Устройство для сдвига информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН св С 11 С 9/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 4 еюБфь -Щм К АВТОРСКОМУ ЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР, ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ЧОТНРЫТИЙ ЛЪ ) 3302361/18-24(53) 681; 327.6(088.8)56) 1. Авторское свидетельство СССР,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДНЯ СДВИГА ИНФОРМАЦИИ,.содержащее блок коммутаторов,первый вход которого соединен с выходом формирователя записи, пеРвыйвход которого соединен с выходом .первого дешифратора, вход которого является первым входом устройства, второй дешифратор, вход которого является вторым входом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оносодержит первый, второй,.третий и чет.вертый коммутаторы, счетчик, первыйи второй мультиплексоры, блок управления и регистр, причем выходы первойгругчы первого коммутатора соединеныс входами первой группы первого мультиплексора, входы второй группы кото; .рого соединены с выходами первойгруппы второго коммутатора, выходыпервого мультиплексора являются выхо.дами первой группы устройства, авходы третьей группы соединенй с выходами первой группы блока коммутаторов, выходы второй и третьей группыкоторого соединены соответственнос входами первой группы первого и.второго коммутаторов, входы второйгруппы которых соединены с входамичетвертой группы блока коммутаторови с соответствующими выходами регистра, соответствующие входы которогосоединены с выходами второго мультиплексора, входы первой и второй групп которого соединены с выходами третьейгруппы соответственно первого и второго коммутаторов, а входы третьейгруппы являются входами первой группы устройства, входы третьей группыпервого и второго коммутаторов являются соответственно входами второйи третьей групп устройства, выходывторой группы первого и второго коммутаторов являются соответственновыходами второй и третьей групп уст-.ройства, выход второго дешифраторасоединен с первым входом третьегокоммутатора, выход которого соединенс вторым входом блока коммутаторов,а второй вход соединен с первым выходом четвертого коммутатора и первымавходом блока управления, второй и третий входы которого являются третьим и четвертым входами устройства, четвертый вход блока управления соединен с первым входом четвертого . коммутатора и является пятым входом устройства, второй выход четвертого коммутатора соединен с третьим входом блока коммутаторов и пятым входом блока управления, шестой вход которого соединен с выходом первого де-. шифратора, первый выход соединен с пятым входом блока коммутаторов, второй и третий выходы - соответственно с первым и вторым входом первого ком мутатора, четвертый и пятый выходы- соответственно с первым и вторыа входами второго коммутатора, шестой выход блока управления соединен с входом регистра и первым входом счетчика, второй вход которого является шестым входом устройства, а выход соединен с вторым входом четвертого коммутатора, второй вход Формирователя записи соединен с выходом регистра, а третий вход является седьмым входом устройства, четвертый выход блока коммутаторов является выходом устройства.Изобретение относится к вычислительной технике и предназначенодля сдвига информации на заданноечисло разрядов с соответствующимзаполнением высвобождающихся позиций и может использоваться в ЭВМ,, вычислительных устройствах и приборахцифровой автоматики Гнапример, дляпостроения АЛУ с плавающей запятой,умножителей, устройств деления, длявыравнивания границ слов, считанныхиз памяти и т.п.)Известно устройство для сдвигаинформации, содержащее несколькогрупп элементов И и ИЛИ, причем вкаждом разряде одной группы содержится два элемента И и один элемент ИЛИ 1.К недостаткам этого устройстваотносится увеличение числа группэлементов И и ИЛИ при расширении 20разрядности, что не позволяет строить его в виде БИС.Известно также устройство дляпараллельного сдвига информаций,построенное из элементов И, ИЛИ, 25сгруппированных по разрядам в двухярусах 2.Недостатками этого устройства являются малые функциональные возможности малое число типов сдвига) исложность наращивания разрядностив случае, если устройство функционально и конструктивно оформленов виде БИС.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является35устройство для сдвига информации,выполненное в виде БИС, содержащееблок коммутаторов, дешифратор типасдвига, дешифратор шага сдвига,формирователь записи, вспомогательные 40вентили управления, причем первыечетыре блока функционально и конструктивно входят в БИС, а вспомогательные вентили представляют собойнекоторую аппаратуру Обрамления 45БИС 1 ЗД.Однако известнсе устройство имеетнедостаточное быстродействие припостроении многоразрядных устройствдля сдвига информации. 50Цель изобретения - повышение быстродействия при построении многоразрядных устройств для сдвига информации.Поставленная цель достигается тем,что устройство для сдвига информации,55содержащее блок коммутаторов, первыйвход которого соединен с выходом формирователя записи, первый вход которого соединен с выходом первого дешиф.ратора, вход которого является первым входом устройства, второй дешифратор, вход которого является вторымвходом устройства, дополнительносодержит первый, второй, третий ичетвертый коммутаторы, счетчик, пер вый и второй мультиплексоры, блокуправления и регистр, причем выходы первой группы первого коммутаторасоединены с входами первой группыпервого мультиплексора, входы второйгруппы которого соединены с выходами первой группы второго коммутатора, выходы первого мультиплексораявляются выходами первой группы устройства, а входы третьей группы соединены с выходами первой группыблока коммутаторов, выходы второйи третьей группы которого соединенысоответственно с входами первой группы первого и второго коммутаторов,входы второй группы которых соединены с входами четвертой группы блокакоммутаторов и с соответствующимивыходами регистра, соответствующиевходы которого соединены с выходамивторого мультиплексора, входы первой и второй групп которого соединены с выходами третьей группы соответственно первого и второго коммутаторов, а входы третьей группы являютсявходами первой группы устройства,входы третьей группы первого и второго коммутаторов являются соответст.венно входами второй и третьей группустройства, выходы второй группыпервого и второго коммутаторов являются соответственно выходами второй и третьей групп устройства, выход второго дешифратора соединенс первым входом третьего коммутатора,выход которого соединен с вторым вхо-,дом блока коммутаторов, а второй входсоединен с первым выходом четвертогокоммутатора и первым входом блокауправления, второй и третий входы которого являются третьим и четвертымвходами устройства, четвертый блоквходами устройства, четвертый входблока управления соединен с первымвходом четвертого коммутатора и является пятым входом устройства,"второй выход четвертого коммутатора соединен с третьим входом блока коммутаторов и пятым входом блока управления,шестой вход которого соединенс выходом первого дешифратора, первый выход соединен с пятым входомблока коммутаторов, второй и третийвыходы - соответственно с первыми вторым входом первого коммутатора,четвертый и пятый выходы - соответственно с первым и вторым входамивторого коммутатора, шестой выходблока управления соединен с входомрегистра и первым входом счетчика,второй вход которого является шестымвходом устройства, а выход соединенс вторым входом четвертого коммутатора, второй вход формирователя записи ссудинен с выходом регистра,а третий вход является седьмым входом устройства, четвертый выход блока коммутаторов является выходом уст,ройства.На чертеже представлена структурная схема устройства для сдвига инФормации.Устройство содержит блок коммутаторов 1, представляющий собой совокупность блоков элементов И, формирователь записи 2, представляющий собой логическую схему формирования циФр замещения для записи в высво-. - 10 бождающиеся разряды, первый дешифратор 3, обеспечивающий реализацию заданного типа сдвига, второй дешифратор 4,обеспечивающий реализацию заданного шага сдвига; первый комму татор 5, служащий для связи с подоб.ным сдвигающим устройством, расположенным слева, второй коммутатор 6, служащий для связи с подобным сдвигающим устройством, расположенным справа; выход устройства 7, соединенный с приемником сдвинутой информации, первый мультиплексор 8, обеспечивающий выдачу сдвинутой информации; регистр 9, служащий для кратковременного хранения сдвигаемой ин-. Формации; второй мультиплексор 10, обеспечивающий прием сдвигаемой инФормации, вход устройства 11, соединенный с источником сдвигаемой информации; вход устройства " 2, соединенный с подобным сдвигающим устройством, расположенным слева; вход устройства 13, соединенный с подобным сдвигающим устройством, расположенным справа; выход устройства 14, сое-З 5 диненный с подобным сдвигающим устройством, расположенным слева; выход устройства 15, соединенный с подобным сдвигающим устройством, расположенным справа) вход устройства 16, 40 соединенный с внешним источником информации о величине шага сдвига; третий коммутатор 17, который по сути дела осуществляет блокировку сдвига; четвертый коммутатор 18, 45 который служит для выработки сигнала о необходимости осуществления расширенного шага сдвига шаг сдвига превышает К); блок управления 19; вход устройства 20, соединенный с внешним источником сигнала начала50 операции, вход устройства 21, соединенный с внешним источником информации о режиме работы, вход устройства 22, соединенный с внешним источником синхросигналов, счетчик 23, служащий для кратковременного хранения информации о расширенном шаге сдвига и для преобразования этой информации ( вычитания единиц из этой ин формации; вход устройства 24, сое диненный с внешним источником информации о величине расширенного шага сдвигаф вход устройства 25, соединенный с источником логического нуля, вход устройства 26., соединенный с 65 внешним источником инФормации о типесдвига, выход устройства 27, соединен-.ный с внешним приемником сигнала ко:ца операции.Устройство для сдвига информации .работает следующим образом.По входу 21 поступает информацияо заданном режиме работы устройства,которая приходит в виде 2-разрядногослова. Соответственно этому возможнычетыре режима. работы: режим одиночной работы, который задается кодовойкомбинацией "00" на входе 21 режим1групповой работы в качестве головнойсекции, который задается кодовойкомбинацией "01" на входе 21; режимгрупповой работы в качестве оконечной секции, который задается кодовойкомбинацией "10" на входе 21; режимгрупповой работы в качестве сред-.ней секции, который задается кодовойкомбинацией "11" на входе 21Рассмотрим работу 24-разрядногосдвигающего устройства. Ь этом устройстве использованы три БИС, работающие в различных режимах: в режимеголовной секции, в режиме среднейсекции и в режиме оконечной секции.Покажем работу этого устройства напримере циклического сдвига вправона деюять разрядов.В начальный момент времени каждаяБИС приводится в исходное состояние:а) на входе 26 фиксируется кодоваякомбинация "000", в результате чегодешифратор 3 Формирует сигнал циклического сдвига вправокоторый поОтупает на шестой вход блока управления19 коммутаторами;об) на входе 16 фиксируется кодовая комбинация "010", в результатечего дешифратор 4 формирует сигналсдвига на два разряда, который поступает на первый вход коммутатора 17;в) на входе 24 Фиксируется кодовая комбинация "001" (расширенныйшаг сдвига), которая записываетсяв счетчик (числа байт ) 23, в результате ".его коммутатор 18 Формирует сигнал 01, который поступает иа первыйвход блока управления коммутаторами19. Заметим, что общий код по входам24 и 16 равен общему шагу сдвигадесяти ( 001010),Устройство запускается в работуимпульсным сигналом начала операции, который поступает по входу 20.Он устанавливает в единичное состояние триггер управления в блоке управления коммутаторами 19.Одновременно по входу 11 на входной регистр 9 подается .разрядноечисло через второй мультиплексор 10,поступающее из внешнего источникасдвигаемой информации,В блоке управления коммутаторами19 .с приходом сигнала Р 1 вырабаты 1014031ваются следующие сигналы: Ч 7, который поступает на вход передающей части второго коммутатора б, в результате чего произойдет передача К-разрядного слова иэ входного регистра9 на среди.ою секцию; и Ч 3, которыйпоступает на вход приемной части первого коммутатора 5, в результатечего произойдет прием К-разрядногослова на входной регистр 9 из оконечной секции. .101 С приходом очередного синхросигнала по входу 22 на вход блока управ" ления коммутаторами 19 в последнем при наличии единичного состояния 15 триггера управления вырабатывается сигнал Ч О, который вычитает единицу из содержимого счетчика числа байт 23, в результате чего его содержимое станет равным нулю, коммутатор 18 вырабатывает сигнал РО, который поступает на первый вход блока управления коммутаторами 19 и на второй вход коммутатора 17.В блоке управления коммутаторами 19 с приходом сигнала РО вырабатываются следующие сигналы: У 5, который поступает на вход передающей части второго коммутатора б и на пятый вход блока коммутаторов 1) и Ч 1, который поступает на вход приемной части первого коммутатора 5.В коммутаторе 17 с приходом сигнала РО вырабатывается сигнал Н 2, который поступает на вход блока коммутаторов 1, 35В коммутаторе 18 по сигналу РО. с приходом очередного синхросигнала по входу,22 вырабатывается сигнал Р 2, который поступает на вход блока управления коммутаторами 19 и сбрасывает триггер управления в нуль, в результате чего сигнал Ч.О вырабатываться не будет, и на вход блока коммутаторов 1, в котором по сигналам Ч 5 и . Н 2 произойдет сдвиг вправо информации, 45 поступающей на вход блока коммутаторов 1 .с выхода входного регистра 9, и одновременно Формируется сигнал конца операции. Сдвинутая вправо информация появляется на выходе блока коммутаторов 1 и через первый мультиплексор 8 поступает на внешний приемник сдвинутой информации по выходу 7.Выдвигаемые разряды появляются 55 на выходе блока коммутаторов 1 и че" рез передающую часть коммутатора б поступают на среднюю секцию по выходу 15, а через приемную часть коммутатора 5 произойдет прием вы двинутых битов из оконечной секции по входу 12, которые через цепочку вход коммутатора 5 - выход коммутатора 5 поступают на вход первого мультиплексора 8 и далее на внеш ний приемник сдвинутой информациипо выходу 7Сигнал конца операции СКО с выхода блока коммутаторов 1 поступаетна выход 27 БИС. Он информируетцентральные уу об окончании процесса сдвига и о воэможности приемасдвинутой информации с выходов 7каждой БИС. Центральное уу осуществляет прием информации на некоторвйрегистр за время приема, после чего снимает свои сигналы на входах26 и 16 БИС. В результате этогопринимают нулевые значения сигналыРО, Н 2, Ч 5 и Ч 1, а сдвигающееустройство приводится в состояние.готовности. Таким образом, времяоперации Т эявляется переменным,равным Тсэ при минимальном шагесдвига и равйым ТН,при максимальном расширенном) шаге сдвига.Работа средней Секции и работаоконечной секции полностью аналогична описанной работе головной секции.Рассмотрим работу 24-.разрядногосдвигающего устройства, а также работу БИС в режиме одиночной работыпри осуществлении остальных типовсдвига на указанный шаг сдвига.Покажем осуществление арифметического сдвига вправо с заполнениемосвободившихся разрядов знаковымразрядом, который задается кодовойкомбинацией 010 на входе 26, или логического сдвига вправо с заполнениемосвободившихся разрядов логическимнулем, который задается кодовойкомбинацией 100 на входе 26. Дешифратор 2 расшифрует укаэанные кодыи вырабатывает соответствующие сигналы.Работа средней секции и работаоконечной секции будет аналогичнаописанной работе головной секции привыполнении циклического сдвига вправо.Работа, головной секции и работаБИС в режиме одиночной работы будутаналогичны описанной работе головнойсекции и работе БИС в режиме, одиночной работы при выполнении циклического сдвига вправо эа отличием, которое состоит в следующем для головнойсекции:а) в блоке управления коммутатсрами 19 с приходом сигнала Р 1 сигналЧЗ не выраба"ывается из-за режимаголовной секции, и приема К-разряд ного слова на входной регистр 9ччерез приемную часть первого коммутатора 5 из оконечной секции не проиэойдт ф,б) в блоке управления коммутаторами 19 с приходом сигнала РО сигналЧ 1 нЕ вырабатывается, приема выдвигаемых разрядов из оконечной секции через приемную часть первого коммутато1014031 фЧ А риеннику иал ППП "Патент", Ужгород, ул.Проек ра 5 на выходной мультиплексор 8 не произойдет ( аналовично и для ИС-секции в режиме одиночной работы.Покажем осуществление циклического сдвига влеьо, который задается кодоФинацией П 001 п на вхов результате дешифраций которой дешифратор (типа сдвига) 3 Формирует соответствукщий сигнал, поступающий на вход блока управления коммутаторами 19. 30Работа головной секции, средней секции и оконечной секции будет аналогичной описанной работе головной секции при выполнении циклического сдвига вправо, а работа БИС в режиме 5 одиночной работы будет аналогичной описанной работе БИС в режиме одиночной работы при выполнении цикличес кого сдвига вправо.Однако для головной секции, сред ней секции и оконечной секции по сигналу Б 1 в блоке управления коммутаторами 19 с приходом сигнала Р 1 вырабатываются следующие сигналы: МЗ,который поступает на вход пере- . 25 .дающей части коммутатора 5, в резульМате чего произойдет передача К-разрядного слова из входного регистра " на соседнюю левую БИСф М 4, который ВНИИПИ Заказ 3028/б Тираж 592 Подписное поступает на вход приемной части коммутатора б, в результате чего произойдет прием К-разрядного слова иэ соседней правой БИС; в блоке управления коммутаторами 19 с приходом сигнала РО вырабатываются следующие сигналы: Уб, который поступает на вход передающей части коммутатора 5 и на вход блока коммутаторов 1; Ч 2, который поступает на вход прием- ной части коммутатора б аналогично и для БИС в режиме одиночной работы).По быстродействию предложенное устройство обеспечивает положительный эффект а составе многоразрядного сдвигающего устройства вследствие введения синхронизации и организации нежесткого пплавающегоф рабочего времени операции сдвига при различной величине шага сдвига. Предложенное устройство обеспечиваетквази) линейную зависимость времени операции от шага сдвига, Сдвиг на К разрядов осущеетвляется за время Тсс одного периода синхросигналов. Время Тсс должно превышать время асинхронного сдвига дан- ных одной БИС-секцией примерно на 10.