Логическое запоминающее устройство

-техннчес,Ф теьна ПИСАНЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДВТЙЙЬ Союз СоветскиоциалистицескиРеспублик тИ Дополнительное к авт вУ 49 22) Заявлено 28.03,77 2 с присоединением заявки М. Кл 2 Я 11 С 15/00419/18 Государетвенньй комитет СССР оо делом изобретений и открытий. 6(088.8) публикова.но 15.07. 79,Бюллетеньата опубликования описания 18.0 ф. Нестерук и В. И. Потап 2) Авторы изобретения Заявител ский политехнический институт 4) ЛОГИЧЕСКОЕ адреса, другие входы которого соединены соответственно с управляющими шинами и щинами начальной установки. Однако известное логическое запоминающее устройство не позволяет производить логическую обработку произвольным образом распределенных по объему накопителя массивов информации, каждое слово которых записывается в числовую линейку накопителя или считывается из чяс- В ловой линейки накопителя в виде последовательности кратных частей этого слова (байтов), причем каждый последующий байт может быть записан либо считан в произвольный момент времени,35Цель изобретения - расщирение области применения устройства за счет возможности сопряжения каналов передачи информации как словарного, так и байтового формата. Это достигается тем, что 20предлагаемое устройство содержит блоки коммутации и блок индикации, информационные входы и выходы одного из блоков коммутации соответственно подклюи 1По основному авт. св, Хф 492934 известно логическое запоминающее устройство, содержащее числовые линейки, разрядные шины которых подключены к выходам разрядного блока управления, линейные щины - к выходаьд адресного блока управления, шины чтения - к входам выходного регистра, выходы которого соединены с входами элементов И первой груцпы, регистр слова, входы которого. подключены к выходам элементов И второй группы, а выходы - к входам разрядного блока уп-. равления, управляющие шины, шины индикации и шины начальной установки, а так же блок модификации адреса и блок формирования массивов, входы которого подключены к выходам регистра адреса и блока модификации адреса, соединенным с входами элементов И второй группы, а выходы - соответственно к входам адресного блока управления и шинам индикацйи, выходы элементов И первой гру пы подключены к входам регистра адреса и одним входам блока модификации МИНАВШЕЕ УСТРОИСТ40 чены к шинам приема байта, приема слова и входным шинам регистра слова, информационные выходы и входы другогоблока коммутации соответствен о соединены с шинами выдачи байта, выдачи слова и выходными шинами выходного регистра, линейные шины, шины чтения иразрядные шины блока индикации подключены соответственно к выходам и управляющим входам адресного блока и шиневвода константы,На чертеже дана блок-схема описываемого логического запоминающего устройства,Устройство содержит накопитель 1, сос тояший из числовых линеек 2, линейные3 и разрядные 4 шины которых подключены соответственно к выходам адресного5 и разрядного 6 блоков управления, ашины 7 чтения соединены с входами выходного регистра 8. Выходные шины 9выходного регистра 8 соединены черезэлементы И 10 первой группы с входами 11 регистра 12 адреса и блока 13модификации адреса, выходы которых подключены к функциональным входам ячеек14 блока 15 формирования массивов и квходам элементов И 16 второй группы.Их выходы соединены с входными шинами3017 выходного регистра 18, выходы кото,рого подключены к входам разрядногоблока 6 управления,Управляющие входы ячеек 14 соединены с шинами 19-22 управления, управля 35ющие входы элементов И 16 подключенык шине 23 управления, а счетные входыпервого и второго разрядов блока 1 3 соединены с шинами 24 управления.Выход 25 признака модификации каждой ячейки 14 подключен к шине 26 индикации,Выход 27 индикации состояния первойячейки 1 4 блока 1 5 соединен с входом28 запрета записи второй ячейки 14,45Вход 28 запрета записи каждой последующей ячейки 14 подключен к выходу 27индйкации состояния предыдущей ячейки14, а выход 27 индикации состояния последней ячейки 14 соединен с шиной 290индикации состояния накопителя.Управляющий выход 30 каждой ячейки 14 блока 15 подключен к соответствующему входу адресного блока 5 управления и, кроме последней, к разреша 55ющему входу 31 последующей ячейки 14,а управляющий выход 30 последующейячейки 14 соединен с разрешающим входом 31 первой ячейки 14. Кроме того,4устройство содержит шины 32 управления адресным 5 и разрядным 6 блокамиуправления, шины 33 начальной установки блока 13 и шину 34 управления первой группой элементов И 10. Вход 28запрета записи каждой ячейки 14 подключен через разделительный диод 35к входу 28 запрета записи предыдущейячейки 14, выход 27 последней ячейки14 соединен через разделительный диод35 с входом 28 запрета записи этой жеячейки, входы 36 ячеек 14 и один из управляющих входов адресного блока 5 подключены к шине 37 признака побайтовойобработки,Информационные входы и выходы блока 38 коммутации соединены соответственно с шинами 39 приема байта, шинами40 приема слова и входными шинами 17выходного регистра 18, Управляющийвход блока 38 коммутации подключен кшине 41 управления, Информационные выходы и входы блока 42 коммутации соединены соответственно с шинами 43 выдачи байта, шинами 44 выдачи слова ивыходными шинами 9 выходного регистрра 8, Управляющий вход блока 42 коммутации подключен к шине 45 управления,Линейные шины каждого адресного сечения 46 блока 47 памяти индикации состояния накопителя соединены с линейными шинами 3 соответствующей числовойлинейки 2, причем байтовые группы разрядов 48 каждой числовой линейки 2 исоответствующие им одноразрядныеячейки 49 памяти адресных сечений 46блока памяти индикации состояния накопителя, имеющие одинаковые порядковыеномера, подключены к одним и тем желинейным шинам 3. Разрядные шины 50и шины 51 чтения блока 47 памяти индикации состояния накопителя соответсчвенно соединены с шиной 52 ввода константы и управляющими входами адресного блока 5 управления. Кроме того,шина 51 чтения одноразрядных ячеек 49памяти, имеющих максимальный порядковый номер, подключена к шине 53 индикации.Предложенное логическое запоминающееустройство имеет два основных режимаработы; режим записи массивов информации и режим их логической обработки, причем в каждом из этих режимов устройство может работать как с полными слова-ми, так и с байтами,При работе с байтами в режиме записи запись последовательно следующих бай6741 015 6тов для одного и того же периферийного на единицу младшего разряда по сравнеустройства производится в последователь- нию с текушим адресом предыдущего подно расположенные байтовые группы разря- массива.дов 48 выбранной для записи числовой Будем считать, что в режиме записилинейки 2 до ее заполнения, При работе 5 различные массивы информации могут пос байтами в режиме логической обработ- ступать от периферийных устройств (наки обработка информации, хранимой в вы- чертеже не показаны) по частям, приембранной числовой линейке 2., выполняеч отдельных частей одного и того же масся последовательно по байтам, записан- сива может следовать через произвольным в последовательно расположенных 1 О ные промежутки времени, в течение кобайтовых группах разрядов 48, причем торых устройство может производить заэапись каждого отдельного байта или его пись отдельных частей других массивовлогическая обработка может выполняться информации.в произвольные моменты времени, Подоб- Йля организации правильной очередная организация записи и логической об- ности подмассивов каждого массива ин 15работки информации позволяет при работе формации после окончания записи отдельустройства с байтами совмещать процесс ной части массива текущий адрес увелизаписи байтов с их упаковкой в форматчивается на единицу младшего разряда иполного слова либо процесс логической хранится в одной из числовых линеек 2обработки байтов с распаковкой полного 2 О накопителя 1 до поступления очереднойслова, хранимого в выбранной числовой части этого массива информации.линейке 2, на байты. При поступлении от периферийных устВ режимах записи и логической обра- ройств очередной части некоторого масботки полных слов устройство работает сива информации в накопителе 1 произследуюшим образом,25водятся выборка и считывание текущегоСигналы на шинах 41 и 45 упраьпе- адреса этого массива. При этом логичес, ния и шине 37 признака побайтовой об- кое запоминающее устройство работаетработки отсутствуют. В результате этого во вспомогательном режиме - в режимевходные шины 17 выходного регистра 18 обращения к текущему адресу.коммутируются блоком 38 коммутации с Выборка требуемой числовой линейкишинами 40 приема слова, выходные шины 2 в накопителе 1 производится по приз 9 выходного регистра 8 коммутируются наку. Числовые линейки 2, в которых заблоком 42 коммутации с шинами 44 вы- писаны слова одного и того же подмассичи слова а сигналы на шинах 51 чте- ва, имеют одинаковый признак, представ 35ния блока 47 памяти индикации состоя- ляюший собой текуший адрес, соответствуния накопителя не оказывают влияния на юший этому подмассиву,работу адресного блока 5 управления. Признак каждой числовой линейки 2Каждому массиву информации присваи- хранится в ячейке 14, соответствующейвается признак, называемый начальным этой линейке. Числовая линейка считаадресом массива. Запись массивов инфор- ется выбранной, если код текущего адмации производится в незанятые к момен- реса массива, формируемый в регистрету записи числовые линейки 2 накопите адреса и блокеи б оке 13 совпадает с кодом,ля 1, Часть массива, записанная в следу- хранящимся в ячейв ячейке 14 соответствуююших по порядку числовых линейках 2, шей этой число ото числоВой линейке.вой линейки в кото ойназывается подмассивом денного массива Признак числовой линей , ринформации. Каждому подмассиву присва- хранится код текущего адреса массива,б й (к+ +1)- аз Ядноеивается соответствующий признак, назы- представляет собой (. )-р ря ахваемый текущим адресом массива, пред- двоичное число, в к старших разрядахставляюший собой (к+ 1)-разрядный код, которого записан код начального адре 50в котором к старших разрядов образованы са массива, а в младшем разряде - едиполем начального адреса массива, ас массива амладших разрядо 6 - полем константы мо- нится код текущего адреса записи массидификации, являющейся порядковым номе- ва информации, или же в младшем разряром подмассива в данном массиве инфор- де записан нуль,н ль если в этой числовойлинейке хранится код текущего адресамации.Текущий адрес, соответствующий каж- обработки массива информации, В зстальдому последующему подмассиву некото- ных разрядах этого двоичного числа зарого массива информации, увеличивается писаны нули,. Каждая ячейка 14 может находиться в трех состояниях: Занята, "Свободна. и Ожидание", ФПри состоянии "Занята" в ячейке 14записано отличное от нуля число, При состоянии "Свободна в ячейке записан нуль,При состоянии "Ожидание" в ячейке записано отличное от нуля число и данная 10 ячейка способна к возбуждению, если приработе блока 1 5 в режимах "Считывание"и Опрос содержимого" код текущего адреса массива совпадает с кодом числа,хранящегося в ячейке 14.35 Операции, выполняемые в ячейке 14при различных режимах работы блока 15,приведены в таблице. Т а бл и ц а Запись кода начального или текущего адреса массива и выдача сигнала на управляющий выход 30, если отсутствует сигнал на входе 28 запрета записи ячейки 14, в противном случае - сохранение состояния,Выдача сигнала на выход 25 признака модификации если на разрешающем входе 31 ячейки 14 появился сигнал, в противном случае - сохранение состоянна,"Свободна" Запись"2. дание Операция по и14 в состоянисутствует сигзаписи. 19"Опрос содержимого б. 6741 01Коды признаков тех числовых линеек,вкоторых хранятся коды текущих адресовмассивов, формируются в регистре 12 адреса и блоке 13. Поэтому общая длинаразрядной сетки регистра 1 2 адреса иблока 13 составляет к+ 6+1 разрядов,к+Я старших разрядов используются дляформирования текущих адресов массивов,а младший разряд - только при формировании кодов признаков числовых линеек,,в которых хранятся коды текущих адресов массивов,Для упрощения описания работы логического запоминающего устройства рассмотрим отдельно логику работы ячеек1 4 блока 1 5, Он может работать в трехрежимах: "Запись", "Считывание и Опрос содержимого". 1 и установка ячейки е "Ожидание, если отнал на входе 28 запретаСравнение числа, хранящегося в ячейке 14, с кодом начального или текушего адреса массива, выдача сигнала науправляющий выход 30 и выход 25признака модификации в случае совпадения, в противном случае - сохранение состояния."Ожидание" 55 Сигнал на выходе 27 индикации состояния любой нз ячеек 14 присутствует втом случае, если ячейка находится в состоянии "Свободна".25Перед началом работы в логическомзапоминающем устройстве для всех массивов формируютса исходные текущие ад"реса записи и обработки массивоВ, Формирование происходит следукииим обР 6- зазом. Перед началом работы все ячейки14, регистр 12 адреса и блок, 13 устанавливаются в нулевое состояние.В первом такте на входы 11 регист,ра 12 адреса от периферийных устройств З 5поступает код начального адреса массива, который заносится в регистр 12, ипо шинам 24 управления во второй разряд блока 13 записывается единина;Во втором такте на шину 23 управ опенна поступает сигнал, переключающийвторую группу элементов И 16 в проводящее состояние, и исходный текущийадрес записи или обработки массива,сформированный в регистре 12 адреса и 45блоке 13, заносится в регистр 18 слова.В третьем такте по шинам 33 производится сброс в нульсодержимого блока13, если формируется исходный текущийадрес обработки массива, либо сброс внудь с записью единицы в первый разрядэтого блока, если формируется исходный .текущий адрес записи массива,В четвертом такте на шины 19 и 20управления поступают сигналы, которыенастраивают одну из ячеек 14, находящихся в состоянии Свободна", на записьначального адреса записи либо начального адреса обработки, сформированного в Установка ячейки 14 в состояние"Ожидание если на разрешающемвходе 31 этой ячейки присутствуетсигнал, в противном случае - сохранение состояния. Сравнение числа, хранящегося в ячейке 14,.с кодом начального или текущего адреса массива. В случае совпадения - выдача сигналов на управляющий выход 30 и выход .23 признака модификации и переход в состояние "Свободна, в противном случаесохранение состояния. предыдущем такте в регистре 12 адресаи блоке 13. Если в состоянии Свободна"находится несколько ячеек 14, то записать код начального или текущего адресасможет только ячейка 14 с наименьшимпорядковым номером. Подобная зависимость обеспечаваетса логикой работы ячеек 14 и системой подключения выходов27 индикации состояния и входов 28 запрета залнси. Например, если все ячейки 14 оказываются в состоянии Свободнаф, то произвести запись может толькопервая ячейка 14, так как только на еевход 28 запрета записи, подключенныйк шине заземления, не поступает сигналзапрета. В атом же такте подаются сигналы на,шины 32 управления, настраиваюшие адресный 5 и разрядный 6 блоки управления на организацию записи содержимоговыходного регистра 1 8 в числовую линейку 2, соответствующую возбужденному управляющему Йыходу 30,В результате этого в одной из ячеек14 заиисывается код начального адресазаписи или обработки. Эта ячейка переходит в состояние фОжиданнеф, а в соответствующей числовой линейке 2 эаписываетса код исходного текущего .адресазаписи илн обработки.В режиме обращения к текущему адресу логическое заноминающее устройствоработает следующим образом.В первом такте на входы 11 регистра12 адреса подается код начального адреса массива, который заносится к регистр,а блок 13 сигналами, поступающими пошинам 33 начальной установки, либо ус" " танавливается в нуль, если производитсяобращение к текущему адресу обработки,либоустанавливается в нуль с записьюединицы в первый разряд, если производится обращениек текущему адресу запи- .си. В результате этого в регистре 1 2адреса и блоке 13 формируется начальныйадрес обработки или записи,Во втором такте на шину 21 управления пбступает сигнал, по которому вОячейках 1 4, находящихся Ь состоянии"Ожидание", производится операция поп. 6 (см. таблицу). В этом же такте нашины 32 управления подаются сигналы,производящие настройку адресного 5 иразрядного 6 блоков управления, организуюших считывание текущего адреса записи или обработки из числовой линейки2, соответствующей возбужденному выходу 30, т. е, управляющему выходу 3020той ячейки 1 4, содержимое которой совпало с начальным адресом записи или обработки. Результат считывания поступаетв выходной регистр 8. На этом заканчи 25вается работа устройства в режиме обращения к текущему адресу.В режиме записи массивов информации логическое запоминающее устройствоработает следующим образом.30Считают, что в накопителе 1 передначалом записи имеются числовые линейки 2, хранящие записанную ранее информацию (будем называть эти числовые линейки 2 занятыми), и что ячейки 1 4, со 35ответствующие занятым числовым линейкам 2, находятся в состоянии "Занята"либо "Ожидание", а остальные ячейки 14 -в состоянии "Свободна".При работе устройства в режиме за 40писи массивов информации имеют местотри цикла функционирования устройства;начальный, текущий и конечный., Рассмотрим начальный цикл функционирования устройства.В первом такте на шину 34 управления поступает сигнал, разрешаюций работу первой группы элементов И 10, Вэтом же такте по шинам 40 приема слова в выходной регистр 1 8 поступает пер 0вое слово подмассива записываемой информации, а по входам 11, подключеннымчерез открытые элементы И 10 к выходным шинам 9, в регистр 12 адреса иблок 13 поступает считанный с выходнов го регистра 8 код текущего адреса записи, занесенный в выходной регистр 8по окончании работы устройства в режим-.;,-.,-.ме обращения к текущему адресу. 12Во втором такте на шины 19 и 20 управления подаются сигналы, в соответствии с которыми в той ячейке 14 из числа находящихся в состоянии "Свободна", которая имеет наименьший порядковый номер, выполняется операция по и. 3 (см, таблицу). В этом же такте на шины 32 управления поступают сигналы, наст-. раиваюшие адресный 5 и разрядный 6 блоки управления на выполнение операции записи содержимого выходного регистра 1 8 в числовую линейку 2, соответствующую возбужденному управляющему выходу 30. С него сигнал поступает также на разрешающий вход 31 последующей ячейки 14, в которой выполняется операция по и. 4, если эта ячейка находится в состоянии "Занята" или "Ожидание". Гсли же последующая ячейка 14 находится в состоянии "Свободнаф, то она сохраняет свое состояние, так как сигнал на ее входе 28 запрета записи, подключенном к выходу 27 индйкации состояния ячейки 1 4, записавшей код текущего адреса записи, исчезнет только по окончании второго такта.Результатом начального цикла является запись первого слова записываемого подмассива информации в одну из числовых линеек 2, запись текущего адреса записи массива в соответствующую этой числовой линейке 2 ячейку 1 4, установка этой ячейки в состояние Ожидание" и формирование на шине 26 индикации сигнала в случае, если последующая ячейка 1 4 находится в состоянии "Занятаф или "Ожидание".За начальным циклом функционирования устройства в режиме записи следуют текущие циклы по числу оставшихся слов в записываемом подмассиве.Предлагаемое логическое запоминающее устройство обладает по сравнению с прототипом более широкой областью применения, так как позволяет сопрягать каналы передачи цифровой информации, имеющей как словарный, так и байтовый формат. Это позволяет использовать логическое запоминающее устройство в качестве операционного устройства для пронессоров систем первичной обработки дискрет ной информации, осуществляющих обмен данными между центральным вычислительным устройством системы и множеством периферийных устройств,Формула изобретенияЛогическое запоминающее устройство по авт, св, )о 492934, о т л и ч а ющ е е с я теч, что, с целью расширенияобласти его применения за счет возможности сопряжения каналов передачи инфор"мации как словарного, так и байтовогоформата, оно содержит блоки коммутациии блок индикации, информационные входыи выходы одного из блоков коммутациисоответственно подключены к шинам приема байта, приема слова и входным шиО 114нам регистра слова, информационные выходы и входы другого блока коммутациисоответственно соединены с шинами выдачи байта, выдачи слова и выходными шинами выходного регистра, линейные шины,шины чтения и разрядные шины блока индикации подключены соответственно к выходам и управляющим входам адресногоблока и шине ввода константы,ЦНИИ ПИ Заказ Филиал ППП "Патен