Устройство для формирования адресов

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АДРЕСОВ Устройство относится к вычислител ной технике и может быть использовано в ПВМ для формирования адресов.Известны устройства для формирования адресов, содержащие сумматор, регистр5 индексный, регистр базиса команд 1.Наиболее близким к изобретению является устройство для формирования адресов, содержащее блок управления, группа входов которого является первой группой входов устройства, группу индексных регистров, первые входы которых соединены с группой входов блока управления, вто-, рые входы группы .индексных регистров подсоединены к первой группе выходов блока управления, а третьи входы группы индексных регистров подключены ко второй группе выходов блока управления, регистр приема кодов, группа входов которого соответственно подключена к третьей груп О пе выходов блока управления, первый вход регистра приема кодов является вторым входом устройства, второй вход подключен к выходу сумматора адреса, первый вход которого подключен к первому выходу регистра приема кодов, блок определения адреса обмена, группа входов которого является третьим входом устройства,а выходвыходом устройства. Индексные регистрыпредназначены для хранения базиса команд,являющегося физическим адресом первойкоманды обрабатываемого сегмента программы, базиса операндов, начального физического адреса констант, числа циклов,величины (Бк-Ам( ), где Бк - базис команд; Ам - математический адрес первойкоманды участка программы, вводимогов оперативную память. Перед началом работы устройства из фиксированных адресовоперативной памяти в индексные регистрыпоследовательно заносится соответствующая информация, При этом блок определения адреса обмена в соответствии с номером запрашиваемого канала формирует адрес обращения к памяти, Этот адреС поступает на выход устройства. Одновременно микропрограммный блок управления выаает сигнал на подготовку соответствую732872 щего индексного регистра к приему коде.Содержимое фиксированной ячейки памяти,адрес которой сформирован, поступает навход устройства и фиксируется в регистре приема кода и регистре регенерации,По сигналу из микропрограммного блокауправления происходит считывание кодаиз регистра регенерации и запись этогокода в подготовленный индексный регистр,Аналогичным образом, но по другим адре О сам, происходит заполнение остальных индексных регистров, После заполнения последнего индексного регистра выдаетсяСигнал окончания обмена и начинаетсяработа системы по выполнению программы.Из центрального управления в устройствона первый вход индексного регистра базиса команд приходит сигнал считывания.Считанный код запоминается в регистре выдачи кода и поступает на первыйвход сумматора адреса. Этот вход определяет работу сумматора с прибавлениемединицы. Результат сложения, т,е. физический адрес, поступает на выход устрой 25ства, По нему происходит обращение к памяти, Кроме того, результат из выхода,предварительно усиленный, поступает навход устройства и фиксируется в регистре регенерации и регистре приема кода.30По сигналам из микропрограммного блокауправления происходит считывание информации из регистра регенерации и записьее по второму входу в подготовленный индексный регистр (в данном случае подго 35товлен индексный регистр базиса команд).Подготовка к записи того или иного индексного регистра определяется и выполняется центральным управлением, Такимобразом, индексный регистр базиса команд40подготовлен к следующему обращению.Устройство работает аналогично при опросе индексного регистра начального физического адреса констант, т.е, в режимеформирования адреса констант, При обра 45шенин к индексному регистру, содержашему величину (Бк-Ам,1), т,е, при формировании адреса условного и безусловногопереходов (УП и БП), содержимое егозаписывается в регистр выдачи кода и50попадает на второй вход сумматора адреса. Этот вход определяет режим сложенияпринятого кода с содержимым регистреприема кода, в котором записан математический адрес БП или УП, полученный изпамяти во время считывания команды. Результат сложения, т,е, физический адрес,выдается на выход устройства и по немупроисходит обращение к памяти,4Аналогична работе устройстве в режиме считывания индексного регистре базиса операндов, Поскольку индексные регистры величины (Бк-Ам 1) и базисе операндов выполнены с регенерацией, то в них всегда хранится значение, которое .вводится туда при переходе на новый канал, а формируется перед вводом в оперативную память очередного массива обрабатываемых программ из внешней памяти, При организации циклов до начела циклической работы производится считывание индексного регистра числа. циклов, в который предварительной командой записан код числа циклов, и запись этого кода в регистр выдачи кода, откуда код поступает на третий вход сумматора адреса. Этот вход определяет режим работы сумматора с вычитанием единицы. После каждого вычитания едйницы микропрограммный блок управления контролирует окончание цикла и выдает в центральное управление сигналы фЦикл зекончен" либо "Цикл не закончен". Восстановление содержимого индексного регистра числа циклов происходит так же, как и при восстановлении индексных регистров при формировании адресов констант и команд. Г 1 ри переходе с работающего канале на запрашиваемый блок определения адреса обмена формирует адрес, по которому производится запись содержимого индексного регистра, и выдает его на выход устройства. Одновременно происходит считывание содержимого одного из индексных регистров и запись в регистр выдачи коде. Микропрограммный блок управления формирует сигнал на считывание регистра выдачи кода, содержимое которого попадает не выход устройства и заносится в память по указанному ренее адресу. В рассматриваемом режиме работа сумматора адреса производится, но результаты на выход не выдаются, Далее аналогичным обрезом, но по другим адресам, переписывают содержимое остальных индексных регистров.К огда в памяти зафикс иру ется соде рж имое последнего индексного регистра, начинается заполнение индексных регистров и работа системы по новому канаду, как описено выше 2. Недостатком указанного устройства являются большие аппаратурные затраты на реализацию приеме, выдачи и регенерации кода.Цель изобретения - сокращение аппаратурных затоет устройства,Поставленная цель достигается тем,что выходы индексных регистров подключены ко второму входу сумматора адреса,а четвертые входы - к первому выходурегистра приема кодов, второй выход которого подключен к выходу устройства.Таким образом, прием, выдачу и регенерацию кода выполняет один регистр приема кода,На чертеже представлена схема предла 10гаемого устройства,Схема содержит индексный арифметический блок 1 и схему 2 управления, Индексный арифметический блок 1 состоитиз рабочих индексных регистров 3-7, регистра 8 приема кода и сумматора 9 адреса, В состав схемы 2 управления входят блок 10 определения адреса обменаи блок 11 управления. Индексные регистры 3-7 и блок 11 управления соединеныс центральным управлением системы шинами режима, подключенными к первому входу 12 устройства. Кроме того, блок 1связан со вторым входом 13 устройствапосредством регистра 8 приема кода, Сум 25матор 9 адреса соединен вторым входомс выходами индексных регистров 3-7 шинами 14 и выходами с регистром 8 приема кода шинами 15, Регистр 8 приема30кода первым выходом посредством шин 16соединен со вторым входом сумматора 9и вторыми входами индексных регистров3-7, а вторым выходом соединен шинами1.7 с магистралью выдачи кода, подключенной к выходу 18 устройства, К магист.35рели выдачи кода шинами 19 подключентакже блок 10 определения адреса обмена.Блок 10 связан с центральным управлением, определяюшим номер работающего40канала, шинеми переключения каналов, соединенными с третьим входом 20 устройства. Блок 11 управления связан с центральным управлением шинами режима (первый вход 12 устройства), с регистром 845приема кода третьей группой шин 21, сцепями считывания индексных регистров3-7 второй группой шин 22 и с цепямизаписи индкесных регистров 3-7 первойгруппой шин 23,Каждая программе располагается воперативной памяти системы в ячейках,следующих одна за другой, т,е, последовательно, Для того, чтобы начать обработку какой-то программы, необходимо иметь.55адрес первой команды программы. Послевыполнения первой команды к этому адресу нужно прибавить единицу для получения адреса второй коменды и т,д, Посколь 732872ку устройство длч формирования адресов работает в муль тип рограмм ном реж им е, а программы пишутся в математических едресах, возникает необходимость различать, к какому каналу относится тот пли иной адрес, Под каналом понимается совокупность аппаратных и программных средств, предназначенных для обработки группы программ, обьединенных по некоторому общему признаку принадлежности иэ всего множества программ. Для установления принадлежности каналу вводится величина, которая называется базисом команд, Эта величина постоянна в данной системе для каждого канала и является физическим адресом первой комянды вво- ДИл 4 ОГО СЕГМЕНтаВ индексном регистре 3 хранится значение базиса команды работающего в данный момент канала. Физический адрес команды условного и безусловного переходов формируется по правилу: АФБк-Ам+ +Ам, где Аф - физический адрес УП или БП; Бк - базис команд; Ам - математический адрес первой команды участка программы, вводимого в память; Ам - математический адрес команды УП (БП),Математический адрес УП и БП хранится в слове команды. Для хранения величины (Бк-Ам) текущей прогреммы предусмотрен индексный регистр 4. Для каждого канала в памяти отводится область для операндов. Они могут выбираться и заноситься туда в любом порядке. Чтобысформировать физический адрес операнда необходимо иметь базис операндов и прибавлять к нему математический адрес операнда, который хранится в слове команды.Для хранения базиса операндов предусмотрен индексный регистр 5, При выполнении программ часто приходится иметь дело с .циклическими режимами работы. В устройстве для формирования адресов нужно иметь данные о числе циклов и по мере прохождения цикла вычитать из него единицу, сравнивая все время с нулем. Сигналы циклического режима работы поступают в центральное управление, где они анализируются, и затем либо цикл продолжается, либо кончается, Число циклов те- кущей программы хранится в индексном регистре 7. В памяти отводятся участки для массива исходных данных, массива результатов и массива константа Каждый из этих массивов располагается в памяти в последовательных ячейках, и обращение к ним происходит тоже последовательно.Таким образом, необходимо иметь началь732872 7ный физический алрес такого массива и обращаться к нему с прибавпением единицы, т,е, в этом спучве необходимо воспользоваться формулой формирования адресов команд, Начальный физический адрес констант хранится в индексном регистре 6. При попучении сигнала прерывания необходимо запомнить текущее состояние регистров 3-7 по данному каналу и получить данные из оперативной памяти, 10 необходимые ддя формирования адресов по требуемому каналу. После этого можно начать работу по новому каналу. Адрес, по которому необходимо произвести обмен, опредепяется блоком 11, Перед началом 15 работы, согдасно номеру выбранного канада, определяемого схемой 2, по фиксированным адресам, указанным блоком 11, поспедоватедьно в регистры 3-7 заносится соответственно: базис команд, явдяю шийся физическим адресом первой команды обрабатываемого сегмента; величина (Бк-А.м 4 ); базис операндов; нвчвпьные физические адреса массива исходных данных,25 массива резупьтатов и массиваконстант; число циклов. При пуске системы в работу центральное управление формирует сигнвп считывания индексного регистра 3, проходящий по входу 15, Код, записанный30 в регистре 3, поступает на вход 14 сумматора 9 адреса, Сумматор 9 все время работает в режиме сложения чисел, поступающим по 14 и 16 шинам. Одновременно блок 11 управления по соответствующей шине 21 вь 1 дает сигнал присвоения регист 35 ру 8 приема кода значения плюс единица., Эта единица поступает на вход 16 сумматора адреса. Результат сложения, т,е, физический адрес команды, по шине 15 по, ступает на вход регистра 8 приема кода и записывается в него сигнвпом от бпокв 11 управдения. Хотя на выходе сумматора 9 код изменяется, но в регистр приема кода он не заносится, По сигналу из бпо 45 ка 11 управления происходит выдача кода из регистра 8 в магистрадь выдачи кода и далее на выход 18 устройства, По этому адресу производится обращение к памяти, В это время блок 10 определения ад 50 реса обмена результаты в магистраль выдачи кодв не выдает. Сигналом, проходящим по соответствующей шине 23, адрес, увеличенный на единицу, заносится в индексный регистр 3. Таким образом, регистр 3 подготовлен к сдедующему обращению.Устройство работает внадогично при.опросе регистра 6, т,е, при формировании 8адреса констант. При обращении к индексному регистру 4, т,е, при формировании адреса БП и УП, содержимое его попадает на вход 14 сумматора 9 адреса и складывается с содержимым регистра 8, в котором записан к этому моменту математический адрес БП иди УП, полученный из оперативной памяти по входу 13 устройства во время считывания команды, Результат сложения, т.е. физический адрес, через регистр 8 выдается на выход 18 устройства и по нему происходит обращение к памяти. В регистре 4 сохраняется значение которое вводится туда при переходе на новый канал, а форМируется перед вводом в оперативную память очередного массива обрабатываемых программ из внешней памяти.Работа устройства в режиме формирования операндов анадогична рассмотренному выше режиму формирования адресов усдовного и безусловного переходов. Отпичие состоит пишь.в том, что осуществляется считывание регистра 5. При организации циклов по начала циклической работы в регистр 8 приема кода сигнвпом от блока 1 1 управления заносится значение и производится обращение к индексному регистру 7, в который предввритепьной командой записано число циклов. От значения регистра 7 вычитается единица и результат заносится на регистр 8, Поспе каждого вычитания единицы схема 2 управления контропирует окончание цикда и выдает в центральное управление сигналы "Никп закончен" ипи "Цикд не закончен", Восствцовпение регистра 7 происходит так же, как и при восстановпении индексных регистров 3 и 6 в режимах формирования адресов команд и констант. При переходе .с работающего канала на запрашиваемый схема 2 управления формирует адрес, по которому производится запись содержимого индексного регистра, и выдает его в магистрапь выдвчи кода (выход 18 устройства). Запись содержимого регистра 3-7 в память и запопне.ние их по новому каналу из памяти производится последовательно, начиная с индексного регистра 3. Поэтому одновременно с выдачей адреса блок 11 управпения выдает сигнал обнуления регистра 8 и по соответствующей шине 22 сигнал считывания регистра 3. Поскольку регистр 8 приема кода обнуден, то результат спожения на сумматоре 9 адреса оказывается равным содержимому регистра 3, Резупьтат сложения по шинам 15 попадает на732872 1 Оставляет 14 единиц, а на предлагаемое р- устройство - 12 единиц. Таким образом, е построение предлагаемого устройстм цозое водяет сократить аппаратурные затраты5 на 2 единицы, что составляет 14% аппаратурных затрат известного. 9вход регистра 8 приема кода и заносит ся, После этого блок 11 управления фо мирует сигнал по соответствуюшей шин 21 на считывание регистра 8, содержим которого выдается в магистраль выдачи кода, откуда попадает в фиксированную ячейку памяти по указанному ранее адресу. Далее аналогичным образом, но по другим адресам, переписывают содержимое регистров 4-7 в память. Когда в па мяти зафиксируется содержимое последнего индексного регистра 7, с помощью схемы 2 начинается запись содержимого запраш иваемого канала из фиксированных ячеек памяти в регистры 3-7. При этом блок 10 определе ния адреса обмена в соответствии с номером запрашиваемого канала, который подается по входу 20, формирует адрес обрашения к памяти. Этот адрес поступает в магистраль выдачи кода, Содержимое 20 фиксированной ячейки памяти, адрес которой сформирован, поступает на вход 13 устройства и сигналом от блока 11 управления записывается в регистр 8 приема кода, Сигналом по соответствующей шине 23 содержимое регистра 8 заносится в индексный регистр, В данном случае запись осуществляется в регистр 3, Аналогичным образом, но по другим адресам, осушествляется заполнение регистров 4-7, З 0 После заполнения индексного регистра 7 схема 2 управления выдает сигнал окончания обмена информацией между сигналами и начинается работа системы по новому канаду.В устройстве ддя формирования адресов аппаратурные затраты на построение, любого индексного регистра, регистра приема кода иди блока определения адреса обмена40 можно считать примерно одинаковыми, затраты на построение сумматора адреса, вдвое, а блока управления втрое больше, чем затраты на любой регистр устройства. Примем аппаратурные затраты на построе 45 ние регистра за единицу, Тогда затраты на построение известного устройства соформула изобретения Устройство для формиромния адресов,содержащее блок управления, группа входов которого является первой группой входов устройства, группу индексных регистров, первые входы которых соединены сгруппой входов блока управления, вторыевходы группы индексных регистров подсоединены к первой группе выходов блокауправления, а третьи входы группы индексных регистров подключены ко второй группе выходов блока управления, регистр приема кодов, группа входов которого, соответственно подключена к третьей группевыходов блока управления, первый вход регистра приема кодов является вторым входом устройства, второй вход подключен квыходу сумматора адреса, первый вход которого подключен к первому выходу регистра приема кодов, блок определенияадреса обмена, группа входов которого является третьим входом устройстм, а выход - выходом устройства, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью уменьшения анпаратурных затрат, выходы индексных регистров подключены ко второму входу сумматора адреса, а четвертые входы - к первому выходу регистра приемакодов, второй выход которого подключенк выходу устройстм.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Малиновский Б. Н. и др, Справочник по цифровой вычислительной технике,фТехника", 1974.2, Авторское свидетельство СССР/5 илиал П жгород, ул. Проектная,тент 1Составитель АБарановРедактор С Лыжова Техред И. Астанош Коррек54 110 Тираж 751 Подп исноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4