Запоминающее устройство

ц 769622 Союз Сеаетских Социалистических Республик) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень3 по делам изобрете и открытий бликования описания 07,10.80 ата 72) Автор А. А, Авдюхин обретен(71) Заявител Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении всевозможных вычислительных устройств и систем обработки данных.Известны ЗУ, допускающие изменение числа разрядов в слове и числа слов в накопителе при постоянной общей информационной емкости ЗУ.Известно устройство, содержащее накопитель, первая группа выходов которого че рез коммутатор соединена с первой группой входов регистра регенерации, вторая группа выходов накопителя соединена с первыми входами блока управления, выходы регистра адреса байта соединены со вторыми 15 входами блока управления и со вторымп входами регистра регенерации, а выходы блока управления подключены к управляющим входам блока коммутатора 1, Это устройство позволяет работать со словами переменной длины, кратной длине байта. Выходной регистр имеет разрядность, равную Йт + (, где ттт - разрядность байта, Й - максимальное число байтов, которое можно расположить в одной ячейке накопителя, а 1)1 од 2 А - число разрядов, отведенное для указателя положения, который несет информацию о том, в каком положении на момент обращения находится группа из Й байтов в данной ячейке. Ячейки на копителя, а также блок усилителей считывания и регистр записи регенерации имеют разрядность Ьтт + 1. Наличие дополнительных разрядов приводит к тому, что при большом количестве ячеек затраты на хранение указателя положения становятся неприемлемыми,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее накопитель, первый вход которого соединен с выходом регистра адреса, усилители считывания, одни из входов которых соединены с выходами накопителя, регистр адреса байта, выход которого соединен с первым входом блока управления коммутацией, второй и третий входы блока управления коммутацией соединены соответственно с первой и второй шинами управления, коммутатор, одни из входов которого соединены с выходами блока управления коммутацией, другие входы коммутатора соединены с выходами входных элементов И, выходы коммутатора подключены к одним из входов выходных элементов И, другие входы которых соединены с первой шиной управления, одни из входов входных элементов И соединены со второй шиной управления, другие входы входных элементов И и выходы выходных элементов И соединены с числовойшиной, блок управления форматом слова, выходы которого соединены с одними из входов элементов И блокировки, и элементы И 21,В данном устройстве в,такт записи производится коммутация сигналов, поступающих с числовой шины на входы накопителя со сдвигом на необходимое число разрядов. Для этого коммутатор содержит набор элементов И, работающих в такт записи, Сдвиг производится под управлением информации, записанной в регистре адреса байта. В данном устройстве аппаратурные затраты на организацию работы с переменной длиной слова не зависят от числа ячеек в накопителе.Недостатком этого устройства является сложность схем управления считыванием и записью и большое число сборных шин, соединяющих накопитель с числовой магистралью.Целью изобретения является упрощение устройства.Эта цель достигается тем, что в предложенное ЗУ введены регистр записи, элементы И считывания и элементы И записи, первые входы которых соединены с выходами коммутатора. Выходы элементов И записи соединены со входами регистра записи, выходами усилителей считывания и первыми входами элементов И считывания. Вторые входы элементов И считывания и элементов И записи соединены с шинами управления. Выходы элементов И считывания соединены с выходами входных элементов И. Выходы блока управления соединены с одним из входов элементов И, другие входы которых соединены с первой шиной управления. Выходы элементов И соединены с другими входами элементов И блокировкиТакая структура дает возможность для коммутации со сдвигом числа из числовой шины при выполнении операции записи использовать тот же набор элементов И и сборных шин, который используется для коммутации при выполнении операции выборки числа из накопителя. Эта возмож,ность обусловлена тем, что благодаря наличию блоков элементов И считывания и элементов И записи коммутатор подключается либо для передачи информации из накопителя в числовую шину (при считывании), либо для передачи информации из числовой шины в накопитель. Наличие регистра записи, включенного как описано выше, обеспечивает сохранение и регенерацию всего содержимого считанной ячейки. Поэтому, если при обмене информацией между накопителем и числовой шиной информация, находящаяся за пределами формата выбираемого слова, не используется для работы системы, то в реализации циклического сдвига нет необходимости. Это позволяет упростить схему за счет со 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 кращения числа элементов в коммутаторе,На фиг. 1 изображена структурная схема ЗУ; на фиг. 2 - вариант схемы устройства для случая указания формата слова в команде, а также при необходимости блокировки неиспользуемых в данном обращении разрядов числовой шины.Устройство (см. фиг, 1) содержит накопитель 1, регистр адреса ячейки 2, блок 3 усилителей считывания, регистр 4 записи, блок 5 элементов И считывания, коммутатор 6, блок 7 элементов И записи, блок 8 входных и блок 9 выходных элементов И, регистр 10 адреса байта, блок 11 управления коммутацией, блок 12 управления форматом, блок 13 элементов И блокировки.Выходы регистра 2 адреса ячейки подключены к адресным входам накопителя 1. Выходы накопителя 1 подключены ко входам усилителей считывания.На фиг. 1 блок 3 усилителей считывания изображен как блок, состоящий из й групп усилителей, соответствующих Й т-разрядным байтам, входящим в состав содержимого ячейки накопителя. Выходы блока 3 усилителей считывания подключены ко входам регистра 4 записи, а также к первым (информационным) входам элементов И блока 5, Выходы блока 5 элементов И считывания подключены ко входам коммутатора 6 так, что каждая т-разрядная группа выходов блока 5 подключена ко входам каждого из наборов элементов И, входящих в состав коммутатора 6. При этом 1-я группа выходов блока 5 подключена к (1+Я тоа к группе входов 1-го набора элементов И коммутатора, где , =0,1,(й - 1) Каждый из наборов элементов И блока 6 коммутирует выходы блока 5 на входы блоков 7 и 9 со сдвигом на 1 и разрядов. Выходы блока 7 элементов И записи подключены ко входам регистра 4 записи, выходы которого подключены к разрядным входам записи накопителя 1, Выходы блока 9 и входы блока 8 подключены к числовой шине 14. Выходы блока 8 входных элементов И параллельно выходам блока 5 подключены ко входам коммутатора 6. Выходы регистра 10 адреса байта подключены ко входам блока 11 управления коммутацией, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора 6, Выходы блока 12 управления форматом подключены ко входам блока 13 элементов И блокировки, состоящего из Й групп элементов И, которые пронумерованы от нуля до й - 1. К первой из них, имеющий номер=О, подключены все й разрядов с выхода блока 12. К следующей группе ( =1) подключены все, кроме старшего разряда и т, д. К -й группе элементов И блока 13 подключены й - 1 младших разрядов с выхода блока 12, К последней группе ( = й - 1) подключен один младший разряд. Выходы групп элементов И блока 13 объединенытак, что выход г-го разряда г-й группы соединен с выходом (г+ г)-го разряда первой группы, имеющей номер г = О. Объединенные выходы групп элементов И представляют собой выходы блока 13. Онц подключены к блокирующим входам соответствующих групп усилителей блока 3, Описанные соединения элементов И блока 13 обеспечивают возможность коммутации выходов блока 12 управления форматом на блокирующие входы усилителей блока 3 без сдвига или со сдвигом на 1, 2(й - 1) разрядов, т. е. обнуление группы байтов, расположенных в любых позициях относительно младших разрядов накопителя Слова, располагаемые в накопителе, могут состоять из г (й байтов. Не ограничивает функциональных возможностей предположение о том, что байты, входящие в состав одного слова, располагаются в соседних группах разрядов. Поэтому, если формат слова задан в виде количества Входящих в него байтов г, то с выхода блока 12 на входы блока 13 поступает А-разрядное слово, младшие г разрядов которого равны единице, а старшие Й - г разрядов равны нулю. Следовательно, к блоку 13 не предьявляется требование осуществления циклического сдвига (см. фиг. 1). В противном случае блок 13 должен обеспечивать циклический сдвиг на г разрядов (г = О, 1, й - 1), для чего требуется й групп по й двухвходовых элементов И,Блок 11 управления коммутацией состоит из двух дешифраторов 15 ц 16 на Уг выходов каждый, причем г-й выход дешифратора 15 соединен с (Ег - г)-им выходом дешифратора 16. Входы дешифраторов объединены и подключены к одноименным выходам регистра 10 адреса байта. Выходы блока управления коммутацией 11 через элементы И 17 подключены к управляющим входам блока 13. Управляющая шина 18, соответствующая операции выборки числа, подключена к управляющим входам блоков 5 и 9 и к управляющему входу дешцфратора 15. Управляющая шина 19, соответствующая операции записи, подключена к управляющим входам элементов И 7, 8 и 17, а также к управляющему входу дешифратора 16.Блок управления форматом 12 может представлять собой регистр, заполняемый программно, например, специальной командой.На фиг. 2 приведен пример реализатттттт блока управления форматом для случая задания формата в исполняемой команде. Функции регистра 20 формата, в частности, может выполнять соответствующая часть регистра команд. Выходы регистра 20 подключены к дешифратору 21, а выходы последнего через шифратор подключены ко дам блока 13 элементов И блокцповкц. 5 1 О 15 20 25 Ю 35 40 45 50 55 60 65 Если необходимо блокировать прохождение информации, расположенной за пределами формата, цз накопителя в числовую шину илц обратно, соответствующими группами элементов И блоков 8 и 9 можно управ,чять в зависимости от состоянття блока 12 управления форматом, как показано ца фиг. 2. Блоки 8 и 9 состоят из Й групп элементов И, управляющие входы которых через б.чоки э,чементов И 22 и 23 подключены к выходам блока 12 управления форматом. Управляющие входы блоков 22 ц 23 подключены соответственно к управляющим шинам 18 и 19.В устройстве, изображенном на фцг. 2, в обмене информацией меж,чу накоптттелем ц числовой цтиной участвуют только те байты, которые находятся в пределах формата выбираемого (записываемого) слова, поэтому к коммутатору 6 не предъявляется требование обеспечивать циклический сдвиг. Связи колтлтлгтатооа 6 с э,пементамц И б,чотов 5, 7, 8 и 9, показанные на фиг. 1 пунктиром, и соответствуютцие э,чементьт коммутатора пскчючены, а блок 11 содеттжпт олин депптфцатор, работающий как прц записи, так ц прц считывании (фтлг. 2), связи блока 11 с уппавчятотттттми ппцтамц 18 ц 19 отсутствуют. Для обеспечения сдвигов ца необходимое число разрядов как вправо, так и влево под управлением сигнала с одного ц того же вт.тхода блока 11 элементы И блоков 5. 7, 8 ц 9 соединены между собой ц с чцс,човой шиной 14 как показано ца фцг. 2, т. е. выход (вход) элемента И г-го пазряда блока 8 (9 г соечццен с выходом (входом) Ягтг - г) -го разряда блока 5 г 7).Управляющие шины, обеспечцваюиите работу накопителя по выборке ячейки ц ттегеттеттатттттт (записи) по адресу пз регистра адреса ячейки, на фцг. 1, 2 не показаны. Устройство работает следующим образом.Прц выполнении операцшт выборктт числа производится считывание накопителя 1 по адресу цз регистра 2, а также возбуждение управляющей птцны 18. В результате открьтваются элементы И считывания блока 5, выходные элементы И блока 9, и сигналом с выхода блока 11 открывается олин из наборов элементов И коммутатора 6. Все со,чержимое выбранной ячейки накопителя, пре,чстав,чяющее собой й байтов, с выходов блока 3 усп,чтттелей считывания поступает через элементы И блока 5, коммутатора 6 ц блота 9 ца числовую шину 14 со сдвигом вправо на гггт разрялов, где г - содержимое регттстра О адреса байта, Татттм образом, выбираемое слово окажется в младших разрядах числовой шины. Содержимое выбранноц ячейки накопителя с выходов блока 3 поступает также в регистр 4 записи для регенерации по адресу из регистра 2 в такте записи.55 При выполнении операции записи записываемое слово, поступающее из числовой шины 14, необходимо поместить в регистр 4 записи, сдвинув его предварительно на рп разрядов влево. Первый такт операции записи сопровождается подачей управляющего сигнала по шине 19, которым открываются элементы И блоков 7, 8 и 17, Кроме того, под действием сигнала с выхода блока 11 открываются элементы И одного из наборов элементов И блока б, коммутирующего выходы блока 8 на входы блока 7 со сдвигом на 1 т разрядов влево. Тем же сигналом с выхода блока 11 через открытый элемент И блока 17 открывается группа элементов И блока 13, коммутирующих выходные сигналы блока 12 на блокирующие входы усилителей считывания со сдвигом на 1 разрядов влево. Это приводит к тому, что с выходов усилителей 3 на регистр 4 будет записано только содержимое разрядов выбранной ячейки, находящихся за пределами формата записываемого слова. В разряды, соответствующие формату, будет записано слово из числовой шины 14 через открытые элементы И блоков 8, 6 и 7. В такте записи все содержимое регистра 4 записи будет записано в ячейку накопителя 1 по адресу из регистра 2 адреса ячейки.Обычно формат слова указывается в коде выполняемой команды. На фиг. 2 приведен пример, соответствующий этому случаю, Двоичный код формата, соответствующий количеству байтов, поступает из регистра 20 на входы дешифратора 21, выходы которого подключены ко входам шифратора, построенного, например, из элементов ИЛИ. В результате появится сигнал на х выходах блока 12, соответствующих х группам разрядов, начиная с младших (х - формат слова из регистра 20),Если при выполнении операции выборки недопустимо занимать разряды числовой шины, которые не входят в формат выводимого слова (эти разряды могут быть заняты для других целей), необходимо блокировать их подключение к числовой шине, При возбуждении управляющей шины 18 элементы И 23 открываются, и сигналы с выхода блока 12 поступают на управляющие входы элементов И блока 9, В результате х групп из них открывается, и на числовую шину 14 поступает выбранное из накопителя слово, в то время как остальные группы разрядов числовой шины остаются свободными. Аналогично при записи сигна 10 15 20 25 30 35 40 45 50 лом по управляющей шине 19 открываются элементы И 22, н сигналы с выхода блока 12 открывают соответствующую группу элементов И блока 9, и на входы блока б поступят только х байтов нз числовой шины 14 (х - содержимое регистра 20),Ф ор мула из об р етенн яЗапоминающее устройство, содержащее накопитель, первый вход которого соединен с выходом регистра адреса, усилители считывания, одни из входов которых соединены с выходами накопителя, регистр адреса байта, выход которого соединен с первым входом блока управления коммутацией, второй и третий входы блока управления коммутацией соединены соответственно с первой и второй шинами управления, коммутатор, одни из входов которого соединены с выходами блока управления коммутацией, другие входы коммутатора соединены с выходами входных элементов И, выходы коммутатора подключены к одним из входов выходных элементов И, другие входы которых соединены с первой шиной управления, одни из входов входных элементов И соединены со второй шиной управления, другие входы входных элементов И и выходы выходных элементов И соединены с числовой шиной, блок управления форматом слова, выходы которого соединены с одними из входов элементов И блокировки, и элементы И, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены регистр записи, элементы И считывания и элементы И записи, первые входы которых соединены с выходами коммутатора, выходы элементов И записи соединены со входами регистра записи, выходами усилителей считывания и первыми входами элементов И считывания, вторые входы элементов И считывания и элементов И записи соединены с шинами управления, выходы элементов И считывания соединены с выходами входных элементов И, выходы блока управления коммутацией соединены с одними из входов элементов И, другие входы которых соединены с первой шиной управления, выходы элементов И соединены с другими входами элементов И блокировки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР583475, кл. 6 11 С 9/02, 9.07.75.2. Патент Франции2123040, кл, 6 11 С 5/00, опубл. 1972 (прототип).769622 Составитель А. АвдюхинТехред А, Камышникова Корректор Т, Трушкина Редактор Л. Утехина Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1998/3 Изд.49 б Тираж б 73 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5