Устройство управления

 

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор тактовых импульсов , регистр кода операции, счетчик . тактов, мультиплексор синхроимпульсов и мультиплексор операций, управлякящй, вход, информационньй вход и выход которого соединены соответственно с выходом регистра кода .операции, выходом счетчика тактов и выходом операции устройства, управлянлдий вход, первый и второй информационные входы и выход мультийлексора синхроимпульсов подключены соответственно к выходу регистра кода операции, выходу генератора тактовых импульсов, выходу счетчика тактов и выходу синхроимпульсов устройства, синхровход и вход установки счетчика тактов соединены соответственно с.вькодом г-енератора тактовых импульсов и входом установки устройства, а синхровход и информационньй вход регистра .кода.операции подключены соответственно к входу синхронизации и входу кЪда операции устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем автоматической перестройки временной диаграммы в процессе работы, оно содержит блок постоянной памяти и формирователь одиночного импульса, тактовьй вход, вход разрешения и выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов, выходом блока постоянной памяти и входом разрешения счетчика тактов, а первый и второй адресные входы блока постоянной ел памяти подключены к выходам соответственно регистра кода операции и счетчика тактов, кроме того, выход формирователя одиночного импульса соединен с третьим информационным входом мультиплексора синхроимпуль ,сов. О) ф 2, Устройство по n,f, о т л н чающееся тем, что формирова-; тель одиночного импульса содержит 00 триггер Иэлемент И-НЕ, первый и второй входы которого соединены с входом разрешения формирователя и выходом триггера, выход элемента ИНЕ подключен к выходу формирователя и информационному входу триггера ,. синхровод которого соединен ;с тактовым входом формировате .ля.

(! 9) (1)) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5() G 06 F 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авто аномм свидетвъатвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3600094/24-24 (22) 03.06.83 (46) 07.07.85. Бюл. Ф 25 (72) В.А.Брик (53) 681. 325 (088. 8) (56) 1.Брик В.А. и др. Быстродейству" ющее арифметическое устройство. "Вопросы радиоэлектроники", серия ЭВТ, вып. 5-6,.1970, с. 97-103.

2.Брик В.А. Цифровое вычислительное устройство для составления программы обработки деталей на фрезерном станке. Сб. "Автоматическое регулирование и управление". Под ред.

Цыпкина, ИАТ АН СССР, И., 1962, с. 248-264 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, ;содержащее генератор тактовых импуль" сов, регистр кода операции, счетчик тактов, мультиплексор синхроимпульсов и мультиплексор операций, управляющий вход, информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом регистра кода, операции, выходом счетчика тактов и выходом операции устройства, управляющий вход, первый и второй информационные входы и выход мультиплексора синхроимпуль- сов подключены соответственно к выходу регистра кода операции, выходу генератора тактовых импульсов, выходу счетчика тактов и выходу синхроимпульсов устройства, синхровход и axog установки счетчика тактов соеДинены соответственно с,выходом генератора тактовых импульсов и входом установки устройства, а синхровход и информационный вход регистра ,кода. операции подключены соответственно к входу синхронизации и входу кода операции устройства, о т л и— чающее с я тем, что, с целью расширения области применения устройства путем автоматической перестройки временной диаграммы в процессе работы, оно содержит блок постоянной памяти и формирователь одиночного импульса, тактовый вход, вход разрешения и выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов, выходом блока постоянной памяти и входом разрешения счетчика тактов, а первый и второй адресные входы блока постоянной памяти подключены к выходам соответственно регистра кода операции и счетчика тактов, кроме того, выход формирователя одиночного импульса соединен с третьим информационным входом мультиплексора синхроимпуль:,сов.

2. Устройство по п. f, о. т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирова-. тель одиночного импульса содер)кит . триггер и элемент И-НЕ, первый и второй входы которого соединены с входом разрешения формирователя и выходом триггера, выход элемента ИНЕ подключен к вьмоду формирователя и информационному входу триггера,, синхровод которого соединен с . тактовым входом формировате.ЛЯ е

116б1

Изобретение относится к вычислительной:технике, а именно к многотактным вычислительным устройствам, и может быть использовано при разработке, настройке и эксплуатации различных вычислительных устройств, в особенности многотактных синхронных и асинхронных вычислительных устройств со сложными временными диаграммами. t0

Известно устройство управления, содержащее генератор тактовых им -пульсов, регистр кода операции, счетчик тактов и блоки управления триггерными регистрами и комбинационны- 15 ми логическими схемами Ц .

Недостаток этого устройства заключается в сложности перестройки временной диаграммы.

-.Известно также устройство управ- 20 ления, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр кода операции, счетчик тактов, блок управления триггерными регистрами и блок управления комбинационными логически 25 ми схемами, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом счетчика тактов и первым входом блока управления триггерными регистрамн, первый управлякяций вход счетчика тактов служит для подачи сигнала установки счетчика тактов в начальное состояние, выходы счетчика тактов соединены с вторыми входами блока управления триггерными регистрами 35 и первыми входами блока управления комбинационными логическими схемами, выходы регистра кода операции соединены с третьими входами блока управления триггерными регистрами и вторыми входами блока. управления комбинационными логическими схемами, входы регистра кода операции являются входами устройства, управляющий вход регистра кода операций служит для подачи сигнала управления прие" мом в этот регистр, а выходы блока управления триггерными регистрами и выходы блока управления комбинационными логическими схемами являются выходами устройства (2g

Недостаток известного устройства управления заключается в том, что возникающая в.ряде случаев необходи,мость перестройки временной диаграм- 55 мы приводит к значительной переделке технической документации и аппаратуры блоков управления триггерны08 2 ми регистрами и блоков управления комбинационными логическими схемами„ что связано обычно с большими потерями времени и средств.

Целью изобретения является расширение области применения устройства путем автоматической перестройки временной диаграммы в процессе работы без переделки аппаратуры.

Указанная цель достигается тем, что в устройство управления, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр кода операции, счетчик тактов, мультиплексор синхроимпульсов и мультиплексор операций, управляющий вход, информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом регистра кода операции, выходом счетчика тактов и выходом операции устройства, управляющий вход, первый и второй информационные входы и выход .мультиплексора синхроимпульсов подключены соответственно к выходу регистра кода операции, выходу генератора тактовых импульсов, выходу счетчика тактов и ,выходу синхроимпульсов устройства, синхровход и вход установки счетчика тактов соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и входом начальной установки устройства, а синхровход и информационный вход регистра кода операции подключены соответственно к входу синхронизации и входу кода операции устройства, введены блок постоянной памяти и формирователь одиночного импульса, тактовый вход, вход разрешения и,выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов, выходом блока постоянной памяти и входом разрешения счетчика тактов, а первый и второй адресные входы блока постоянной памяти подключены к выходам соответственно регистра кода операции и счетчика тактов. Кроме того, выход формирователя одиночного импульса соеди. нен с третьим информационным входом мультиплексора синхроимпульсов.

При этом формирователь одиночного импульса содержит триггер и элемент

И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом разрешения формирователя и выходом триггера, выход элемента И-НЕ подключен к выходу формирователя и информационному входу триггера, синхровход f 166108 которого соединен с тактовым входом формирователя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства управления; на фиг. 2 †.вариант построения блока постоянной памяти, на фиг. 3 — вариант построения одиночного импульса, на фиг. 4 — пример построения счетчика тактов; на фиг. 5 — пример ис- . ходной временной диаграммы работы устройства.; на фиг, 6 — пример построения мультиплексора синхроимпульсов; на фиг. 7 — пример построения мультиплексора операций; на фиг.8— пример перестроенной временной диа- $$ граммы работы устройства.

Устройство управления содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 кода операции, счетчик 3 тактов, мультиплексор 4 синхроим- 2п пульсов, мультиплексор 5 операций, выход 6 генератора 1 тактовых импульсов, выходы 7 регистра 2 кода операции, выходы 8 счетчика 3 тактов, выходы 9 мультиплексора 4, выходы 10 25 мультиплексора 5, информационные входы .регистра 2 кода операции, вход

12 начальной установки устройства (синхровход регистра 2 кода операции)., вход 13 установки счетчика 3 тактов в начальное состояние, генератор 14 блокировки, выход 15 генерато" ра 14, блок 16 постоянной .памяти, формирователь 17 одиночного импульса, выход 18 блока 16 постоянной памяти, элемент И 19 (элемент И-НЕ), элемент

ИЛИ 20 (выходной элемент И-НЕ), эле- . мент И-НЕ 21, триггер 22, элемент И

23, триггерный регистр 24, сумматор

25, коммутатор 26, входы 27 второго слагаемого сумматора 25, вторая группа 28 входов коммутатора 26,дешифрато- ° ры 29 -и30, элементы И 3! . 1 --31 .5,32 . I32.2, элементы ИЛИ 33.1 33.2 и34.

10

В многотактных вычислительных . 4 устройствах операция каждого типа (т.е. операция, соответствующая определенному состоянию регистра кода операции) выполняется за некоторое количество тактов генератора тактовых импульсов. Это количество тактов (т.е. длительность операции) зависит от типа операции. Каждая операция многотактного вычислительного устройства состоит из ряда микроопераций. Каждая микрооперация начйнается с приема некоторой информации в один или несколько триггерных регистров многотактного вычислительного устройства, далее следует некоторая элементарная процедура, выполняемая комбинационньвж логическими схемами многотактного вычислительного устройства (например, процедура передачи информации через ком-. мутатор), после чего микрооперация заканчивается приемом результата микрооперации в один или несколько триггерных регистров. длительность одной микрооперации равняется одному или нескольким тактам генератора так товых импульсов. Различные микрооперации одной и той же операции могут иметь различную длительность.

Каждый из сигналов управления комбинационными логическими схемами является некоторой булевой функцией выходных сигналов регистра кода опе ации и счетчика тактов и является поэтому потенциальным сигналом. Каждый из сигналов управления трнггерными регистрами является произведением (логическим) тактовых импульсов на некоторую булевую функцию выходных сигналов регистра кода операции и счетчика тактов и является поэтому импульсным сигналом. Мультиплексоры синхроимпульсов для управления триггерными регистрами и мультиплексоры операций для управления комбинационными логическими схемами проектируются и строятся в полном соответствии с.заданными (или выбранными при проектировании) определенными временными диаграммами операций, выполняемых устройством.

Устройство управления (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 кода операции, счетчик

3 тактов, мультиплексор 4 синхроимпульсов и мультиплексор 5 операций, причем выход 6 генератора 1 тактовых импульсов соединен с синхровходом счетчика 3 тактов и первым информационным входом мультиплексора 4,вход

13 установки счетчика 3 служит для подачи сигнала установки счетчика в начальное состоние, выходы 8 счетчика 3 тактов соединены с информационным входом мультиплексора 4 и вторым информационным входом мультиплексора 5. Выходы 7 регистра 2 соединены с управляющими входами мультплексоров 3 и 4,информационный вход

11 регистра 2 является входом устрой.

1166108

SO

55 ства, синхровход 12 регистра 2 служит для подачи сигнала начальной установки устройства, а выходы 9 мультиплексора 4 и вьмоды 10 мультиплексора 5 являются выходами синхроимпульсов и операции устройства.

Устройство управления содержит также генератор 14 блокировки, причем его первый, второй и третий входы соединены соответственно с выходами

7 регистра 2, выходами 8 счетчика 3 и выходом 6 генератора 1, а выход 15 генератора 14 соединен с третьим информационным входом мультиплексора 4 и входом разрешения счетчика 3, генератор 14 содержит блок 16 постоянной памяти и формирователь 17 одиночного импульса, причем первый и второй адресные входы блока 16 являются соответственно первым .и вторым входами генератора 14, выход 18 блока 16 соединен с входом разрешения формирователя 17,. тактовый вход формирователя 17 является третьим входом генератора 14, а вьмод формирователя

17 — выходом 15 генератора 14.

В первом варианте выполнения блок 16 постоянной памяти (фиг. 2) содержит множество элементов И 19 и один элемент ИЛИ 20, причем входы указанных элементов 19 являются первыми и вторыми адресными входами блока 16, вьмоды элементов 19 соединены с входами указанного элемента

20, а его выход является выходом 18 блока f6.

При оптимальном построении блока

16 постоянной памяти количество эле ментов И 19 равно количеству слагае мьм в минимальной дизъюнктивной нор мальной форме булевой функции, обра щающейся в единицу в описанных ситу ациях, соответствующих "раздваиваемым" тактам временной диаграммы.

Во втором варианте выполнения блока 16 каждый из указанных элементов 19 содержит, кроме того, дополнительный (управляющий) вход для подачи постоянного потенциала.

В.третьем варианте (фиг. 2) реализации блок 16 содержит множество элементов И-НЕ 19 и один вьмодной элемент И-НЕ 20, причем входы указанных элементов 19 являются пер выми и вторыми адресными входами блока 1б,вьмоды элементов 19 соединены с входами выходного элемента

20, а его выход является выходом 18 блока 16.

В четвертом варианте реализации блока 16 каждый из указанных элементов 19 содержит, кроме того, дополнительный (управляющий вход для подачи постоянного потенциала.

В первом варианте выполнения формирователь 17 (фиг. 3) содержит элемент 21 и триггер 22, имеющий информационный вход и синхровхсд, причем один из входов элемента 21 является входом разрешения формирователя 17, второй вход элемента 21 соединен с выходом триггера 22, выход элемента

21 соединен с информационным входом триггера 22 и, кроме того, является выходом 15 формирователя 17, а синхровход триггера 22 является тактовым входом формирователя 17, В другом варианте выполнения формирователя 17 элемент 21 содержит дополнительный (управляющий) вход для подачи постоянного потенциала. !

Генератор 1 тактовых импульсов может быть выполнен, например, в виде линии задержки, соединенной в кольцо через активный элемент (усилитель).

Счетчик 3- тактов (фиг. 4) состоит из элемента И 23, триггерного регист-1ра 24, сумматора 25 и коммутатора 26, причем выходы регистра 24 соединены с входами первого слагаемого сумматора 25 и одновременно являются выходами 8 счетчика 3, вход 27 сумматора 25 является входом второго слагаемого (которое всегда равно "единице"), выхоп сумматора 25 соединен с первой группой входов коммутатора

26, вторая группа входов 28 коммута-. тора 26 служит дпя подачи сигналов начального состояния счетчика 3, управляющий вход коммутатора 26 является входом 13 установки счетчика

3 в начальное состояние (при равенстве "0" сигнала на этом входе на выход коммутатора 26 проходят сигналы с его первой группы входов, а при равенстве "1" - сигналы с второй группы входов 28), выход коммутатора

26 соединен с входом регистра 24, выход элемента И 23 — с входом управления приемом регистра 24, два входа элемента 23 являются синхровходом и входом разрешения счетчика

3, Вход 27 сумматора 25 и вход 28 коммутатора 26, вводящие постоянные

7 1166 числа (константы) в указанные узлы, являются внутренними сигналами счетчика 3 и могут соединяться с источниками постоянных потенциалов в соответствии с указанными константами..

Мультиплексоры 4 и 5 строятся в соответствии с конкретным набором управляющих сигналов, формируемых в соответствии с конкретными временными диаграммами, которые в свою очередь,.определяются структурой Многоконтактного вычислительного устройства. На фиг. 5 показан пример временной диаграммы работы устройства, являющейся и временной диаграммой работы многотактного вычислительного устройства, управляемого данным устройством. Эта диаграмма соответствует некоторой операции, выполняемой многотактным вычислительным устройством. Операция в этом примере состоит из четырех последовательных микроопераций, первая из которых (фиг. 5) выполняется за два такта, а каждая из последующих — за один такт.

На фиг. 5 введены следующие обозначения: — время;

Т вЂ” период следования тактовых ЗО импульсов;

ТИ вЂ” тактовые импульсы на выходе

6 генератора 1:

ПрРК- сигнал управления приемом в регистр 2; 35

УстСчТ- сигнал установки счетчика 3 в начальное состояние;

PK — информация на выходах 7 регистра 2;

СчТ-состояние счетчикаЗ информа-.. 40 (ция на выходах 8 счетчика 3 тактов) ;

УТ1 — УТЗ вЂ” сигналы на выходах

9 мультиплексора 4;

УК1, УК2 - сигналы на выходах 10, мультиплексора 5. 45

Операция начинается с приема кода операции в регистр 2 с входов 11. этого регистра и установки счетчика

3 в начальное состояние (в данном примере начальным является нулевое состояние счетчика). Оба эти действия выполняются одновременно с первым (для фиг. 5) импульсом ТИ. Сигнал управления приемом в регистр 2. поступает на вход 12, а,сигнал установки счетчика 3 в начальное состояние - на вход 13.

108

В конце первого такта содержимое счетчика 3 меняется с "0" на "1" и в этот момент начинается первая из указанных микроопераций. В этом примере в мультиплексоре 4 вырабатываются три, а в мультиплексоре 5 два управляющих сигнала, которые формируются в соответствии со следу. ющими соотношениями:

УТ1=

УТ2=

УТЗ= . УК1=

УК2=

У 1 5 . TH е (СчТ=О) ф

У15.ТИ. (СчТ=2,3,5)

У15.ТИ. (СчТ=3,4), (СчТ 4), (ЧсТ > 3) .

На фиг. 6 и 7 показаны примеры реализации мультиплексоров 4 и 5.

Блоки 4 и 5 (фиг. 6 и 7) содержат дешифраторы 29 и 30, элементы И 3 1. 131.5, 32.1-32.2 и элементы ИЛИ 33.1, 33.2, 34. Схемы на фиг. 6 и 7 соответствуют устройству, приведенному на фиг. 1 и в соотношениях (1). Схемы на фиг. 6 и 7 составлены в предположении, что двоичный счетчик 3 содержит 3 разряда (СчТ-р1, СчТ-р2, СчТ-рЗ), причем 1-й разряд — старший.

На фиг. 7 видно, что сигнал УК1 равен "1" при условии (СчТ-р1)»

»((СчТ-р2) У (СчТ-рЗ)) = 1(2), если при этом из дешифратора 30 поступает высокий уровень, соответствующий операции, диаграмма которой показана на фиг. 5 ° Очевидно, что равенство (2) выполняется при СчТ ) 4, т.е. при состояниях 5,6 и 7 счетчика

3, что соответствует соотношениям (1) и фиг. 5.

На фиг. 6 и 7 показана аппаратура, относящаяся только к одной из операций, выполняемых многоконтактным вычислительным устройством. Поэтому из дешифраторов 29 и 30 на этих фигурах выходит только один провод (сигнал данной операции). В общем случае типов операций может быть несколько> каждая из них может иметь "свою" вре,менную диаграмму и аппаратуру в мультйплексорах 4 и 5 и "свой" провод на выходах 29 и 30.

Приведем примеры нескольких ситуаций, при каждой из которых желательно или даже необходимо изменить временную диаграмму, показанную на фиг. 5, не изменяя самого алгоритма, т.е. не меняя характера и последовательности выполняемых процедур.

9 1166

Пример 1. Реальная задержка (время срабатывания элементов в вычислительном устройстве) в 4-м такте оказалась немного больше, чем период

Т (например, из-за того, что при рас- 5 чете были недостаточно точно учтены задержки в проводниках плат), а остальные расчеты подтвердились. В этом примере из-за нехватки времени

-такта на микрооперацию, выполняемую в 4-м такте, следует перестроить временную диаграмму операции и перейти от диаграммы фиг, 5, к диаграмме фиг. 8, в которой для микрооперации, выполнявшейся ранее в 4-м такте, теперь отведено два такта (4-й и 5-й) .

На фиг. 8 обозначены:

У18 — сигнал на выходе 18 блока

16;

У15 — сигнал на выходе 15 генератора 14.

Пример 2. Допустим, что при проектировании была принята временная диаграмма (фиг. 8) . Во время наладки экспериментального образца системы, в которую входит устройство (фиг. 1), было решено по некоторым причинам несколько увеличить период

Т и поэтому оказалось, что вторую микрооперацию можно уместить в один 30 такт. В этом случае для повышения быстродействия устройства желательно перейти от диаграммы фиг. 8 к диаграмме фиг. 5. Управляющие сигналы, временная диаграмма KQTopblK aoK H 35 на фиг. 8, тоже соответствуют соотношениям (1), однако в этом случае существенную роль играет сигнал У15, который изменяется как показано на фиг. 8. Этот сигнал не только управ- 40 ляет выработкой сигналов ÓÒ1, УТ2, УТЗ (см. (1) и фиг. 6), но и приос-, танавливает работу счетчика 3 (фиг. 4 и 8).

Эффект, достигаемый предлагаемым решением и состоящий в получении возможности перестройки временных диаграмм, может быть обеспечен для различных контактных вычислительных 50 устройств и соответствующих мультиплексоров 4 и 5.

Блок 16 постоянной памяти, кроме описанньи вариантов реализации, может быть выполнен в виде постоянного за- 55 поминающего устройства (ПЗУ), например ПЗУ с электрической. сменой ин- формации.

108 10

Генератор 17 однотактного импуль. са, кроме описанных вариантов реа-. лизации, может быть выполнен, напри. мер, в виде одновибратора.

Устройство управления работает следующим образом.

В начале каждой операции в регистр 2 принимается код операции и счетчик 3 устанавливается в начальное состояние, после чего, если на выходе 15 генератора 14 имеется разрешающий (положительный) уровень

У15-1, состояние счетчика 3 изменяется в каждом такте на " 1". В мультиплексорах 4 и 5 в зависимости от состояний регистра 2 и счетчика 3 вырабатываются сигналы для управления многотактным устройством, При состояниях регистра 2 и счетчика 3, соответствующих ситуациям, при которых следует "раздвоить" такт временной диаграммы (т.е. тот такт, в котором многоконтактному вычислительному устройству не хватает времени для выполнения необходимых процедур), на выходе 15 генератора 14 появляется сигнал, запрещающий на один такт изменение состояния счетчика 3 и выработку сигналов управления в мультиплексоре 4. Это приводит к "раздвоению" указанного такта и ликвидирует, таким образом, необходимость переделки аппаратуры. Для пояснения этого допустим, что данное устройство спро" ектировано для работы по временной диаграмме (фиг. 5) и выяснилась нехватка времени во 2-й микрооперации (4-й,такт). В этом случае устройство управления будет работать в соответствии с временной диаграммой, показанной на фиг. 8.

На фиг. 8 видно, что запрещающий сигнал У15 (отрицательной полярности) вырабатывается при СчТ=З. Этот сигнал останавливает на один такт счетчик 3 и блокирует выработку сигналов управления в мультиплексоре 4, раздвигая таким образом, в нужном месте всю временную диаграмму. Блокировка сигналов управления осуществляется в мультиплексоре 4 (фиг. 6).

Вьмод 15 генератора 14 соединен с каждым из пяти элементов 31. 1-31.5 и поэтому сигналы управления (УТ1УТ3) не вырабатываются до тех пор, пока на выходе 15 генератора 14 сохраняется запрещающий сигнал У15=0.

ll 1166

Из фиг. 4 видно, что содержимое счетчика 3 увеличивается на "1" толь. ко тогда, когда тактовый импульс с выхода 6 генератора 1 проходит (при единичном значении сигнала У15 íà S выходе 15 генератора 14) сквозь элемент 23 на. вход управления приемом

I в регистр 24, и следовательно, при

У15=0 происходит блокировка счетчика 3. 10

Запрещение приема в регистры многотактного вычислительного устройства сигналом У15 производится для сохранения в регистрах исходной информации, обрабатываемой во время данной микрооперации.

В рассмотренном примере генератор

14 "раздвоил" один такт временной диаграммы, но в общем случае он может "раздваивать" любое количество 20 тактов, в которых имеется аналогичная нехватка времени.

При необходимости (в данном случае при СчТ 3) блок 16 генератора 14 (фиг. 1) вырабатывает сигнал (У18), запускающий формирователь 17, выходной сигнал (У15) которого останавливает счетчик 3 и блокирует мультиплексор 4.

Таблица истинности работы блока 30

16 в данном примере имеет следуюций вид (делаем допущение, что регистр 2 имеет. три выхода: PK-pl, PK-p2, PK-ð3 — и код операции, временные диаграммы которой показаны на фиг.5 и 8, представляется числом 010. при следующем состоянии этих узлов (фиг 8) то "раздваивается" один такт

В первом варианте выполнения блока 16 (фиг. 2) в ситуации, соответст-, вующей "раздваиваемому" такту, сра- gp батывает соответствующий элемент 19 и появляется сигнал У18 на выходе

18 (фиг. 2 и 8) .

Возможности настройки блока 16 (фиг.. 2), содержащего множество эле iS ментов И 19 и элементов ИЛИ. 20, мож-- но расширить (второй вариант реализации блока 16), если каждый элемент

И 19 будет иметь дополнительный(управляющий) вход для подачи постоянного 50 потенциала. В этом случае определения такта (или тактов) временной диаграммы, при котором (которых) не хватает времени, при настройке устройства и генератора 14 можно подать 55 постоянный внешний сигнал, равный

"1", на указанный дополнительный вход элемента. (или элементов) И 19, соот-.

108 12 ветствующего (соответствующих) указанному такту (тактам), и подать "0" на дополнительные .входы остальных элементов И 19. Таким образом, можно включать или выключать отдельные элементы, обеспечивая большое разнообразие вариантов изменения исходной временной диаграммы. (Предполагается, что в блоке 16 при проектировании устанавливаются в ряд элементов И 19, соответствующих "опасным" тактам временной диаграммы, т.е. тактам, расчетные времена срабатывания в которых близки к заданному времени такта.

В остальной работа такого блока 16

I, не отличается от предыдущего. Блок

16 (фиг. 2), содержащий множество элементов И-НЕ. 19 и выходной элемент

ИЛИ-НЕ 20 (третий вариант реализации блока 16), практически не отличается от описанного построения (управляющий) вход, которым может быть снабжен каждый из элементов 19 И-НЕ (четвертый вариант реализации блока 16), используется так же.

В тех случаях, когда блок 16 выполнен в виде ПЗУ, входные сигналы этого узла, поступающие с выходов 7 и 8 регистра 2 и счетчика 3 (фиг.1), являются сигналами адреса. Разрядность такого ПЗУ равна одному биту (сигнал на выходе 18 блока 16), а информация равна 1(0) для тех ячеек

ПЗУ, которые соответствуют "раздваиваемым" тактам, и равна 0(1) для тех ячеек, которые соответствуют нераздваеваемым тактам временной диаграммы.

В первом варианте выполнения (фиг. 3) формирователь 17 работает следующим образом. Пока на выходе .

18 (сигнал У18 на фиг. 8) блока 16 сохраняется низкий уровень, на выходе 15 элемента 21 (сигнал У15 на фиг. 8) и, . следовательно, на выходе триггера 22 сохраняются высокие уровни (каждый очередной импульс ТИ подтверждает единичное состояние триггера 22). При появлении высокого сигнала У18 триггер 22 начинает изменять свое состояние на противоположное при поступлении каждого очередного импульса ТИ. Этот процесс продолжается до тех пор, пока сигнал

У18 равен "1". Если этот сигнал равен

"1" при некотором сочетании состояний регистра 2 и счетчика 3 и равен "0"

PK-p1 PK-ð2 PK-ð3 СчТ-р1 СчТ-р2 СчТ-р3 Ó18

0

О

0!

3 1166 диаграммы. Если сигнал У18 равен " 1" при нескольких следующих непосредственно друг за другом сочетаниях состояний регистра 2 к счетчика 3, то

"раздваивается" каждый из соответствующих,последующих тактов.

При наличии дополнительного (управляющего) входа для подачи постоянного потенциала на элементе 21 формирователя 17 (фиг. 3) появляется 10 воэможность переключения всего уст.ройства из режима работы по исходной временной диаграмме в режиме работы с "раздвоенными" тактами. Работа этой модификации устройства не нуждается в 15 пояснении. Подобный управляющий вход может быть организован и другими способами.

Функция формирователя 17 состоит в том, что прн каждом срабатывании 20 блока 16 на выходе 15 генератора 14 задержки должен вырабатываться им пульс, длительность которого должна быть равна (или несколько превысить) .один такт. Эту функцию может выпол- 25 нить не только формирователь (фиг.3), но и другие схемы, например одновибратор.

108 14

Были рассмотрены устройства управления для таких многотактных вычислительных устройств, длительность операции и вся временная диаграмма операции в которых определяются только типом операции. Такие устройства обычно называются синхронными. В асинхронных устройствах .временная диаграмма зависит не только от типа операций, но и от обрабатываемой информации, В устройствах управления для асинхронных многотактных вычислительных систем кроме рассмотренных связей (фиг. 1) имеются еще связи с выходов многотактного вычислительного устройства на входы мультиплексоров 4 и 5 (no этим связям в мультиплексоры 4 и 5 поступает информация, зависящая от обрабатываемой информации и влияющая на работу мультиплексоров 4 и 5).

Предлагаемое техническое решение относится к асинхронным устройствам.

В этом случае соответственно появляется дополнительная связь входов генератора 14 блокировки с выходами многотактного вычислительного устройства.

1 366 10.8

4Риг. Г

116б 108

1166 308

1166108

1 366308 Фие.7

1) 66108

RmCv

Cv

4Ьюаа

8 кикрооаераций

Составитель Г.Виталиев

Редактор В.Иванова Техред М.Пароцай; Корректор Е. Рошко

Заказ 4311/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления Устройство управления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам программного управления и предназначено для использования в составе автоматизированных систем управления и регулирования с использованием ЭВМ вышестоящего уровня

Изобретение относится к устройству и способу, обеспечивающим повышение надежности, удобство сопровождения и удобочитаемость программных средств

Изобретение относится к устройству и способу, обеспечивающим повышение надежности, удобство сопровождения и удобочитаемость программных средств

Изобретение относится к транслятору для машинного языка программирования высокого уровня, в частности к способу и устройству для реализации таблицы кодировки символов, которая обеспечивает быстрый доступ к идентификаторам таблицы кодировки символов

Изобретение относится к транслятору для машинного языка программирования высокого уровня, в частности к способу и устройству для реализации таблицы кодировки символов, которая обеспечивает быстрый доступ к идентификаторам таблицы кодировки символов

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а точнее к приоритетной обработке данных, и предназначено для использования в мультипроцессорных системах, в локальных сетях и в системах распределенного управления

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации доступа к коллективно используемому ресурсу

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и предназначено для обработки двух или больше компьютерных команд параллельно

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при построении распределенных систем программного управления технологическими процессами

 

Наверх