Ячейка однородной вычислительной среды

(9) 11) ц 5, С 06 Р 7/00 пг,рс Б н,ЙЕЛ" Б"1 ЬЛ":. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ о СССР1979.ьтикон уктурыов; Издпреприн СЛИТЕЛЬНОР вычислиисполь элемен 08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельст9 69 1846, кл. С 06 Р 7/00,Бачериков Г.И. и др. Мувейерные вычислительные стна однородных средах. - Льво ФИИ АН УССР, 1985, с. 71021) .(54) ЯЧЕЙКА ОДНОРОДНОЙ ВЫЧИСРЕДЫ(57) Изобретение относитсятельной технике и может бытзовано в качестве базового при построении однородных вычисли-.тельных сред. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности динамической реконфигурации информационныхпотоков. Устройство содержит блок 1управления вычислениями, двунаправленный коммутатор 2, входные мультиплексоры 3 и 4, триггер 5, арифмети-,ка-логический блок 6, мультиплексорыи 8, блок 9 управления дополнительным каналом транзита, триггер 10,блок 11 модификации адреса, триггер12, мультиплексор 13, демультиплексоры 14 и 15. Поставленная цель достигается введением новых элементови связей, 6 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве базового элемента При построении однородных вычислительных сред.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет воэможности динамической реконфигурации информационных потоков.На фиг, 1 приведена структурная схема предлагаемой ячейки; на фиг.2 - функциональная схема двунаправленного коммутатора на фиг: 3 - функциональная схема блока модификации адре (",а на фиг. 4 - функциональная схема блока управления дополнительным каналом транзита, на фиг. 5 - функциоцальная схема блока управления вычислениями; на фиг. 6 - то же, вариант.Предлагаемая ячейка содержит блок1 управления вычислениями, двунаправленный коммутатор 2, входные мультиплексоры 3 и 4, триггер 5, ариФметико-логический блок 6, мультиплексоры 7 и 8, блок 9 управления . дополнительным каналом транзита,триггер 10, блок 11 модификации адреса, триггер 12, мультиплексор 13, демультиплексоры 14 и 15, связи 16- 30 между элементами ячейки, информа - ционные входы-выходы 31-34 ячейки, связи 35-52 между элементами ячейки элементы И 53-56, элементы НЕ 57-60 элементы И 61-64 с трехстабильным выходом, элементы ИЛИ 65-68, элемен ты И 69-76, элементы НЕ 77-80, счетчик 81, элемент ИЛИ 82, схемы 83-86 сравнения, элементы И 87 и ИЛИ 88, . элемент 89 задержки, элементы И 90, ИЛИ 9 1, И 92, НЕ 93, И 94 и ИЛИ-НЕ 40 95, триггер 96, элементы И 97 и 98, ЙЛИ 99 и НЕ 100, триггер 101, узлы102-106 блока управления вычислениями, элементы И 107 и ИЛИ 108, элементы И-НЕ 109 и 110, элементы НЕ 111 45 и ИЛИ 112, триггер 113, элементы ИНЕ 114 и 115, элементы НЕ 116 и ИЛИ117, триггер 118, элемент ИЛИ 119,элементы И-НЕ 120-122, элементы НЕ123 и ИЛИ 124, триггер 125, элементы 50 И-НЕ 126 и НЕ 127, триггер 128, мультиплексор 129, дешифратор 130 кодаопераций, элементы И-НЕ 131 и 132,элементы НЕ 133 и ИЛИ 134, триггер135, элементы И-НЕ 136 и 137, элементы НЕ 138 и ИЛИ 139, триггер 140, элемент И 14 1, элементы ИЛИ 142 и 143, элементы И 144, И-НЕ 145 и НЕ 146, триггер 147, узлы 148-151 и 152158 блока управления вычислениями,причем структура узлов 148-150 идентична структуре узла 151, а структура узлов 102-106 - структуре узла152.Ячейка работает по двум режимам:режим программирования и режим обработки информации.В режиме программирования ячейканастраивается на выполнение требуемых функций.В режиме обработки информацииячейка функционирует следующим образом.Ячейка способна принимать данныес двух из четырех информационных входов-выходов 31-34, обрабатывать ихв блоке 6 и передавать результат наодин из двух оставшихся незадействованных входов-выходов. Адреса входапервого и второго операндов задаютсясоответственно узлами 105, 106 и155, 156 блока 1, Адрес выхода результата определяется узлами 157 и158 блока 1,При необходимости (в зависимостиот состояния узла 104 в блоке 1) возможна дополнительная задержка результата блока 6 на один такт с помощьютриггера 12 и мультиплексора 13. Одновременно с операциями блока 6 осуществляется транзит с входа, адрескоторого определяется узлами 105 и106 блока 1 на выход, адрес которогоопределяется узлами 153 и 154 блока 1.Однобитовый блок 6 предназначендля выполнения операций последовательного сложения с накоплениемпереноса, логического умножения (синверсией и без), логического сложения, сложения по модулю два, запоминания "1" (блок 6 работает как П-триггер).Все операции блока 6 имеют задержку при.реализации функций в одинтакт (за исключением операции "Запоминание "1", которая имеет внутрен-нюю задержку два такта. Кроме указанных операций ячейка может выполнятьследующие операции: "Расширенныйтранзит", "Дополнительный транзит","Генерация константы", "Генерациямакроконстанты".Операция "Генерация константы"производится при признаке задержкиравном "0", а операция Генерациямакроконстанты" - при признаке задержки, равном "1". Для выполнения дан5 10 15 20 25 40 45 50 саров,с первого по четвертый выходы55 первого и второго демультиплексоров 5 159йых операций задействованы узлы 155158 и 148-151 блока 1. Операция пПо-полнительный транзит" аналогичнапо смыслу операции "Генерация макроконстанты". При выполнении даннойоперации с помощью блока 9 и с ис-пользованием узлов 155-158 блока 1обеспечивается реализация задержкисигнала на шесть тактов. Операция"Расширенный транзит" возможна припризнаке задержки, равном "0", идостигается пересылкой данных с входа, выбранного мультиплексором 3,на выход, выбранный мультиплексором15, а также с входа, выбраного мультиплексором 4, на выход выбранныймультиплексорам 14.Блок 11 позволяет в режиме обработки информации изменять направление выдачи информации из ячейки. Приэтом, если содержимое узлов 148-151 .блока 1 не равно нулю хотя бы в одном разряде, ячейка выдает результаты операции блока 6 в течение тактана выход, указанный узлами 157 и158 блока 1, и в течение М тактов(М задается в двоичном коде узлами148-151 блока 1) на выход, указанныйузлами 153 и .154 блока 1. Информация,передаваемая транзитом, выдается почередующимся адресам, задаваемым узлами 153, 154 и 157, 158 блокаМодификация адресов возможна привыполнении операций "Сложение", "Логическое умножение", "Логическое умножение с инверсией",. "Сложение помодулю 2", "Запоминание "1" и "Расширенный транзит".При коде операции "Нет операции"и ненулевом коде в узлах 148-151ячейка функционирует в режиме "Транзит с модификацией адреса". Даннаяоперация предусматривает передачу,информации с входа; указанного в узлах 105 и 106, на выходы, указанные.в узлах 153, 154 и 157, 158,следующим образом;М тактов на выходпо адресу, указываемому узлами 153и 154, и М тактов по адресу, указываемому узламн 157 и 158.При операциях "Генерация константы", "Генерация микроконстанты" и"Дополнительный транзит", а также принулевом коде в узлах 148-151 работаблока модификации адреса блокируется.Ф о р м у л а изобретенияЯчейка однородной вычислительнойсреды, содержащая блок управления вычислениями, три мультиплексора, тритриггера, два демультплексора, двавходных мультиплексора, арифметикологический блок, причем выход первоговходного мультиплексора соединен спервым информационным входом арифметико-логического блока, второй входкоторого соединен спервым информационным входом первого мультиплексора и подключен к выходу второго входного мультиплексора, выход арифметика-логического блока подключен к вто- .рому информационному входу первогомультиплексора, выход которого соединен с входом первого триггера, выходкоторого подключен к входу второготриггера и к первому информационномувходу второго мультиплексора, второйинформационный вход которого подключенк выходу второго триггера, выходвторого мультиплексора подключен кинформационному входу первого демультиплексора, выход кода операции блокауправления вычислениями соединен суправляющим входом арифметика-логического блока, вход ввода программыи выход вывода программы блока управления вычислениями подключены соот 30 ветственно к входу ввода программыи к выходу вывода программы ячейки, управляющие входы первого и второго входных мультиплексоров, первого и второго демультиплексоров и второго мультиплексора соединены с соответствующими выходами блока управления вычислениями, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,. с целью расширения функциональных возможностей за счет динамической реконфигурации информационных потоков, в нее введены двунаправленный коммутатор, блок модификацииадреса и блок управления дополнительным каналом транзита, причем информационные входы-выходы ячейки с первого по четвертый подключены соответственно к информационным входамвыходам с первого по четвертый двунаправленного коммУтатора, выходыкоторого с первого по четвертый подключены соответственно к информационным входам с:первого по четвертыйФ 1 первого и второго входных мультиплекподключены соответственно с первого по четвертый информационным входам двунаправленного коммутатора, управляющие входы которого соединены ссоответствующими выходами блока управления вычислениями, выходы кода операции, стробирования кода операции, кода модифицируемого адреса блока управления вычислениями, выход блоки 5 ровки модификации адреса блока управления дополнительным каналом транзита и вход тактовых импульсов ячейки подключены к соответствующим входам блока модификации адреса, выход которого подключен к входу признака модификации адреса блока управления вы 1числениями, выход первого мультиплексора входа подключен к информационному входу блока управления вычисленйями и к информационному входу тре.тьего триггера, выход которого подклочен к первому информационному входу третьего мультиплексора, выход которого подключен к первому информаю(ионному входу блока управления дополнительным каналом транзита, второй информационный вход, вход признака введения задержки и выходы управ леиия длительностью задержки передаваемой информации, управления направлением передачи информации, управления выбором источника информации, индикации введения задержки которого подключены соответственно кмладшему разряду выхода кода операциии к выходу признака введения задержки блока управления вычислениями, куправляющему входу второго мультиплексора, информационному входу второго демультиплексора, управляющему.входу первого мультиплексора, входупризнака введения задержки блока управления вычислениями, управляющийи второй информационный входы третьего мультиплексора подключены соответственно к выходам стробирования кодаоперации и младшему разряду выходавывода программы блока управлениявычислениями, вход тактовых импульсов и вход управления вводом программы ячейки подключены соответственнок синхровходу и входу признака режима ввода программы блока управлениявычислениями,1594519 мя яг 1 ги Фие Составитель М.Силин актор И,Дербак Техред И,Ходанич Корректор М,Кучеряваяка тиям при ГКНТ СС/5 производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,Гагар 829Госуд твенно 11303 Тираж 5 б 3 Подпи омитета по изобретениям и отк осква, Ж, Раушская наб., д