Устройство для сдвига

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР723570, кл. С 06 Р 7/38, 1978,Авторское свидетельство СССР949719, кл. С 06 Г 7/38, 1981. (54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ СДВИГА, содержащее регистр исходных данных, два счетчика, группу мультиплексоров, элемент И-ИЛИ, дешифратор, регистр сдвига и узел запуска, содержащий четыре триггера, первый элемент НЕ, два элемента И-ИЛИ и три элемента И, причем информационный вход устройства соединен с первыми информационными входами мультиплексоров, группы, первый выход дешифратора соединен с первым входом первой группы элемента И-ИЛИ, выход регистра сдвига соединен с вторыми информационными входами мультиплексоров группы, выходы которых соединены с установочными входами разрядов регистра сдвига, информационный вход устройства соединен с информационным входом регистра исходных данных, вход разрешения приема которого соединен с входом разрешения занесения команды устройства, причем в узле запуска выход первого элемента И-ИЛИ соединен с входом разрешения приема первого триггера, выход второго триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход второго элемента И-ИЛИ соединен с вхо,дом разрешения приема третьего триггера, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами первой групи 2пы первого и второго элементов И-ИЛИ, о т л и Ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит коммутатор, элемент задержки, триггер, группу элементов И-ИЛИ, узел стробирующих сигналов и режимов, содержащий шесть элементов ИЛИ, три элемента И и два элемента задержки, узел анализа переполнения, содержащий две,схемы .сравнения, элемент И-ИЛИ, элемент И и триггер, узел компоновки сдвиговых регистров, содержащий группу элементов И группу элементов И-ИЛИ, элемент НЕ, элемент И и источник логического нуля, а узел запуска дополнительно содержит третий элемент И-ИЛИ, второй и третий элементы НЕ, причем выход регистра исходных данных соединен с входом дешифратора и с ииформадиоииым входом коммутатора, выход которого соединен с информационными входами первого и Я, второго счетчиков, входы разрешения,приема которых соединены через элемент задержки с входом разрешения эа в) несения команды устройства, тактовый Мйь вход которого соединен с входом пер- ф) вого элемента НЕ узла запуска, с первым входом первого элемента И узла ам стробирующих сигналов и режимов и с первым входом элемента И узла анализа переполнения, первые входы первого элемента ИЛИ и второго элемента И узла стробирующих сигналов и режимов соединены соответственно с выходами первого элемента И и четвертого трпг-, шшшвфш гера узла запуска, второй вход первой группы второго элемента И-ИЛИ которого соединены с выходом второго счетчика и со вторым входом первой груп,пы элемента И-ИЛИ, первый вход вто1504651 д Ю а 2 У 21 И И Х 7 З 2 6 еде Вп аВо Клюенич Составитель Техред М. Хо,Му Тираж 668 рственного комитета по 113035, Москва, Яодписно Заказ 5253/ НИИПИ Госу КВТ СССР обретениям и открытия Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг Гагарина, 103 150465рой группы которого соединен с первым входом второй группы второго элемента И-ИЛИ узла запуска и с первымивходами первых групп элементов И-ИЛИ5группы, вторые входы первых групп ипервые входы вторых групп которых соединены с выходами разрядов регистрасдвига с первыми входами гервых группэлементов И-ИЛИ группы узла компонов Оки сдвиговых регистров и с первымивходами элементов И группы узла компоновки сдвиговых регистров, с первыми входами первой и второй схемсравнения узла анализа переполнения, информационный вход устройства и входразрешения занесения данных устройства соединены соответственно с информационным входом и входом разрешения приема триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И узла компоновки сдвиговых регистров и со вторыми входами первой и второй схем сравнения узла анализа переполнения, нулевой вход триггера которого соединен с входом элемента задержки, выход триггера узла анализа переполнения является выходом переполнения устройства, информационный выход которого соединен с выходами элемен тов И-ИЛИ группы, второй вход элемента И узла анализа переполнения соединен с вторым выходом дешифратора, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно со вторым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом второго элемента ИЛИ узла стробирующих сигналов и режимов, третий вход первого элемента ИЛИ которого соединен с вторыми входами второй 40 группы элементов И-ИЛИ группы, с управляющим входом коммутатора с первым входом второй группы элемента И-ИЛИ, с первыми входами первой и . второй группы, третьего элемента И-ИЛ узла запуска и с пятым выходом цешиф"ратора, шестой выход которого соединен с вторым входом элемента И узла компоновки сдвиговых регистров, выходы элемента И, элементов И-ИЛИ группы, элементов И группы и источника логического нуля которого соединены с информационным входом регистра сдвига, тактовый вход, первый и второй входы задания режима которого соединены соответственно с выходами третьего элемента ИЛИ, первого и второго элементов задержки узла стробирующих сигналов и режимов, второй 1 4вход второго элемента ИЛИ которогосоединен с первым входом второй группы первого элемента И-ИЛИ узла запуска и с входом разрешения занесенияданных устройства, выход окончаниясдвигов которого соединен со вторымвходом второй группы третьего элемента И-ИЛИ узла запуска и с выходомэлемента И-ИЛИ, третий вход первойгруппы и второй вход второй группыкоторого объединены и подключены квыходу первого счетчика и к второмувходу первой группы первого элемента И-ИЛИ узла запуска, выход первоготриггера которого соединен с первымвходом третьего элемента И узла стробирующих сигналов и режимов, с входомэлемента НЕ узла компоновки сдвиговых регистров и с первым входом первой группы элемента И-ИЛИ узла анализа переполнения, первый вход второйгруппы которого соединен с выходомтретьего триггера узла запуска и свторым входом первого элементаИ узла стробирующих сигналов и режимов,выходы четвертого элемента ИЛИ и первого элемента И которого соединенысоответственно со счетными входамипервого и второго счетчиков, первыйи второй. управляющие входы мультиплексоров группы соединены соответственно с выходами пятого и шестогоэлементов ИЛИ узла стробирующих сигналов и режимов, первые входы которыхобъединены и подключены к второмувходу второй группы первого элементаИ-ИЛИ узла запуска, причем в узле запуска выход первого элемента НЕ соединен с третьим входом второй группы третьего элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешенияприема четвертого триггера, информационный вход которого соединен с вторым входом первой группы третьегоэлемента И-ИЛИ, с вторым входом второй группы второго элемента И-ИЛИ ис первым входом второй группы первого элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения приема первого триггера, выход которого соединен с третьим входом первой группыпервого элемента И-ИЛИ и с первымвходом второго элемента И, выход которого соединен с единичным входомвторого триггера, вход разрешенияприема которого соединен с выходомперврго элемента И и с входом третьей группы второго элемента И-ИЛИ,6третий вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и с четвертым входом третьего элемен а ИЛИ, пятый вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и с выходом третьего элемента И, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с входами первого и второго элементов задержки, причем в узле анализа переполнения выходы первой и второй схем сравнения соединены соответственно с вто 1"1 ми входами второй и первой групп элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера, причем в узле компоновки сдиговых регистров выход элемента НЕ соединен с вторыми входами первой группы элементов И-ИЛИ группь 1, с вторыми вхо дами элементов И группы, первый вход элемента И соединен с первыми входами второй группы элементов И-ИЛИ группы, вторые входы второй группы которых соединены со входом элемента НЕ, второй вход элемента И соеди-нен с третьими входами первой и второй группы элементов И-ИЛИ группы,5 150465 третий вход первой группы которого соединен с выходом третьего триггера, информационный вход которого через второй элемент НЕ соединен со вторым входом первой группы второго5 элемента И-ИЛИ, третий вход второй группы которого .соединен со вторым входом второго элемента И, с вторым входом первой группы первого элемента И-ИЛИ, с информационным входом второго триггера и с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с информационным входом первого триггера и с первым входом третьего эле мента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с вторым входом второй группы первого элемента И-ИЛИ и с первым входом второй группы второго элемента И-ИЛИ, вход 20 первого элемента НЕ соединен со вторым входом первого элемента И, причем в узле стробирующих сигналов и режимов первый вход первого элемента ИЛИ соединен с третьим входом второго эле мента.ИЛИ, с первым входом третьего элемента ИЛИ и со вторым входом пятого элемента ИЛИ, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в процессорах электронных вычислительных машин средней производительности.Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг. 1 изображена схема устрой ства для сдвига; на фиг, 2 - схема узла запуска; на фиг. 3 - схема узла стробирующих сигналов и режимов; на фиг. 4 - схема узла анализа переполнения; на фиг. 5 - схема узла компоновки сдвиговых регистров; на фиг. 6- схема регистра сдвига; на фиг. 7 - временная диаграмма работы сдвигателя при выполнении команд сдвигов.Сдвигатель (фиг. 1) содержит Ре гистр 1 исходных данных, дешифратор 2, коммутатор 3, первый и второй счетчики 4 и 5, элемент 6 задержки, узел 7 анализа переполнения, тактовый вход 8 устройства, узел 9 запуска,узел 10 стробирующих сигналов и режимов, элемент И-ИЛИ 11, группу элементов И-ИЛИ 12, группу мультиплексоров 13, узел 14 компоновки сдвиговыхрегистров, регистр 15 сдвига, триггер 16, информационный вход 17 устройства, вход 18 разрешения занесениякоманды устройства, выход 19 переполнения устройства, информационный выход 20 устройства, вход 21 разрешениязанесения данных устройства, выход 22окончания сдвигов устройства,Узел 9 запуска (фиг. 2) содержит элементы И 23, 24, 25 с первого по третий соответственно, элементы ИИЛИ 26, 27, 28 с первого по третий соответственно, триггеры 29-32 с первого по четвертый соответственно, элементы НЕ 33-35 с первого по третий соответственно.В узле 9 запуска триггеры 29-32являются двухтактными,Узел 10 стробирующих сигналов ирежимов (фиг. 3) содержит элементы5ИЛИ 36-41 с первого по шестой соответственно, первый и второй элементы 42 и 43 задержки, элементы И 4446 с первого по третий соответственно,Узел 7 анализа переполнения (фиг.4)10содержит первую и вторую схемы 47 и48 сравнения, элементы И-ИЛИ 49, элемент И 50 и триггер 51.Узел 14 компоновки сдвиговых регистров (фиг. 5) содержат группу элементов И 52, элемент И 53, элементНЕ 54, группу элементов И-ИЛИ 55, источник 56 логического нуля.Регистр 15 сдвига (Фиг. 6) содержит группу элементов 57 сдвига,Узел 9 запуска служит для выработки потенциалов разрядности сдвигов по, запускающим воздействиям.Узел 10 стробирующих сигналов ирежимов служит для формирования сигна,лов приема и сдвига информации в регистре сдвига, а также сигналов вычитания единицы иэ содержимого счетчиков для подсчета количества сдвигов,ЗОУзел 7 анализа переполнения служитдля установки признака переполнения,Узел 14 компоновки сдвиговых регистров служит для выработки сигналовпоследовательного ввода информации врегистр сдвига Пв. при сдвигах вправои 1 Б. при сдвигах влево,Устройство для сдвига работаетследующим образом.Перед началом сдвигов со входа 17устройства в регистр 1 исходных дан-.ных сигналом с входа 18 устройствазасылается код команды и количествосдвигов. Последние через задержку наэлементе 6 сигналом занесения пересылаются в счетчики 4 и 5 через комму. татор 3 в зависимости от принятогокода команды (выравнивание или команда сдвигов). При этом содержимое командной части регистра 1 исходных:,данных подается на дешифратор 2, гдевырабатываются управляющие признаки,которые подготавливают сдвигатель дляработы в определенном режиме.В табл.1приведены значения выходов дешифратор а.По типу команды и величине сдвиговгруппа мультиплексоров 13 настраивается на прием информации в зависимости от вида сдвига. Организуются сдвиги на восемь, один и четыре разряда. Причем сдвиги на четыре разряда используются отдельно, а сдвиги на восемь и один разряд могут использоваться совместно, т.е. информация на регистре 15 сдвига сначала сдвигается по восьми, а затем - по одному разряду, в зависимости от заданного количества сдвигов.Чтобы организовать сдвиги более чем на один разряд за один синхроимпульс, регистр 15 сдвига, собранный на четырехразрядных элементах 57 сдвига, способных сдвигать эа один импульс только на один разряд влево или вправо, условно разбивается на несколько сдвиговых регистров, Для организации сдвигов на четыре 64-разрядный регистр 15 сдвига разбивается на четыре регистра по шестнадцати разрядов каждый, Для органиэации сдвигов на восемь разрядов регистр 15 сдвига разбивается на восемь регистров по восемь разрядов каждый, В табл. 2 показано расположение принятой в регистр 15 сдвига информации и его разбиение на отдельные сдвиговые регистры в зависимости от разновидности сдвигов. одежду условно разбитыми сдвиговыми регистрами информация не сдвигается, Разрыв сдвигов организован в узле 14 компоновки сдвиговых регистров путем формирования определенным образом сгиналов для информационных входов последовательного ввода информацииПри организации сдвигов на один разряд разбиений на отдельные регист" ры не производится и информация заносится в соответствующие разряды без перекосов.При выполнении команд сдвигов временная диаграмма которых показана на Фиг. 7, три старших разряда количества сдвигов заносится в первый счетчик 4, для подсчета сдвигов по восемь разрядов, три младших разряда - во второй счетчик для подсчета сдвигов по одному разряду. Подсчет производится вычитанием единицы по каждому импульсу сдвига до появления нулевого состояния соответствующего счетчика.Сигналом занесения в регистр 15 сдвига, поступающим со входа 21 устройства и далее на вход элемента И-ИЛИ 26 узла 9 запуска, и условию,10 5 Таблица 1 Номер выхода Значение выхода Первый Второй Команда СДВИГКоманда СДВИГ АРИФЭТИЧЕСКИЙ ВЛЕВОКоманда СДВИГ ВПРАВОКоманда СДВИГ ВЛЕВОВыравниваниеКоманда СДВИГ АРИФ 1 ЖТИЧЕСКИЙ ВПРАВО ТретийЧетвертыйПятыйШестой 9 15046Фчто количество сдвигов на восемь разрядов не равно нулю устанавливается в единичное состояние первый триггер 29. При этом по ненулевому состоянию первого счетчика 4 с третьего5 элемента И 25 этого узла вырабатывается потенциал, поступающий в узел 10 на. входы элементов ИЛИ 40 и 41 для входной коммутации данных на группе мультиплексоров 13 через которые данные передаются с перекосом как показано в табл. 2 для сдвига на восемь разрядов. Сигнал занесения с входа 21 поступает так же на входы элементов ИЛИ 36-38 узла 10, где задается режим и вырабатывается синхроимпульс записи для регистра 15 сдвига. Направлением сдвигов управляет третий и четвертый выходы дешифратора 2, По единичному состоянию триггера 29, в узле 1 О на элементе И 46 тактовыми импульсами со входа 8 выдаются импульсы для сдвига на восемь разрядов и сигналы модификации первого счетчи ка 4,После окончания сдвигов на восемь по нулевому состоянию первого счетчика 4 и единичному состоянию триггера 29 через элемент И 24 устанавлива 30 ется в единичное состояние триггер 30, по которому очередным синхроимпульсом с входа 8 (элемент И.23) производится перезапись сдвинутой информации для сдвигов по одному разряду или вы дачи на выход 20 устройства. Этим же сигналом с элемента И 23 устанавливается единичное состояние третьего триггера 31, которое разрешает сдвиги по одному разряду тактовыми импульсами до получения нулевого состояниявторого счетчика 5,При выполнении команды СДВИГ АРИФИЕТИЧЕСКИЙ 1 ВПРАВО на место выдвинутойинформации вдвигается знак .операнда,запомненный на триггере 16 во времязанесения в регистр сдвига.В команде СДВИГ АРИИ 1 ЕТИЧЕСКИЙ ВЛЕВО выдвигаемые разряды сравниваютсясо знаком операнда и в случае несовпадения из узла 7 выдается признак переполненияВ команде сложения и вычитания сплавающей точкой на этапе выравнивания в первый счетчик 4 заносится разность порядков, в регистр 15 сдвигазасылается мантисса числа с меньшимпорядком с перекосами для сдвигов почетыре разряда (как показано в табл.2)по единичному состоянию пятого выхода дешифратора 2, вырабатываетсярежим сдвига вправо. В этом случаев узле запуска 9 сигналом занесенияданных с входа 21 устанавливается вединичное состояние четвертый триггер 32, по которому, в свою очередь,тактовый серией с входа 8 в узле 1 Ос элемента И 45 формируются сигналысдвига и вычитания единицы с первогосчетчика, Сдвиги продолжаются до обнуления счетчика.Таким образом, перекомпоновка (перенастройка) регистра сдвига на несколько изолированных сдвиговых регистров позволяет варьировать количеством разрядов для сдвига за одинсинхроимпульс в зависимости от кодаоперации и количества заданных сдвигов, что ведет к повышению быстродействия.