Устройство стековой адресации

ССЮЗ СОВЕТСНЩСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) 6 Р 9/36, 12/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К А 8 ТОРСКО ЛЬСТВУ Ф 37 Ю.В.Сидоров) егральных микрвычислительной- М.; Радио99 с. 106 к1Урис.10,30.тельство СССР 9/36, 198 РЕСАЦИИк вычислиачено дляустройства ними позволяет ем "Чтение по призна стековой памяти и сора в процессе и 9 ил,ть оп выполя т без. обращени частия про информации з входящ обрете(54) УСТР 011 СТВО СТЕКОВОЙ АД (57) Изобретение относитс тельной технике и предназ дрименения в запоминающих со стековой организацией, состав процессораЦель и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечениячтения по признаку без обращения кстековой памяти. Устройство стековойадресации содержит регистр 1 указателя нижней позиции стека, регистр 2указателя верхней позиции стека, узел3 модификации, адресный сумматор 4,блок 5 модификации позиции стека,блок 6 формирования номера позиции,регистр 7 размера позиции стека, дваузла коррекции 8,9, блок 10 поиска,два элемента ИЛИ 11,12, Введение вустройство стековой адресации блокапоиска, элементов Ш 1 И и связей между1513447Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено дляприменения в запоминающих устройствахсо стековой организацией, входящихв состав процессора, и является усо вершенствованием изобретения поавт.св, Р 783793.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства 1 Оза счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти.На фиг. 1 показана блок-схема устройства стековой адресации; на фиг.2схема блока поиска; на фиг. 3 и 4 - 15схема регистра сдвига и счетчика;на фиг. 5 и 6 - временные диаграммыработы устройства при выполнении операций "Чтение", "Запись" и "Чтение попризнаку" на фиг. 7 и 8 - примерыреализации регистра сдвига и счетчика;на фиг. 9 - временная диаграмма работырегистра сдвига и счетчика.Устройство стековой адресации содержит регистр 1 указателя нижней позиции стека, регистр 2 указателя верхней позиции стека, узел 3 модификации,адресный сумматор 4, блок 5 модификации позиции стека, блок 6 формированияномера позиции, регистр 7 размера позиции стека, первый узел 8 коррекции,второй узел 9 коррекции, блок 10 поис"ка, первый элемент ИЛИ 11 и второйэлемент ИЛИ 12.Блок поиска 10 содержит четыре эле мента ИЛИ 13 - 16, пять элементов И17 - 21, дешифратор 22 адреса, регистр 23, регистр 24 сдвига, вход 25записи, вход 26 чтения, первый вход27 данных, второй вход 28 данных, 40вход 29 сброса признака, вход 30 чтения по признаку, первый выход 31,второй выход 32, счетчик 33Регистр сдвига 24 содержит формирователь 34, триггер 35, регистр 36, 45два элемента И 37 и 38, элемент 39 задержки, первый управляющий вход 40,вход 41 данных, два выхода 42 и 43,второй управляющий вход 44.Счетчик 33 содержит формирователь45, регистр 46, вход 47, вход 48 установки в нуль, выход 49.Устройство стековой адресации работает следующим образомРабота устройства стековой адресации при формировании адреса, поступающего через адресный выход устройства к стековому блоку памяти, управляется блоком стековых операций, который посылает в устройство стековойадресации .семь управляющих сигналов.Шесть из них соответствуют типу выполняемой в стековой памяти операции -сигналы "Чтение, "Запись", пПодкачка", "Откачка", ."Чтение по признаку"и Сброс признака", седьмой задаетвариант исполнения первых двух операций - "Чтениеп или Чтение со смещением", Запись или Запись со смещением". Смещение заключается в обращении относительно указателя верхнейпозиции, уменьшенного на заданноечисло позиций,ние по признаку иСброс признакапоступают по управляющим входам устройства: чтения, записи, подкачки,откачки, смещения, чтения по признаку и сброса признака соответственно.Выполнение операции "Чтение сосмещением", пОткачкап и 1 Подкачкап впредлагаемом устройстве совпадает свыполнением тех же операций в известном устройстве. При выполнении. операций Запись и пЗапись со смещением"кроме управляющих сигналов в устройство поступает по второму входу данных одноразрядный признак, которымметится каждое слово, записываемоев стек. Этот признак запоминается вблоке 10 поиска. При выполнении операции Чтение , которая сопровождается удалением считываемых данныхиз стека, осуществляется стираниепризнака считываемых данных. Операция "Считывание по признаку заключается в поиске первого от вершины или дна стека элемента с заданнымпризнаком, формировании номера позиции элемента, который записываетсяв регистр верхней позиции стека, ивыполнении операции Чтение", Приэтом одновременно с чтением элементас заданным признаком осуществляетсяудаление из стека всех элементов,записанных в стек после этого элемента. Операция "Сброс признака" заключается в поиске первого элемента с.заданным признаком и инвертированииэтого признака.Все действия по работе с признаком осуществляются блоком 10 поиска.Первый элемент ИЛИ 11 используетсядля передачи сигнала "Чтение" либо свхода устройства, либо с выхода блока поиска при выполнении операции5 15134 "Чтение по признаку". Второй элемент ИЛИ 12 предназначен для записи в регистр верхней позиции стека нового значения с выхода блока 10 поиска или 5 с выхода данных блока 5 модификации.Блок поиска работает следующим .образом.При наличии сигнала "Чтение (вход 26 блока 10) или "Запись" (вход 25 10 блока .10) на входах. элемента ИЛИ 13 этот сигнал поступает через элемент ИЛИ 14 на первый управляющий вход регистра 23, который управляет записью в регистр, Одновременно с входа 28 15 блока 10 .через элементы И 17 и ИЛИ 15 на вход дешифратора адреса 22 подается значение верхней позиции стека.Выход дешифратора 22 определяет разряд регистра 23, в который осуществля-Щ ется запись одноразрядного признака, поступающего по первому входу 27 данных. Отличие операций "Чтение" и "Запись" заключается в значении признака. При операции "Запись" на вход 27 25 может поступать любое из двух значений признака, а при операции "Чтение" только значение, соответствующее отсутствию признака.30При наличии сигнала "Чтение по признаку" (вход 30 блока 10) он поступает через элемент ИЛИ 16 на первый управляющий вход регистра 24 сдвига, который управляет приемом информации с регистра 23 и началом сдвига, а также на вход установки в нуль счетчика 33. Если в удаляемом прн сдвиге разряде отсутствует искомый признак, то на первом выходе данных регистра 24 40 сдвига возникает сигнал, который поступает на вход счетчика 33 и на второй управляющий вход регистра 24 сдвига для выполнения очередного сдвига. Если в удаляемом разряде име ется искомый признак, то формируется сигнал на втором выходе данных регистра 24 сдвига, который управляет передачей кода со счетчика 33 через "элементы И 19 и 21 на второй выход 32 50 блока 10 и формирует сигнал на первом выходе 31 блока 10. Код на выходе 32 используется для установки нового значения в регистре верхней позиции стека, а сигнал на выходе 31 сбрасывает.признаки в регистре 23 и используется для выполнения операции "Чтение" с новым значением верхней позиции стека. 47 При наличии сигнала "Сброс признака" (вход сброса 29 блока 10) вначале выполняются те же действия, что и по сигналу Чтение по признаку . Отличие состоит в том, что после того как обнаружен искомый признак, код со счетчика через элементы И 18 и 19 и элемент ИЛИ 15 поступает на вход дешифратора 22 адреса. Одновременно через элемент ШП 1 14 поступает сигнал на первый управляющий вход регистра 23, по которому осуществляется сброс признака путем записи "0" с входа 27.Регистр 23 может быть реализован с использованием микросхемы К 1500 ТМ 130, которая представляет собой три одно- ступенчатых Р-триггера с установочными входами К и Б и управлением, Для реализации регистра 23 используется необходимое число микросхем К 1500 ТМ 130 (одна микросхема на три разряда регистра). Входы Р всех триггеров подсоединяются к первому входу данных 27, Вход Ч х-го триггера соединяется с х-м выходом дешифратора 22 а входы МК и С отдельных микросхем подключаются соответственно к выходу элемента И 20 и выходу элемента ИЛИ 14, Входы 8 и К отдельных триггеров и входы МЯ микросхем не используются и подключаются к источнику логической "1" для исключения их влияния на работу регистра. Выходы триггеров подключаются к информационным входам регистра 24.Пример реализации регйстра сдвига приведен на фиг. 7. Для хранения и сдвига информации используется микросхема К 1500 ИР 141, которая представляет собой 8-разрядный синхронный регистр. Работа этого регистра определяется состоянием входов Б 1 и Б 2 следующим образом: при 81=82=0 состояние не изменяется;при Я 1=0 .и 82=1 - сдвиг влево; при 81=1 и 82=0 - сдвиг вправо; при 81=1 и 82=1 - прием информации по входам, Для задания необходимого режима работы этого регистра используются два 1 К-триггера (микросхема К 531 ТВ 9) и Р-триггер (микросхема К 1500 ТМ 131) . Два 1 К-триггера образуют формирователь, который выдает "1" с длительностью, равной периоду тактовых импульсов (ТИ) при появлении "1" на выходе элемента ИЛИ 16, Этот сигнал поступает на вход Я 1 регистра, а его инверсное значение устанавливает в "1" Р-триггер, который определяет состояние входа 82, Кромеэтого, имеются два элемента И 37 и 38 и элемент ШП 1, который выполняет функции элемента 39 задержки. Элемент ИЛИ обеспечивает необходимую задержку для приема информации и начала5 сдвига. Элемент И 37 обеспечивает выидачу 1 в режиме сдвига при отсутстии на выходе искомого признака (предолагается, что признаку соответстует 1 ) . Элемент И 3 8 обеспечивает1 ыдачу 1 после появления признака а выходе Я 8 и до конца действия си гала н а выходе элемента ИЛИ 1 6 . Регистр сдвига 2 4 работает следую 5образом , При появлении " 1 " н а выоде элемента ИЛИ 1 6 и и о концу о чеедног о тактового импульса н а выходепервого 1 К-т ри г гер а появляется " 1 " , которая поступает на вход 8 1 регистра 20 двиг а . Однов реме нн о Ос выхода Я о го же триггера устанавливает в " 1 " -триггер , выход которого подключенвходу Б 2 регистра сдвига . Это о бесе чив ает переход регистра в режим прима информации , которая принимается о заднему фронту тактового импульса . тим же фронтом изменяется состояние 1 е рвого 1 К-т ригг ер ач то обеспечивает 0 " н а выходе 8 1 при " 1 " н а входе Б 230переход регистра в режим сдвига.ри приеме информации в разряд 1.8 реистра записывается "0", что обеспеивает один сдвиг информации в региСтре. Сдвиг информации осуществляется 1 о заднему Фронту тактовых импульсов, 35 ока на выходе Я 8 не появится "1".этом случае на выходе элемента И 37 роисходит переход из "1" в "0", что ызывает установку в "О В-триггера 1 о входу С. В результате регистр переходит в режим хранения, При этом На выходе элемента И 38 появляется1 , которая держится до конца сигнала на выходе элемента ИЛИ 16.Счетчик 33 может быть реализован на ИС К 1500 ТМ 131 (фиг. 8), Указанный счетчик имеет счетный вход, вход управления счетом, входы установки в "0" и "1" и осуществляет счет импульсов на счетном входе при наличии "1" На входе управления счетом. Дпя достижения поставленной цели счетный вход Подключается к источнику тактовых импульсов, вход управления счетом - к первому выходу данных регистра 24 Сдвига, а вход установки в "0" к выходу формирователя 45, вход которого связан с выходом элемента ИЛИ 16. Формирователь импульса 45 построен на двух 1 К-триггерах по известной схеме.Работа регистра сдвига 24 и счетчика 33 в предположении, что на регистре 23 записан код "010" (т.еискомый признак ьаходится во второй позиции), показана на фиг, 9.Запись в регистр 23 осуществляется по заднему Фронту сигнала на выходе элемента ИЛИ 14. Для этого длительность сигнала на входах 25 и 26 ("Запись и Чтение ) должна быть не меньше задержки прохождения сигнала по элементам ИЛИ 13 и 15, элементу И 17 и дешифратору 22. Длительность сигнала "Сброс признака должна обеспечивать максимально возможный сдвиг и изменение значения признака на регистре 24.Применение предлагаемого устройства обеспечивает поиск информации в стеке по признаку без обращения к стековой памяти. В результате отпадает необходимость в последовательном чтении данных из стека и анализ их признака.Формула изобретенияУстройство стековой адресации по авт. св. Р 783793, о т п и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти, в него введены блок поиска и два элемента ИЛИ, причем связь входа чтения устройства с входами блоков Формирования номера позиции и модификации позиции стека выполнена через первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом чтения блока поиска, первый выход которого соединен с соответствующим входомпервого элемента ИЛИ, связь выхода данных блока модификации позиции стека с входом данных регистра указателя верхней позиции стека выполнена через второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом данных регистра указателя верхней позиции стека, другой вход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом блока поиска первый и второй входы данных бло)ка поиска соединены соответственно с вторым входом данных устройства и выходом регистра указателя верхней позиции стека, входы записи, чтения по признаку и сброса признака блока поиска соединены соответс 1 венно свходами записи, чтения иа признакуи сброса признака устройства.1513447 5 т ррпап 5 анан нстра паииии 6 дюж пписюа 1 д Я 5 уесный сутащср 1 Втроа угу аберрации Я бтра пписка О Запись д регистр Г бил рсуиирИания нсера пвзиции б Иуесный сутаяпр Ф Вларой угу врещии Уфиг, ЮТИ КОЕ Составитель А.Ива Те Зайцев Л,Олийнык К ррект Р О.Кравцова акт а а е роизводстненно-издательский комбинат "Патент", 1. Ужгород, ул. Гаг 101 6080/48 Государ 1513447бВ П, длисн обретениями откр аушская наб д венного комитета по из113035, Москва, Ж, Р тиям при ГКНТ ССС4/5