Устройство для обнаружения конфликтов в процессоре

(59 4 С АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТ К АВТОРСК 2 3. Поздняков тельство СССР 11/00, 1972. Техническое 1, приложение 3, АРУЖЕ тся к быть фровы ашик,К ычисли спольлектль ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОФЛИКТОВ В ПРОЦЕССОРЕ(57) Изобретение отнотельной технике и можзовано в процессорахронных вычислительных 80125448 изобретения - расширение областиприменения устройства за счет выявленияконфликтов при обращении к смежнымрегистрам общего назначения. Устройство содержит регистры адреса, блокисравнения, элементы И, триггеры, элемент ИЛИ, элемент НЕ, Устройство обеспечивает обнаружение конфликтов (совпадение адресов), возникающих присовмещенной обработке команд, принятыхв ЕС ЭВМ. Использование устройства вЭВМ обеспечивает повышение производительности ЭВМ за счет своевременноговыявления возможного конфликта и вы-.хода из режима совмещенной обработкикоманд только в этом случае. 3 ил.1 12544Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в процессорах цифровых электронных вычислительных машин.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счетвыявления конфликтов при обращении ксмежным регистрам общего назнечения.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства для обнаружения кон Офликтов в процессоре; на фиг. 2 -временная диаграмма выполнения команды; на фиг. 3 - временная диаграмма совмещенного выполнения команд.Устройство содержит (фиг, 1) пер.вый регистр 1 адреса, второй регистр2 адреса,третий регистр 3 адреса,первый блок 4 сравнения, второй блок.5 сравнения, первый элемент И 6, второй элемент И 7, первый триггер 8, 20второй триггер 9, элемент ИЛИ 10, первый адресный вход 11, первый управляющий вход 12, второй адресный вход 13,второй управляющий вход 14, третийадресный вход 15, третий управляющий 25вход 16, четвертый управляющий вход17, пятый управляющий вход 18, выход19, третий 20, четвертый 21, пятый 22,шестой 23 элементы И, элемент НЕ 24,третий блок 25 сравнения, четвертый Зоблок 26 сравнения, первый элемент 27задержки, второй элемент 28 задержки,первый вход 29 синхронизации, второйвход 30 синхронизации, третий элемент31 задержки.35Устройство обеспечивает обнаружение конфликтов (совпадения адресов),возникающих при совмещенной обработке команд, принятых в ЕС ЭВМ.Структура команд, принятых ЕС ЭВМ,требует следующей последовательностидействий: выборка команд из памяти ираспаковка команд; формирование адреса и выбор операнда; выполнение действий и запись результата,Эти последовательные действияназываот этапами обработки команди обозначают буквой Э с соответствуаяцими индексами Э 1, Э 2, ЭЗ (фиг.2).Для повышения производительностиодновременно обрабатываотся несколь"ко последовательных команд, находящихся на разных этапах обработки (нафиг. 3 приведена временная диаграмма обработки команд К,К+1).Особенностью команд ЕС ЭВМ, требующих записи в смежные регистры общего назначения, является та, что 87 1в поле Р 1 подобных команд указывается только один адрес, а запись должна производиться в два смежных регистра: четный Р и нечетный Р+1,При одновременной обработке команды К, например типа "Умножение И" и какой-либо команды К+1, например формата Р Х, возможна ситуация: команда К на этапе ЭЗ проводит запись результата в смежные регистры общего назначения, которые должны использоваться (К+1)-й командой на этапе Э 2 в качестве регистров индекса и(или) базы. При этом необходимо прекратить одновременную обработку команд К,К+1: прекратить выполнение команды К+1 и выполнить ее после окончания команды К (окончания записи результата).Устройство работает следукоцим образом.После включения питания устройства сигналом, поступаощим по входу 17 устройства на вход установки в "0" триггера 8, производится уста" новка в "0" этого триггера.При выполнении команды К типа 1 Умножение М" на этапе Э 1 (фиг.З, 4 - начало этапа), на информационном входе триггера 9 устанавливается уровень логической "1" с входа 18 устройства (признак записи в смежные регистры общего назначения). Установка триггера 9 в "1" происходит при поступлении сигнала на вход синхронизации этого триггера с входа 29 устройства. При этом иа входах элементов И 20-23 устанавливаются уровни логического "0" к моменту времени (через элемент 31 задержки,элемент НЕ 24).Длительность задержки элемента 31 задержки выбирается из условия обеспечения блокировки работы третьего 25 и четвертого 26 блоков срав:нения при установке триггера 8,На входы третьего 25, четвертого 26 блоков сравнения поступают сигналы с выходов элементов И 20-23, обеспечиваощие получение уровня логической "1" на входах элементов И 6 и 7.Установкой в единичное состояние триггера 9 обеспечивается блокировка работы третьего 25 и четвертого 26 блоков сравнения. В сравнении участвуют только 0-2 разряды первого 1, второго 2 и третьего 3 регистров адреса. Регистры адреса - четырехразрядные.3 1254 Устройство для обнаружения конфликтов в процессоре, содержащее первый, второй и третий регистры адреса, первый и второй блоки сравнения,элемент ИЛИ, первый и второй элементы И, первый и второй элементы задержки, первый триггер, причем первый выход первого регистра адреса соединен с одним из входов первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, первые выходы второго и третьего регистров адреса соединены соответственно с другими входами первого и второго блоков сравнения, выход первого элемента задержки соединен с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, выход второго элемента задержки подключен к установочным входам первого триггера, управляющими входами устройства с первого по четвертый являются соответственно установочныи вход первого регистра адреса и вход первого элемента задержки, установочные входы второго и третьего регистров адреса и вход второго элемента задержки, третьи входы первого и второго элементов И, вход установки в "0" первого триггера, первым и вторым входами синхронизации устройства являются соответственно входы синхронизации регистров адреса и вход синхронизации первого триггера, адресными входами устройства являются информационные входы регистров адреса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет выявления конфликтов при обращении к смежным регистрам общего назначения, в него введены третий и четвертый блоки сравнения, элементы И с третьего по шестой, элемент НЕ, третий элемент задержки второй триггер, причем второй выход первого регистра адреса соединен с первыми входами третьего и пятого элементов И, выходы которых подключены к первым входам третьего и четвертого блоков сравнения соответственно, выходы которых соединены с четвертыми входайи первого и второго элементов И соответственно, выходы С момента времени (фиг, 3) начинается одновременная обработка команд К,К+1. На этапе Э 2 команды К адрес записи результата выполнения команды К с входа 11 устройства поступает на регистр 1 адреса (на установочный вход этого регистра поступает признак этапа Э 2 с входа 2 устройства). Установка регистра происходит по синхросигналу, поступающему на вход син-.О хронизации регистра 1 адреса с входа 29 устройства. На этапе Э команды К+1 адреса индекса и базы команды К+1 со второго 13 и третьего 15 адресных входов устройства поступают на 15 второй 2 и третий 3 регистры адреса (на установочный вход указанных регистров поступают признаки этапа Э 1 с входа 14 устройства). Установка регистров происходит по синхросигналу,по- го ступающему на входы синхронизации регистров с входа 29 устройства.При равенстве адресов записи результата выпОлнения команды К н адресов индекса и (или) базы команды К+ 25 на выходах блока 4 сравнения и (или) блока 5 сравнения устанавливаются уровни логической "1", поступающие . на входы элементов И 6 и 7. На входы элементов И 6 и 7 также поступают признак записи в регистры общего назначения с входа 17 устройства; признак этапа Э 2 команды К с выхода элемента 27 задержки; уровни логической "1" с выходов третьего блока 25 срав 35 нения и четвертого блока 26 сравнения. Приравенстве адресов записи результата команды Е и, например адреса индекса (фиг. 3) уровень логической "1" с выхода элемента И Ь через элемент40 ИЛИ 10 поступает на информационный вход триггера 9. На установочный вход этого триггера поступает признак этапа Э команды К+1 с выхода элемента 28 задержки. По синхросигналу, поступающему с входа 30 устройства, происходит установка в "1" триггера 9. Сигнал, появляющийся на выходе 19 устройства, используется для прекращения выполнения команды К+1.Если же команда К требует записи в Один регистр общего назначения то на этапе Э 1 выполнения подобной команды на вход 18 устройства не поступает сигнал - признак записи в смеж ные регистры общего назначения и, следовательно, не происходит установка в "1" триггера 9, что обеспе 487 4чивает выявление конфликта по одному адресу записи. Формула изобретения5 12 которых через элемент ИЛИ соединены с информационным входом первого триггера, выход которого является выходом устройства, вторые выходы второго и третьего регистров адреса соединены соответственно с первыми входами четвертого и шестого элементов И, выходы которых подключены к вторым входам третьего и четвертого блокбв сравнения соответственно, выход 31 ЭЯ И Фиг, 2 даков СоставительТехред И.Поп орректор М, Мак нец Редактор И. КасардЗаказ 4722/53 аж б 71 твенного комитета СС ретений и открытий -35, Раушская набд Т одписно ВНИИПИ Государ по делам изо3035, Москва,едприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Производственно-полиг 54487 бвторого триггера подключен к входутретьего элемента задержки, выходкоторого через з.цемент НЕ соединенс вторыми входами элементов И с третьего по шестой, вход синхронизациивторого триггера соединен с первымвходом синхронизации устройства, информационный вход второго триггера является пятым управляющим входом уст- О ройства. ыхаф29 Ж 18 9 31 292 ЯХ-Я 1 Ф 28 12 27 Дц 1,2,3 17