Многофункциональный модуль

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при построении специализированных и универсальных ЭВМ. Целью изобретения является сокращение числа внешних выводов. С этой целью многофункциональный модуль кроме двух D-триггеров, двух мультиплексоров , элемента И .и триггеров нулевого и первого разрядов дополнительно содержит два мультиплексора и элемент И, соединение которых с остальными узлами схемы позволяет разбить все арифметико-логические операций на две группы. В первой из них результат операций в некотором разряде формируется исходя из заданного кода операции и значений операндов в этом разряде с учетом переносов в него справа и слева. Во второй группе результат операции в некотором разряде формируется без учета переносов в этот разряд. 2 ип., 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (ю 4 G 06 F 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 3793263/24-24 (22) 24.09.84 (46) 15.06.86 . Бюл. У 22 (71) Андроповский авиационный технологический институт (72) М.А. Гладштейн и В.М. Комаров (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 8947I4, кл. G 06 F 15/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

11 1067497, кл. G 06 F 7/00, G 06 F 15/00, 1981. (54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при построении специализированных и универсальных ЭВМ. Целью изобретения является сокращение числа внешних выводов. С этой целью многофункциональный модуль кроме двух D-триггеров, двух мультиплексоров, элемента И .и триггеров нулевого и первого разрядов дополнительно содержит два мультиплексора и элемент

И, соединение которых с остальными узлами схемы позволяет разбить все арифметико-логические операции на две группы. В первой из них результат операций в некотором разряде формируется исходя из заданного кода операции и значений операндов в этом разряде с учетом переносов s него справа и слева. Во второй группе. результат операции в некотором разряФ де формируется без учета переносов в этот разряд. 2 ил., 1 табл.

6 1238098 2

Изобретение относится.к вычисли- тактов машинного .времени на такты тельной технике и может найти приме- вычисления переносов и результатов нение при построении специализирован- операции осуществляется сигналом, ных и универсальных ЭВМ. поступающим на вход 17 управления обЦель изобретения — сокращение чис- 5 работкой переносов. При наличии на ла внешних выводов. входе 17 сигнала логической "1"

На фиг. 1 представлена схема пред- осуществляется вычисление сигналов лагаемого модуля; на фиг. 2 — вре- переноса каждого разряда. Вычисление менные диаграммы его работы. этих сигналов производится мультиплекМногофункциональный модуль содер- 10 сорами 5 и 6 в соответствии с кодом жит триггеры нулевого 1 и первого .2 операции на группе управляющих вхоразрядов, асинхронные вьгходы .3 и 4 дов 11, сигналами на входах 7 и 8 данных, первый 5 и второй 6 мульти- данных, сигналами с выходов триггеплексоры, входы 7 и 8 данных, синх- ров нулевого 1 и первого 2 разрядов, ронные выходы данных 9 и 10 нулевого 15 а также сигналами, поступающими на и первого разрядов соответственно, вход 14 переноса или с выхода D-триггруппу управляющих входов 11 модуля, гера 12. B этом такте D-триггеры первый 12 и второй 13 D-триггеры,, 12 и 13 открыты сигналом с входа 17 вход 14 переноса модуля, выход 15 и запоминают значение соответствую-. переноса модуля, первый элемент И 16 20 щих сигналов переноса. При этом сигвход 17 управления обработкой пере" нал с входа 17 с помощью элемента носов модуля, тактовый вход 18 моду- И 16 по инверсному входу блокирует ля, третий 19 и четвертый 20 мульти- .сигнал синхронизации на входах тригплексоры, второй элемент И 21, вход геров нулевого 1 и первого 2 разря22 сдвига справо модуля. 25 дов. В результате этого их состояние

Многофункциональный модуль работа- в этом такте не изменяется. ет следующим образом. При переходе к следующему такту

Все арифметико-логические опера- машинного времени (такту вычисления ции могут быть разбиты на две группы. результата операции) сигнал на входе

В первой из них результат операции 30 17 управления обработкой переносов в некотором разряде формируется ис- должен принимать значение, равное ходя из заданного кода операции и логическому 0 . Это обеспечивает н 1! значений операндов в этом разряде запирание D-триггеров 12 и 13, храс учетом переносов в него справа и нящих сигналы переноса, и пропускаслева. Во второй группе результат 35 ние импульсов синхронизации с такто,операции в некотором разряде формиру- вого входа 18 модуля на входы синхется без учета переносов в этот ронизации тригг р т игге os 1 и 2. В этом такте машинного времени мультиплексоры 5 и 6 вычисляют значение результа.раэряд.

В предлагаемом модуле для вычиста операции, заданной кодом на группе ления переносов и результатов практи- 40 управляющих входов ll. Результат чески всех операций используются

5 6 операции в каждом разряде является одни и те же мультинлексоры 5 и произвольной нереключательной функуправляемые кодом операции, поступаю" цией трех аргументов: сигнапа на щим на группу управляющих входов 11. входах (7 или 8) данных, выходного

При этом арифметико-логические one- 45 сигнала соответствующего триггера рации первой группы реализуются эа (1 или 2) и сигнала пере оса, 2) еноса постудва такта машинного времени, в перпающего с входа переноса или

14 еноса или вом из которых вычисляется значение

D-триггера 2. При этом сигнап с переноса из каждого разряда, заповыхода -триггера

D- 13 поступает на

50 и 13 а во втором — значение результатов операции в последующих операции в этом разряде с учетом модулях. Через интервал времени, равпереноса. ный времени переключения мультиплекI

Двоичный код управления, подавае- соров 5 и 6, результат операции в мый по группе управляющих входов 11, 55 соответствующих разрядах устанавлиширина которой равна 8 бит, определя- вается на их выходах и поступает на ет вид операции, реализуемой s данном первые информационные входы мультитакте машинного времени. Разделение плексоров 19 и 20 соответственно. з 1238

Мультиплексоры 19 и 20 управляются выходным сигналом элемента И 21, настроенным на декодирование кода операции сдвига вправо, поступающего на группу управляющих входов 11. Поэтому при реализации всех остальных операций выходной сигнал элемента

И 21 равен логическому "0", что обеспечивает в этом случае поступление на выход мультиплексоров 19 и 20 ин- 1р формации, поступающей на их первый информационный вход. Таким образом, результат выполняемой операции в соответствующих разрядах устанавливается на информационных входах триг- I5 геров нулевого 1 и первого 2 разряда и соответствующих асинхронных выходах .3 и 4 данных. По фронту тактового им.пульса, поступающего с входа IS через открытый элемент И 16 на вход синх- 211 ронизации триггеров 1 и 2, происходит запись этого результата в триггеры нулевого 1 и первого 2 разрядов и его формирование на синхронных выходных шинах 9 и 10 данных. 25

При реализации операций второй группы сигнал на входе 17 равен всегда логическому нулю и в каждом такте машинного времени (аналогично укаэанному) формируются результаты операций, задаваемых кодом на группе управляющих входов 11. К операциям второй группы относится и операция сдвига вправо, реализуемая в предлагаемом устройстве иначе, чем все ос35 тальные операции. При вычислении результата операции сдвига вправо, в отличие от прочих операций, не используются мультиплексоры 5 и 6. При поступлении кода операции .сдвига вправо на группу управляющих входов

11 срабатывает элемент И 21, выходной сигнал которого переключает мультиплексоры 19 и 20. В результате этого. образуется прямая цепь сдвига вправо, в которой выход каждого предыдущего старшего разряда непосредственно (через открытые по вторым входам мультиплексоры 19 и 20) соединены с информационным входом последующего младшего разряда. По фронту тактового импульса результат операции сдвига вправо аналогичным о разом записывается в триггеры 1 и 2 и устанавливается на синхронных выходах дан55 ных. При последовательном соединении нескольких микропроцессорных модулей

098 4 для образования многоразрядного вычислителя выход 9 каждого последующего модуля должен .соединяться с входом 22 предыдущего модуля для образования общей цепи переноса вправо.

Таблица истинности, описывающая работу многофункционального модуля в режимах формирования сигналов переноса и вычисления результатов операции с учетом всех информационных и управляющих входов показывает, что код управления операцией, поступающий через группу управляющих входов ll ,на информационные входы мультиплексоров 5 и 6 в режимах формирования сигналов переноса и выполнения основных операций, однозначно совпадает со значениями соответствующих переключательных функций на соответствующих наборах аргументов. Исходя из этого очевидно, что, определяя значения этих переключательных функ" ций на всех наборах в соответствии с требуемой для реализации операцией, легкь определить код управления на группе входов l) необходимый для выполнения этой операции. Коды управления .операциями, приведенные в таблице, получены иэ предположения, что первый управляющий вход мультио плексоров 5 и 6 имеет вес 2, второй 2, а третий 2 . При этом сим †. волом А обозначено состояние триггеров 1 и 2 нулевого и первого разрядов, а  — число на входах.7 и 8.

В качестве кода. управления операцией сдвига вправо может использоваться любой неиспользуемый код или код какой-либо проверочной операции(на пример, операции A=07). Во втором

I (случае эти операции отличаются значением сигнала на шине 17 управления.. Проверочные операции выполняются при единичном значении сигнала на входе 17, а операция сдвига вправопри нулевом значении этого сигнала.

Для срабатывания элемента И 21 при поступлении кода операции сдвига вправо на группу управляющих входов ll он должен быть предварительно настроен на выделение этого кода. Для этого входы элемента И 21, на которые поступают нулевые значения логических сигналов при наличии на группе входов 11 кода операции сдвига вправо, должны быть инверсными (не показано).

1238098 т. L» \ J» 3 б б

Ноиер набора аргументов (номер янфориапиокного входе мультиплексоров 5 н 6) 1 (вход данных 7 нлн 8) .

2 (выход трнггероэ 1 нлн 2) 0 1 0 I О

0 0 1 I 0

Аргументы (управляя» ние входи иультяплехсоров 5 нли 6) 3 (вход 14 переноса или выход 32 9-триггера 12) »

Перенос 0 0 0 1 3) I I 1

Результат 0 I 0 I. 0 О I 0

Слоненке (h)(A)a (b) Перенос О 1 0 0 3. 0 3 1

Результат О 1 I 0 I 0 0 1 0

Вычитание (Л) (А)-(В) Перенос 0 0 I 1 I

Результат 1 1 0 0 О

0 1 0

Инкренентированне (Л) (А)+1

I I I

0 .! l 0. Перекос 1 l 0 0

Результат l I 0 0 0

Декрементировамие (А)"(А)-1! 0

l . О

О 0

0 0

Логическое )ЦЬ)1(А) (А)ч(В) Резулътат 0 3 I I О

Логическое И1(Л)s(A)ss(8) Результат 0 О 0 I 0 0 0

Инвертирование> (А) (h)

Очистки (А) О

Проверка1 (Л)Ю 1

Результат I I 0 0 l 1 0

0 0

Резулътат О О - 0 0 0

I 00,1

Перенос l 3 О 0 I

Прнен: (В)(А) Реэулътат О I . 0 ) 0 1 О 0

Перенос О 0 I 3 О

Результат 0 О 0 0 )

Результат Любой ненснолъэуеии)) под

0 1 1

1 I 1 0

Сдвиг влево (А1) (А1 ) Сдвиг впраэо1 (А))»(Л;., ) 1 про- . 0

sann код эерочной опереди»

Вычисление ход упраэлекнп Операдпей (грукпа Входоэ 11 н 17) Название oneðànsaè

Формула изобретения

Многофункциональный модуль, содержащий триггеры нулевого и первого разрядов, первый-и второй D-триггеры, первый и второй мультиплексоры, первый элемент И, причем группы информа-. 45 ционных входов первого и второго мультиплексоров подключены к группе входов кода операцни модуля, первые управляющие входы первого и второго мультиплексоров подключены к соответствующим входам данных модуля, вторые управляющие входы первого и второго мультиплексоров подключены к выходам триггеров нулевого и перво го разрядов и синхронным выходам дан-55 ных нулевого. и первого разрядов мо— дуля соответственно, информационные входы первого и второго D-триггеров

Зиаченил переклвча» тельных функций прн эычн" спении пе» реноса и результата операций (выход культи плексоров

5 или 6) Вход )7

0 I 2 3 4 S 6 7 управленнл обраI О I боткой парвмосоэ

О ) 1

0 О 0 О 1 I i подключены к выходам соответственно первого и второго мультиплексоров, третий управляющий вход первого мульти лексора подключен к входу переноса модуля, третий управляющий вход второго мультиплексора подключен к выходу первого D-триггера, вход управления обработкой переносов модуля подключен к входам синхронизации первого и второго D-триггеров и инверсному,входу первого элемента И, прямой вход первого элемента И подключен к тактовому входу модуля, выход первого элемента И подключен к входам синхронизации триггеров нулевого и первого разрядов, выход второго Р-триггера подключен к выходу переноса модуля, информационные входы триггеров нулевого и первого разрядов подключены к асинхронным

1238098 выходам данных модуля, выходы триггеров нулевого и первого раэрядов подключены к синхронным выходам данных модуля, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью сокращения числа внешних выводов, он содержит третий и четвертый мультиплексоры, второй элемент И, причем группа входов второго элемента И подключена к группе входов кода операции модуля, выход второго элемента И подключен к управляющим входам третьего и четвертого мультиплексоров, первые информационные входы третьего и четвертого мультиплексоров подключены к выходам соответственно первого и второго мультиплексоров, выходы третьего и четвертого мультиплексоров подключены к информационным вхо" дам соответственно. триггеров нулевого и первого раарядов, второй инфор10 мационный вход третьего мультиплексора подключен к выходу триггера первого раэряда, второй информационный вход четвертого мультиплексора . подключен квходу сдвига вправо модуля.

)238098

ТамттОАр импульса

"рд

glT$W

Угла ю/ф7 . уой с

Я уЯг

Фут

Ума л юсс Ьд о )7 роГ Ь л о

me# алых

rW

Рык гера

4 . 2

Составитель В. Минаков

Редактор С. Лисина Техред . Н.Бонкало Корректор А. Обручар

Заказ 3294/51 Тираж 67) Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгооол, п . Проектная