Устройство для управления цифровой вычислительной машиной

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналнстнческниРеспублнк(51)М. Кл. Я 06 Е 9/00 йеударстееией комитет СССР ао делам иэебретеиий к етирмтии(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности, к устройствам управления ЦВМ н может бытьиспользовано в системах цифровой обработки преимушественно непрерывных, изменякзцнхся в реальном масштабе времени дан 5ных с периодической (перноды различны)выборкой подпрограмм на фоне циклическиисполняемой программы.Известно устройство управления ЦВМосодержащее схему пуска - останова, генератор тактовой частоты, долговременное запоминакзцее устройство, регистрыкоманд, программы, шифратор, счетчик команд и тактов, триггер режима и элемен-,ты И 11.Недостаток известного устройства состоит в том, что оно требует значительных затрат оборудования,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому результату является устройство управленияЦВМ, содержашее блок памяти команд,вход которого соединен с выходом счетчика команд, а выход - с первым входом регистра команд, генератор импульсов, выход которого соединен со входом .счетчика времени и с первым входом блока формирования функциональных сигналов 21.Недостатком устройства является незначительное быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит счетчик запросов, сумматор, блок памяти кодов времени,схему сравнения, блок памяти параметров подпрограмм и блок приостановки, причем выход счетчика времени соединен с первыми входами сумматора и схемы сравнения, выход сумматора соединен с первым входом блока памяти кодов времени, выход которого соединены со входом схемы сравнения, выход которой соединен с первыми входами блока приостановки и блока памяти параметров подпрограмм, первый и второй входы - выходы которого соединены со входами - выходами, соответственно,708352 счетчике команд и счетчика запросов, второй, третий входы, первый, второй входы - выходы блока приостановки соединены, соответственно, с выходом генератора импульсов, с выходом счетчике запросов, с входом - выходом блока формирования функциональных сигналов и с входом - выходом регистра команд, второй третий выходы которого соединены, соответственно, со вторым входом сумматора и со вхо-О дом счетчика запросов, а вторые входы блока памяти кодов времени и блока памяти параметров подпрограмм соединены с четвертым выходом регистра команд.Структурная схема устройства представ-лене на чертеже,Устройство управления ЦВМ содержит генератор импульсов 1, блок 2 формировв ния функциональных сигналов, счетчик 3 времени, регистр 4 команд, блок 5 памяти команд, счетчик 6 команд, сумматор 7, блок 8 памяти кодов времени, блок 9 памяти параметров подпрограмм, счетчик 10 запросов, блок 1 1 приостановки, схему сравнения 12. 25Устройство работает следующим образом.ОПрограмма соответствует естественному порядку следования вычислительных операций. При этом первая команда под- ."О программ или отдельная команда, подлежащие из-за более высоких скоростей изменения некоторых непрерывных данных более частоту повторению, содержат указания о длительности интервала повторе ния и количестве повторений зе цикл программы. Длительность интервала повторения подпрограмм выбираются кратными длительности цикла программы. В первой команде подпрограммы указывается адрес 40 ячейки блоков 8 и 9, в которой должен храниться адрес команды (состояние счетчика команды, соответствующее первой команде подпрограммы) и количество запросов на повторение подпрограммы. Каждой первой 45 команде подпрограммы отводится своя ячейка в блоке 9, т.е. в блоке 9 занимается столько ячеек, сколькс подпрограмм. В команды подпрограммы ключяются также два признака; признак принадлежности 50 первой команды к периодически повторяемым и признак того, что следующая команда также принадлежит к периодически повторяемой подпрограмме, открываемой первой командой.При выборе из блока 5 памяти кода команды с признаком принадлежности к периодическим повторяемым блок 11 про 4изводит проверку счетчиком 10 содержимого ячейки в блоке 9 с указанием количества запросов,Если при проверке оказывается, чтосодержимое ячейки, равно нулю, сумматор7 вырабатывает время последующего исполнения этой команды и засылает в блок8. Одновременно в блок 9 засылается количество запросов не исполнение подпрограммы и адрес первой команды повторяемой подпрограммы. Исполняется содержятельняя часть команды. Если в кодекоманды указано, что следующяя команде принадлежит к периодически повторяемым, то следом исполняется следующаякоманда программы. Если в коде команды отсутствует признак того, что следующяя команда приндалежит к периодическиповторяемым, работа по подпрограмме заканчивается,и блок 11 организует возврат к основной программе,Если при проверке оказывается, чтосодержимое ячейки в блоке 9 не равнонулю, то выбранное из ячейки блока 9 содержимое замещается на количество запросов из команды, сложенное с остаткомячейки блока 9. Остальные указанные команды не исполняются, содержательнаячасть команды не исполняется, управление передается следующей команде.Если должна исполниться группа команд, то осуществляется лищь перебор команд с блокировкой их исполнения,С появлением запроса от схемы сравнения 12 на исполнение периодическойподпрограммы во время исполнения фоновой работы, блок 11 приостанавливаетнормальную последовательность команд,занося в дополнительный регистр счетчика 6 адрес команды возврата, и передает управление команде, адрес которой сигналом запрося от блока 8 выбирается изсчетчике 6, При этом проверяется и изменяется количество запросов. Если количество запросов больше нуля, подпрограмма исполняется,и после исполнения управление передается но адресу команды, находящемуся в дополнительном регистресчетчика 6.Если количество запросов равно единице, что означает исполнение последнегозапроса, дальнейшее исполнение данной пепериодической подпрограммы блокируетсязасылкой в блок 8 числа большего, чемсостояние счетчика 3 времени, соответствующее длине цикле программы, и количество запросов в блоке 9 устанавливается в ноль,708352 5Добавление к программе одноадресной ЦВМ каждой новой периодической подпрограммы увеличивает ня 300-;500 команд диспетчерские программы и соответственно снижает производительность ЦВМ на 1+2%. Так, например, диспетчерские программы для 5-;6 подпрограмм с различными периодичностями занимают 2500-;3000 команд и снижают производительность ЦВМ, с программой 30000 ко манд на 4-5%.Замена программной организации работ на аппаратную позволяет исключить диспетчерские программы периодических подпрограмм и увеличить производительность 15 ЦВМ.Планирование работ осуществляется за первый проход цикла программы путем сдвига по фазе периодической подпрограммы, если запрос на ее исполнение по является во время еще не законченной в исполнении другой периодической подпрограммы. Сдвиг осуществляется автоматически, так как вычисление времени следующего запроса в сумматоре 7 производится лишь при исполнении команды без учета времени ожидания на исполнение имеющегося запроса.Естественно, что сумма длительностей периодических подпрограмм должна быть ЗО меньше цикла программы. Введение аппаратного планирования и выборки периодических подпрограмм сокращает программу и упрощает процедуру составления про. граммы,35 6импульсов, выход которого соединен со входом счетчика времени и с первым вхо дом блока формирования функциональных сигналов, второй вход которого соединен с первым выходом регистра команд, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит счетчик запросов, сумматор, блок памяти кодов времени, схему сравнения, блок памяти параметров подпрограмм и блок приостановки, причем выход счетчика врес мени соединен с первыми входами сумматора и схемы сравнения, выход сумматора соединен с первым входом блока памяти кодов времени, выход которого соединен со входом схемы сравнения, выход которой соединен с первыми входами блока приостановки и блока памяти параметров подпрограмм, первый и второй входы- выходы которого соединены со входамивыходами 1 соответственно, счетчика команд и счетчика запросов, второй, третий входы, первый, второй входы - выходы блока приостановки соединены, соответственно, с выходом генератора импульсов, с выходом счетчика запросов, с входом- выходом блока формирования функциональных сигналов и с входом - выходом регистра команд, второй, третий выходы ко торого соединены соответственно со вторым входом сумматора и со входом счетчика запросов, а вторые входы блока памяти кодов времени и блока памятипараметров подпрограмм соединены с четвертым выходом регистра команд.формула и зобретения Устройство управления цифровой вычис-ЧО лительной машины, содержащее блок памяти команд, вход которого соединен с выходом счетчика команд, а выход - с первым входом регистра команд, генератор Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 446060, кл, 6 06 Р 9/00, 1974.2. Липаев В. ВКолин К. К., Серебровский Л. А, Математическое обеспечение управляющих ЦВМ, М., Сов, радио,1972, с, 126-130 (прототип)./5 филиал ППП Патент, г ктная,8489/44 Тираж 751 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра