SU1324071A1

SU1324071A1 - Ассоциативное оперативное запоминающее устройство

Info

Publication number: SU1324071A1
Application number: SU864029666A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Корнейчук; Марта Зеебауэр; Александр Петрович Марковский; Людмила Алексеевна Иванец; Иван Андреевич Дичка
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1986-02-26
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1987-07-15

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике, в частности к запоминающим устройствам, и может быть использовано в цифровых системах параллельной обработки информации. Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации поиска числа, ближайшего к заданному. Устройство содержит два регистра 1,5 числа, реверсивный счетчик 2, матричный накопитель 4, два дешифратора 3, 15, два коммутатора 6, 14, блок 7 поиска совпаде (Л со ю 4 Фаг шг 2 79 2S 21

Description

НИИ, шифратор 10, pci истр 16 ассоциативных признаков, элемент ИЛИ 28 и элемент задержки 29. Блок 7 поиска совпадений содержит элемент ИЛИ, два элемента задержки и п логических узлов (где п - число разр дов регистра 1 числа), каждый из которых содержит четыре элемента И, два элемента НЕ и три элемента ИЛИ. При записи числа в устройство в чейку накопител 4, определ емую старшим разр дом записываемого через регистр 5 числа, и в разр д, определ емый его младшими разр дами, записываетс единица, а при исключении числа из пам ти - нуль. Осу- шествл етс поиск по совпадению с числом, задаваемым на входах регистра 5, а также поиск числа, ближайшего большего (или меньшего) к заданному числу. В режимах поиска по совпадению и ближайшего большего коммутатор 6 подает на информационные входы блока 7 считанный из на1

Изобретение отЯоситс к вычислительной технике, в частности к запоминаюшим устройствам, и может быть использовано в цифровых системах параллельной обработки информации.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации поиска числа, ближайшего к заданному .

На фиг. 1 представлена функциональна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональна схема блока поиска совпадений .

Устройство содержит первый регистр 1 числа, реверсивный счетчик 2, первый дешифратор 3, матричный накопитель 4, второй регистр 5 числа, первый коммутатор 6, блок 7 поиска совпадений с информационными входами 8i-8п и выходами 9i-9п (где п - число разр дов регистра 1 числа) и шифратор 10. На фиг. 1 обозначены информационные выходы 11 устройства, вхор,ы 12i-12п ассоциативного признака и группа выходов 13i-13« блока 7 поиска совпадений.

Устройство содержит, кроме того, второй коммутатор 14, второй дешифратор 15 и регистр 16 ассоциативных признаков.

На фиг. 1 обозначены также вход 17 начала работы, вход 18 ассоциативного поиска слова, ближайшего к заданному, вход 19 задани вида ассоциативного поиска, выходы 20 и 21 ассоциативного ответа, вход 22 записи данных и вход 23 исключени данных устройства, выходы 24-24 с первого

копител 4 код в пор дке его возрастани , а при поиске ближайшего меньшего - в пор дке убывани . На другие входы блока 7 в таком же пор дке поступает ассоциативный признак, сформированный дешифратором 15 из младших разр дов заданного слова и содержаш.ий только одну единицу. В блоке 7 выполн етс сравнение этих кодов и поиск чейки накопител 4, в соответствуюшем разр де которого записана единица. При этом поисковый сигнал распростран етс по п логическим узлам до того узла, на информационый вход которого подана считанна единица. Счетчик 2 служит дл перебора адресов накопител 4 при поиске. Найденное число формируетс из старших разр дов заданного числа, снимаемых с выходов счетчика 2, и младших разр дов числа, восстанавливаемых шифратором. 10 2 з.п.ф-лы. 2 ил.

по третий блока 7 поиска совпадений и информационные входы 27 устройства.

В состав устройства вход т также элемент ИЛИ 28 и элемент 29 задержки.

Блок 7 поиска совпадений содержит (фиг. 2) логические узлы 30i-ЗОп, элемент ИЛИ 31, а также первый 32 и второй 33 элементы задержки.

Каждый логический узел 30 выполнен в виQ де первого элемента НЕ 34, элементов И 35-37 с первого по третий, первого элемента ИЛИ 38, четвертого элемента И 39, второго элемента НЕ 40, второго 41 и третьего 42 элементов ИЛИ. На фиг. 2 обозначена шина 43 нулевого потенциала.

5 Устройство работает следуюшим образом. Устройство может работать в одном из четырех режимв: записи числа в пам ть, исключени числа из пам ти, поиска числа, совпадаюшего с заданным, и поиска числа,

-. ближайшего (большего или меньшего; к заданному.

В режиме записи записываемое слово через входы 27 (фиг. 1) заноситс в регистр 5, на входы 18 и 22 подаютс потенциалы единичного уровн , а на входы 19 и 23 - ну5 левого. По сигналу начала операции на входе 17 старшие разр ды записываемого слова занос тс в счетчик 2 и далее, де- шифриру сь дешифратором 3, поступают на входы накопител 4; младшие разр ды записываемого слова дешифрируютс дешифра0 тором- 15 и фиксируютс на регистре 16. Сигналом с выхода элемента 29 задержки

инициируетс считывание на информационные шины накопител 4 слова, адрес которого соответствует старшим разр дам записываемого слова. Считанное таким образом п-разр дное слово фиксируетс на регистре 1. Под управлением единичного потенциала на входе 18 коммутаторы 6 и 14 формируют на своих выходах коды, идентичные содержимому соответственно регистров 1и

16, а i-e выходы коммутаторов 6 и 14 (,п) коммутируютс сигналы с первых из i-x пар входов коммутаторов 6 и 14, которые поступают через входы соответственно 8:-п и 13|-и на блок 7. По входам 13i - 13п на блок 7 подаетс код, содержащий только одну единицу, расположенную, например, в

10

дел емой старшими разр дами исключаемого слова, в разр де, определ емом его младшими разр дами, фиксируетс «О, свиде- тельствуюш,ий об отсутствии указанного слова в пам ти.

В режиме поиска по совпадению заданное число по входам 27 записываетс в регистр 5. На входы 19, 22 и 23 подаютс сигналы нулевого уровн , а на вход 18 - потенциал единичного уровн . На блок 7 аналогично описанному по входам 8i-8п и 13i - 13п подаютс коды, хран щиес соответственно на регистрах 1 и 16. Пусть например , I - номер входа 13, по которому подаетс единица. Тогда на выходах

F-M разр де (Еб(1, п)). Тогда на выходе 9к(к${1,п}, ) формируетс нуль, так как 12j формируетс единица (на входы элемента И 39 узла ЗОе подаютс обе единицы, соответственно на выходах элементов И 39 и ИЛИ 42 узла 30f формируетс «1, поступающа на выход 12г). На остальных выходах 12 формируетс код, идентичный поступающему по входам 8i-8п) в каждом соответствующем узле 30 элемент И 39 закрыт нулевым потенциалом по входу 13, а элемент И 35 открыт единичным сигналом дл прохождени сигнала с входа 8, следовательно, на выходе элементов И 35, ИЛИ 42 и соответствующем выходе 12 формируетс сигнал, идентичный подаваемому на вход 8). С выхода 26 снимаетс по прошествии времени, необходимого дл формировани сигналов на выходах 12 блока 7 определ емого элементом 32 задержки, сигнал, по которому код с входов 12 переписываетс на регистр 1, а через врем , определ емое элементом 33 задержки, на выходе 25 формируетс сигнал, по которому содержимое регистра 1 переписываетс в чейку накопител 4, определ емую старшим разр дом записываемого в устройство слова. Таким образом, в чейке, определ емой старшими разр дами записываемого слова, в разр де, опрена выходах элементов И 37 всех узлов 30 формируютс потенциалы нулевого уровн , поскольку нуль подаетс на вход 19, следовательно , на выходах всех элементов ИЛИ 38 узлов 30k формируютс нулевые потенциа20 лы, которыми устанавливаютс в «О выходы соответствующих элементов И 36. На выходе 9{ блока 7 формируетс сигнал, идентичный поступающему на вход 8j (элемент ,ИЛИ 38 узла 30{ формирует на своем

25 выходе единицу, поскольку единица пришла на его вход 13,, следовательно, он открыт дл прохождени сигнала с входа 8f). Соответственно , единичный потенциал формируетс и на выходе 21, есди на вход 8 поступает единица (т.е. слово, идентичное

30 записанному на регистре 5, хранитс в устройстве ). В противном случае на выходе 21 формируетс нуль, свидетельствующий о том, что заданное слово не хранитс в устройстве. В режиме ближайшего большего заданное слово заноситс в регистр 5, на

35 входы 18 и 19 подаетс сигнал единичного уровн , а на входы 22 и 23 - нулевого. На блок 7 по входам 8i-8л и 13i-13п подаютс коды, хран щиес на регистрах соответственно 1 и 16. На выходах 9г ()

дел емом младшими разр дами записывае-формируютс потенциалы нулевого уровн

МПГППППДЯ Жн Т РНПЛ/РТРС л-1 v fRLT ПРТР .- 4U „„,, ,,«,, ,,« r..r гт л-i, ттл.,,1тг.. ТЛ П1Л Qft I/

мого слова, фиксируетс «1, свидетельствующа о наличии этого слова в пам ти.

В режиме исключени слова из пам ти на входы 22 и 19 подаетс потенциал нулевого уровн , а на входы 18 и 23 - единичного . Устройство функционирует в указанном режиме аналогично описанному дл режима записи, с тем исключением, что на выходе 12 блока 7 всегда формируетс нулевой сигнал (элемент И 39 узла 30 закрыт нулевым потенциалом по входу 22, элемент И 35 закрыт нулевым потенциалом с выхода элемента НЕ 40, следовательно, на выходах элементов И 39 и 35, ИЛИ 42 формируетс нулевой сигнал, который передаетс на выход 12(). На остальных выходах 12 формируетс код, идентичный подаваемому на входы Si-n, запись скорректированного таким o6pa3PN слова осуществл етс аналогично описаинс-чу. Таким образом, в чейке, опре45

50

55

так как на выходах элементов ИЛИ 38, И 37 соответствующих узлов ЗОг формируетс потенциал нулевого уровн . На выходе 9i единичный сигнал формируетс только в том случае, если на вход 8 по дан сигнал единичного потенциала, т.е. если в устройстве хранитс число, совпадающее с заданным, которое и вл етс ближай шим большим, код его формируетс на вы ходе 11 устройства, а сигнал на вы.чоде 21 свидетельствует о том, что ближайщее слово найдено. Если на вход 8е подаетс нулевой потенциал (заданное слово не хра нитс в устройстве), то на выходах эле мента и 37 и ИЛИ 38 узла ЗОе формируетс единичный сигнал, который передаетс на вход элемента ИЛИ 38 последующего узла . Если на вход 8e подаетс сигнал нулевого уровн , то единичный сигнал формиру етс на выходе элемента И 37 узла 30p,i и

9к(к${1,п}, ) формируетс нуль, так как

на выходах элементов И 37 всех узлов 30 формируютс потенциалы нулевого уровн , поскольку нуль подаетс на вход 19, следовательно , на выходах всех элементов ИЛИ 38 узлов 30k формируютс нулевые потенциа20 лы, которыми устанавливаютс в «О выходы соответствующих элементов И 36. На выходе 9{ блока 7 формируетс сигнал, идентичный поступающему на вход 8j (элемент ,ИЛИ 38 узла 30{ формирует на своем

формируютс потенциалы нулевого уровн

U „„,, ,,«,, ,,« r..r гт л-i, ттл.,,1тг.. ТЛ П1Л Qft I/

5

0

5

так как на выходах элементов ИЛИ 38, И 37 соответствующих узлов ЗОг формируетс потенциал нулевого уровн . На выходе 9i единичный сигнал формируетс только в том случае, если на вход 8 подан сигнал единичного потенциала, т.е. если в устройстве хранитс число, совпадающее с заданным, которое и вл етс ближайшим большим, код его формируетс на выходе 11 устройства, а сигнал на вы.чоде 21 свидетельствует о том, что ближайщее слово найдено. Если на вход 8е подаетс нулевой потенциал (заданное слово не хранитс в устройстве), то на выходах элемента и 37 и ИЛИ 38 узла ЗОе формируетс единичный сигнал, который передаетс на вход элемента ИЛИ 38 последующего узла . Если на вход 8e подаетс сигнал нулевого уровн , то единичный сигнал формируетс на выходе элемента И 37 узла 30p,i и

поступает на вход элемента ИЛИ 38 узла

.

Таким образом, сформированный на выходе элемента И 37 узла ЗОе сигнал передаетс через последующее логические узлы 30, если на их входы 8 будут подаватьс сигналы нулевого потенциала. При поступлении сигнала на вход элемента ИЛИ 38 узла 30, на вход 8 которого поступает единица , формируетс сигнал единичного уров23 и 18 - нулевого. Соответственно коммутаторы 6 и 14 коммутируют на свои i-e выходы сигналы, подаваемые на их соответствующие четные входы, т.е. на выходе коммутатора 6 формируетс код, i-й разр д которого соответствует (п-1+1)-му разр ду регистра 1, а на выходе коммутатора 14 формируетс код, i-й разр д которого соответствует (п-1+1)-му разр ду регистра 16. Таким образом, коммутаторы 6 и 14 прен на выходе элемента И 36 и на соответ-Ю образуют поступающие с регистров слова так,

етвующем выходе 9, а на выходе элементачто младщие и старщие разр ды мен ютс

И 37 остаетс нулевой потенциал, т.е. пере-местами. Соответственно, при поиске ближайдача сигнала поиска через узлы 30 прекра-щего меньщего числа перенос с выхода элещаетс . Единица, поступающа в рассмат-мента И 37 узла 30 распростран етс в

риваемом случае на вход 8, соответствуетсторону, соответствующую младщим разр числу ближайщему большему заданного. ЕС- дом. Процедура поиска аналогична описанли на все входы 8i-n поступают сигналы нулевого уровн , что соответствует отсутствию чисел больщих заданного и отличающихс от заданного только младшими разр дами.

НОИ, за исключением того, что при про влении сигнала на выходе 24 содержимое счетчика 2 уменьшаетс на единицу.

В режимах поиска сигналы с выходов

то сигнал на выходе элемента И 37 узла ЗОи 20 25 и 26 блока 7 не генерируютс , а поэтому поступает на выход 24 блока 7, увеличи- запись в регистре 1 по входам 12 не произ- вает на единицу содержимое счетчика 2 и, водитс , пройд через элемент ИЛИ 28 и элемент 29 задержки, инициирует считывание из накопител 4 числа, старщие разр ды которого на единицу больше старших разр дов задан- кого числа. Одновременно сигнал с выхода 24 устанавливает все разр ды регистра 16 в нуль. Коды с регистров 1 и 16 через коммутаторы 6 и 14 поступают на входы соответственно 8i-8п и 13i - 13п блока 7, причем единица подаетс по входу 13i. В этом случае процесс прохождени сигнала поиска через узлы 30 начинаетс с узла 30i и продолжаетс до тех пор, пока не будет найден узел 30, на вход 8 которого поступает единица. Если такой узел 30 не найден, то вновь формируетс сигнал на выходе 24 и описанный процесс повтор етс дл следующего адреса. Если в устройстве нет чисел, больших заданного, то счет30

35

Claims

Формула изобретени

1. Ассоциативное оперативное запоминающее устройство, содержащее матричный накопитель, два дешифратора, два регистра числа и элемент ИЛИ, причем выходы первого дешифратора подключены к адресным входам матричного накопител , информационные входы и выходы которого соединены с одними из информационных выходов и входов первого регистра числа, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей устройства за счет реализации поиска числа, ближайшего к заданному, в него введены реверсивный счетчик, регистр ассоциативных признаков , коммутаторы, шифратор, блок поиска совпадений и элемент задержки, причем

чик 2 формирует сигнал переполнени на

другие информационные выходы с первого

выходе 20, свидетельствующий об отсутствии 40 по п-й первого регистра числа подключены искомого числа в устройстве, т.е. об отри- к нечетным информационным входам перво- цательном результате поиска, при этом на го коммутатора, четные информационные выходе устанавливаетс сигнал нулевого входы которого соединены с другими инфор- уровн . Если на каком-либо из этапов опи-мационными выходами с п-го по первый персанного процесса поиска будет найден узел вого регистра числа, выходы первого комму- 30, на вход которого 8 подаетс единичный татора подключены к информационным вхо- потенциал, процесс поиска прекращаетс , дам блока поиска совпадений, информационные выходы которого соединены с входами шифратора, а входы ассоциативных признаков - с выходами второго коммутатора , нечетные информационные входы которого подключены к выходам с первого по п-й, а четные информационные входы - к выходам с п-го по первый регистра ассоциативных признаков, информационные входы которого соединены с выходами второго 55 дешифратора, входы которого подключены к выходам младших разр дов второго регистра числа, выходы старших разр дов которого соединены с информационными вхотак как блокируетс выдача сигнала элементом И 37, и формируетс единичный сигнал на соответствующем выходе 9 и на выходе 21. Код на выходах 9i-9п шифруетс шифратором 10 и поступает на младшие разр ды выходов 11, на старших разр дов которых присутствует код счетчика 2, т.е. код старших разр дов числа, ближайщего к заданному.

В режиме поиска чисЛа, ближайшего меньшего к заданному, на вход 19 подаетс сигнал елиничного уровн , а на входы 22,

50

23 и 18 - нулевого. Соответственно коммутаторы 6 и 14 коммутируют на свои i-e выходы сигналы, подаваемые на их соответствующие четные входы, т.е. на выходе коммутатора 6 формируетс код, i-й разр д которого соответствует (п-1+1)-му разр ду регистра 1, а на выходе коммутатора 14 формируетс код, i-й разр д которого соответствует (п-1+1)-му разр ду регистра 16. Таким образом, коммутаторы 6 и 14 преобразуют поступающие с регистров слова так,

20 25 и 26 блока 7 не генерируютс , а поэтому запись в регистре 1 по входам 12 не произ- водитс ,

30

35

Формула изобретени

1. Ассоциативное оперативное запоминающее устройство, содержащее матричный накопитель, два дешифратора, два регистра числа и элемент ИЛИ, причем выходы первого дешифратора подключены к адресным входам матричного накопител , информационные входы и выходы которого соединены с одними из информационных выходов и входов первого регистра числа, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей устройства за счет реализации поиска числа, ближайшего к заданному, в него введены реверсивный счетчик, регистр ассоциативных признаков , коммутаторы, шифратор, блок поиска совпадений и элемент задержки, причем

дами реверсивного счетчика, выходы разр дов которого подключены к входам первого дешифратора, группа выходов блока поиска совпадений соединена с другими информационными входами первого регистра числа, первый выход блока поиска совпадений соединен со счетным входом реверсивного счетчика , первым входом элемента ИЛИ и входом установки в «О регистра ассоциативных признаков, а второй и третий выходы блока поиска совпадений - соответственно с входами записи матричного накопител и первого регистра числа, входы чтени которых подключены к выходу элемента задержки, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход котородом разрешени записи блока, вторым входом разрешени записи которого вл етс второй вход элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки , выход которого подключен к входу вто5 рого элемента задержки, третий и четвертый выходы каждого предыдушего логического узла подключены соответственно к четвертому и п тому входам последующего логического узла, четвертый и п тый входы

10 первого логического узла соединены с шиной нулевого потенциала, третий выход п-го логического узла, выходы второго и первого элементов задержки и четвертый выход п-го логического узла вл ютс выходами с первого по четвертый блока, шестые входы

го, вход запуска реверсивного счетчика и 15 логических узлов объединены и вл ютс

вход опроса регистра ассоциативных признаков объединены и вл ютс входом начала работы устройства, управл ющие входы коммутаторов и вход управлени реверсом

входом опроса блока.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес тем, что каждый логический узел содержит четыре элемента И, три элемента ИЛИ

реверсивного счетчика объединены и вл - 20 Д элемента НЕ, причем вход первого элеютс входом ассоциативного поиска слова, ближайшего к заданному, устройства, входами записи и исключени данных которого вл ютс первый и второй входы разрешени записи блока поиска совпадений.

мента НЕ и первые входы первого и второго элементов И объединены и вл ютс первым входом логического узла, выход первого элемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, выход первого

вход опроса и четвертый выход которого 25 элемента ИЛИ подключен к вторым входам

второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента НЕ подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соеди вл ютс входом задани вида ассоциативного поиска и одним из выходов ассоциативного ответа устройства, другим выходом ассоциативного ответа которого вл етс выход переполнени реверсивного счетчика.

выходы разр дов которого, выходы шифра- 30 нен с первым входом третьего элемента

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, первый вход которого, вход второго элемента НЕ и первый вход первого элемента ИЛИ объединены и вл ютс вторым входом логического узла, второй вход четвертого элемента И, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ и третий вход второго элемента И вл ютс соответственно входами с третьего по шестой логического узла, выходы третьего

тора и входы второго регистра числа вл ютс соответственно информационными выходами и входами устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что блок поиска совпадений содержит элемент ИЛИ, два элемента задержки и п ло- гических узлов, первые входы и выходы которых вл ютс соответственно информационными входами и выходами блока, а вторые входы и выходы - соответственно
ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, первый вход которого, вход второго элемента НЕ и первый вход первого элемента ИЛИ объединены и вл ютс вторым входом логического узла, второй вход четвертого элемента И, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ и третий вход второго элемента И вл ютс соответственно входами с третьего по шестой логического узла, выходы третьего

входами ассоциативнь1х признаков и груп-40 элемента ИЛИ, третьего элемента И и втопой выходов блока, причем третьи входырого элемента ИЛИ вл ютс соответстлогических узлов и первый вход элементавенно выходами с второго по четвертый

ИЛИ объединены и вл ютс первым вхо-логического узла.

дом разрешени записи блока, вторым входом разрешени записи которого вл етс второй вход элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки , выход которого подключен к входу второго элемента задержки, третий и четвертый выходы каждого предыдушего логического узла подключены соответственно к четвертому и п тому входам последующего логического узла, четвертый и п тый входы

первого логического узла соединены с шиной нулевого потенциала, третий выход п-го логического узла, выходы второго и первого элементов задержки и четвертый выход п-го логического узла вл ютс выходами с первого по четвертый блока, шестые входы

логических узлов объединены и вл ютс

входом опроса блока.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес тем, что каждый логический узел содержит четыре элемента И, три элемента ИЛИ
Д элемента НЕ, причем вход первого эле Д элемента НЕ, причем вход первого элемента НЕ и первые входы первого и второго элементов И объединены и вл ютс первым входом логического узла, выход первого элемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, выход первого

элемента ИЛИ подключен к вторым входам

нен с первым входом третьего элемента

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, первый вход которого, вход второго элемента НЕ и первый вход первого элемента ИЛИ объединены и вл ютс вторым входом логического узла, второй вход четвертого элемента И, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ и третий вход второго элемента И вл ютс соответственно входами с третьего по шестой логического узла, выходы третьего

Ч) ID CMQ |

.0

Nj

cvi -i;

t