Буферное запоминающее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 456 А 09) (11)51)4 С 11 С 19/00 РЕТЕНИ. ПИ АНИЕ ТЕЛЬСТВУ СКОМУ рукторско-тех- ко-механичес- Карпенка льство СССР19/00, 1983.ство СССР19/00, 1983.ЕЕ УСТРОЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Специальное констнологическое бюро фиэикого института им. Г.В(54) БУФЕРНОЕ ЗАПОИИНАЮЩ СТВО(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве буферной памяти при построении средств векторной.обработки сигналов, например при вычислении быстрого преобразования Фурье. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит два основных накопителя, два дополнительных накопителя, три счетчика, коммутаторы с первого по восьмой, формирователь управляющих сигналов, два сумматора по модулю два, восемь регистров, три блока местного управления. Быстродействие устройства повышается эа счет органиэации параллельного ввода и вывода информации в два главных накопителя, а также эа счет введения средств вычисления адресов размещения информации в основных накопителях, В описываемом устройстве используется принцип управления с помощью потоков данных,в котором вся управляющая информация передается вместе с данными, что также повышает быстродействие устройства. Информация размещается в двух основных накопителях либо сплошным массивом как в едином на- с копителе, либо различными массивами;данные с четными адресами записываются в одном, а с нечетными адресами - в другом основном накопителе. Первый дополнительный накопитель содержит программно сформированные адреса, которые используютсяпри адресации с переменным шагом.Второй дополнительный накопитель является буферным при записи данных в случае, если основныенакопители не свободны. 4 ил1 табл.12804Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве промежуточной памяти при построении средств векторной обработки сигналов, например при вычислении быстрого преобразования Фурье.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.На фиг.1 представлена функцио нальная схема предложенного устройства; на фиг,2-4 - функциональные схемы блоков местного управления.Устройство содержит (фиг.1) первый 1, и второй 1 основные накопители, первый 2 и второй 3 дополнительные накопители, первый 4 и второй 4 коммутаторы, первый 5 и второй 6 счетчики, третий 7 и четвертый 8 коммутаторы, формирователь 9 управляющих сигналов, пятый 10 и шестой 11 коммутаторы, первый 12 и второй 13 сумматоры, регистры 14, 15, 16, 16, 17 17, 18 18 с первого по восьмой, седьмой 19 и восьмой 19 коммутаторы, блоки 20-22 управления с первого по третий и третий счетчик 23.На фиг.1 обозначены вход 24 синхронизации, информационный вход 25,ЗО управляющие выход 26, вход и выход 27, вход 28, вход 29 начальной установки, управляющие входы 30 30, 31 и 31, информационные выходы 32 и 32 устройства, выходы 33-56 З 5 с первого по двадцать четвертый формирователя 9 управляющих сигналов.Первый блок 20 управления содержит (фиг.2) элемент ИЛИ-НЕ 57,триг 40 геры 58-62, накопитель 63, регистр 64 команд, счетчик 65, формирователь 66 сигналов следующего состояния,дешифратор 67 состояний, регистр 68 состояний, элементы И-ИЛИ 69- 70, элементы ИЛИ 71 и 72, элементы45 И 73-76. Второй блок 21 управления содержит (фиг.3) блок 77 сравнения, элемент И 78, элемент НЕ 79, элементы И-НЕ 80-85, регистр 86, дешифратор 87, повторитель 88, ключ 89,50 триггер 90, На фиг.3 обозначены вхо,цы 91,92 и выходы 93-95 второго блока 21 управления.На фиг.4 обозначены входы 96-98 и выходы 99-102 третьего блока 2255 управления, который содержит (фиг.4) накопитель 103, шифратор 104 и счетчики 105, каждый из которых содер 56 2жит регистр 106, счетчик 101, элемент И 108, блок 109 сравнения,элемент ИЛИ-НЕ 110 и элемент И 111,На фиг.1-4 обозначены также выходы 112-114 блока 22 управления, третий 115 и четвертый 116 выходы накопителя 3.Устройство работает следующим образом.Записываемая информация располагается в накопителях 1 и 1 двумя способами. При первом способе сплошной массив данных располагается целиком в одном из накопителей 1, (или 1), При втором способе данные, имеющие четные адреса, записываются в один, а данные с нечетными адресами - в другой из накопителей 1 и 1 (чередующееся размещение данных),При вводе данные размещаются спостоянным или переменным шагом. Впервом случае для адресации применяются счетчика 5 и 23, а во второмслучае применяется накопитель 2, вкотором накапливаются программносформированные адреса А.Вывод массива данных производится из одного или одновременно из двухнакопителей 1 и 1 через выходы32 и 32. При чтении только из одного накопителя 1 и 1 используетсявсегда программно сформированный адрес А, считываемый с выхода регистра 14. В случае одновременного чтения, т.е. параллельного вывода издвух накопителей 1, и 1, в одном изних производится чтение по адресу изсчетчика 6, а в другом - по адресу А. При чередующемся размещениипараллельный вывод не применяется,поскольку в адресе Ад в общем случаеотсутствует постоянство в чередовании четных и нечетных адресов. Врезультате при параллельном выводевозможно появление одновременных обращений к одному и тому же накопи.телю 1 (или 1 ), что приводит кнарушению синхронности в появленииданных на разных выходах 32 и 32,так как возникает необходимость систематического притормаживания одного из обращений.Применение двух накопителей 1 и1 позволяет организовать, кроме параллельного вывода, также и параллельные ввод и вывод, Для сплошногоразмещения данных такая воэможностьочевидна. При чередующемся размеще 1280456нии данных, как и для параллельного вывода, возможно появление одновременных обращений в один из накопителей 1, или 1В такой ситуации приоритет отдается процессу вывода, а ввод производится в накопитель 3, После освобождения от чтения необходимого накопителя 1 или 1 производится перезапись в него данных из накопителя 3, 10При вводе данных по адресам из счетчиков 5 и 23 содержимое их накапливается непрерывно и какой-либо предустановки при вводе не производится. Это требует запоминания в 15 процессе ввода в регистрах 16 и 16 определенной точки массива, например, адреса первого элемента массива данных, относительно которого в дальнейшем производится чтение. Этот на чальный адрес считывания перед началом считывания устанавливается либо в счетчике 6, либо в регистре 14.Накопитель 2 позволяет осуществлять запись в накопители 1 и 1 в той же последовательности, в которой ранее было произведено чтение согласно адресам А. С помощью накопителя 2 обеспечивается с некоторой задержкой замещение данных, считая- З 0 ных ранее.Входная информация поступает в устройство в виде кадров, где первое слово является управляющим, а все последующие - данными. В управляющем 35 слове выделены следующие поля: поле кода программы вывода, которая должна быть запущена в процессе или после окончания ввода кадра; поле признаков, характеризующих ввод данных. 40 В каждом слове кадра присутствует , двухраэрядный код маркера М, значения которого приведены в таблице. Маркер обеспечивает идентификацию управляющего слова и данных (управляю щему слову соответствует маркерная комбинация "11"), а также определяет моменты времени, в которые должна быть выполнена фиксация начального адреса считывания в регистрах 16 50 16 и формирование запроса на выполнение программы вывода. М М Содержание маркера550 Ввод данного, фиксацияначального адреса иустановка запроса навывод М, М Содержание маркера1 1 Ввод данного и фиксация начального адреса 0 Ввод данногоПри наличии запроса на вывод в блоке 20 запускается программа, содержащая в себе программу чтения (формирования адресов А); признаки, характеризующие процесс вывода; признак замещения данных после вывода из накопителей 1, и 1, выбор регистров для задания начального адреса чтения ("0" - в счетчик б из регистра 16 и в регистр 14 иэ регистра 16, "1" - в счетчик 6 из регистра 16 и в регистр 14 из регистра 16,); значение маркерного разряда М при фиксации начального адреса; адреса внешних устройств, через которые должна быть установлена связь с абонентом, управляющее слово, определяющее в абоненте порядок ввода в него данных и программу их обработки, В соответствии с программой вывода на выходах 32, и 32 формируется выходной кадр информации.Работа устройства в режиме записи.Приемом входного кадра информации управляет блок 21. Состояние блока 21 определяется сигналом Т на входе 27, характеризующим незанятость входа 25, первым разрядом М маркера, поступающим по входу 25 на вход элемента И-НЕ 85 (фиг.3), меткой Х последнего звена маршрута, поступающей на вход элемента И-НЕ 81,признаком, поступающим на вход дешифратора 87 со входа 25,и совпадением адреса, поступающего на вход блока 77, с адресом на входе 28. При совпадении этих адресов и при появлении общего признака установки связи Т М,Х=1 на выходе элемента И-НЕ 81 вырабатывается состояние "0", которое приводит к появлению далее на входе триггера 90 состояния "1" и на управляющем входе ключа 89 разрешения (низким уровнем). В результате в текущем такте во втором полу- периоде синхроимпульса на входе 24 на выходе 26 появляется сигнал (квитанция), сигнализирующий о готовности устройства к приему входного кад 12804ра информации. В следующем тактетриггер 90 переходит в состояние "1", в котором на выходе 27 вырабатывается признак занятости Т=О.Последовательный прием элементов кадра информации выполняется следующим образом.Первый элемент кадра - управляющее слово определяется по декодированной элементов И-НЕ 85 маркерной 1 О комбинации "11". Если накопитель 3 пуст, то на выходе 92 и. на выходе элемента И-НЕ 83 вырабатывается единичное состояние низким уровнем разрешения записи, обеспечивающее появ ление в следующем такте в регистре 86 управляющего слова ввода. Если в накопителе 3 остается еще часть несчитанных данных из предыдущего кадра, то запись в регистр 86 блокиру ется нулевым сигналом на входе 92.Далее элементом И-НЕ 85 выделяются маркерные комбинации, сопровождающие данные и для которых обязательным является наличие хотя бы од 25 ного нуля в разрядах М и М маркера. При наличии признака данных, которым соответствует состояние "1" на выходе элемента И-НЕ 85, анализируется дополнительно признак, форми О руемый на выходе 91 накопителя 3, и если в нем имеется хотя бы одна незаполненная ячейка, то на выходе 91 появляется единичное состояние, В результате на выходе элемента И-НЕ 82 35 низким уровнем вырабатывается сигнал записи данных в накопитель 3. Одновременно по этому же сигналу на выход 26 выдается низким уровнем сигнал (квитанция) о приеме данного4 О Если чтение отстает от записи, то при полном заполнении накопителя 3 элемент И-НЕ 82 закрывается, сигнал низкого уровня на выходе 26 не формируется и задерживается в следующем такте поступление нового данного на вход 25. Активное состояние поддерживается, пока не закончится прием всего кадра и со входа 25 навходе дешифратора 87 не установится пауза. Признаком паузы может быть наличие в элементе кадра одних единиц, включая маркер. В режиме считывания из накопителей 1 и 1 формированием программных адресов Ал управляет блок 22, в котором модуль счета для каждого счетчика 05 (фиг,4) задается автономно регистром 106. 56 6Группа переносов, возникающих на выходе элементов 108, преобразуется шифратором 104 в код, который является двоичным эквивалентом номера счетчика 105, являющегося последним в цепочке сквозного переноса. При отсутствии переносов в счетчике 105 на выходе шифратора 104 действует нулевой код, Код с выхода шифратора 104 вместе с кодом на входе 97 образует адрес чтения для накопителя 103, один из выходов которого используется для задания модуля счета в каждом из счетчиков 105; признак последнего данного формируется на выходе 99, и признак управляющий формированием формирователя 9 маркерных разрядов М - на выходе 100.Порядок выбора элементов выходного кадра информации задается блоком 20,Формула изобретенияБуферное запоминающее устройство, содержащее первый основной накопитель, первый дополнительный накопитель, первый и второй счетчики,первый блок управления и первый коммутатор, выход которого соединен с адресным входом первого основного накопителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй основной накопитель, второй дополнительный накопитель, регистры, третий счетчик, коммутаторы со второго по восьмой, формирователь управляющих сигналов, сумматоры, второй и третий блоки управления, причем первый вход, первый и второй выходы второго дополнительного накопителя соединены соответственно с первым выходом и с первым ивторым входами второго блока управления, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу первого блока управления и группе входов формирователя управляющих сигналов и ко второму входу первого блока управления, третий вход которого соединен с третьим выходом второго дополнительного накопителя, четвертый выход которого подключен к четвертому входу первого блока управления и первому входу формирователя управляющих сигналов,второй и третий входы которого соеди 12804иены соответственно со вторым выходом второго дополнительного накопителя и с управляющими выходами первого дополнительного накопителя, информационный выход которого подключен к первым входам первого и второго коммутаторов и четвертому входу формирователя управляющих сигналов, пятый вход которого и информационный вход первого дополнительного накопи- фо теля подключены к выходу первого регистра первому входу первого сумматора и вторым входам первого и второго коммутаторов, третьи входы которых соединены с выходом второго счетчика, вход которого соединен с выходом третьего коммутатора и первым входом шестого коммутатора, выход которого подключен ко входу первого регистра, а второй вход - к выходу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом пятого коммутатора и первым входом второго сумматора, выход которого подключен ко входу второго регистра, выход которого соединен с первым входом пятого коммутатора, первый и второй входы третьего коммутатора подключены к выходам третьего и четвертого регистров, входы которых соединены соответственно с выходом третьего счетчика и первым входом четвертого коммутатора и с выходом первого счетчика и вторым входом четвертого регистра, выход которого подключен к 35 четвертым входам первого и второго коммутаторов, выходы пятого и шестого регистров соединены соответственно со входами седьмого и восьмого регистров, а входы пятого и шестого 4 О регистров - соответственно с выхода- ми седьмого и восьмого коммутаторов, одни иэ входов которых подключены соответственно к выходам первого и второго основных накопителей, инфор мационные входы которых соединены с пятым выходом второго дополнительного накопителя, адресный вход второго основного накопителя подключен к выходу вТорого коммутатора, выходы первого и третьего счетчиков соединены соответственно с шестым и седьмым входами Формирователя управ 8ляющих сигналов, восьмой вход которого подключен к первому выходу третьего блока управления, второй выход и первый вход которого соединены с пятым входом и первым выходом первого блока управления, второй и третий выходы которого подклю.чены ко второму входу третьего блока управления, третий выход которого соединен со вторыми входами второго сумматора два и пятого коммутатора, управляющий и стробирующий входы которого, управляющие входы второго регистра и шестого коммутатора подключены к выходам с четвертого по седьмой третьего блока управления, другие входы седьмого и восьмого коммутаторов подключены соответственно к четвертому выходу первого блока управления и маркерному выходу формирователя управляющих сигналов, девятый вход которого соединен с группой выходов первого блока управления, первый выход которого подключен к синхровходам первого дополнительного накопителя,второго счетчика, первого, второго, седьмого и восьмого регистров, управляющие входы накопителей, счетчиков, коммутаторов с первого по четвертый, седьмого и восьмого, регистров с пятого по восьмой соединены с управляющими выходами формирователя управляющих сигналов, девятый вход первого и третий вход второго блоков управления, входы синхронизации накопителей, первого и третьего счетчиков, третьего и четвертого регистров являются входом синхронизации устройства, информационными выходами и входами которого являются выходы седьмого и восьмого регистров, второй вход второго дополнительного накопителя и четвертый вход второго блока управления, его пятый и шестой входы, четвертый и пятый выходы, а также десятый и одиннадцатый входы первого блока управления являются управляющими входами устройства, входом начальной установки которого являются входы установки дополнительных накопителей и двенадцатый вход первого блока управления,280456 77 гн 29 Фиг.З 97 ю,Юг, Лг,оставитель Т. Зайцеваехред В,Кадар Корректор О, Лугова актор Н. Горват Заказ 7057/46 Тираж 543 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/