока 3. Первоначально один бит первого операнда считываетс  из матрицы пам ти и записываетс  в триггер 45, выход/ которого подключен к старшему входу 60 одного из операндов модул  48. Затем считываетс  один бит второго операнда , который, .мину  триггер 45, поступает на старший вход 59 второго опе ранда . Результат обработки двух битов1 Двух операндов считываетс  с выхода 62 Г .модул  48 и записываетс  в триггер 46. Если в модуле 48 производ тс  логические операции, результат этих oneраций на выходе 62 не зависит От сос то ни  трех пар младших входов 53-58 Это достигаетс  передачей с вахо-да 15б. блока 3 на вход 64 модул  48 соответствукнцего логического уррвкЯ. При наличии сигнала переноса, переда ваемого с триггера 47 на вход 61 модул  48, при выполнении арифметической операции предшествующей пары битов этот перенос суммируетс  со значени ми , посто нно подаваемыми на младшие входы 53 - 58 модул  48, и передаетс  к паре входов 59 и 60, на которые поступают обрабатываемые биты двух операндов. Присутствие логической на одном из выходов 15 - 15 блока 3 обеспечивает прием информации блока 24 соответственно с трех направ лений: либо с предьщувдего блока по шине 51 при сдвиге информации вниз, либо из блока по шине 49, либо с последующего блока ( по шине 52 при сдвиге информации вверх. Таким образе, операци  обработки двух операндов в блоках 2 осуществл  етс  в три этапа. Вначале из блока 1 считываетс  один бит информации первого операнда, который записываетс  в триггер 45. Затем из блока 1 считы ваетс  один бит информации второго операнда, при этом с выходов поступает код выполн емой операции, и сиихрЬсигналом с выхода 15, в триггер 47 записываетс  перенос. На третьем этапе результат операции с триггера 46 записываетс  в соответст вующий блок 1. При обработке одного операнда, например, в поисковых операци х очередной бит считываетс  из блока 1 и передаетс  в блок 2, который уже настроен на соответствуклцук операцию. Результат фиксируетс  в триггере 46 и затем переписываетс  в соответствующий блок 1. Результат арифметичес ких и логических операций над массивами данных из блоков 2 записываетс  в матрицу пам ти, откудаон может быт1 считан с целью ВЕЯвода его из процессора . Дл  этого блок 4 по сигналам управлени  на выходе 10 блока 3 осуществл ет коммутацию считываемой из матрицы пам ти ииформации дл  записи ее сначала в один блок буферной пам ти , а затем в другой. Заполнением всех регистров кёикдого из блоков 6 и 7 осуществл етс  последовательно по разр дам Вывод информации из процес сора происходит через блок 5. Примером реализации регистров сдв;1га блоков 6 и 7  вл етс  серийно выпускаема  микросхема К155ИР13. Предлагаемый процессор прост в изготовлении и имеет высокое быстродействие . В известном процессоре, выпол ненном на быстродействук цей серии по ЭСЛ-технологии, врем  обращени  к пам ти составл ет примерно 120 не (по 40 НС дл  считывани  или записи информации в пам ть и дл  прохождени  мультиплексора и перестановочной се .ти). В предлагаемом процессоре врем  Обращени  к матрице пам ти в,процессоре обработки данных составл етпримерно 40 НС за счет того, что информаци  из матрицы пам ти непосредственно заноситс  в арифметико-логические блоки .. Загрузка W и-разр дных слов в дантный процессор осуществл етс  за Уи+И тактов. Первые И тактов необходимо затратить на первоначальную загрузку регистров одного из блоков буферной пам ти. В известном процессоре загрузка данных в m блоков пам ти происходит за км тактов. Однако в каждый из этих тактов входит врем , которое необходимо затратить на прохождение мультиплексора и перестановочной сети . Так например, дл  матрицы пам ти в 1024 слова по 256 разр дов в известном процессоре это врем  составл ет 122,9 МКС, а в предлагаемом 51 ,2 МКС. Таким образом с увеличением объемй пам ти эффективность предлагаемого устройства ввода информации в матрицу повышаетс . Важным отличием данного процессора от известного  вл етс  то, что 16 или 32-разр дные слова поступают с входа процессора непосредственно в пам ть. В известном процессоре производитс  предварительное формирование 256-разр дных слов с помощьй внешней перестановочной сети. Особенностью данного процессора  вл етс  также то, что вертикальные сдвиги информации в двух направлени х в комбинации с записью в матрицу пам ти по произвольному адресу позвол ют производить сложные операции над массивами данных, такие как перестановка , сортировка, транспозици  и др. Формула изобретени  1. Ассоциативный матричный процессор , содержащий блоки пам ти, арифметико-логические блоки по числу блоков пам ти, блок управлени , входной и выходной блоки коммутаторов, причем выходы блоков пам ти соединены с инормационными входами соответствуюих арифметико-логических блоков и нформационными входами входного блоа коммутаторов, отличающий  тем, что, с целью увеличени  роизводительности, он содержит перый и второй блоки буферной пам ти и ве группы коммутаторов, общее число оторых равно числу блоков пам ти, ри этом первые и вторые информационые входы блоков буферной пам ти подклюены соответственно к информационному входу процессора и выходу входного блок коммутаторов, пе|рвЫе информационные выходы первого и второго блоков буферной пам ти соединены соответствен но с первым и вагорым информационными входами- выходного блока коммутаторов выход которого подктаочен к информаци онному выходу процессора, вторые информационные выходы первого и второг блоков буферной пам ти соединены с первыми информационными вxoдa вI ксалмутаторов соответственно первой и второй групп, вторые информационные входы коммутаторов подключены к информационным; выходам соответствующи . арифметико-логических блоков,а выходы этих коммутаторов соединены с управл ющими входами соответствующих блоков пам ти, первый вход и выход переноса каждого арифметико-логического блока подключены соответственно к второму выходу и входу переноса со седнего арифметико-логического блока а первый, второй, третий, четвертый, п тый, шестой и седьмой выходы блока управлени  соединены соответственно управл ющими входами входного блока кокмутаторов,первого и второго блоков буферной пам ти и коммутаторов первой и второй групп, адресными входами блоков пам ти и управл ющими входами арифметико-логических блоков и выходного блока коммутаторов, 2. Процессор ПОП.1, отлича ющийс  тем, что блок управлени содержит генератор синхросигналов, регисто состо ни , пам ть управл ющих команд, пам ть микрокоманд, регистр управл ющих команд, регистр микрокоманд, две группы элементов И, группу элементов ИЛИ, дешифратор и три элемента И, причем первый и второй выходы регистра состо ни  соедин ны соответственно с первыми входами элементов И первой группы и входом генератора синхросигналов, первые входы элементов И второй группы подклю- ены к первому выходу регистра управл щих команд, второй выход которого содинен с входом пам ти микрокоманд, вторые входы элементов И первой и второй групп подключены соответственно к первому и второму выходам генератора;:, синхросигналов, третий, четвертый и п тый выходы которого соединены соответственно с управл ющими входами регистра управл ющих команд, регистра микрокоманд и первыми входами первого, второго и третьего элементов И, первые и вторые входы элементов ИЛИ группы . подключены к выходс1м элементов И соответственно первой и второй групп, а их выходы соединены с входом пам ти управл ющих команд, выходы пам ти микрокоманд и пам ти управл ющих команд подключены к информационным входам соответственно регистра микрокоманд и регистра управл ющих команд, первый, второй, третий, четвертый, п тый, шестой .и седьмой выходы регистра микрокоманд соединены соответственно с первым выходом блока, вторыми входами первого и второго элементов И, четвертым выходом блока, входом дешифратора , вторым входом третьего элемента И и седьмым выходом блока, а выходы первого, второго и третьего элементов И подключены соответственно к второму, третьему и шестому выходам блока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №479114, кл. G06P 15/00, 1975. and 47, arithmetic logic module 48, horizontal input and output buses 49 and 50. Element 44 Bxojcuii is connected to the outputs of elements 41, 42 and 43, the first inputs of which are connected to the vertical input bus 51, the horizontal input bus 49 and the vertical input bus bus 52, and the second inputs - respectively to the outputs 15h 152. and block 3 of the control. Module 48 has inputs 53 - 61 and outputs 62 and 63. Inputs 53, 55 and 57 of the module; l 48 are combined and connected to the output 154 of the block 3, and the combined inputs 54, 56 and 58 are connected to the output of the 155-block 3. The input 59 of the module 48 is unified with the input of the trigger 45 and connected to the output of the element 44, the input 60 to the output of the trigger 45 and input 61 to the output of trigger 47. The inputs of the trigger 46 and 47, respectively, are connected to outputs 62 and 63 of module 48, control inputs 64 - 68 of which are connected respectively to outputs 15 - block 3. Outputs 15 -15 /), block 3 are connected respectively to the control inputs of the flip-flops 45, 46 and 47. You move the flip-flop 46 is connected to the first and second vertical you odnym tires and to bus unit 50 2. The operation of the associative matrix processor is as follows. The input-and-bit words to the memory matrix are made through two blocks 6 and 7, and first from the control: output 11 of block 3 to all the registers of block 6 a code combination is supplied, which adjusts them to the parallel reception mode. During the first AND cycles, the AND-bit information B of AND registers 6x is sequentially entered (-6 ,. At this time, and block 3, the code combination registers at output 12 and receives the code combination during the first. And cycles keep these registers in After the ikits expire, the control signals from outputs 11 and 12 of the block transfer the registers of block 6 to the sequential shift mode, and the registers of block 7 to parallel mode, hold down. This is how the filling of the registers of block 6 and reading from the registers of block 7 alternate. and then read from block ka 6 and filling in block 7. Information read from the registers of block 6 is transmitted to the corresponding and switches of all odd groups at the same time, for example, Svi, 82.hvt 8bp from the registers of block 7 to the corresponding switches of all even groups simultaneously for example, 8 "n. - 820/8, - 8 4.VI. De 13 of block 3 permits the passage of information from blocks 6 and 7 through switches 8 to blocks 1. At the same time, in all blocks 1, the same addresses are sampled in accordance with Crasdone, where K is 02 2. P is the bit size of the memory cell, the code combination coming from you 14 block 3. The recording of information in the corresponding groups of VI blocks 1 is carried out strictly in accordance with the control signals on the same output 14. Thus, each I-bit word recorded per cycle in the shift registers is entered into the corresponding block 1 is consecutively in VI cycles. But since the loading occurs simultaneously in l blocks 1, then during these h cycles there are inputting words into the memory matrix. Depending on the size of block 1, one, two or more zones can be organized. Usually, 16 or 32 bits are entered at the same time, and as block 1, a block of operative memory is taken with a random sample of 256 or more bits of one bit. So you can organize a multizone memory matrix. The processing of information stored in the memory matrices is carried out in blocks 2, in which the set of arithmetic and logical operations is determined by module 48. As module 48, the K155IPZ chip is used commercially, designed for logical and arithmetic processing of two four-bit operands. However, in order to organize one-bit (one-bit) arithmetic operations, its three minor inputs 53, 55 and 57 of one operand are combined and connected to output 15 of the COIiSt O block 3, and the three minor inputs of 54, 56 and 58 of the second operand are combined and are connected to the output iSjCOhS-t of block 3. Thus, the processed bits of the two operands go to the two higher inputs 5E for module 48. Depending on the code combination, the outputs 15–15 of block 3 in block 2 can have one of sixteen arithmetic or logical functions in accordance with with tab "lyceum (Fig. 7). . The selection of the mode of logical or arithmetic information processing is carried out using output 15, block 3. If there is a logical O on this output, block 2 performs logical operations, otherwise, arithmetic. Trigger 45 serves to memorize one of the operands when working with two operands, trigger 46 to memorize the result of performing an operation, trigger 47 to memorize the transfer when performing logical operations. All triggers memorize information received at their first inputs upon arrival at their second inputs of clock signals from the outputs of block 3. Initially, one bit of the first operand is read from the memory array and written to trigger 45, the output of which is connected to the high input 60 of one of the operands of module 48 One bit of the second operand is then read, which, to Trigger 45, goes to the high-end input 59 of the second operand. The result of processing two bits1 of the two operands is read from the output of 62G. Module 48 and written to the trigger 46. If logical operations are performed in module 48, the result of these actions at output 62 does not depend on the order of three pairs of lower inputs 53-58 transfer from wah da 15b. block 3 to the input 64 of the module 48 corresponds to the logical logical message. When there is a transfer signal transmitted from flip-flop 47 to input 61 of module 48, when performing the arithmetic operation of the preceding pair of bits, this transfer is added to the values continuously applied to the lower inputs 53 to 58 of module 48, and transmitted to the pair of inputs 59 and 60 , which receive the processed bits of two operands. The presence of a logical one at outputs 15–15 of block 3 ensures the reception of information from block 24, respectively, from three directions: either from the front of the block through bus 51 when information is shifted downwards, or from the block through bus 49, or from the subsequent block (bus 52 information is shifted upwards. Thus, the processing of two operands in blocks 2 is carried out in three steps. First, one bit of information from the first operand is read from block 1, which is written to flip-flop 45. Then one bit of information from the second operand is read from block 1, the output operation code is output from the outputs, and the signal from output 15 is written to the trigger 47. In the third stage, the result of the operation from the trigger 46 is written to the corresponding block 1. When processing one operand, for example, in search operations the next bit is read from block 1 and transmitted to block 2, which is already tuned to the corresponding operation. The result is recorded in trigger 46 and then rewritten to corresponding block 1. The result of arithmetic and logical operations on data arrays from blocks 2 is written to the memory matrix, from where it can be read with a view to wiring it out of the processor. For this, unit 4, by means of control signals at the output 10 of unit 3, switches the information read from the memory matrix for recording it first in one block of buffer memory and then in another. The filling of all registers of blocks from blocks 6 and 7 is carried out sequentially by bits. Information is retrieved from the process of block through block 5. An example of the implementation of the registers is 1 g of blocks 6 and 7 is a commercially available K155IR13 chip. The proposed processor is easy to manufacture and has high speed. In the known processor, executed on a high-speed series by the ECL technology, the access time to the memory is approximately 120 not (40 NS each for reading or writing information into the memory and for the multiplexer and the permutation network). In the proposed processor, the time of accessing the memory matrix in the data processing processor is approximately 40 NS due to the fact that the information from the memory matrix is directly entered into arithmetic logic units. The load of W and bit words into the data processor is Ui + And clocks. The first clocks need to be spent on the initial load of the registers of one of the blocks of the buffer memory. In a known processor, data is loaded into m blocks of memory in km cycles. However, each of these cycles includes the time that must be spent on the passage of the multiplexer and the permutation network. For example, for a memory matrix of 1024 words by 256 bits in a known processor, this time is 122.9 ISS, and in the proposed 51, 2 ISS. Thus, with an increase in the amount of memory, the effectiveness of the proposed device for inputting information into the matrix increases. An important difference between this processor and the known one is that the 16 or 32-bit words come from the input of the processor directly to the memory. In a known processor, a pre-formation of 256-bit words is performed using an external interchange network. A feature of this processor is that the vertical shifts of information in two directions in combination with writing to the memory matrix at an arbitrary address allow complex operations with data arrays, such as permutation, sorting, transposition, and others. Formula 1. An associative matrix processor containing memory blocks, arithmetic logic units by the number of memory blocks, a control block, input and output blocks of the switches, the outputs of the memory blocks are connected to the information input The corresponding arithmetic logic blocks and information inputs of the input block of switches, distinguished by the fact that, in order to increase productivity, it contains the first and second blocks of the buffer memory and the switch groups, the total number of blocks is equal to the number of memory blocks, and the first and the second information inputs of the buffer memory blocks are connected respectively to the information input of the processor and the output of the input block of switches; the first information outputs of the first and second blocks of the buffer memory are connected respectively But with the first and second information inputs of the output switch unit whose output is connected to the information output of the processor, the second information outputs of the first and second blocks of the buffer memory are connected to the first information inputs of the first and second groups, the second information inputs of the switches are connected to informational; outputs are appropriate. the arithmetic logic units, and the outputs of these switches are connected to the control inputs of the respective memory blocks, the first input and the transfer output of each arithmetic logic unit are connected respectively to the second output and the transfer input from the middle arithmetic logic unit and the first, second, third, the fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit are connected, respectively, by the control inputs of the input unit of the co-switches, the first and second blocks of the buffer memory, and the switches of the first and second groups, the address inputs Wires of the memory blocks and control inputs of the arithmetic logic units and the output block of the switches 2. Processor POP.1, characterized in that the control unit contains a clock signal generator, a register of states, a memory of control commands, a microinstruction memory, a register control commands, microinstructions register, two groups of AND elements, a group of OR elements, a decoder and three AND elements, the first and second outputs of the state register are connected respectively to the first inputs of the AND elements of the first group and the sync signal generator input, The first inputs of elements AND of the second group are connected to the first output of the register of control commands, the second output of which is connected to the memory input of microcommands, the second inputs of the elements AND of the first and second groups are connected respectively to the first and second outputs of the generator ;, sync signals, the third, the fourth and fifth outputs of which are connected respectively to the control inputs of the register of control commands, the register of microcommands and the first inputs of the first, second and third elements AND, the first and second inputs of the elements OR. connected to the outputs of the elements And, respectively, of the first and second groups, and their outputs are connected to the input of the memory of control commands, the outputs of the memory of micro-commands and the memory of control commands are connected to the information inputs of the register of micro-commands and the register of control commands, respectively, the first, second, the third, fourth, fifth, sixth. and seventh outputs of the register of micro-commands are connected respectively to the first output of the block, the second inputs of the first and second elements I, the fourth output of the block, the input of the decoder, the second input of the third And lementa and seventh output unit, and outputs the first, second and third elements and connected respectively to the second, third and sixth outputs of the block. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 4779114, cl. G06P 15/00, 1975. 2. Патент США 3800289, кл. 340-172.5, опублик. 1974 (прото-. тип) ,2. US patent 3,800,289, cl. 340-172.5, published. 1974 (prototype.), /7/ 7 t1.t1. r5 ,r5, ff JLJl -ы t-y t /2./ 2. AA nn S,S, 8eight 2P :S: S m-znm-zn 8mm-{n+i}8mm- {n + i} m-nmn ПP /J/ J tfi.2tfi.2 ЩU 1b ... ж.... well. 10ten 11eleven МM 1212 ЗВZV fSfS 16.sixteen. И I .And i. ЖF
SU813348227A 1981-09-02 1981-09-02 Associative matrix processor SU1005065A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813348227A SU1005065A1 (en) 1981-09-02 1981-09-02 Associative matrix processor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813348227A SU1005065A1 (en) 1981-09-02 1981-09-02 Associative matrix processor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1005065A1 true SU1005065A1 (en) 1983-03-15

Family

ID=20980504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813348227A SU1005065A1 (en) 1981-09-02 1981-09-02 Associative matrix processor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1005065A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3296426A (en) Computing device
US4095283A (en) First in-first out memory array containing special bits for replacement addressing
EP0211565A2 (en) Random access memories
US3094610A (en) Electronic computers
GB1360930A (en) Memory and addressing system therefor
US4755936A (en) Apparatus and method for providing a cache memory unit with a write operation utilizing two system clock cycles
US4138720A (en) Time-shared, multi-phase memory accessing system
US4371949A (en) Time-shared, multi-phase memory accessing system having automatically updatable error logging means
US4174537A (en) Time-shared, multi-phase memory accessing system having automatically updatable error logging means
US3389377A (en) Content addressable memories
US3525081A (en) Auxiliary store access control for a data processing system
US3943347A (en) Data processor reorder random access memory
EP0520425B1 (en) Semiconductor memory device
CA2000145C (en) Data transfer controller
US4020470A (en) Simultaneous addressing of different locations in a storage unit
SU1005065A1 (en) Associative matrix processor
EP0057096A2 (en) Information processing unit
JPH09190378A (en) Memory address control circuit
US3319228A (en) Digital storage register transfer apparatus
US4198699A (en) Mass memory access method and apparatus
CA1183275A (en) Byte addressable memory for variable length instructions and data
US5504913A (en) Queue memory with self-handling addressing and underflow
JP2781550B2 (en) Parallel processing computer
JPH0256048A (en) Data transfer method and data buffer device
JPH10116226A (en) Address array device of semiconductor storage device