SU978196A1 - Ассоциативное запоминающее устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к запоминающим устройствам. Известно ассоциативное запоминающее устройство, состо щее из рас положенных в форме матрицы накопительных блоков, каждый из -которых содержит адресуемый запоминающий мо дуль с адресными и разр дными шинами и имеет декодер опроса дл  возбуждени  адресных шин адресуемого запоминающего блока, выходы которог подключены к соответствующим им адресным шинам запоминающего модул , из регистра опроса дл  записи и хра нени  кода опроса, представл ющего собой определенную комбинацию бинар ных поисковых признаков, из детекторов , посто нно св занных входами с определенными разр дными шинами накопительных блоков отдельных стол цов матрицы, из дополнительного декодера опроса дл  возбуждени  отдельных детекторов и дополнительног регистра опроса Cl Недостаток этого устройства.ограниченный набор операций. Так, в нем не осуществл етс  важна  дл  практических приложений операци  поиска слов, имеющих минимальное кодовое рассто ние по отношению к признаку опроса .(поиск ближайшего по Хэммингу). Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  ассоциативное запоминающее устройство, содержащее блок управлени , блок пам ти, регистр опроса, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, счетчики единиц, схему сравнени , а также регистр очередного слова и регистр результата , причем выходы элементов НЕРАВ- НОЗНАЧНОегЬ соединены со входами соответствующих счетчиков единиц, выходы которых подключены к соответствующим входам схемы сравнени , а управл ющие входы блока пам ти и регистра опроса соединены с соответствующими выходами -блока управлени  Г2. В известном устройстве операци  поиска ближайшего по Хэммингу выполн етс  последовательно по словам массива-аргумента, и врем , необходимое дл  ее выполнени , пропорционально объему массива, чем обусловлен основной недостаток устройства - малое быстродействие. Кроме того, это устройство обладает недостаточной надежностью, так как в нем используютс  аналоговые счетчики единиц, основанные на принципе суммировани  токов, и аналогова  схема сравнени .

Цепь изобретени  - повышение быстродействи  и надежности устрой-ч ства :

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ассоциативное запоминаюiiiee устройство, содержащее регистр опроса, накопитель элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ , счетчики единиц,, регистр результата поиска,, блок управлени  ,, выходы которого подключены к управл юьщм входам регистра результата -поиска, накопител  и регистра опроса, ВЫХОХ1 которого подключен к одним из входов элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ , введена сортирующа  матрца ,- входь которой подключены к вызода- . счетчиков единиц,а выходы

рс;1/истра результата поиска, па:готтител5з соед1 нены с дру г;--ст Еходами 3jiGf ieHTOB НЕРЛВНОЗНАЧ КОСТЬ; выходы которых соединены с входами счетчиков единиц,

йа ф15г-1 приведена функциональна  ассопиатизного запоминающего устройства; на. фиг „2 - структурна  схема б.тюка управлени ; на фиг.З зремекные диаграмл5гл работы устрой::: т в а ,

Ассоциативное запоминающее устройство (фиг.1) содержит блок 1   ра и1ани  f накопитель 2, состо щий -; К-разр дны:с запоминающих  чеек, N-разр дный регистр 3 опроса, М элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 4, М log.T -paзpлдныx двоичных счетчиков 5 единиц, М разр дный регистр 6 результсчта поиска и сортирующую матри;ту 7 , содержащую М

строк по log 2 N в кандой строке. Инверсный HleeK

вы. ход -го запоминающего элемента

i-ro счетчика 5 (1 1 fMT., logjN) соединен с. информационным в.хо.г дом .ij -ой  чейки 8 матрицы 7, Первый логический выход (i, log/j N)-ой  чейки 8 подключен к единичному входу 1-го разр да регистра 6, Нулевые входы всех разр дов регистра. 6 объединены и подключены к выходу 9 блока .1 управлени . Управл ющие входы накопител  2 и регистра 3 соеинены соответственно с выходами 10 и 11 блока 1 управлени ,

Блок 1 управлени  (фиг,2) содерит регистр 12 кода операции, генератор 13 тактовых импульсов, дешифатор 14, микропрограммную матрицу 15, регистр 16 микрокоманд.

Ассоциативное запоминающее устойство работает следующим образом.

Слова массива-аргумента хран тс  запоминающих  чейках накопител  2, а признак опроса в регистре 3 проса. Запоминающие  чейки накопиел  и регистр опроса могут иметь

различную конструкцию (статические или динамические ЗУ, сдвиговые регистры , ЗУ на ЦМД, дорожки вращающихс  магнитных ЗУ и т.д.). Однако они должны обеспечивать последовательное поразр дное обращение, а именно: при поступлении очередного управл ющего импульса на управл ющи ВХ.ОД накопител  2 с выхода каждой запоминающей  чейки считываетс  очередной разр д содержимого данной  чейки. Аналогично при поступлении управл ющего импульса на управл ющий вход регистра 3 опроса с выхода этого регистра считываетс  очередной разр д его содержимого.

При поступлении на входы блока 1 управлени  команды поиска ближайщего по Хэммингу блок 1 управлени  вырабатывает следующую последовательность операций (фиг.З),

В первой микрокоманде выдаетс  сигнал на выходе 9 блока 1, который

О

всех

осуществл ет установку в

разр дов регистра 6. Затем в р де последовательных микрокоманд выдаетс  сери  из сигналов на выходах 10 и 11 блока 1, В результате происходит последовательна  выборка из накопител  2 всех разр дных срезов массива-аргумента с синхронной выборкой соответствующих разр дов регистра 3 опроса. Разр ды с всех М-слов-аргументов поступают из на- копител  2 на одни из входов соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 4, Одновременно из регистра 3 на другие входы всех элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 4 поступает соответствующий разр д признака опроса. Дл  тех слов, где значение какоголибо разр да не совпадает со значением соответствующего разр да признака опроса, на выходах соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 4 вырабатываютс  единицы, которые прибавл ютс  в предыдущих тактах значени м соответствующих счетчиков 5,

По окончании этого цикла в каждом из счетчиков 5 содержитс  двоичное число, равное рассто нию Хэмминга между соответств ТЭщим словом массива-аргумента и признаком опроса .

Теперь выделение строки, содержащей слово, ближайшее по Хэммингу к признаку опроса, сводитс  к выделению счетчика 5, содержащего минимальное двоичное число. Последн   операци  осуществл етс  матрицей 7.

Необходимо отметить, что в общем случае массив-аргумент может содержать несколько слов, имеющих одинаковое минимальное кодовое рассто ние по отношению к признаку опроса, причем эти слова могут быть одинаковьзми (тогданесовпадени  имеют место в одних и тех же разр дах) либо различными (несовпадени  в разных разр дах), Всем этим словам соответствуют одинаковые, (минимальные) содержимые счетчиков, и они за один цикл параллельно выдел ютс  матрицей 7.

Кроме поиска ближайшего по Хэмми ГУ,предлагаемое ассоциативное запомнающее устройство может использовйтс  дл  решени  других задач, св занных с определением некоторых свойств двоичных кодов, а именно; упор доченной выборки слов из устройства; определени  рассто ни  Хэммннга (по отношению к признаку опроса) дл  данного слова массивааргумента; выделени  слова (слов), имеющего заданное рассто ние Хэмминга (по отношению к заданному признаку опроса), в частном случае совпадающего с признаком опроса.

В случае необходимости в предла гаемое устройство известными средствами может быть введено маскирование произвольных разр дов накопител , при этом обеспечиваетс  возможность выполнени  всех описанных операций только над незамаскированными разр дными срезами. .

В ассоциативном запоминающем устройстве операци  поиска ближайшего по Хэммингу выполн етс  параллельно по всем словам массива-аргумента, и врем , необходимое дл  ее выполнени , пропорционально разр дности слова и не зависит от объема массива , что обеспечивает существенное увеличение быстродействи . Кроме того, применение цифровых двоичных счетчиков единиц и сортирующей матрицы обеспечивают повышенную надежность .

Существенное увеличение быстродействи  за счет параллельного выполнени : информационно-логических операций (при умеренных дополнительных затратах оборудовани  по сравнению с прототипом) определ ет технико-экономическую эффективность ассоциативного запоминающего устройства ,

При практической реализации

счетчики 5 единиц могут быть совмещены с матрицей 7, образу  единую двумерную однородную структуру. Однородность всех блоков и регул рность св зей между ними облегчает реализацию предлагаемого ассоциативного запоминающего устройства средствами интегральной технологии, что  вл етс  его дополнительным преимуществом .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ассоциативное запоминающее устройство , содержащее регистр опроса, накопитель, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ , счетчики единиц, регистр результата поиска, блок управлени ,

   выходы которого подключены к управл ющим входам регистра результата поиска, нaкoпитeJ   и регистра опроса , выход которого подключен к одним из входов элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и надежности устройства, в него введена сортирующа  матрица, входы которой подключены к выходам счетчиков единиц, а выходы - к входам регистра результата поиска, выходы накопител  соединены с другими входами элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, ;выходы которых соединены с входами счетчиков единиц,

   Источники информации,

   прин тые во вни мание при экспертизе

   1,За вка ФРг 2605344, кл, 42 t2 15/00, опублик, 1978,

   2,Патент США 4084260,кл, 364г-900, опублик. 1978 (прототип),

   /4

   fS

   12

   Фи8.г

   п

   i г 5

   фиг. Ъ

   16

   TVyy § Ю 11

   /V