SU993262A1 - Устройство дл обработки информации - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относитс  к вычиспитепь ной технике и может быть использовано в системах обработки информационных массивов переменного формата данных. Известны устройства дл  обработки информации, работающие с коротким машинным словом (8,12 иди 16 разр дов) Дл  адресации  чеек оперативной пам ти в таких устройствах используютс  внут- римашинные nporpaMNJHO доступные регистры 1 . Все эти устройства ведут обработку данных только в формате полного слова. Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  обработки инфор дации, содержащее оперативную пам ть, Коммутатор, . сумматор-сдвигатепь, выходные элеме ты И и регистровую пам тьj включающую восем.ь регистров общего назначени . Номер одного из восьми регистров определ  етс  трем  битами, указанными в команд ном слове. Кроме того, еще три бита команды 5гказывают один из восьми способов адресации, которые используютс  при ({армировании исполнительных адр©;сов операндов. Указанное устройство оперирует со словами (16 1 зр дов) и байтами (8 разр дов). Признак формата дачных (слово или байт) указываетс  в стар-шем разр де командного слова 21. Использование данного устройства дл  обработки операндов с длиной меньще восьми разр дов становитс  малоэффективным . В частности, при обработка маосиБОв цифровой информации (длина операв« да - четыре разр да) или битовых массивов такое устройство будет работать с меньшей производительностью при больших затратах оперативной пам ти. Это св зано с тем, что дл  реалвзашки в устройстве функций обработки цифровых и битовых массивов с помощью имеющегос  набора команд необходимо напнсанве специальных программ, занимающих много места в оперативной пам ти. Многежрат.

ное выполкешю этих программ значительно снижает производительность устройства .

Цель изобретени  увеличетше проиаводитепьиости при обработке полей данных переменного формата.

Поставленна  цетгь достигаетс  тем, что в устройство дл  обработки информа- шт. содержащее блок оперативной пам ти блок элементов И, коммутатор, сумматор и блок регистровой пам ти, причем алросный вход и информационный выход блока оператир ой пам ти подключены соответственно X адресному входу и информационному выходу устройства, выход блока элементов И соединен с выходом данных результата устройства, первый вход коммутатора подключен к выходу блснса регистровой пам ти, а выход коммутатор® соединен с входом сумматора, выход результата которого подключен к входам блока элементов И и блока регистровой пам ти, введены блок считывани  данных ..переменного формата, блок записи данных переменного формата, регистр сдвига и дополнительный блок регистровой пам ти, вход которого соединен с выходом результата сумматора, а выход - с первым входом коммутатора, вход регистра сдвига подключен к выходу переноса сумматора, а выход - к первым управл ющим входам блоков считывани  и записи данных переменного формата, вторые управл ющие входы и информационные входы которых соединены соответственно с выходом

результата сумматора и входом данных переменного формата устройства, выходы блоков считывани  и записи данных переменного формата подключены соответственно к второму входу коммутатора и информациоиному входу блока оперативной пам ти..

При этом блок считывани  данных переменного формата содержит дешифратор, группу элементов НЕ и две группы элементов ИЛИ, причем входы элементов НЕ группы соединены с информационным входом , блока, а первые и вторые входы де- щифратора подключены к первому и второму управл ющим входам блока, управл ющие входы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым выходами дещифратора , входы элементов ИЛИ первой группы подключены к соответствующим выходам элементов НЕ 1 руппы, а их выходы соединейы с соответствующими входами элементов ИЛИ второй группы, выходы которых подключены к выходу блока.

Кроме того, блок записи данных переменного формата содержит дешифратор, группу элементов ИЛИ и регистр записи числа, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ группы, а выходы подключены к выходу блока, первые и вторые входы дешифратора соединены с первым и вторым управл ющими входами блока, а выход дешиф{}атора подключен к управл ющим входам эл ентов ИЛИ группы, входы которых соединены с информационным входом блока.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл . обработки информации; на фиг. 2 - функциональна  схема блока оперативной пам ти; на фиг. 3 пример выполнени  блока считывани  данных переменного фогмата; на фиг. 4пример выполнени  сумматора; на фиг.5пример выполнени  блока записи данных переменного формата.

Устройство дл  обработки информации (фиг. 1) содержит блоки, которые соединены с помощью двунаправленной общей шины 1. Устройство содержит блок 2 оперативной пам ти, бЛок 3 считывани  данных переменного формата, блок 4 элементов И, ки«(мутатор 5, шестнадцатиразр дный сумматор 6, блок 7 шестнадцатиразр дной регистровой пам ти, четерехразр дный регистр 8 сдвига, блок 9 записи данных переменного и дополнительный блок 10 шестнадцатиразр дной регистровой пам ти. Блоки, обведенные на фиг. 1 пунктирной линией, образуют процессор устройства.

Блок 2 оперативной пам ти может быть выполнен, например, на микросхемах 565РУ1 и содержит (фиг. 2) регистр 11 адреса, дешифратор 12 строк, микросхемы 13 пам ти, регистр 14 считывани  числа. Блоки 7 и 10 регистровой пам ти могут быть выполнены, например , на микросхемах 133РУ2. Блок 3 (фиг. 3) содержит дешифратор 15, групп элементов НЕ 16, группу элементов ИЛИ 17 и группу элементов ИЛИ Д. 8. Коммутатор 5 может быть выполнен, например, на микросхемах 133КП5.

Сумматор 6 (фиг. 4) содержит регистры 19 и 2О соответственно первого и второго операндов, выполненные на микросхемах 133ИР1, собственно сумматор 21 .выполненный на микросхемах 133ИМ2 и группу элем евтов ИЛИ 22. Блок 9 записи данных переменного формата (фиг. 5) содержит регистр 23 записи числа, д&шифратор 24 и группу элементов ИЛИ 25.

Устройство (фиг. 1) работает с т& же набором и форматом команд, -ITO и 5 известное. Признак формата данных (слово или часть слова), так же как и в иэ- вестном устройстве, указываетс  в старшем разр де команды. В предлагаемом устройстве частью слова может быть нё только байт (как в известном устройстве), но также тетрада (четыре разр да) и бит, В случае выполнени  команд без признака формата данных оно работает аналогично известному устройству При этом блок 3 считывани  данных переменного формата выполн ет функции входных, элементов И, св зывающих процессор с двунаправленной общей шиной 1, а блок 9 записи данных переменного формата выполни- 20 ет функции буферного регистра блока one- ратшной пам ти.

Дл  адресации  чейки блока 2 оперативной пам ти используетс  один из восьми регистров общего назначени  бпока 25 регистровой пам ти. Номер используемого регистра определ етс  трем  разр дами , указантшми в адресной части командного слова. В случае выполнени  устрой-v ством команд с признаком формата данных 30 дл  адресации  чейки блока оперативной пам ти используетс  одна из восьми пар рез истров, составленных из  чеек блока 7 регистровой пам ти и дополн тельного блока 1О регистровой пам ти. 35 Номер пары регистров, как и раньше, определ етс  трем  разр дами, указанными в адресной части командного слова. Процесс формировани  исполнительного адреса состоит в сложении пары регистров в 40 сумматоре 6, при этом регистр блока регистровой пам ти предварительно сдвигаетс  на определенное количество разр дов (1;.2 или 4), в зависимости от индекса , указанного в двух старших разр - 45 дах этого регистра. Индекс определ ет, с какой частью слова будет оперировать данна  команда (байт, тетрада или бит), и  вл етс  служебной информацией, поэтому в сложении регистров не участвует. 50

Сдвиг регистра блока 7 регистровой пам ти осуществл етс  в сторону младших разр дов, поэтому гдвинутые разр ды попадают в четырехразр дный регистр сдвига. В результате сдвига и сложени  пары регистров формируетс  исполнительный адрес  чейки блока 2 (шеративной пам ти, состо щий из нах:с д щегос  в сумматоре шестнадцапфазр цного адреса слова и .наход щегос  в четырехразр дном регис1-ре сдвига адреса части слова. Адрес слова поступает в регистр адреса блока оперативной пам  TVI, а адрес части слова - в блок 3 считывани  данных переменного формата (при считывании из оперативной пам ти) или в блок 9 записи данных переменного формата (при записи в оперативную пам ть). При выполнении устройством двухадресной команды, например пересылки (считывание-запись), с указанием пр знака формата денных в блоке с итыва- ни  данных переменного формата выдел - етс  та часть слова, котора  определена первым адресом команды. Она поступает через сумматор 6 в блок записи данных переменного формата и заноситс  в ту часть  чейки блока оперативтгой пам ти, котора  этим блоком выделена в соот ветствии с вторьш адресом команды.

Здесь описан один из aocuviH вариа тов адресаци , которые используютс  при формирова{гаи испольнительных адресов операндов в устройстве. Номер варианта определ етс  (как в известном устройстве ) трем  разр дами, указанными в адресной части командного слова. Формировани исполнительных адресов операндов в других вариантах аналогично описанному выше и всегда использует пару регистров, составленную из  чеек блока регистровой пам ти и дополнительного блока регистровой пам ти, крюме случа , когда onepaад непосредственно находитс  в регистре блока 7 регистровой пам ти.

Использование изобретени  позвол ет апларатно реализовать в устройстве те фун1сш1И, на которые в известном устройстве требовались значительные затраты оперативной пам ти под специальные npt граммы . Это дает возможность увеличить производительность устройства примерно на 30% и настолько же сократить затраты оперативной пам ти, объем дополнительного оборудовани  при этом составл ет около 3%. Вместе с тем обеспечиваетс  полна  преемственность в системе команд устройства по отношеншо к известному устройству.

формула изобретеии 

1. Устройство дл  обработки инфо1 мации , содержащее блок оперативной пам ти , блок элемен1ов И, коммутатор, сумматор и блок регистровой пам ти, причем адресный вход и информационный выход блока оперативной пам ти ПОДКЛКУчены соответственно к адресному входу и информационному выходу устройства, выход блока элементов И соединен с выходом данных результата устройства, первый вход коммутатора подключен к выходу блока регистровой пам ти, а выход коммутатора соединен с входом сумматора , выход результата которого под- ключен к входам блока элементов И и бпока регистровой , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  производительности при обработке полей данных переменного формата, оно содержит блок считывани  данных переменного формата, блок записи данных переменного формата, регистр сдвига и дополнительный блок регистровой пам ти, вход кото- рого соединен с выходом результата сумматора , а выход - с первым входом коммутатора , вход регистра сдвига подклю°чен к выходу переноса сумматора, а выход - к первым управл ющим входам блоков считывани и записи данных nepevieHного формата, вторые управл ющие входы и информационные входы которых соединены соответственно с выходом результата сумматора и входом данных переменного формата устройства, выходы блоков считывани  и записи данных переменного формата подключены соответственно к вто рому входу коммутатора и информационно , му входу коммутатора и информационному входу блока оперативной,пам ти. 2. Устройство по п. 1, отличающее с   тем, что блок считывани  цашйлк переменного формата содержш дешифратор, группу элементов НЕ и две группы элементов ИЛИ, причем входы элементов НЕ группы соединены с информационным вход (ЯЛ блока, а первые и вторые входы дешифратора подключены к первому и второму управл ющим входам блока, управл ющие входь элементов ИЛИ первой и второй групп: соединены соответственно с первым и вторым выходами де- шифратора, входы элементов ИЛИ первой группы подключены к соответствуюшим выходам элементов НЕ группы, а их выходы соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ второй группы, выходы которых подключены к выходу бло3 . Устройство по п. 1, отличающее с   тем, что блок записи данных переменного формата содержит дешифратор , группу элементов ИЛИ и регистр записи числа, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ группы, а выходы подключены к выходу блока, первые и вторые входы дешифратора соединены с первым и вторым управл ющими входами блока, а выход дешифратора подключен к управл ющим входам элементов ИЛИ группы, -входы которых соединены с информационным входом блока, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Соучек Б. Мини-ЭВМ в системах обработкиинформации. М., Мир, 1976, с. 269-285. 2. Патент США № 3614.741, кл. 340-172.5, опублик. 1971 (прототип ).

to

Фиг.1

От 1

От)

emS

emt

О 1

7М

fZM

19

/It

fl

-Л

sUn

I К 3u9

/Vл

19

ZO

иг.ЧOmS

Omf

8P3 1iP3 15P3

1SP3 15 РЗ 1SP3

КО

К If

IfPS

Фиг.5.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для обработки информации, содержащее блок оперативной памяти, блок элементов И, коммутатор,

   005262 сумматор и блок регистровой памяти, причем адресный вход и информационный выход блока оперативной памяти подключены соответственно к адресному входу и информационному выходу устройства, 5 выход блока элементов И соединен с выходом данных результата устройства, первый вход коммутатора подключен к выходу блока регистровой памяти, а выход коммутатора соединен с входом сум- 10 матора, выход результата которого подключен к входам блока элементов И и блока регистровой памяти, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности при обработке полей 15 данных переменного формата, оно содержит блок считывания данных переменного формата, блок записи данных переменного формата, регистр сдвига и дополнительный блок регистровой памяти, вход кото- 20 рого соединен с выходом результата сумматора, а выход - с первым входом коммутатора, вход регистра сдвига подклю°чен к выходу переноса сумматора, а выход - к первым управляющим входам б л о- 25 ков считывания' и записи данных переменного формата, вторые управляющие входы и информационные входы которых соединены соответственно с еыходом результата сумматора и входом данных перемен- зо ного формата устройства, выходы блоков считывания и записи данных переменного формата подключены соответственно к вто+ рому входу коммутатора и информационному входу коммутатора и информационному ₃₅ входу блока оперативной .памяти.
2. 2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что блок считывания данных переменного формата содержи!' дешифратор, группу элементов НЕ и две группы элементов ИЛИ, причем Входы элементов НЕ группы соединены с информационным входом блока, а первые и вторые входы дешифратора подключены к первому и второму управляющим входам блока, управляющие входы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым выходами дешифратора, входы элементов ИЛИ первой группы подключены к соответствующим выходам элементов НЕ группы, а их выходы соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ второй группы, выходы которых подключены к выходу блока.
3. 3. Устройство по п. ^отличающееся тем, что блок записи данных переменного формата содержит дешифратор, группу элементов ИЛИ и регистр записи числа, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ группы, а выходы подключены к выходу блока, первые и вторые входы дешифратора соединены с первым и вторым управляющими входами блока, а выход дешифратора подключен к управляющим входам элементов ИЛИ группы, входы которых соединены с информационным входом блока.

   I