Устройство для сдвига информации с контролем

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высокопроизводительных системах обработки информации. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат. Устройство содержит блок 1 побайтных сдвигов, блок 2 побитных сдвигов, блок 3 сдвигов контрольных разрядов, блок 6 сдвига последнего байта, два узла 4 и 7 свертки по модулю два, узел 5 сравнения, группу 20 узлов свертки по модулю два. На информационные входы блока побайтных сдвигов поступает сдвигаемый код и сдвигается там на величину, кратною восьми. Сдвинутый код с выхода блрка побайтньк сдвигов поступает на информационные входы блока побитных сдвигов , с выхода которого сдвинутьй окончательно код попадает на первую группу информационных выходов устройства . С помощью группы узлов свертки по модулю два формируются контрольные разряды- (побайтно) для сдвинутого кода. Блок сдвига контрольных размеров, блок сдвига последнего байта и второй узел свертки по модулю два формируют предсказанный сигнал четности сдвинутого кода, которьш сравнивается узлом сравнения с сигналом действительной четности сдвинутого кода, который формируется первым узлом свертки по модулю два. Результат сравнения поступает на выход неисправности устройства, 4 ил. I V)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5D4 G С6 F 11 10

Ф

4 Д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3962711/24-24 (22) 14. 10.85 (46) 15.03.87. Бюл. М 10 (72) А.Я.Аврукин, Г.Г.Белкин, В.Г.Веселовский и А.А.Самусев (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 437017, кл. G 06 F 11/10, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Р 1095184, кл, G 06 F 11/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СДВИГА ИНФОРМАЦИИ

С КОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высокопроизводительных системах обработки информации. Цель изобретения — сокращение аппаратурных затрат. Устройство содержит блок 1 побайтных сдвигов, блок 2 побитных сдвигов, блок 3 сдвигов контрольных разрядов, блок 6 сдвига последнего байта, два узла 4 и 7 свертки по модулю два, узел 5 сравнения, группу

20 узлов свертки по модулю два. На информационные входы блока побайтных

I сдвигов поступает сдвигаемый код и сдвигается там на величину, кратную восьми. Сдвинутый код с выхода блока побайтных сдвигов поступает на информационные входы блока побитных сдвигов, с выхода которого сдвинутый окончательно код попадает на первую группу информационных выходов устройства. С помощью группы узлов сверт. ки по модулю два формируются конт-. рольные разряды (побайтно) для сдвинутого кода. Блок сдвига контрольМ ных размеров, блок сдвига последнего байта и второй узел свертки по модулю два формируют предсказанный сигнал четности сдвинутого кода, который сравнивается узлом сравнения с сигналом действительной четности сдвинутого кода, который формируется первым узлом свертки по модулю два. Результат сравнения поступает на выход неисправности устройства. 4 ил, 1 129

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высокопроизводительных системах обработки информации.

Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для сдвига информации с контролем; на фиг,2 — функциональная схема блока сдвига последне-. го байта; на фиг.3 — функциональная схема блока сдвига контрольных разрядов для информационного слова дли ной восемь байтов; на фиг.4 — функциональная схема блока побитных сдвигов для 64-разрядного числа, Устройство для сдвига информации с контролем (фиг.1) содержит блок 1 побайтных сдвигов, блок 2 побитных сдвигов, блок 3 сдвигов контрольных разрядов, второй узел 4 свертки по модулю два, узел 5 сравнения, блок 6 сдвига последнего байта, первый узел 7 свертки по модулю два, группу 8 информационных входов устройства, группу 9 входов контрольных разрядов устройства, первую группу 10 информационных выходов устройства, вторую группу 11 выходов контрольных разрядов устройства, вторую группу 12 информационных выходов устройства, группу 13 входов задания типа сдвига устройства, группу 14 входов задания величины побайтных сдвигов устройства, группу 15 входов задания величины побитных сдвигов устройства, выход 16 неисправности устройства, группу 18 информационных выходов старшего байта блока 1 побайтных сдвигов, группу 19 информационных выходов младшего байта блока

1 побайтных сдвигов, группу 20 узлов свертки по модулю два.

Блок 6 сдвига последнего байта (фиг.2) содержит второй элемент И 21, первый элемент И 22, элемент НЕ 23, узел 24 сдвига, Блок 3 сдвигов контрольных разрядов (фиг.3) содержит элемент НЕ 25 и элементы И 26-28, узел сдвига 29. Блок 2 побайтных сдвигов (фиг.4) содержит группу 30 узлов сдвига, элементы НЕ 31 и 32, элемент И-ИЛИ 33. Цифры, проставленные у жгутов (линий связи) на фиг.2-4 указывают количество разрядов в жгуте или номера разрядов.

Узел 24 сдвига, узел 29 сдвига и узлы сдвига группы 30 выполнены на

БИС К1800ВР8, 7055

Блок 1 побайтных сдвигов пp=-";:- .àçначен для сдвига двоичного кода, установленного на информационных входах группы 8 устройства, на вели чину, равную 8БА, где БА — величина сдвига, представленная двоичным кодом, установленным на группе 14 входов устройства, Сдвинутый код устанавливается на второй группе 11 информационных выходов устройства, Код типа сдвига устанавливается на разрядах SO-S2 группы входов 13 задания типа сдвига устройства, В блоке 1 обеспечивается выполнение следующих

f5 типов сдвигов при задании соответствующего кода на разрядах $0-$2 группы 13 вхоцов устройства: логический сдвиг влево (при задании кода 100), логический сдвиг вправо (при коде 1 10), арифметический сдвиг вправо (при коде 111), циклический сдвиг вправо (при коде 011), При арифметическом сдвиге вправо учитывается значение знакового сигнала, поступающегоо на знаковый вход блока 1 с нулевого (крайнего левого) разряда 8, группы 8 информационных входов устройства.

Блок 2 побитных сдвигов предназ3О начен для сдвига двоичного кода, установленного на группе информационных выходах группы 11 на величину, равную

БИ, где 0 «< БИ 7. Двоичный код величины БИ устанавливается с группы вхо35 дов 15 устройства на младших разрядах (SF2, SF1,, SFO) всех узлов сдвига группы 29. На разряде $РЗ узлов сдвига группы 30 постоянно устанавливается логический ноль. На управляющих

40 входах $Т1, ST2 всех узлов сдвига группы 29, кроме второго снизу, постоянно увеличивается логическая единица (фиг.4).

На знаковом входе Z всех узлов

"5 сдвига группы 30, кроме крайнего нижнего и крайнего верхнего, постоянно установлена логическая единица. На девяти старших разрядах информационного входа второго снизу узла сдвига

50 группы 30 и на шести младших разрядах крайнего нижнего узла сдвига группы

30 постоянно установлена логическая единица. На фиг.4 приведен пример построения блока 2 при разрядности

55 сдвигаемых кодов, равной 64.

Каждый узел сдвига группы 30 содержит 16-разрядный информационный вход и выход (фиг.4), 3 129705

БИС К1800ВР8 кроме информационного входа и выхода содержит четыре разряда ((БРЗ, SF2, SF1, SF0) группы входов задания величины сдвига (фиг.Ç), причем разряд БЕЗ является старшим разрядом, а разряд SFO— младшим разрядом группы входов задания величины сдвига, группу из трех входов задания типа сдвига (STO

БТ1, ST2) и знаковый вход (Z). Возможны следующие типы сдвигов и соответствующие им коды, устанавливаемые (формируемые) на входах STO, ST1 ST2: на все разряды выхода подано значение знакового входа Z — 000; на всех разрядах выхода устанавливается логическая единица — 100: сдвиг влево на величину, определяемую доБлок 3 сдвига контрольных разрядов битов (фиг.3) содержит узел 29

| сдвига, элементы И 26-28, элемент

ЧЕ 25 предназначен для осуществления логических вправо, влево и циклических вправо сдвигов контрольных кодов, формируемых из контрольных разрядов и устанавливаемых на входах группы 9 устройства ° Контрольные разряды представляют собой биты побайтных разрядов (сигналы четности) сдвигаемого. кода на входах группы 8. Порядок расположения контрольных разрядов входов группы 9 при подключении их к информационным входам узла 29 сдвига соответствует порядку расположения соответствующих им байт на входах группы 8. На фиг.3 приведен пример построения блока 3 при разрядности сдвигаемых двоичных кодов, равной 64, и при формировании побайтных контрольных битов (сигналов), т.е. при разрядности контрольного кода, равной 8 ° Особенности подключения раз,рядов входов группы 9 к разрядам узла 29 сдвига и разрядов выхода узла 29 сдвига к блоку 7 и группе 11 выходов устройства обусловлены необходимостью обеспечить выполнение циклических сдвигов вправо, логических сдвигов влево и вправо на одном узле

29 сдвига, разрядность которого в два раза больше разрядности сдвигаемого кода. Код типа сдвига (такой же, что и код типа сдвига устройства) устанавливается на группе входов 13 устройства. В блоке 3 выполняется соответствующий тип сдвига, кроме случаев задания арифметических сдвигов вправо (с кодом 111) . В этом случае в блоке

3 выполняется логический сдвиг вправо, так как на входе Z постоянно установлен логический нол, Код величины сдвига (такой же, что и для блока 1) устанавливается на входах группы 14 устройства. Сдвиг может осуществляться в пределах 0-7, так как на входе SFÇ узла 29 сдвига установлен ноль. Сдвинутый код в блоке 3 передается на информационные выходы группы 11 устройства. На вход узла 7 передается сдвинутый код с нулевыми значениями крайнего левого или крайполнительынм кодом кода, установленного на входах БЕЗ-SF0 с установкой

20 в освобождаемых разрядах логической единицы — 010; сдвиг вправо на величину, определяемую дополнительным кодом кода, установленного на входах

SF3-SFO, с установкой в освобождаемых разрядах логической единицы—

110; циклический сдвиг вправо — 001, циклический сдвиг влево — 101; арифметйческйй сдвиг вправо с установкой в освобождаемых разрядах значения сигнала знакового входа Z — 011; арифметический сдвиг влево с установкой в освобождаемых разрядах значения знакового входа Z — 111. Указанные типы сдвигов и соответствующие им коды не идентичны типам сдвигов и соответствующим кодам блока 2 и устройства. В блоке 2 предусмотрены те же типы сдвигов и соответствующие им коды, что и в блоке 1 и в устройстве: логический сдвиг вправо с установкой в освобождаемых разрядах логического нуля задается кодом 110 в разрядах SO-S2 группы входов 13 уст45 ройства; логический сдвиг влево с установкой в освобождаемых разрядах логического нуля задается кодом 100 в разрядах SO-S2 группы входов 13 устройства, арифметический сдвиг вправо с установкой в освобождаемых разрядах значения знакового входа задается кодом 111 в разрядах SO-S2 группы входов 13 устройства; циклический сдвиг вправо задается кодом 011 в разрядах

SO-S2 группы входов 13 устройства.

Все узлы сдвига группы 30 в блоке 2 настроены на арифметический сдвиг вправо или влево в зависимости от

5 4 сигнала на входе STO устанавливаемого в соответствии с кодом на группе входов 13. При сдвиге вправо на STO устанавливается логический ноль, а при сдвиге влево — логическая единица

12970 него правого разрядов, связанных с выходами элементов И 27 и 28.

При логическом сдвиге вправо элемент И 28 пропускает сигнал с крайнего левого разряда узла 29 сдвига, а 5 правый элемент И 27 блокируется и на его выходе устанавливается логический ноль.

При логическом сдвиге влево правый элемент И 27 пропускает сигнал с Ю крайнего правого разряда узла 29 сдвига, а элемент И 28 блокируется и на его выходе устанавливается логический ноль. При циклических сдвигах элементы И 27 и 28 блокируются 15 при любых значениях кода на группе

14 входов, Описанная особенность обусловлена тем, что при байтных сдвигах логических и арифметических влево (вправо) значение контрольного сигнала четности крайнего правого (левого) байта в сдвинутом двоичном коде на информационных выходах группы 10 устройства всегда равно логическому нулю, а четность крайнего левого (правого) байта на информационных выходах группы 11 необходимо корректировать при сдвиге в блоке 2, Четность этого байта учитывается с помощью узла 7, для чего на выходе 30 элемента И 28 также формируется логический ноль, не влияющий на формирование правильного сигнала четности на выходе узла 7 свертки по модулю два. По этой же причине на выходах элементов И 27 и 28 формиру-. ется нулевой сигнал при циклических сдвигах, так как четность не учтенных байтов учитывается благодаря циклическим сдвигам в блоке 6, На выхо- 10 де узла 4 формируется контрольный сигнал четности сдвинутого двоичного кода, установленного на выходе блока 2. На выходе узла 7 формируется предсказанный контрольный сигнал чет- 15 нос и сдвинутого двоичного кода, установленного на группе 10 информационных выходов блока 2 и устройства.

На группе 17 выходов устройства формируются побайтные контрольные сигна- 50 лы четности для сдвинутого кода, сформированного на выходе блока 2.

Блок 6 двига последнего байта (фиг.2, предназначен для сдвига кода крайн=ro левого (формируемого на входах группы 18) или крайнего правого (формируемого на входах группы 19) байта двинутого кода, установленно55 6 го на выходе бпока 1, В блоке 6 сдвиги осуществляются на величину 3+ЕИ, где БИ вЂ” двоичный код, установленный на входах группы 15, так как на входе SF3 узла 24 сдвига постоянно установлена логическая единица, В блок

6 могут быть заданы такие же типы сдвигов, что и в блоке 2 и в устройстве путем установки на входах группы 13 соответствующих кодов.

Устройство работает следующим образом.

Исходное состояние устройства может быть произвольным. Сдвигаемый двоичный код устанавливается на информационные входы группы 8 устройства, При этом на крайнем левом разряде 8, группы 8 входа устанавливается значение знака операнда, представляемого двоичным кодом, при арифметическом сдвиге. На входах групп 9 устанавливаются значения сигналов побайтных контрольных разрядов четности, "сопровождающих" сдвигаемый двоичный код.

При этом нулевое значение контрольного сигнала соответствует четному количеству логических единиц в коде соответствующего байта, а единичное значение контрольного сигнала соответствует нечетному количеству логических единиц в коде соответствующего байта. Причем контрольный сигнал, соответствующий k-му байту кода на входах группы 8 устройства, устанавливается (подается) на k-ый разряд входов контрольных разрядов группы 9, Код типа сдвига устанавливается на входах группы 13 устройства и передается на соответствующие входы блоков 1, 2, 3 и 6. Код величины.. сдвига задается на двух группах входов. Код величины байтных сдвигов (равный БА) задается на входах группы 14 и передается на соответствующие входы блоков 1 и 3. Код величины битных сдвигов (равный БИ) (в пределах 0-7) задается на входах группы

15 и передается на соответствующие входы блоков 2 и 6. Сигнал знака с крайнего левого разряда 8, входов группы 8 передается на знаковые входы блоков 1, 2 и 6. В устройстве обеспечивается выполнение следующих типов сдвига: логический сдвиг влево (при коде 100 на входах группы 13), логический сдвиг вправо (при коде 110), арифметический сдвиг вправо (при ко129705

7 де 111), циклический сдвиг вправо (при коде 011). Специально арифметический сдвиг влево в устройстве не предусмотрен, так как логически сдвинутый влево операнд равен арифметически сдвинутому влево операнду при отсутствии переполнения, фиксирование (контроль) которого можно осуществлять внешними средствами. При наличии переполнения для получения арифметически сдвинутого влево операнда достаточно получить логически сдвинутый влево операнд (двоичный код), а затем осуществить (внешними средствами) передачу сигнала знака в крайний левый разряд логически сдвинутого кода.

В соответствии с заданным типом сдвига осуществляются сдвиги кода в блоке 1. на величину 8 ° БА, а затем 20 сдвиг сдвинутого таким образом кода в блоке 2 на величину БИ. В итоге на выходах группы 10 устройства формируется код сдвинутый, на величину (8БА+БИ) . В приведенном примере вели- 25 чина БА и БИ может находиться в пределах 0-7 и, следовательно, возможный предел задания величины сдвига равен 0-63 разрядов.

В блоке 3 осуществляются сдвиги контрольных битов в соответствии с типом сдвига, осуществляемом в блоке 1, кроме случаев задания арифметических сдвигов вправо, при задании которых в блоке 3 осуществляется логический сдвиг вправо. Величина сдвига в блоке 3 равна БА (О <БА 7). Сигналы, формируемые на выходах группы 11 устройства, представляют собой по- щ0 байтные сигналы четности сдвинутого двоичного кода, установленного на выходах группы 12 устройства, так как сдвиг контрольного кода в блоке 3 осуществляется синхронно со сдвигом кодов байтов в блоке 1, Целесообразность наличия выходов групп 11 и 12 устройства обусловлена частым использованием байтных сдвигов в процессоре. На входы блока 6 передается код крайнего соответственно левого и правого байта кода, сфор мированного на выходе блока 1. В блоке 6 осуществляются сдвиги в соответствии:с типом сдвига, заданном на входах группы 13 устройства на величину, равную (8хБИ). При этом на выходах блоков 6 и 3 формируются двоичные коды, суммарная четность которых равна четности сдвинутого двоичного кода, сформированного на выходах блока 2 и переданного на информационные выходы группы 10 устройства. На выходе узла 7 формируется предсказанный сигнал четности сдвинутого двоичного кода, сформированного на выходах группы 10 устройства. Параллельно с помощью узлов свертки по модулю два группы 20 осуществляется суммирование кода по модулю два. На выходе узла 4 формируется сигнал четности сдвинутого кода, который сравнивается узлом 5 сравнения с предсказанным сигналом четности. Если сигналы на входах узла 5 сравнения не равны, то на выходе 16 неисправности устройства устанавливается логическая единица, означающая, что при передаче кода на входе или при сдвиге его в блоках 1 и 2 произошла ошибка. На выходах группы 17 устройства формируются побайтные контрольные сигналы четности для сдвинутого кода на выходах группы 10 устройства для сопровождения его при последующей передаче.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается выполнение требуемых типов сдвига двоичных кодов на произвольное количество разрядов (в пределах разрядной сетки) за один такт, При этом обеспечивается контроль правильности функционирования устройства в каждом такте и при любом типе сдвига.

Формула изобретения

Устройство для сдвига информации с контролем, содержащее блок побайтных сдвигов, блок побитных сдвигов, блок сдвига контрольных разрядов, два узла свертки по модулю два, группу узлов свертки по модулю два и узел сравнения, причем группа информационных входов блока побайтных сдвигов является группой информаци- онных входов устройства, группа информационных входов блока сдвигов контрольных разрядов является группой контрольных разрядов устройства, группа информационных выходов блока побайтных сдвигов соединена с группой информационных входов блока побитных сдвигов, группа информационных выходов которого соединена с информа10

9 12970 ционными входами соответствующих узлов свертки по модулю два группы и является первой группой информационных выходов устройства, группы входов задания типа сдвига блока побайтных сдвигов, блока побитных сдвигов и блока сдвига контрольных разрядов объединены и подключены к группе входов задания типа сдвигов устройства, группы входов задания величины сдвига 10 блока побайтных сдвигов и блока сдвига контрольных разрядов объединены и подключены к группе входов задания величины побайтных сдвигов устройства, группа входов задания величины t5 сдвига блока побитных сдвигов является группой входов задания величины побитных сдвигов устройства, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения оборудования, устрой- 2О ство содержит блок сдвига последнего байта, содержащий узел сдвига, два элемента И и элемент НЕ, а блок сдвига контрольных разрядов содержит узел сдвига, три элемента И и элемент НЕ, причем в блоке сдвига контрольных разрядов группа информационных входов ,узла сдвига является группой информационных входов блока сдвига контрольных разрядов, три младших разряда группы входов задания величины сдвига узла сдвига образуют группу входов задания величины сдвига блока сдвига контрольно: разрядов, выход первого элемента И соединен с первым 35 разрядом группы входов задания типа сдвига узла сдвига, вход второго разряда группы входов типа сдвига узла сдвига объединен с первыми вхо дами первого, второго и третьего

40 элементов И и является первым разрядом группы входов задания типа сдвига блока, сдвига контрольных разряI дов, вход элемента НЕ объединен с вторым входом третьего элемента И и является вторым разрядом группы входов задания типа сдвига блока сдвига контрольных разрядов, выход элемента НЕ соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И, информационные входы младшего и старшего разрядов узла сдвига соединены с третьими входами соответственно второго и третьего элементов И,зна.— ковый вход и старший разряд группы входов задания величины сдвига узла сдвига соединены с шиной нулевого потенциала устройства, третий разряд группы входов задания типа сдвига узла сдвига соединен с шиной единичного потенциала устройства, в блоке сдвига последнего байта группа информационных входов узла сдвига соединена с группами информационных выходов старшего н младшего байтов бло" ка побайтных сдвигов, выход элемента

НЕ соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым разрядом группы входов задания типа сдвига узла сдвига, второй вход первого элемента И, вход элемента НЕ и первый вход второго элемента

И подключены к соответств jjNIHHM разрядам группы входов задания типа сдвига устройства, младшие разряды группы входов задания величины сдвига узла сдвига блока сдвига последнего байта подключены к соответствующим разрядам группы входов задания ве личины побитных. сдвигов устройства, в блоке сдвига последнего байта вход элемента НЕ объединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со знаковым входом узла сдвига, второй разряд группы входов задания типа сдвига узла сдвига объединен с вторым входом первого элемента И, старший разряд группы входов задания величины сдвига и третий разряд группы входов задания типа сдвига узла сдвига соединены с шиной единичного потенциала устройства, группа информационных выходов узла сдвига блока сдвига последнего байта соединена с группой входов первого узла свертки по модулю два, выход которого соединен с первым информационным входом узла сравнения, выход несравнения которого является выходом неисправности устройства, группа информационных выходов блока побитных сдвигов соединена с группой входов второго узла свертки по модулю два, выход -которого соединен с вторым информационным входом узла сравнения, выходы узлов свертки по модулю два группы образуют первую группу выходов контрольных разрядов устройства, знаковые входы блоков побайтных и побитных сдвигов и третий вход второго элемента И блока сдвига последнего байта объединены и подключены к старшему разряду группы информационных входов устройства, группа информационных выходов блока побайтных сдвигов и группа информационных выходов

1297055

13 узла. сдвига блока сдвига контрольных разрядов являются второй группой информационных выходов устройства и второй группой выходов контрольных разрядов устройства соответственно, выходы второго и третьего элементов

И блока сдвига контрольных разрядов и группа информационных выходов узла сдвига блока сдвига контрольных pasрядов, кроме младшего и старшего разрядов, соединены с группой входов первого узла свертки по модулю два.

1У О

Составитель В.Гречнев

Редактор Т.Парфенова Техред N.Õîäàíè÷ Корректор, А.Тяско

Закаэ 782/52 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4