SU756408A1 - Арифметическое устройство - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении высокопроизво-, дительных процессоров универсальных и специализированных электронных вы- 5 числительных машин (ЭВМ).

В процессорах современных ЭВМ используются традиционные методы выполнения операций, а повышение общей производительности достигается за Ю

счет сокращения времени выполнения операций и за счет совмещения выполнения команд программы во времени. Сокращение времени выполнения операций обеспечивается организацией умно- ,5 жения, деления и сдвига одновременно на несколько разрядов, а также ускорением переноса сумматора. Совмещение 'во времени выполнения команд реализируется путем обработки команды , 20

на нескольких уровнях, причем освобождающиеся уровни представляются для обработки следующей команды ·

^{2 и 3}· 2*

Наиболее близким по технической ** сущности и структуре является арифметическое устройство, содержащее дешифратор команд, последовательно соединенные блоки предварительной, основной, заключительной обработки 30

операндов и соответствующие им адресные регистры, блок адресуемых регистров, три блока выборки операндов, блок сравнения. Повышение производительности в нем обеспечивается путем ускорения начала выполнения последующей команды по отношению к моменту* получения результата предыдущей команды М·

Недостатком этих изобретений является снижение производительности ЭВМ · при выполнении программы с цепочками команд условных переходов, связанное с необходимостью, введения в программу команд пересылки для восстановления в сумматоре сравниваемой величины и с относительно большим временем · выполнения операции сравнения.

Цель изобретения — повышение производительности арифметического устройства.

Поставленная цель достигается тем., что в арифметическое устройство, содержащее регистр частного, соединенный выходом с первым входом блока выборки операнда, выход которого через последовательно подключенные регистр общего назначения, комбинационный сумматор ч регистр сумматора, связан со входом блока адресуемых ре3

756408

4

гров, подключенного выходом к

эду устройства, к первому зходу зстра множителя и ко второму входу <а выборки операнда, третий вход эрого соединен со вторым входом зстра множителя и с входом устройа, причем выходы знаковых разрярегистра сумматора подключены ко дам первого дешифратора знака, уптяющне входы всех регистров,блока дрки операндов, комбинационного автора и первого дешифратора знаюдключены к выходам блока '/правая, входы которого соединены с здами первого дешифратора знака,

;го введен второй дешифратор зкаподключенный входами к выходам совых разрядов комбинационного аатора, а выходами — к входам уст;тва управления.

1а чертеже представлена структурсхема арифметического устройства. Устройство содержит регистр 1 частэ, блок 2 выборки операнда, регр 3 общего назначения, комбинаннкй сумматор 4, регистр 5 суммаа, блок 6 адресуемых регистров, эд 7 устройства, первый дешифра8 знака, второй дешифратор 9 знабл'ок 10 управления, регистр 11 кителя, вход 12 устройства.

Арифметическое устройство рабо-. т следующим образом.

Операнд из регистра 1 частного, ка 6 или со входа 12 устройства •ез блок 2 выборки операнда занося в регистр 3 и при необходимосчерез сумматор 4 заносится в ре:тр 5 сумматора. Регистр 3 служит : хранения одного из слагаемых при ;олнении операций алгебраического >жения; множимого при выполнении ;раций умножения, делителя — при юлнении операций деления. Регистι 3 выполняются также операции сдвивправо. Регистр 5 служит для хра[ия второго слагаемого и суммы при юлнении операций алгебраического 1жения; произведения и частичных >изведений — при выполнении операI умножения, делимого и частичных атков — при выполнении операций «ения. Регистром 5 выполняется такоперация сдвига влево. Блок 6 щнаэначен для хранения промежуточ: и конечных результатов вычислеϊ и позволяет сократить количество >ащений в запоминающее устройство 1. Регистр 11 служит для хранения :д4ига влево принятого из блока 6 ι из запоминающего устройства ЭВМ э входа 12 арифметического устройстI множителя при выполнении операI умножения. В регистре 1 формирузя частное в результате сдвига влепри выполнении операций деления, иифратор 8 определяет знак резульга при выполнении операций умноже1, деления и сложения.

Дешифратор 3 знака представляет

собой пол?:ый двоичный дешифратор "2" в "4” и о;:оедо;;че г знак числа путем декодирования двух знаковых разрядов регистра 5 ·предполагается использование модифицированного обратного или 5 дополнительного кода для представления отрицательных чисел), при этом сочетание 00 соответствует положительному, а 11 отрицательному числу, значения 01 и ГО свидетельствуют о пере‘0 полнении сумматора. Сигнала с выходов дешифратора 8 поступают в блок 10 управления и либо характеризуют знак числа, находящегося на регистре 5, или сигнализируют о переполнении.

15 Блок 10 управления формирует функциональные сигналы, необходимые для выполнения команд, определяемых программой вычислений. Результаты вычислений из блока 6 поступают на выход 20 устройства, а с выхода устройства 7 — в запоминающее устройство ЭВМ. Дешифратор 9 определяет знак результата при выполнении нескольких подряд операций арифметического сравнения и 25 знак частичных остатков при выполнении операций деления по коду на выходах знаковых разрядов сумматора 4. Дешифратор 9 также, как и дешифратор 8, представляет собой полный двоичный __ дешифратор, который декодирует значение знакомых разрядов сумматора 4 (00 — положительное, а 11 отрицательное число, 01 и 10 — переполнение). Определение знака результата по коду на выходах сумматора 4 позволяет не 35 заносить сам код результата в регистр 5 и тем самым обеспечивать повышение производительности арифметического устройства за счет устранения операций пересылок, необходимых 40 при выполнении цепочки команд условного перехода, а также за счет ускорения выполнения операции сравнения благодаря исключению такта записи в регистр 5 результата сравнения.

45 Предложенное арифметическое устройство наиболее эффективно при работе в составе управляющих ЭВМ, программы которых содержат большое количество команд условных переходов 50 и операций сравнения, так как, в отличии от известных устройств, в нем отсутствует непроизводительные затраты времени на выполнение команд пересылки для восстановления сравниваемой величины и на выполнение записи в регистр сумматора при выполнении операций сравнения.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   60

   Арифметическое устройство, содержащее регистр частного, соединенный выходом с первым-входом блока выбор.ки операнда, выход которого через по

   65 следовательно подключенные регистр

   5

   756408

   6

   общего назначения, комбинационный сумматор и регистр сумматора, связан со входом блока адресуемых регистров, подключенного выходом к выходу устройства, к первому входу регистра множителя и ко второму входу блока выборки операнда, третий вход которо- * го соединен со вторым входом регистра множителя и 'с входом устройства, причем выходы знаковых разрядов регистра сумматора подключены ко входам первого дешифратора знака, управлякхцие входы всех регистров, блока выборки операндов, комбинационного сумматора и первого дешифратора знака подключены к выходам блока управления, входы которого соединены с вы- 15 ходами первого дешифратора знака,

   отличающееся тем, что с целью повышения производительности устройства, з него зведен второй дешифратор знака, подключенный входами к выходам знаковых разрядов комбинационного сумматора, а выходами — к входам устройства управления.