Устройство для сдвига данных

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) СОбР 73 О ЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСК 88/24-24.85. Бюл.6елюго, Л.Г.Лопато,и А.Э.Шумейкоий радиотехнически 21) 3654 22) 15. 0 46) 15,0 72) В.П .А.Шоста 71) Иинс исти 2. Устрой тво по и. 1, о т лтем, что узел ин тироИСющеес явания сод".ржКЛЮЧАЮИЕЕ ИЛИ т группу элементои элемент И, при и выходы элементо 1 ЛИ группы являютс информационным вх м ервые входыСКЛЮЧАЮЩЕЕ тветственно соОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СДВИГА ДАННЫХ, содержащее сдвигатель, дешифратор нуля, два шифратора и два коммутатора, причем информационный вход сдвигателя соединен с шиной данных, входы направления сдвига и типа сдвига устройства соединены соответственно с входами направления сдвига и типа сдвига сдвигателя, выход которого является выходом результата устройства, выход дешифратора нуля соединен с входом первого шифратора, первый выход которого соединен с шиной кода нормализации и первым информационным входом первого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с шиной кода сдвига устройства, вход величины сдвига сдвигателя соединен с выходом первого коммутатора, первый управляющий вход которого соединен с шиной задания режима устройства, выход второго шифратора соедиЯО 140 ИЗ А нен с шиной кода нормализации устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обнаружения переполнения при арифметических сдвигах, оно содержит узел инвер.тирования и элемент сравнения, причем шина данных соединена с информационным входом узла инвертирования, выход которого соединен с входом дешифратора нуля и информационнымвходом второго коммутатора, выходкоторого соединен с входом второгошифратора, выход которого соединенс первым информационным входом первого коммутатора и первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с вторым информационным входом первого коммутатора, второй управляющий вход которого соединен с входом типа нормализации устройства, выход признака переполнениякоторого соединен с выходом элемента сравнения, первый вход которогосоединен с первым выходом первогошифратора и управляющим входомвторого коммутатора, первый и второйуправляющие входы узла инвертирования соединены соответственно с шинойзадания режима устройства и старшимразрядоМ шины данных устройства, второй выход первого шифратора является выходом признака нуля устройства.1140113 и выходом узла инвертирования, первый и второй управляющие входы кото"рого соединены с первым и вторым вхо" Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в высокопроизводительных системах обработки информации,Известно устройство для сдвига 5данных, содержащее сдвигатель, информационный вход которого соединенс шиной данных, а первый,. второй итретий управляющие входы соединеныс шинами соответственно .направления,типа и кода сдвига, выход сдвигателя соединен с шиной результата 13.Недостатком данного устройстваявляются ограниченные функциональныевозможности. Так как оно не позволяет обнаруживать переполнение приосуществлении в нем левого арифметического сдвига данных и в нем непредусмотрены средства для быстройнормализации чисел. 20Известны устройства для нормализации, выполняющие нормализациючисла и формирующие код нормализации в течение одного такта работыустройства 21 и 3 ,25Укаэанные устройства предназначены сугубо для нормализации чисели не позволяют производить сдвиг информации. Кроме того, они не могутбыть эффективно применены в высоко" 30производительных ЭВМ общего назначения, располагающих быстродействующими сдвигателями из-за больших затрат оборудования.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для сдвига, содержащее сдвигатель, дешифратор нуля, два шифратора и два коммутатора, причем входданных устройства соединен с информационным входом сдвигателя и входомдешифратора нуля, выход которого со,единен с входом первого шифратора,выход которого соединен с шиной кода нормализации и первым информацион ным входом первогокоммутатора, второй информационный вход которого соединен с шиной кода сдвига устройстдами элемента И, выход которого соединен с вторыми входами элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы,ва, вход режима которого соединен суправляющим входом первого коммутатора, выход которого соединен с входом величины сдвига сдвигателя, входы направления сдвига и типа сдвигакоторого являются соответственновходами направления сдвига и типасдвига устройства, выход сдвигателясоединен с информационным входор второго коммутатора, управляющий входкоторого соединен с шиной кода нормализации и выходом второго шифратора, вход которого соединен с выходомстаршей тетрады сдвигателя, выходкоторого и выход второго коммутатораявляется первым и вторым информационными выходами устройства 4 3Недостатком известного устройстваявляется отсутствие возможности обна.ружения переполнения при арифмети-ческом сдвиге влево,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства для сдвига данных путем обнаружения переполнения при арифметическом сдвиге.,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для сдвигаданных, содержащее сдвигатель, дешифратор нуля, два шифратора и двакоммутатора, причем информационныйвход сдвигателя соединен с шиной данных, входы. направления сдвига и типа сдвига устройства соединены свходами направления сдвига и тиасдвига сдвигателя, выход которогоявляется выходом. результата устройства, выход дешифратора нуля соединен с входом первого шифратора, первый выход которого соединен с шинойкода нормализации и первым информационным входом первого коммутатора,второй информационный вход которого,соединен с шиной кода сдвига устройства, вход величины сдвига сдвигателя соединен с выходом первого коммутатора, первый управляющий вход кото.ого соединен с шиной задания режима.з 11401устройства, выход второго шифраторасоединен с шиной кода нормализацииустройства, введены узел инвертирования и элемент сравнения, причемшина данных соединена с информационным входом узла инвертирования, выходкоторого соединен с входом дешифратора нуля и информационным ьходом второго коммутатора, выход которогосоединен с входом второго шифратора, 1 Овыход которого соединен с первым информационным входом первого коммутатора и первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединенс вторым информационным входом первого коммутатора, второй управляющийвход которого соединен с входомтипа нормализации устройства, выходпризнака переполнения которого соединен с выходом элемента сравнения, щОпервый вход которого соединен с первым выходом первого шифратора и .управляющим входом второго коммутатора, первый и второй управляющиевходы узла инвертирования соединены 25соответственно с шиной задания режима устройства и старшим разрядомшины данных, второй выхо первогошифратора является выходом признакануля устройства,ЗОКроме того, поставленная цель достигается тем, что узел инвертирования содержит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент И, причем первые входы и выходы элементов ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ группы являются.соответственно информационным входом и выходом узла инвертирования, первыйи второй управляющие входы которогосоединены с первым и вторым входами 4 Оэлемента И, выход которого соединенс.вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы,На фиг.1 приведена структурная схема устройства для сдвига данных; 45 на фиг.2 - функциональная схема узла инвертирования; на фиг.3 - функциональная схема первого коммутатора.Устройство для сдвига данных содержит сдвигатель 1, узел 2 инверти рования, дешифратор 3 нуля, первый шифратор 4, первый коммутатор 5, второй шифратор 6, второй коммутатор 7, элемент 8 сравнения, вход 9 типа нормализации, шину 10 данных, шину 11 55 задания режима,шину 12 кода сдвига, вход 13 направления сдвига, вход 14 типа сдвига, старший разряд 15 ши 13 4ны данных, выход 1 б признака нуля, шину 17 кода нормализации, выход 18признака переполнения и выход 19 результата,Узел инвертирования содержит эле" менты ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 -20 ьи элемент И 21.Первый коммутатор содержит элементы И-ИЛИ 22- 22 ь.Сдвигатель 1 предназначен для быстрого выполнения арифметического или логического сдвига информации, поступающей по шине 10 данных устройства. Как и в устройстве-прототипе он построен по однократному принципу.Узел 2 инвертирования осуществляет или транзитную передачу информации с шины 10, или ее инвертирование.Если на выходе элемента И 21 сформирован сигнал 0, то информация сшины данных 10 передается черезузел 2,транзитом, в противном случае она инвертируется.Дешифратор 3 нуля служит для побайтного анализа числа на ноль и может быть построен на восьмивходовыхэлементах ИЛИ.Первый шифратор 4 предназначендля формирования двоичного кода числа ,подряд идущих со стороны старших разрядов нулей в его входной информации, Фактически он указывает двоичнь 1 й код числа подряд идущих со стороны старших байтов нулевых байтов в информации, поступающей на вход устройства по шине данных,При нулевой информации на шине 10 данных формируется сигнал на втором выходе шифратора 4.Первый коммутатор 5 осуществляет передачу на управляющий вход сдвигателя 1 или информацию с шины 12 кода сдвига, или информацию с шины 17 кода нормализации, Сигнал 11, поступающий по шине 11 режима работы и равный "1", обеспечивает передачу на выход коммутатора 5 информации с шины 12 кода сдвига. Сигнал 11 , равный "0" обеспечивает передачу на выход коммутатора 5 информации с шины 17 кода нормализации, причем если на шине типа нормализации 9 присутствует сигнал "1", то на выход коммутатора 5 передается код двоичной нормализации, в противном счучае на выход коммутатора 5 передается код шестнадцатиричной нормализации, умно. женной на четыре.1140113ФВторой шифратор 6 аналогично первому шифратору 4 предназначен дляформирования двоичного кода числаподряд идущих со стороны старшихразрядов нулей в его входной информации. Фактически он указывает двоичный код числа подряд идущих состороны старших разрядов нулейв самом старшем ненулевом байте инФормации. 10Второй коммутатор 7 осуществляетвыборку самого старшего ненулевогобайта из восьми байтов информации,сформированных на выходе узла 2 инвертирования и поступающих на его 15информационный вход. Он может бытьпостроен на восьмивходовых мультиплексорах,Элемент 8 сравнения предназначендля выработки признака переполнения при левом арифметическом сдвиге.В элементе 8 происходит сравнение кодов нормализации и сдвига,Если код нормализации меньше кодасдвига или равен ему, то вырабатывается признак переполнения.Устройство для сдвига данных работает следующим образом.Режим сдвига, В этом режиме пошине 10 данных поступает в устройст- ЗОво информация, подлежащая сдвигу, апо шинам 12-14 - информация соответственно о коде сдвига, направлениисдвига и типе сдвига, При этом нашину 3задания режима работы поступают два единичных сигнала 11 и 11Первый сигнал 11 разрешает инвертирование в узле 2 информации, присутствующей на шине 10 данных, еслитолько значение ее старшего разряда 40равно единице, Второй сигнал 11разрешает передачу на третий управляющий вход сдвигателя 1 через коммутатор 5 информации с шины 12 кода сдвига. Результат в этом режиме формируется на выходе сдвигателя 1, которыйсоединен с шиной 19 результата. Привыполнении- в устройстве логическогосдвига или арифметического сдвигавправо левое плечо устройства хо Отя и работает, однако его результаТе не учитываются при формированиирезультата операции сдвига. И только в случае левого арифметическогосдвига учитывается результат сравнения в элементе 8 кода нормализации,полученного на шине 17, с кодом сдвига на шине 12. Если код нормализации меньше или равен коду сдвига, тона выходе 18 формируется сигнал переполнения при левом арифметическомсдвиге информации,Режим нормализации. Данный режимпредназначен для выполнения двоичной или шестнадцатиричной нормализации информации, присутствующей нашине 10 данных устройства. По шине11 задания режима работы поступаютнулевые, сигналы 11 и 11 , первыйиз которых запрещает инвертированиеинформации в узле 2, а второй разрешает прием информации на третий,управляющий вход сдвигателя 1 с шины17 кода нормализации. На шине 9 присутствует сигнал, определяющий типнормализации, по входам 13 и 14 подаются сигналы, настраивающие сдвигатель 1 на выполнение в нем логического сдвига информации влево.Устройство в режиме нормализацииработает следующий образом.С помощью узла 2 инвертирования,дешифратор 3 нуля, первого шифратора 4, коммутатора 7 и второго шифратора 6 на шине 17 образуется код нормализации, который сообщает сдвигателю 1 через коммутатор 5 на сколько двоичных разрядов необходимо осуществить сдвиг влево нормализуемогочисла. При этом в случае двоичнойнормализации на третий управляющийвход сдвигателя 1 подается полно,разрядный код нормализации, в слу,чае шестнадцатиричной нормализациикоммутатор 5 разрешает передачучетырех старших разрядов кода. Коднормализации по шине 17 передаетсяна выход устройства с целью дальнейшей его обработки, например, вблок обработки порядков чисел с плавающей запятой. Таким образом, врежиме нормализации на шине результата 19 формируется нормализованноечисло, а на шине 17 образуется коднормализации, который может быть передан из устройства с целью дальней",шей его обработки.Режим анализа. Этот режим работыустройства может быть эффективноприменен при предварительном анализе обрабатываемых чисел на равенствонулю. например, если хотя бы одиниз операндов при выполнении операций умножения или сложения равеннулю, то операцию можно не выполнять,В некоторых сулчаях анализ числа на1140113 8ноль является обязательным (например, образуется единичный сигнал, которыйделитель не может быть равен нулю). поступает на выход 16 признака нуля,Устройство в этом режиме работает Таким образом функциональные возследующим образом. Анализируемое на иожности.предлагаемого устройстваноль число подается на шину 10 дан существенно расширены, кроме арифных устройства, а по шине 11 зада-метического и логического сдвига ийния режима работы поступает нулевой формации и двоичной и шестнадцатисигнал 11 , который настраивает ричной нормализации оно позволяетузел 2 инвертирования на транзитную обнаруживать переполнение при левомпередачу информации с его входа на 1 О арифметическом сдвиге. Объем дополвыход. В случае нулевого числа на нительно введенного оборудованиявтором выходе первого шифратора 4 невелик,1140113 Составитель А.КлюеТехред Л.Коцюбянк орректор Г.Рещетн Редакто елинск аказ 264/37 Тираж 710 По ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.писное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4