Устройство для организации мультиветвления процессов в электронной вычислительной машине

и 1922743 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соез СоветсимкСоцмапмстмчесимиРеспублик(6 ) Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 21. 03. 80 (2) 2923167/18-24с присоединением заявки М(23)Приорнтет (51)М. Кл. 6 06 Г 9/46 Ркударетеениый квинтет СССР по денем изобретений н открытий(088.8) Опубликовано 23.04.82 Бюллетень М 15 Дата опубликования описания 24. 04. 82(72) Автор изобретения В. ф. Мелехин 1 д, ,цскин институ" Ленинградский ордена Ленина политехнич им. М.И. Калинина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ МУЛЬТИВЕТВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕИзобретение относится к вычисли.тельной технике и может использоваться в электронных вычислительных машинах (ЭВМ), для логических преобразо ваний, связанных с управлением внешними объектами, например, технологическими процессами, станками и т.д,управлением процессами в самой ЭВМ,преобразованиями структур данныхФтрансляцией, распределением ресуртесов и др,Известно устройство, .содержащее блок фиксации запросов, блок хранения текущих приоритетов, блок уста 15 новки приоритета, в котором с целью увеличения гибкости введена матрица коммутирующих элементов, блок анализа состояний матрицы, группы регистров, логических элементов и дешиф- раторов по числу абонентов (1.Недостатками устройства являются большие аппаратурные затраты и жесткость схемы управления. Известно устройство, в котором с целью обеспечения воэможности изменения приоритета дополнительно используются три регистра, три счетчика, три триггера и достаточно сложная логическая схема (21.Недостатками устройства являются большие аппаратурные затраты, недостаточная универсальность.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блок памяти, подключенный к шине данных, коммутатор адреса, выход которого подключен к блоку памяти, регистр, команд, входы которого связаны с шиной данных, а выходы разделены на шесть групп, блок микропрограммного управления, входы которого подключены к первой группе выходов регистра команд, а выходы подключены ко входам кода номера канала коммутатора адреса и к управляющим входам всех операционных элементов устройства,входы первого канала коммутатораадреса подключены ко второй группевыходов, а второго канала - к третьейчетвертой, пятой и шестой группамвыходов регистра команд.В этом устройстве для выполнениямногоместных логических функций и мультиветвления используются прог" раммные методы, При этом для выделения двоичных переменных иэ вектора-строки используются операции маскирования и сравнения с нулем, а также сдвиги. Длявычисления логических Функций и ветвления используются команды условных переходов 31.Использование таких средств позволяет решать все рассматриваемые задами , но требует значительных затрат памяти для хранения программ, отличается сложностью программирования и значительными затратами машинного времени.Цель изобретения - повышение производительности и экономичности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок памяти, регистр команд, блок микропрограммного управления и многоканальный коммутатор адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, а вход выбора номера канала соединен с первым выходом блока микропрограммного управления, первый вход которого является управляющим входом устройства,=,.торой вход подключен к первому вы" ходу регистра команд, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока памяти, инФормационный вход которого является первым входом устройства, вход первого канала многоканального коммутатора адреса подключен к второму выходу регистра команд, входы второгоканала соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами регистра команд, управляю;им входы блока памяти, многоканального коммутатора адреса и регистра команд соединены с вторым выходом блока микропрограммного управления, введены регистр результата, коммутаторы информации и регистр операнда, управляющие входы которых соеди" иены с вторым выходом блока микро"программного управления, информационные входы регистра операнда и коммутаторов информации соединены с информационным выходом блока памя 5 0 5 20 25 30 35 40 а 5 50 55 ти, выходы коммутаторов информациисоединены соответственно с входамирегистра результата, выход которогосоединен с первым входом пятого канала многоканального коммутатора ад"реса, первый выход регистра операндаподключен к первым входам третьегои четвертого каналов многоканальногокоммутатора адреса, второй входтретьего канала которого соединенс вторым выходом регистра операнда,второй вход четвертого канала подключен к четвертому выходу регистракоманд, третьи входы третьего и четвертого каналов многоканального коммутатора адреса подключены к шестому выходу регистра команд, четвертыевходы соединены с вторым входом устройства, второй вход пятого каналамногоканального коммутатора адресасоединен с пятым выходом регистракоманд, третий вход является третьим входом устройства, входы коданомера канала коммутаторов информации соединены с третьим выходом регистра команд. Кроме того, в устройстве блок микропрограммного управления содержит узел памяти микрокрограмм, генератор тактовых импульсов, регистр адреса микрокоманд, регистр микрокоманд, дешифратор кода управления, модифи" катор адреса, первый вход которого является первым входом блока, первый вход регистра адреса микрокоманд является вторым входом блока, второй вход соедИнен с адресным выходом регистра микрокоманд, счетный вход регистра адреса микрокоманд подключен к выходу модификатора адреса, выход регистра адреса микрокоманд соединен с адресным входом узла памяти микропрограмм, информационный выход которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд, выход кода , управления которого соединен с информационным входом дешифратора кода управления, первый и второй выходы которого являются соответственно первым и вторым выходами блока, третий и четвертый выходы соединены соответственно с вторым входом модификатора адреса и с третьим входом регистра адреса микрокоманд, тактовые входы узла памяти микропрограмм, регистра микрокоманд и деаифратора кода управления подключены к выходу генератора тактовых импульсов.14 22743служивания этой группы заявок. Реве" ние этой задачи осуществляется аналогично рассмотреному выше. ВыбранАналогично рассмотренному составляются таблицы для 8-местных функций, если условия мультиветвления определе ны на наборах из восьми двоичных переменных:Ь(Х Хр Х 5 р Х Хф Х Х ф Хр)Аналогично рас.мотренному выполняется мультиветвление и при реализации 40 45 5055(8 регистров по 8 разрядов) и регистргрупп заявок (8-ми разрядный), в ко"тором фиксируется наличие заявок,функций устройства приоритета. Отличие заключается только в том, что операнд считывается не из ячейки накопителя, а из регистра заявок, непоказанного на фиг. 1. Команда для этого не требуется, так как определение приоритетной заявки обычно выполняется.на микропрограммном уровне, Следует отметить, что в устрой" стве функция приоритета задается в виде таблицы, хранимой в накопителе, Поэтому возможно задание любой функции и изменение заданных функций ,программным путем. Это обеспечивает гибкость и универсальность при существенной экономии аппаратурных затрат. Рассмотрим возможности организации в устройстве иерархической системы выявления приоритетных заявок. Одноступенчатая система позволяет определить приоритетную заявку не более, чем из 8-и соответственно 1принятому числу разрядов в регистре 12 операндов. Поэтому при большом числе абонентов, запрашивающих ЭВИ, следует организовать иерархическую систему выявления приоритетных заявок. При этом двухступенчатая система позволит обслуживать 8 х 8 = 64 заявки, а 5 ступенчатая система 8 заявок. Возможности оргаЯнизации иерархической системы обслуживания заявок рассмотрим на примере двухступенчатой системы. Для,этого все заявки следует разбить на 7 групп с определением функций приоритетов Гт между группами и Г внутф ри.группы между заявками. Для приема заявок должны быть регистры заявок отнесенных к соответствующим группам. Выявление приоритетной заявки и переход к ее обслуживанию производится в две ступени. Сначала считывается регистр групп заявок и по его содержимому в соответствии с заданной функцией приоритетов Гт выявляется группа заявок с наивысшим приорите,том. Выполняется переход к ветви об 0 15 25 30 35 ная ветвь программы содержит команду считывания регистра заявок, соответ-. ствующего выбранной группе, и выполнения мультиветвления по его содержимому .в соответствии с функцией прио" ритетов Е. В результате осуществляется переход к одной из возможных8-и ветвей программы, соответствующей обслуживанию заявки с наивысшимприоритетом в выбранной группе, Используемая при этом команда мультиветвления соответствует рассмотренной выше команде. Для выполненияразветвлений, соответствующих выявлению приоритетной заявки из возможных 64, потребуется .72 ячейки памятидля хранения адресов начальных команд(8 на первой ступени выбора и 64 навторой втупени выбора) и 12 Х 256бит в сегменте таблиц из 256 ячеекдля хранения таблиц 3-х систем 8-местных Функций, В первом сегменте начальных адресов размещаются 8 адресовкоманд мультиветвления по каждомуиз 8 регистров заявок. В каждом изследующих 4-х сегментов по 16 ячеекхранятся адреса начальных команд16-и программ обработки 16-и заявок,в 2-х регистрах заявок (четном и нечетном). Первая из 3-х систем 8-мест"ных Функций задает функцию приоритета групп заявок. Вторая система Функций задает Функцию приоритета заявокв группе и обеспечивает адресациюячеек с номерами 0-7. Третья система функций задает функцию приоритета заявок в группе и обеспечивает адресацию ячеек с номерами 8-15.Указание необходимого сегмента начальных адресов осуществляется в команде мультиветвления в поле, которо- . му соответствует выход 9 регистра команд 4.Йрименение,предлагаемого устройства позволяет исключить достаточно сложную схему приоритета, обеспечивая при этом большую гибкость и универсальность, позволяет упростить. программирование процессов с мультиветвлениями и уменьшить затраты ячеек блока памяти для хранения программ, позволяет увеличить быстродействия за счет убыстрения реализации мультиветвлений.922743 16 1, Устройство для организациимультиветвления процессов в электронной вычислительной машине, содержащее блок, памяти, регистр команд, блок микропрограммного управления и многоканальный коммутатор адреса, выход которого соединенс адресным входом блока памяти, 10а вход выбора номера канала соединен с первым выходом блока микропрограммного управления, первыйвход которого является управляющимвходом устройства, второй вход под ключен к первому выходу регистракоманд, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока памяти, информационный вход которого является первым входом уст" 2 в ройства, вход первого канала многоканального коммутатора адреса подключен к второму выходу регистра команд, входы второго канала соединены соответственно с третьим, четвер тым, пятым и шестым выходами регистра команд, управляющие входы блока памяти, многоканального коммутатора адреса и регистра команд соединены с вторым выходом блока микропрограммного управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше" ния производительности и экономичности, в него введены регистр результата, коммутаторы информации и регистр операнда, управляющие входы ко" торых соединены с вторыМ выходом блока микропрограммного управления, информационные входы регистра операнда и.коммутаторов информации соединены с информационным выходом блока памяти, выходы коммутаторов информации соединены соответственно с входами регистра результата, выход которого-соединен с первым входом пятого канала многоканального коммутатора адреса, первый выход регистра операнда подключен к первым входам третьего и четвертого каналов иного- канального коммутатора адреса, второй вход третьего канала которого соединен с вторым выходом регистра операнда, второй вход четвертого канала подключен к четвертому выходу регистра команд, третьи входы55 15 формула изобретениятретьего и четвертого каналов многоканального коммутатора адреса подключены к шестому выходу регистракоманд, четвертые входы соединеныс вторым входом устройства, второйвход пятого канала многоканальногокоммутатора адреса соединен с пятымвыходом регистра команд, третий вход является третьим входом устройства, входы кода номера канала коммутаторов информации соединены с третьим выходом регистра команд,2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок микропрограммного управления содержит узел памяти микропрограмм, генератор тактовых импульсов, регистр, адреса микрокоманд, регистр микро- команд, дешифратор кода управления,модификатор адреса, первый вход которого является первым входом блока,первый вход регистра адреса микрокоманд является вторым входом блока,второй вход соединен с адресным выходом регистра микрокоманд, счетныйвход регистра адреса микрокоманд подключен к выходу модификатора адреса,выход регистра адреса микрокомандсоединен с адресным входом узла памяти микропрограмм, информационныйвыход которого соединен с информационным входом регистра микрокоманд,выход кода управления которого соединен с информационным входом дешифратора кода управления, первый и второй выходы которого являются соответственно первым и вторым выходамиблока, третий и четвертый выходысоединены соответственно с вторымвходом модификатора адреса и с третьим входом регистра адреса микрокоманд, тактовые входы узла памятимикропрограмм, регистра микрокоманди дешифратора кода управления подключены к выходу генератора тактовых импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 638963, кл. 0 06 Г 9/46, 1976.2 Авторское свидетельство СССРй 640295, кл. 6 06 Г 9/46, 19763. Таненбаум Э. "Многоуровневаяорганизация ЭВМф, М "Мир", 1979