Многофункциональный модуль

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 04 С 06 Р 5/О СУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ ССС ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(53) (56) В 89А Яф 1 О О Об (54) (57) вычи прим рова изоб 3793263/24-2424,09.8415.06.86. Бюл. У 22Андроповский авиационный техический институтМ,А. Гладштейн и В.М. Комаро681.325(088.8)Авторское свидетельство СССР74, кл. 6 Об Р 15/00, 1979.торское свидетельство СССР7497, кл, С 06 Р 7/00,Р 15/00, 981.МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬИзобретение относится к областилительной техники и может найтинение при построении специализиных и универсальных ЭВМ. Цельюетения является сокращение числа внешних выводов. С этой цельюмногофункциональный модуль кромедвух Р-триггеров, двух мультиплексоров, элемента И,и триггеров нулевогои первого разрядов дополнительно содержит два мультиплексора и элементИ, соединение которых с остальнымиузлами схемы позволяет разбить всеарифметико-логические операции надве группы. В первой из них результат операций в некотором разряде формируется исходя из заданного кодаоперации и значений операндов в этомразряде с учетом переносов в негосправа и слева. Во второй группе.результат операции в некотором разряде формируется без учета переносовв этот разряд. 2 ил.,табл.1238098 2Изобретение относится к вычисли- тактов машинного времени на тактытельной технике и может найти приме- вычисления переносов и результатовнение при построении специализирован- операции осуществляется сигналом,ных и универсальных ЭВМ, поступающим на вход 17 управления обЦель изобретения - сокращение чис работкой переносов. При наличии нала внешних выводов. входе 17 сигнала логической "1"На фиг. 1 представлена схема пред- осуществляется вычисление сигналовлагаемого модуля; на фиг. 2 - вре- переноса каждого разряда. Вычислениеменные диаграммы его работы. этих сигналов производится мультиплекМногофункциональный модуль содер сорами 5 и 6 в соответствии с кодомжит триггеры нулевого 1 и первого .2 операции на группе управляющих вхоразрядов, асинхронные выходы .3 и 4 дов 11, сигналами на входах 7 и 8данных, первый 5 и второй 6 мульти- данных, сигналами с выходов триггеплексоры, входы 7 и 8 данных, синх- ров нулевого 1 и первого 2 разрядов,ронные выходы данных 9 и 10 нулевого 15 а также сигналами, поступающими наи первого разрядов соответственно, вход 14 переноса или с выхода Р-триггруппу управляющих входов 11 модуля, гера 12. В этом такте Р-триггерыпервый 12 и второй 13 Р-триггеры, , 2 и 13 открыты сигналом с входа 17вход 14 переноса модуля, выход 15 и запоминают значение соответствую-.переноса модуля, первый элемент И 16 20 щих сигналов переноса. При этом сигвход 17 управления обработкой пере- нал с входа 17 с помощью элементаносов модуля, тактовый вход 18 модУ- И 16 по инверсному входу блокируетля, третий 19 и четвертый 20 мульти- .сигнал синхронизации на входах тригплексоры, второй элемент И 21, вход геров нулевого 1 и первого 2 разря 22 сдвига справо модуля. 25 дов. В результате этого их состояниеМногофункциональный модуль работа- в этом такте не изменяется.ет следующим образом. При переходе к следующему тактуВсе арифметико-логические опера- машинного времени (такту вычисленияции могут быть разбиты на две группы. результата операции) сигнал на входеВ первой из них результат операции 30 17 управления обработкой переносовв некотором разряде формируется ис- должен принимать значение, равноеходя из заданного кода операции и логическому 0 . Это обеспечиваетзначений операндов в этом разряде запирание Р-триггеров 12 и 13, храс учетом переносов в него справа и нящих сигналы переноса, и пропускаслева Во второй группе результат 35 ние импульсов синхронизации с такто-.,операции в некотором разряде формиру- вого входа 18 модуля на входы синхется без учета переносов в этот ронизации тригг рт игге ов 1 и 2, В этомтакте машинного времени мультиплексоры 5 и 6 вычисляют значение результа.раэряд.В предлагаемом модуле для вычиста операции, заданной кодом на группеления переносов и результатов практиуправляющих входов 11. Результатчески всех операций используются5 6 операции в каждом разряде являетсяодни и те же мультинлексоры 5 ипроизвольной переключательной функуправляемые кодом операции, поступаю"цией трех аргументов: сигнапа нащим на группу управляющих входов 11.входах (7 или 8) данных, выходногоПри этом арифметико-логические опесигнала соответствующего триггерарации первой группы реализуются эа(1 или 2) и сигнала пере оса,2) еноса постудва такта машинноговремени, в перпающего с входа переноса или14 еноса иливом из которых вычисляется значениеР-триггера 12. При этом сигнап спереноса из каждого разряда, заповыхода -триггераР поступает на15 учатвует бразованиии 13 а во втором - значениерезультатов операции в последующихоперации в этом разряде с учетоммодулях. Через интервал времени, равпереноса.ный времени переключения мультиплекДвоичный код управления, подавае- соров 5 и 6, результат операции вмый по группе управляющих входов 11, 55 соответствующихразрядах устанавлиширина которой равна 8 бит, определя- вается на их выходах и поступает нает вид операции, реализуемой в данном первые информационные входы мультитакте машинного времени. Разделение плексоров 19 и 20 соответственно.з 1238 Мультиплексоры 19 и 20 управляются выходным сигналом элемента И 21, настроенным на декодирование кода операции сдвига вправо, поступающего на группу управляющих входов 11. Поэтому при реализации всех остальных операций выходной сигнал элемента И 21 равен логическому "0", что обеспечивает в этом случае поступление на выход мультиплексоров 19 и 20 ин- О формации,поступающей на их первый информационный вход. Таким образом, результат выполняемой операции в соответствующих разрядах устанавливается на информационных входах триг геров нулевого 1 и первого 2 разряда и соответствующих асинхронных выходах .3 и 4 данных. По фронту тактового им.пульса, поступающего с входа 18 через открытый элемент И 16 на вход синх О ронизации триггеров 1 и 2, происходит запись этого результата в триггеры нулевого 1 и первого 2 разрядов и его формирование на синхронных выходных шинах 9 и О данных. 25При реализации операций второй группы сигнал на входе 7 равенвсегда логическому нулю и в каждом такте машинного времени (аналогично укаэанному) формируются результаты операций, задаваемых кодом на группе управляющих входов 11. К операциям второй группы относится и операция сдвига вправо, реализуемая в предлагаемом устройстве иначе, чем все ос 35 тальные операции. При вычислении ре" зультата операции сдвига вправо, в отличие от прочих операций, не используются мультиплексоры 5 и 6. При поступлении кода операции .сдвига вправо на группу управляющих входов 11 срабатывает элемент И 21, выходной сигнал которого переключает мульти" плексоры 19 и 20. В результате этого. образуется прямая цепь сдвига вправо, в которой выход каждого предыдущего старшего разряда непосредственно (через открытые по вторым входам мультиплексоры 19 и 20) соединены с информационным входом последующего младшего разряда. По фронту тактового импульса результат операции сдвига вправо аналогичным о разом записывается в триггеры 1 и 2 и устанавливается на синхронных выходах дан 55 ных. При последовательном соединении нескольких микропроцессорных модулей 098 4для образования многоразрядного вычислителя выход 9 каждого последующего модуля должен .соединяться свходом 22 предыдущего модуля для образования общей цепи переноса вправо.Таблица истинности, описывающаяработу многофункционального модуляв режимах формирования сигналов переноса и вычисления результатов операции с учетом всех информационных иуправляющих входов показывает, чтокод управления операцией, поступающийчерез группу управляющих входов 11 ,на информационные входы мультиплексоров 5 и 6 в режимах формированиясигналов переноса и выполнения основных операций, однозначно совпадаетсо значениями соответствующих переключательных функций на соответствующих наборах аргументов. Исходяиз этого очевидно, что, определяязначения этих переключательных функ"ций на всех наборах в соответствиис требуемой для реализации операцией, легкь определить код управленияна группе входов 11, необходимыйдля выполнения этой операции. Кодыуправления .операциями, приведенные втаблице, получены иэ предположения,что первый управляющий вход мультиоплексоров 5 и 6 имеет вес 2 , второй 2, а третий 2 . При этом сим в .волом А обозначено состояние триггеров 1 и 2 нулевого и первого разрядов, а В - число на входах 7 и 8.В качестве кода. управления операцией сдвига вправо может использоваться любой неиспользуемый код или кодкакой-либо проверочной операции(например, операции А=07). Во втором случае эти операции отличаются значением сигнала на шине 17 управления Проверочные операции выполняются при единичном значении сигнала на входе 17, а операция сдвига вправопри нулевом значении этого сигнала. Для срабатывания элемента И 21 при поступлении кода операции сдвига вправо на группу управляющих входов 11 он должен быть предварительно настроен на выделение этого кода. Для этого входы элемента И 21, на которые поступают нулевые значения логических сигналов при наличии на группе входов 11 кода операции сдвига вправо, должны быть инверсными (не показано).238098 Ноиер набора аргументов (номер янфориапиокного входа мультиплексоров 5 н 6) 1 (вход данных 7 нлн 8) .2 (выход триггеров 1 нлн 2) 0 1 0 0 0 0 3 3 О Аргументы(управлл 30 фние входииультяплехсоров 5нли 6) 3 (вход 34 певеноса или выход 32 9-триггера 32) е еюаПеренос О О О) 3 3Результат О 3О 3 О О 3 РСлоненке(Л)(А)+(Ь) Перенос 0О . О3. О 3Результат О1 ОО ОО Вычитаняе(А)ф(А)-1 1 О 1 .0 0 О 0 О Логическое 3 ЦВ 1(Л)а(А)ч(В) Резулътат О 1 1ОЛогическое П 1(Л)а(А)л(Ь) Результат О 0 О 1 0 О 0 Инвертирование 3 (А)(Л)Очнстхаз (А)0Проверками (Л)Ю 1 Результат 3 1 О О3 О О 0 Резулътат 0 0 О О 0 100,3 Перенос 3 3 0ОПриен 1 (В)- (А) Реэулътат 0ООО 3 О Перенос 0 03 О Результат О О О ОРезультат Любой ненснолъэуеюй под О 1 1 3 113 О Сдвиг влево(Л;) (Л; ) Сдвиг вправо 1 (Л 1) (Л;., ) про" . О нлн код верочкой онераднВ исление 3 од управлеемв операцией (группа входов 1 н 7) название опврапнн Формула изобретения40 Многофункциональный модуль, содержащий триггеры нулевого и первого разрядов, первый и второй Р-триггеры, первый и второй мультиплексоры, первый элемент И, причем группы информационных входов первого и второго мультиплексоров подключены к группе входов кода операцни модуля, первые управляющие входы первого и второго мультиплексоров подключены к соответствующим входам данных модуля, вторые управляющие входы первого и второго мультиплексоров подключены к выходам триггеров нулевого и первого разрядов и синхронным выходам данных нулевого. и первого разрядов мо - дуля соответственно, информационные входы первого и второго 0-триггеров Зиаченил перекаоча тельных функций прн вычислении пе реноса и результата опера" цкй (выход культиплексоров 5 или 6) Вход 12 О 1 2 3 4 5 6 7 управленнл обра 1 О 3 боткойперенос оО 1О 0 О 01 1 1 подключены к вь 3 ходам соответственнопервого и второго мультиплексоров,третий управляющий вход первого мультиплексора подключен к входу переносамодуля, третий управляющий вход второго мультиплексора подключен к выходу первого Р-триггера, вход управления обработкой переносов модуляподключен к входам синхронизациипервого и второго П-триггеров и инверсному,входу первого элемента И,прямой вход первого элемента И подключен к тактовому входу модуля,выход первого элемента И подключенк входам синхронизации триггеровнулевого и первого разрядов, выходвторого Р-триггера подключен к выходу переноса модуля, информационныевходы триггеров нулевого и первогоразрядов подключены к асинхроннымвыходам данных модуля, выходы триггеров нулевого и первого раэрядовподключены к синхронным выходам данных модуля, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью сокращениячисла внешних выводов, он содержиттретий и четвертый мультиплексоры,второй элемент И, причем группа входов второго элемента И подключенак группе входов кода операции модуля, выход второго элемента И подключен к управляющим входам третьегои четвертого мультиплексоров, первые информационные входы третьего и четвертого мультиплексоров подключенык выходам соответственно первогои второго мультиплексоров, выходытретьего и четвертого мультиплексоров подключены к информационным вхо"дам соответственно. триггеров нулевого и первого раарядов, второй инфор О мационный вход третьего мультиплексора подключен к выходу триггера первого разряда, второй информационный вход четвертого мультиплексора.подключен квходу сдвига вправо модуля,1238098 алых уык гера фпГ Составитель В. Минаковр С. Лисина Техред . Н.Бонкало Коррек Ре Обр каз 3294/51ВН ое 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгооол, л. Пооектзчд ТсюгттрЬе импульса ФрдДОЯСЬ ФАРИ/Увой Тираж 671 ИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Подомитета СССоткрытийушская наб.,