SU1451726A1 - Универсальный ассоциативный модуль - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах и системах, системах распознавани  образов и т.п. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет введени  режимов Поиск наибольшего-наименьшего, Поиск ближайшего большего-меньшего, Поиск ближайшего большего-меньшего по интервалу и сокращение аппаратных затрат. Указанна  цель достигаетс  тем, что в универсальный ассоциативный модуль, содержащий первый блок 9 ассоциативной пам ти, первый регистр 8 отклика, регистр 2 признака , введены второй блок 10 ассоциативной пам ти, два счетчика-вычита- тел  5,15, два элемента И-НЕ 3,6, второй регистр 11 отклика, два элемента ШЕИ-НЕ 7,12, элемент ИЛИ 14, блок 13 управлени  и счетчик 4. 1 3.п. ф-лы,2 ил. С/)

Description

/ Ассоц, признак

:л

SD

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах и системах, системах распознавани  образов, а также, других устройствах обработки цифровой информации.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных в озможностей за счет введени  режимов Поиск наибольшего-наименьшего,Поиск ближайшего большего-меньшего и Поиск большего-меньшего по интервалу и сокращение аппаратных затрат путем реализации указанных операций в едином аппаратном модуле.

На фиг. 1 представлена структурна  схем а универсального ассоциативного модул ; на фиг. 2 - структурна  схема блока управлени  операци ми.

Универсальный ассоциативный модуль содержит вход 1 дл  записи ассоциативного признака в регистр 2 (фиг.1), элемент И-НЕ 3, счетчик 4, счетчик- вычитатель 5, элемент И-НЕ 6, элемент ЙЛИ-НЕ 7, регистр 8 отклика, блоки 9 и 10 ассоциативной пам ти ЗУ, регистр 11 отклика, элемент ИЛИ-НЕ 12, блок 13 управлени , элемент ИЛИ 14, счетчик-вычитатель 15, второй информационный вход 16 дл  записи числаЕ, первый вход 17 дл  операции Поиск ближайшего большего, второй вход 18 дл  операции Поиск наименьшего, Поиск ближайшего большего и Поиск ближайшего (большего) по интервалу, третий вход 19 подачи кода операции, первый выход 20 сигнала операции Поиск наименьшего дл  установки счетчика 4 в О, второй выход 21 дл  подачи импульсов счета на счетчик , третий выход 22 дл  подачи сигнала Занесение в счетчики, четвертый выход 23 дл  подачи импульсов счета на счетчик-вычитатель 5, п тый выход.24 сигнала операции Поиск наибольшего , четвертый вход 25 дл  управлени  операци ми Поиск наибольшего , Поиск ближайшего меньшего, Поиск ближайшего (меньшего) по интервалу , п тый вход 26 дл  управлени  операцией Поиск ближайшего меньшего , шестой выход 27 дл  подачи импульсов счета на третий счетчик, шестой вход 28 дл  управлени  операци ми поиска по интервалу (Поиск ближайшего на интервале С, Поиск ближайшего большего на интервале Е. ,

Поиск ближайшего меньшего на интервале ) .

Блок 13 управлени  (фиг.2) содержит элементы ИЛИ 29-31, элементы И 32-39, генератор 40 тактовых импульсов , элемент И 41, элементы ИЛИ 42- 43, дешифратор 44 кода операции и выходы 45-51 дешифратора .44.

Устройство работает следующим образом .

Исходное состо ние блоко устройства при выполнении всех операций:

в оба блока 9 и 10 ассоциативной пам ти записаны одинаковые массивы информации;

регистр 2, счетчик 4, счетчики- вычислители 5 и 15 сброшены в

регистры 8 и 11 отклика сброшены в О.

Значение кода операции (КОП), ассоциативного признака () и значение интервала поиска дл  операций Поиск ближайшего большего (меньшего ) , ближайшего по интервалу подаютс  одновременно в дешифратор 44 регистр 2 и счетчик-вычислитель 15 соответственно. Дальнейша  работа устройства происходит в зависимости от кода операции.

Операци  Поиск наименьшего. При этой операции (, , 0) возбуждаетс  выход 45 дешифратора 44. Сигнал с этого выхода подаетс  на вход элемента ИЛИ 42, на сброс счетчика 4 в О и на вход элмента И 32. Единичный сигнал со схемы ИЛИ 42 разрешает подачу тактовых импульсов с генератора 40 через схему И 41 на второй вход схемы И 32, а также производит копирование в счетчик 4 и счетчик-вычитатель 5 информации из регистра 2. Поскольку при выполнении данной операции регистр 2 обнулен, то счетчик 4 также будет в состо нии О. Следовательн с выходов схемы дешифратора 44 и элмента ИЛИ-НЕ 7 будут сниматьс  единичные значени  сигналов. С выхода элемента И 32 через элемент ИЛИ 29 начнут проходить тактовые импульсы на счетный вход счетчика 4, Содержимое этого счетчика начнет измен тьс  от нулевого значени  в сторону возрастани . При первом совпадении содержимого счетчика 4 с содержимым хот  бы одной  чейки ассоциативного запоминающего устройства 9 в регист 8 отклика заноситс  единица и на

ходе эпемента ИЛН-НК 7 устанавливаетс  О, что приводит к прекращеню работы счетчика 4, так как элемент И 32 закроетс . В результате в счетчике 4 будет зафиксировано наименьшее значение числа из того массива чисел, которые хран тс  в ассоциативной пам ти 9.

Операци  Поиск ближайшего большего к заданному числу.

Дл  этом операции ( , , ) возбуждаетс  выход 46 дешифратора 44. Сигнал с этого выхода поступает на вход элемента ИЛИ 42 и на вход элемента И 33. Единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 42 разрешает подачу импульсов с генератора 40 тактовых импульсов на второй вход элемента И 32 и на копирование содержимого регистра 2 в счетчик 4 и счетчик-вычислитель 5. Импульсы счета с выхода элемента ИЛИ 29, сформированные по сигналам 1 на входе 18 и на выходе 46 дешифратора 44, поступают на счетный вход счетчика 4 до тех пор, пока очередное значение счетчика 4 не совпадет хот  бы с одним из значений содержимого ассоциа- уивной пам ти 9 или счетчик не будет полностью заполнен. В первом случае произойдет установка в О выхода элемента ИЛИ-НЕ 7 и прекращение работы счетчика 4. Во втором случае произойдет установка в О элемента И-НЕ 3 с последующим прекращением работы счетчика.

В результате в ассоциативной пам ти 9 и счетчике 4 будет зафиксировано ближайшее большее к заданному числу X. В дальнейшем оно может быть обработано известным пор дком.

Операци  Поиск наибольшего в массиве чисел ( ).

Эта операци  выполн етс  аналогично операции Поиск наименьшего. При подаче на вход дешифратора возбуждаетс  его выход 47, по единичному сигналу с которого разрешаетс  подача тактовых импульсов с генератора 40 за счет 1 с элемента ИЛИ 42, а также занесение в счетчик 4 и счетчик-вычитатель 5 содержимого регистра 2. Но поскольку дл  данной операции , то по этому импульсу в счетчики также занос тс  нули, однако по единичному сигналу с выхода 24 счетчик 5 уставнавливаетс  в единичное состо ние (т.е. все его раз726

р ды устанавливаютс  в 1). Импульсы с генератора 40 через элемент И 41 поступают на элемент И 35, на всех входах которого установлены разрешающие единичные сигналы с выходов дешифратора 44 и элемента ИЛИ- НЕ 12. С выхода элемента И 35 через элемент ИЛИ 30 импульсы поступают 0 на вычитающий вход счетчика-вычита- тел  5, состо ние которого с каждым импульсом уменьшаетс  на единицу. Так происходит до тех пор, пока в ассоциативной пам ти 10 не произойдет 5 совпадение содержимого счетчика-вы- читател  5,  вл ющегос  признаком ассоциативного поиска, хот  бы с одной  чейкой ассоциативной пам ти 10. Как только это случитс , с Q регистра 11 поступит хот  бы одна единица в элемент ИЛИ-НЕ 12, что приведет к запрету прохождени  импульсов через элемент И 35. Это означает , что найдено наибольшее из чи- 5 сел, хран щихс  в АЗУ.

Операци  Поиск ближайшего меньшего к заданному числу (, , ).

Эта операци  выполн етс  аналогич- 0 но операции Поиск ближайшего большет го. При этом возб ткдаетс  выход 48 дешифратора 44, что разрешает за счет 1 с выхода элемента ИЛИ 42 прохождение импульсов с генератора 40 через элемент И 41, а также копирование содержимого регистра 2 в счетчик . 4 и счетчик-вычитатель 5. Импульсы счета с выхода элемента ИЛИ 30 поступают на вычитающий вход счетчика- вычитател  5. Это происходит до тех пор, пока очередное значение счетчика-вычитател  5 не совпадет с одним из значений из ассоциативной пам ти 10 или счетчик не достигнет нулевого значени . В первом случае произойдет установка в О выхода элемента ИЛИ-НЕ 12 и прекращение работы счетчика-вычитател  5. Во втором случае произойдет установка в О элемента И-НЕ 6 с последующим прекращением работы счетчика-вычитател  5.

35

50

В результате в ассоциативной пам ти 10 и в счетчике-вычитателе 5 будет зафиксировано ближайшее меньшее к заданному числу X. В дальнейшем оно может быть обработано известным пор дком.

Операци  Поиск ближайшего большего по интервалу (КОП 101, , ).,

При выполнении эгой операции возбуждаетс  выход 49 дешифратора 44. При этом единичный сигнал с выхода дешифратора через элементы ИЖ 42 и 43 разрешает выдачу импульсов с генератора 40 через элемента И 41, а также обеспечивает подачу 1 на вход элемента И 38 соответственно. Импульсы с выхода элемента И 41 подаютс  на входы элемента И 34 и элеции на вход дешифратора 44 возбуждаетс  его выход 50. Точно так же единичное значение сигнала с его выхода разрешает прохождение импульсов че рез элемент И 37, элемент И 41 и элемент И 38 и происходит копирование значений X, Y в счетчик 5 и счетчики- вычитатели 5 и 15. Аналогично так

10 же осуществл етс  цикл обработки значени  Y в счетчике-вычитателе 15, т.е. импульсы на него подаютс  с выхода элемента ИЛИ 31 до тех пор, пока он не обнулитс  и нулевые сиг20

мента И 32. Поскольку дл  данной one- 15 налы с его пр мых выходов не закроют рации значение , т.е. в счетчике- элементы 37 и 38. вычитателе 15 хранитс  значение, не равное нулю, то с выхода элемента ИЛИ 14 будет сниматьс  единичный сигнал до тех пор, пока счетчик-вычита- тель 15 не обнулитс  и на всех его пр мых выходах не по в тс  нули. В этом случае прекратитс  прохождение импульсов через элементы 38 и 31 и счетчик 15 прекратит работу. Элемент И 34 пропускает импульсы через элемент ИЛИ 29 на счетный вход счетчика 4 до тех пор, пока не будет найдено ближайшее большее к заданному числу X в пределах диапазона или не будет достигнута граница этого диапазо35

40

45

на. В первом случае по наличию 1 хот  бы в одном разр де регистра 8 по витс  О, на выходе элемента ИЛИ- НЕ 7, запрещающий прохождение импульсов через элемент И 34. Это означает, что ближайшее большее-в заданном интервале найдено. Во втором случае по достижении границы диапазона Y счетчик-вычитатель 15 обнулитс  и нулевой , сигнал с выхода элемента ИЛИ 14 запретит прохождение импульсов через элемент И 34. Это означает, что достигнута граница диапазона поиска и операци  завершена. Если при этом в заданном интервале не оказалось ни одного числа, ближайшего большего к заданному числу X, то на этот факт указывает единичное значение сигнала на выходе элемента ШШ-НЕ 7.

Сигнал с выхода 22 обеспечивает копирование исходных значений в счетчике 4 и счетчиках-вычитател х 5

и 15.

Операци  Поиск ближайшего меньше- gg го по интервалу (, , Y) .

Эта операци  выполн етс  аналогично предыдущей. При подаче кода операРазница- состоит в том, что импульсы счета с выхода 23 элемента ИЛИ 30 поступают на счетчик-вычитатель, вследствие чего производитс  поиск по совпадению в ассоциативной пам ти 10 уменьшающихс  с каждым импульсом счета значений X. Это происходит до наступлени  одного из двух событий:

25 либо будет найдено искомое значение, либо будет достигнута граница интервала поиска. В первом случае произой дут установка в О выхода элемента ИЛИ-НЕ 12 и прекращение прохожде30 ни  импульсов через элемент И 37 с остановкой счетчика-вычитател  5. Во втором случае произойдут установка в О выхода 28 элемента ШШ 14 и прекращение прохождени  импульсов че рез элемент И 37 с остановкой счетчика . Факт отсутстви  в заданном интервале ближайшего меньшего определ етс  по единичному значению сигнала на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12. Операци  Поиск ближайшего по ин50

тервалу (КОП 111, , Y).

При выполнении этой операции долж но быть найдено число, ближайшего к заданному числу X в пределах диапазона Х±,

При подаче кода операции на вход дешифратора 44 возбуждаетс  его выход 51. При этом аналогично как в предыдущем случае происходит формир вание серии импульсов на выходе эле мента И 41, которые подаютс  на вхо элемента И 39. На остальные четыре входа элемента И 39 подаютс  единич ные сигналы с выходов элементов ИЛИ НЕ 7 и 12, с выхода 51 дешифратора и с выхода элемента ИЛИ 14 единица на выходе элемента ИЛИ 14 устанавли ваетс  с занесением в счетчик-вычитатель 15 значени , отличного от ну

451726

ции на вход дешифратора 44 возбуждаетс  его выход 50. Точно так же единичное значение сигнала с его выхода разрешает прохождение импульсов че рез элемент И 37, элемент И 41 и элемент И 38 и происходит копирование значений X, Y в счетчик 5 и счетчики- вычитатели 5 и 15. Аналогично так

10 же осуществл етс  цикл обработки значени  Y в счетчике-вычитателе 15, т.е. импульсы на него подаютс  с выхода элемента ИЛИ 31 до тех пор, пока он не обнулитс  и нулевые сиг0

5 налы с его пр мых выходов не закроют элементы 37 и 38.

5

0

45

gg

Разница- состоит в том, что импульсы счета с выхода 23 элемента ИЛИ 30 поступают на счетчик-вычитатель, вследствие чего производитс  поиск по совпадению в ассоциативной пам ти 10 уменьшающихс  с каждым импульсом счета значений X. Это происходит до наступлени  одного из двух событий:

5 либо будет найдено искомое значение, либо будет достигнута граница интервала поиска. В первом случае произойдут установка в О выхода элемента ИЛИ-НЕ 12 и прекращение прохожде0 ни  импульсов через элемент И 37 с остановкой счетчика-вычитател  5. Во втором случае произойдут установка в О выхода 28 элемента ШШ 14 и прекращение прохождени  импульсов через элемент И 37 с остановкой счетчика . Факт отсутстви  в заданном интервале ближайшего меньшего определ етс  по единичному значению сигнала на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12. Операци  Поиск ближайшего по ин50

тервалу (КОП 111, , Y).

При выполнении этой операции должно быть найдено число, ближайшего к заданному числу X в пределах диапазона Х±,

При подаче кода операции на вход дешифратора 44 возбуждаетс  его выход 51. При этом аналогично как в предыдущем случае происходит формирование серии импульсов на выходе элемента И 41, которые подаютс  на вход элемента И 39. На остальные четыре входа элемента И 39 подаютс  единичные сигналы с выходов элементов ИЛИ- НЕ 7 и 12, с выхода 51 дешифратора и с выхода элемента ИЛИ 14 единица на выходе элемента ИЛИ 14 устанавливаетс  с занесением в счетчик-вычитатель 15 значени , отличного от нул ). Таким образом, импульсы с выхода элемента И 39 поступают одновременно на счетный вход счетчика 4 и вычитающий вход счетчиков-вычитате- лей 5 и 15. В счетчике 4 и счетчи- ке-вычитателе 5 начинаетс  выработка значений, соответственно возрастающи и уменьшающихс  относительно начального значени  X. В счетчике-вычита- теле 15 происходит выработка уменьшающегос  до нул  значени , отсчитывающего интервал поиска Y. При достижении счетчиком-вычитателем 15 значени , равного нулю, происходит завершение операции путем обнулени  входа элемента И 39, св занного с выходом элемента ИЛИ 14. Если к этому моменту не произошло ни одного совпадени  ассоциативной пам ти 9 и 10 с содержимым счетчика 4 и счет- чика-вычитател  5, то этом состо ние будет зафиксировано единичными значени ми выходов элементов ИЛИ-НЕ 7 и 12. В противном случае элемент И 39 закроетс  нулевым сигналом по входу 18 и/или 25, что означает обнаружение ближайшего к заданному числу X на интервале . Копирование X в счетчик 4 и счетчик-вычитатель 5 как и ранее производитс  сигналом с выхода 22 блока 13.

Claims (2)

1. Универсальный ассоциативньш модуль , содержащий первый блок ассоциативной пам ти, первый регистр отклика , регистр признака, информационный вход которого  вл етс  первым информационным входом устройства, выход совпадени  первого блока ассоциативной пам ти соединен с информационньм входом первого регистра отклика, о т- личающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет введени  режимов Поиск наибольшего-наименьшего, Поиск ближайшего большего-меньшего Поиск ближайшего большего-меньшего по интервалу и сокращени  аппаратных затрат, Б него введены второй блок ассоциативной пам ти, два счетчик а-вычитател , два элемента И-НЕ, второй регистр отклика, два элемен- уа ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, блок управ- лени  и счетчик, разр ды выхода которого соединены с разр дами входа поиска по совпадению первого блока

5 5 о

5

0

5

0

5

ассоциативной пам ти и с входами первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первьм входом блока управлени , первый выход которого соединен с входом сброса счетчика, выход регистра признака соединен с информационным входом счетчика и первого счетчика-вычитател , пр мой выход которого соединен с входом поиска по совпадению второго блока ассоциативной пам ти, выход совпадени  которого соединен с информационным входом второго регистра отклика, разр ды выхода которого соединены с входами второго элемента ИЛИ-НЕ, разр ды выхода первого регистра отклика соединены с входами первого элемента ЕГШ-НЕ соответственно, выход которого соединен с вторым входом блока управлени , третий вход которого соединен с входом задани  режима устройства , второй информационный вход которого соединен с информационным входом второго счетчика-вычитател , выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с четвертым входом блока управлени , второй выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход которого соединен с входом записи второго счетчика-вычитател , третьим выходою блока управлени , входом записи первого счетчика-вычислител , разр ды инверсного выхода которого соединены с входами второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с п тым входом блока управлени , четвертый выход которого соединен с вычитающим входом первого счетчика-вычитател , вход установки в 1 которого соединен с п тым выходом блока управлени , шестой выход которого соединен с вычитающим входом второго счетчика-вычитател , разр ды информационного выхода которого соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с шестым входом блока управлени .

2. Модуль по п. 1, отличающийс  тем, что блок управлени  содержит дешифратор, дев ть элементов И, п ть элементов ИЛИ и генератор импульсов, первый вход блока соединен с первым входом первого элемента И, второй вход блока соединен первыми входами второго, третьего и восьмого элементов И и вторым входом первого элемента И, третий вход блока соединен с адресньгм входом дешифратора , первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, первым входом первого элемента ИЛИ и первьм выходом блока, второй выход дешифратора соединен с вто- рым входом первого элемента ИЛИ и третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым выходом блока, третий выход дешифратора со- единен с первым входом четвертого элемента И, п тым управл ющим выходом блока и третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соеди- нен с третьим выходом блока и первым входом дев того элемента И, выход которого соединен с первым входом п того , шестого и седьмого элементов И., вторыми входами третьего, четверто- го и восьмого элементов И, третьим входом второго элемента И и четвертым входом первого элемента И, четвертый выход дешифратора соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом п того элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым выходом устройства, п тый выход дешифратора соединен с п тым входом первого элемента ИЛИ, третьим входов третьего элемента И и первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом п того элемента ШШ, выход которого соединен с шестым выходом блока, шестой выход дешифратора соединен с шестым входом первого элемента ИЛИ, вторым входом шестого элемента И и вторым входом четвертого элемента ИЛИ, седьмой выход дешифратора соединен с седьмым входом первого элемента ИЛИ и третьим входом восьмого элемента И, выход генератора импульсов соединен с вторым входом дев того элемента И, четвертый вход блока соединен с третьим входом четвертого, п того и шестого элементов И и четвертым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами второго, третьего и п того элементов ИЛИ, п тый вход блока соединен с четвертым входом п того элемента И, шестой вход блока соединен с третьим входом седьмого элемента И, четвертым входом третьего и шестого элементов И и п тым входом восьмого элемента И, выходы второго и третьего элементов И соединены с третьим и четвертьм вдами второго элемента ШШ соответственно , выходы четвертого и шестого элементов И соединены с третьим и четвертым входами третьего элемента ИЛИ соответственно.

ю Фио.г