Ячейка однородной вычислительной среды

ОП ИСАНИЕИ ЗОБРЕТЕ Н,ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т"691846 Сфюх СоветскихСощнаимстнческихРеспубики(51) И 7/00 соединением заявки И осудврственньтй квинт СССР во делам нзобретеннй н открытей(71) Заявител(54) ЯЧЕЙК РОДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЩЫ,необходимого для настройки ОВС на решензадач,Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является ячейка одт родной вычислительной среды, содержащая . арифметико-логическпй элемент, регистр команд, дешифратор, входы которого подключ ны к первой группе выходов регистра ком элемент задержки, два коммутатора входов четыре коммутатора выходов, причем кастро ечные входы регистра команд соединены с настроечными входами ячейки, настроечныйвход регистра команд соединен с настроечнь выходом ячейки, первый управляющий вьтхо регистра команд соединен с первым входом первого элемента задержки, второй вход кот рого подключен к выходу арифметико-логич кого элемента, управляющий вход которого соединен с выходом дешифратора, а первый второй информационный входы, подключены к выходам первого и второго коммутаторов входов, соецинетпгых своими входами с четыр информационными входами ячейки, управляю щие входы коммутаторов входов соединены ие го 5Известна ячейка однородной вычислительнойсреды с переменной структурой настройки, содержащая схемы И, выбора направлений передачи возбуждения, регистра сдвига; устройствохранения информации, логический элемент, схе.мы совпадения и схемы "Логическая равнозначность", входы которых подключены соответственно к части входов и выходов устройства хранения информации, выходы схем "Логи.ческая равнозначность" подключены ко входамсхемы совпадения, подсоединенной своим выхо.дом ко входу триггера активности, выход которого подключен к управляющему входу ло,гического элемента, управляющий вход схемысовпадения подключен к источнику управляющих сигналов 11,Недостатком такой ячейки является неболь.шой набор реализованных функций, что приво.дит к значительным затратам оборудования,анд,м ес Изобретение относится к области вычисли . тельной техники и предназначено для использо вания в качестве ячейки однородных вычислительных сред (ОВС) И. Гсвр ркян,.Ю, Н. ГулицтИ 1 т;. . В, бсокий,"В. В;" Дьтчаковскт , В. 1 т .:ТулувВсКт 1 й, А. И, Талдт айловт, "тщ:;1со вторым управляющим выходом регистра ко:манд, выход первого элемента задержки соединен с первыми входами коммутаторов выхо.дов, выходы которых подключены к выходамячейки 2, Кроме того, ячейка содержит блоккоординатной выборки ячейки, входы которого подключены к горизонтальной и вертикальнЪй координатным шинам выборки ячейки.Недостатками этой ячейки являются сложность из.за значительного набора функций, малая надежность, обусловленная сложностью схемы, и Малая производительность.Целью изобретения является повышениебыстродействия ячейки ОВС.Это достигается тем, что в предлагаемуюячейку введены третий коммутатор входа, дваэлементазадержки, причем входы третьего коммутатора входа соединены с информационнымивходами ячейки, выход третьего коммутаторавхода соединен с входом второго элемента за.держки, управляющий вход которого подклю.чен к третьему управляющему выходу регистра команд, а выход соединен со вторымивходами коммутаторов выходов и с входомтретьего элемента задержки, выход которогосоединен с третьими входами коммутатороввыходов, управляющие входы которых соединены со вторыми и четвертыми управляющимивыходами регистра команд, входы адресов управления вторым элементом задержки которо.го соединены с выходами адресов храненияконстант.На фиг, 1 представлена предлагаемая ячейка ОВС; на фиг. 2 - фрагмент вычислительной среды с ячейкой, где показаны арифметико-логический элемент 1, элемент задержки2, регистр команд 3, дешифратор 4, два коммутатора входов 5, 6, четыре коммутаторавыходов 7 - 10, цепь закольцовки 11 части ре-гистра команд 3, цепь транзита, включающая4 Отретий коммутатор входа 12, два элемента за.держки 13, 14 Э информационные входы ячейки 15 - 18, выходы ячейки 19 - 22, первая группа выходов регистра команд 23, первый управляющии выход регистра команд 24, управи45ляющие выходы регв:тра команд 25 и 26,настроечные входы ячейки 27, 28, настроечныйвыход ячейки 29.Устройство работает следующим образом,Перед началом решения задачи производится запись команды в регистр команд 3,Код команды вводится через настроечныйвход ячейки 27 последовательно разряд за разрядом в регистр команд 3 по сигналу разрешения ввода программы, подаваемому на на 55строечный вход 28,Настроечный выход ячейки 29. обеспечиваетвозможность последовательного соединения 691846 4регистров команд 3 в ОВС. По окончании синала, разрешающего ввод программы, код команды запоминается в регистре команд 3, врезультате чего с этого момента времени ячейка переходит в режим выполнения операций.Дешифратор 4 (схемы И), вход которогосоединен с регистром команд 3, а выход - сарифметико-логическим элементом 1, настраивает его на выполнение операции согласнокоду операций в первой группе выходов регистра команд 23,При наличии логической "Г на первом управляющем выходе регистра команд включается элемент задержки 2.При наличии логического "0" информациясвыхода арифметико-логического элемента 1,минуя элемент задержки 2, поступает черезкоммутаторы выходов 7, 8, 9, 10 на выходыячейки 19, 20, 21, 22.Через управляющие выходы регистра ко.манд 25, 26 осуществляется набор направлений приема и выдачи информации ячейкой пооперационной цепи (арифметико-логический элемент 1, элемент задержки 2) и цепи транзита,обеспечивая таким образом их независимоеодин от другого управление и работу.Цепь транзита, работая автономно от операционной сети, осуществляет передачу информа.ции через элементы задержки 13, 14, с входов ячейки 15, 16, 17, 18 на ее выходы 19,20, 21, 22,Таким образом, в этом режиме работыячейка может выполнять функции с задержкой выдачи информации или без задержки ееи независимо передавать информацию с задерж. кой на один разряд или на два разряда вцепи -транзистора.При выполнении ячейкой ОВС операции "генератор констант" сигнал с дешифратора 4включает цепь закольцовки 11 (схема И - ИЛИ)и отключает операционную цепь ячейки ОВСи коммутаторы входов 5, 6, 12, Константас выхода команд 3 по цепи закольцовки 11циркулирует в разрядах регистра команд 3и одновременно, последовательно через равныеинтервалы времени, определяемые длиной ело.ва константы, поступает через элемент задержкй.13 и цепь транзита на выходы ячейки 19,20, 21, 22.Для определения эффективности предлагаемой ячейки ОВС были изготовлены контрольные программы последовательного умножениявосьмиразрядных слов,Для предлагаемого варианта ячейки программа умножения занимает 32 ячейки среды (прямоугольник 8 х 4),Для варианта ячейки - прототипа програм.ма умножения занимает 64 ячейки среды (пря691846 15 моугольник 16 х 4), т,е. количество ячеек расходуется в два раза больше.Предлагаемый вариант ячейки позволяет .повысить производительность в четыре раза за счет одновременного выполнения четырех неза висимых операций (транзита, логического сло. жения, сдвига на один разряд наряду с операциями, выполняемыми арифметико-логическим элементом), а следовательно, существенно повысить эффективность использования среды за счет сокращения числа ячеек, используемых для решения задач,Формула изобретения Ячейка однородной вычислительной среды, содержащая арифметикологический элемент, регистр команд, дешифратор, входы которого подключены к первой группе выходов регистра, команд, элемент задержки, два коммутатора входов и четыре коммутатора выходов, причем настроечные входы регистра команд соединены с настроечными входами ячейки, настроечный выход регистра команд соединен с на 25 строечным выходом ячейки, первый управляющий выход регистра команд соединен с первым входом первого элемента задержки, второй вход которого подключен к выходу арифметико-логи. ческого элемента,управляющий вход которого30 соединен с выходом дешифратора, а первый и второй информационные входы подключены к выходам первого и второго коммутаторов6входов, соединенных своими входами с че тырьмя информационными входами ячейки, управляющие входы коммутаторов входов сое. дннены со вторым управляющим выходом регистра команд, выход первого элемента задержки соединен с первыми входами коммутаторов выходов, выходы которых подключены к вы. ходам ячейки, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что; с целью повышения быстродействия ячей. ки, в нее введены третий коммутатор входа, два элемента задержки, причем входы третье. го коммутатора входа соединены с информационными входами ячейки, выход третьего ком. мутатора входа соединен с входом второго элемента задержки, управляющий вход кото рого подключен к третьему управляющему вы- ходу регистра команд, .а выход соединен совторыми входами коммутаторов выхода и с входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами коммутаторов выходов, управляющие входы которых соединены со вторым и четвертым управляющими вь 1 ходами регистра команд, входы адре. сов управления. вторым элементом задержки которого соединены с выходами адресов хране. ния констант. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетелЬство СССР Х 314203,кл, О 06 Р 7/00, 1973.2. Автоматика и вычислительная техника,У 3, 1975, с, 10-17,691846 ПИ Заказ 6217 сное Патент, г, Ужгород Филиал ПП Фиг,2 Тираж 78 оектная, 4