Устройство для обработки информации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕДЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)м. кл. с присоединением заявки Йо С 06 Е 15/00 Государственный комитет СС.С Р по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 250680(71) Заявитель 54) уСтрОИС 1 ВО ДЛН ОВРАВОКИ ИНФО Изобретение относится к вычисли,тельной технике и может быть использовано в электронных цифровых вычислительных машинах (ЭЦВМ) при построении регистрового поля процессора.5Известно устройство для обработки информации, обладающее высокой скоростью параллельных пересылок информации между любыми словами регистровой памяти 11 .Однако устройство не позволяет пересылать информацию между любыми частями регистров :(байтами). Известно также устройство для об работки информации, обеспечивающее ши- . рокие воэможности пересылок между регистрами и другими блоками процессора за счет специальной организации регистровой памяти, коммутирующего 2 О оборудования и системы шин 21.Недостаток данного устройства - невысокая скорость обработки (пересылок) информации.Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому является устройство, используемое в качестве регистрового поля процессора передачи данных и содержащее регистры операционного поля, выходы которых сое" 3 О динены спервой группой входов коммутатора полуслов, выход которогосоединен с первым выходом устройства,регистровую память коммутатор записи, выход которого соединен совходами регистров операционного поля,а первый и второй входы являющихся,соответственно, первым и вторым входами устройства коммутатор оперативной памяти, регистр команд, выходкоторого подключен ко второй группевходов коммутатора полуслов и третьему входу коммутатора записи, блокуправления, первый вход которогоявляется пятым входом устройства, авыходы - к управляющим входам регистра команд, коммутаторов записи,памяти, полуслов и регистров операционного поля 3 . Недостатками укаэанного устроЯ- ства являются необходимость введения дополнительного накопителя для работы в автономном режиме (при отсутствии оперативных запоминающих устройств), невысокая скорость и ограниченные воэможности пересылок между регистрами операционного поля и регистровой памяти вследствие того, что данные пересылки выпол няются через специальные промежуточные регистры адреса памяти и слова.Цель изобретения - повышение скорости обработки информации.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен коммутатор слов, первая группа входов которого соединена с первой группой входовегистра полуслов и выходами регистов операционного поля, вторая группа входов соединена с выходами регистров регистровой памяти, третий вход соединен с выходом регистра команд, четвертый вход соединен с выходом блока управления, а выход комМутатора является третьим выходом усфойства и соединен с четвертым входом коммутатора оперативной памяти И четвертым и пятым входом коммутатора записи, выход которого соединен с третьим входом коммутатора оперативной памяти, выход которого соединен со входами регистров регистровой памяти. Крбме того, введен буфер полуслова, первый вход которого соединен с выходой коммутатора полуслов, второй вход - с выходом блока управления, а выход подключен к шестому нходу коМмутатора записи.на чертеже представлена структурная схема предложенного устройства.Устройство содержит регистры 1 операционного поля, объединенные в а,полуслов 2 и включающие оснонные программно доступные (адресуемые непосредственно или по умолчанию коьандами (ЦВМ) регистры процессора, такие, как регистр номера команды, регистр адреса памяти, индексные регистры, регистры косненных адресон, регистры управляющих триггеров и другие; регистровую память 3, объеди. ненную.в 0 слон 4, предназначенную для хранения операндов и результатов и содержащую, в том числе, регистр обмена с оперативными запоминающими устройствами, коммутатор 5 полуслов, предназначенный для выборки любого полуслова из регистров операционного поля или буквального операнда из регистра команд в шину б полуслова коммутатор 7 слов, предназначенный для выборки любого слова иэ регистровой памяти, любого полуслова иэ региотрон операционного поля или буквального операнда из регистра команд в шину 8 слова, буФер 9 полуслМа, предназначенный для времен- ноГЫ .хранения полуслова, выбранного в шину б; коммутатор 10 записи, прЕдназначенный для выборки правогоили левого полуслова и слова, выбранного н шину 8, содержимого буфера 9 полуслова, буквального операнда иэ регистра команд, входных шин 11 или 12, по которым приходит информация от исполнительных блоков или внешних устройств ЭЦВМ соответственно в шину 13 записи; коммутатор 14оперативных запоминающих устройств,предназначенный для выборки слона,выбранного н шину 8, полуслона, выбранного в шину 13 записи слова извходных шин 15 или 16, по которымприходит информация из центральногоили местного оперативного запоми: в :ающего устройства соответстненно вшину 17 записи регистровой памяти;регистр 18 команд, предназначенныйдля хранения команд, обрабатываеььхпроцессором и выбираемых как иэ оперативных запоминающих устройств,так и из регистровой памяти,выходкоторого связан шиной 19 с устрой стном управления процессора (на чертеже не показано); блок 2 С управления, вход которого янляется пятымвходом устройства и связан шиной21 с устройством управления прсцес сора и предназначенный для управления всеми регистрами и коммутаторами устройства.Минимальной единицей информации,обрабатываемой устройством, явля ется байт. Каждое полуслово 2 регистров 1 операционного поля содержитК байтов и каждое слово 4 регистровой памяти - 2 К байтов. Шины 8, 15,1 б и 17 имеют разрядность слова, а З шины 6,11,12 и 13 - полуслова. Всеэти аяны могут также нести группубайтов. Под группой байтов понимается произвольное количество (от одногодо К) значимых байтов одного полусловава, прижатых к правой границе полуслоВ шину б выбирается группа байтов,поступающая на исполнительные блокипроцессора, в оперативные запоминающие устройства или на буфер 9. В ши ну 8 выбирается группа байтов, поступающая в регистры 1 или память З,слово, поступающее в оперативные запоминакнцие устройства, причем группа(полуслово) регистров 1, выбираетсяв правое полуслоно слова шины 8. Шина 13 поступаетна все полуслова 2.Если шины 11 и 12 содержат один байт,то он коммутируется во все байты шины 13. Шина 17 поступает на все слова 4, причем долуслово шины 13 поступает на правое и на левое полуслово слова шины 17. Блок 26 управлениян зависимости от управляющих сигналов в шине 21 и адресов операндов,поступающих из регистра 18 команд, 5 может осуществлять запись в любуюгруппу байтон регистров 1 или регистровой памяти 3, в любое словорегистровой памяти 3, н регистр 18команд и буфер 9, и позволяет коммубб тировать любой вход коммутаторов5,7,1 О и 14.Устройство работает следующимобразом.В режиме работы с оперативными 65 запоминающими устройствами командывыбираются на регистр 18 команд по шинам 15 или 16 через коммутатор 14 и шину 17. Данные из оперативных запоминающих устройств выбираются по тем же информационным путям, но приемником инФормации является регистр обмена, включенный в организацию регистровой памяти 3.Для осуществления автономного режима работы устройства, необходимого. для отладочных и диагностических работ, происходит начальная загрузка команд в регистровую память 3, а также данных н регистры 1 и память 3 из внешних устройств по шине 12 через коммутаторы 10 и 14, В данном режиме команды выбираются через коммутатор 7 и в шину 8 и далее через коммутатор 14 на регистр 18 команд для последующего выполнения.Для пересылок между словами 4 используется аналогичный механизм 20 с той разницей, что приемник пересылаемой информации один иэ регистров памяти 3.Для пересылок любой группы байтов последняя выбирается из регистров 1 25 или из памяти 3 через коммутатор 7 н шину 8 слова и далее через коммутатор 10 в шину 13 записи, причем в зависимости,от адресов источника и приемника информации в шину 13 вы" 3 О бирается правое или леное полуслова из слова, выбранного в шину 8. Ском-. мутированная в шину 13 группа байтов поступает на все полуслова 2 или через коммутатор 14 на все полуслова слов 4.Пересылка группы байтов может осуществляться также через буфер полуслова 9, если группа - источник размещена в регистрах. В этом случае с помощью коммутатора 5 н шину б выбирается любая группа из регистров,1, поступающая затем в буфер 9. Далее содержимое буфера 9 через коммутаторы 10 и 14 записывается в любой регистр операционного поля 1 или регистровой памяти 3Наличие коммутаторв 5,7,10 и 14 позволяет осуществлять одновременную выборку двух операндов по шинам 5 О б и 8, одновременную запись результа,та по шине 11, что повышает скорость выполнения команд процессора.Введение коммутатора слов и расширение Функций коммутатора записи и коммутатора оперативных запоминающих. устройств позволяет по сравнению с известным вдвое сократить количество команд при пересылках между произвольными регистрами устройства,что вдвое повышает скорость обработки информации данным устройством.Действительный выигрыш времени обработки информации зависит от характера программ, выполняемых про- цессором, а конкретно, от доли ко" 65 манд типа пересылок между регистрами н математическом обеспечении которая для разрабатываемого процессора составляет в среднем 10.Кроме того, наличие общего коммутатора для выборки. как команд, так и данных из оперативных запоминающих устройств и регистровой памяти позволяет без дополнительного оборудования осуществить автономный режим работы.Введение буфера полуслова позволяет осуществить временное хранение и последующее восстановление содержи. мого регистров операционного поля, не занимая программно-доступных регистрон.Формула изобретения1. Устройство для обработки инфррмации, содержащее регистры операционного поля, выходы которых соединены с первой группой входов коммутатора полуслов, выход которого соединен с первым выходом устройства, регистровую память, коммутатор записи, выход которого соединен со входом регистров операционного поля, а первый и второй входы являются, соответственно, первым и вторым входами устройства, коммутатор оперативной памяти, первый и второй входы которого являются, соответственно, третьим и четвертым входом устройства, регистр команд, ныход которого является вторым выходом устройства и подключен ко второй группе входов коммутатора полуслов и третьему входу коммутатора записи, выход регистра команд соединен с выходом коммутатора оперативной памяти, блок упранления, первый нхад которого является пятым входом устройства, второй вход подключен к выходу регистра коианд, а выходы соответственно, к управляющим входам регистров операдионного поля, коммутатора полуслов, регистровой памяти, коммутатора записи, коммутатора оперативной памяти, регистра команд, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью йовышения скорости обработки инфор мации,в устройство введен коммутатор слов, первая группа нходон которого соедчнена с первой группой входов регистра полуслов и выходами регистров операционного поля, вторая группа выходов первой группой входов регистра полуслов и выходами регистров операционного поля, вторая группа выходов соединена с выходами регистрон регистровой памяти, третий вход соединен с выходом регистра команд, четвертый вход соединен с выходом блока управления, а выход коммутатора является третьим выходом устройстна742942 одписное Заказ 3619/15 ЦН Фили и соединен с четвертым входом коммутатора оперативной памяти и четвертым и пятым входом коммутатора записи, выхОд которого соединен с третьим входом коммутатора оперативной памяти, выход которого соединен со входами Регистров регистровой памяти.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения скорости обработки информации, в него введен буфер полуслова, первый вход которого соединен с .выходом коммутатора полуслов, второй П ффпатентфф, г. Ужг вход - с выходом блока управления, авыход подключен к шестому входу коммутатора записи,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 481899, кл. С 06 Е 15/00.2. Патент США Р 3614741,кл, 340 172, 1973.З,ВОГоЯИ. Воа Сопюпюсалоп зр ос,езьо КеуегЕзсе, ВсвооС Тгою,1054, 484, 7-71 (прототип).