Модуль однородной вычислительной структуры

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в качестве модуля одно28 родной вычислительной структ фы, ориентированной на цифровую обработку сигналов. Цель изобретения - ловышение быстродействия устройства. Указанная дель достигается тем, что в устройство, содержащее арифметико-логический блок 1 последовательного типа , регистр 3 команд, сдвиговый регистр 29 команд, дешифратор 4, три элемента задержки 2,13 и 14, четьфе выходных блока 8-11 коммутации, три входных блока 5-7 коммутации, введены блок 12 формирования константы, четвертьш элемент задержки 30, блок 31 управления дополнительной задержкой, блок 32 управления транзитом и блок 33 расширения транзита с соответствующими связями. 5 ил. , . п S 16 -4 3 if СО СП ;О 00 ГчЭ 20

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С; 06 Р 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3788053/24-24 (22) 11,09.84 (46) 15,12.87. Бюл. Р 46 (72) N.П. Богачев., Л.А. Вольперт, В.Б. Дычаковский, И.А. Михайлов, А.А. Мухин и 10.В. Осокин (53) 681 32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 691846, кл. G 06 Г 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

И 684986, кл. G 06 F 15/00, 1979. (54) МОДУЛЬ ОДНОРОДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ

СТРУКТУРЫ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в качестве модуля однородной вычислительной структуры, ориентированной на цифровую обработ ку сигналов. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее арифметика-логический блок 1 последовательного типа, регистр 3 команд, сдвиговый регистр 29 команд, дешифратор 4, три элемента задержки 2,13 и 14, четыре выходных блока 8-11 коммутации, три входных блока 5-7 коммутации, введены блок 12 формирования константы, четвертый элемент задержки 30, блок 31 управления дополнительной задержкой, блок 32 управления транзитом и блок

33 расширения транзита с соответствующими связями. 5 ил.

1359782

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования н качестве модуля однородной вычислительной структуры, 5 ориентированной на цифровую обработку сигналов.

Цель изобретения — повышение быстродег стния.

На фиг.1 представлена блок-схема модуля однородной вычислительной. структуры; на фиг.2 — схема блока расширенного транзита; на фиг.3 блок формирования константы; на фиг.4 — схема блока управления допол- 15 нительпой задержкой, на фиг.5 — схема блока управления транзитом.

Модуль однородной вычислительной структуры содержит арифметико-логический блок 1 последовательного типа, 2О

;первый элемент 2 задержки, регистр 3 команд, дешифратор 4., первый, второй, третий входные блоки 5,6 и 7 коммутации, первый — четвертый 8-11 выходные блоки коммутации, блок 12 форми- 25 ронапия константы, второй элемент 13 з адержки, третий элемент 14 задер>кки, пергый-четвертый 15-18 информационные входы, первый-четвертый ныходы

19-22 результата, поле 23 кода ко- 30 манд регистра 3, поле 24 признака задержки регистра 3, поле 25 адреса входного блока коммутации, поле 26 адреса выходного блока коммутации, вход 27 записи команды, вход 28 синхронизации, сднигоный регистр 29 команд, четвертый элемент 30 задержки, блок 31 управления дополнительной задержкой, блок 32 управления транзитом, блок 33 расширенного транзита, 4О выходы 34 и 35 кода команды и кода константы соответственпо дешифратора 4, при этом блок 33 расширенного транзита содер>кит узел 36 элементов

IIE, первый и второй узлы 3 7 и 38 элементов ИЛИ, элемент ИЛИ 39 блок

12 формирования константы содержит первый узел 40 элементов НЕ, второй и третий узлы 41 и 42 элементов НЕ, пе1>вый и Второй узлы 43 и 44 элемен- 5О тов ИЛИ, первый и второй узлы 45 и 46 элементов И, блок 31 управления дополнительной задержкой содержит узел А»7 элементов НЕ, первый и второй узлы 48 и 49 элементов И, 55 элемент ИЛИ 50; блок 32 управления транзитом содержит узел 51 элементов

НЕ, первый и второй узлы 52 и 53 элементов И, элемент ИЛИ 54.

Устройство работает следующим оо разом.

Перед началом решения задачи производится запись кома» ды в регистры

3 и 29. Код команды состоит из кода операции, признака задер>кки адресов входов первого и второго чисел арифметико-логического элемента, адреса входа транзита, адреса выхода арифметико-логического блока и адресов ныходов тра »зита с задержкой на один такт и два такта. Код команды вводится через нхоц 27 модуля.

После окончания сигнала, разрешающего ввод программы, код команды запоминается в регистре 3 команд, после чего на вход 28 ячейки подается сигнал управления вводом программы, равныи 0", и модуль переходит в режим выполнения операций. Дешифратор 4 настраивает ячейку на ныпол=. кение операций согласно записанному н регистр 3 команд коду операций. . На выход 24 регистра команд выводится занесенный в регистр 3 команд признак задержки в виде "0" или "1", В случае "1" на выходе 24 регистра команд блока 31 управления дополни- . тельной задержкой результата арифметико-логического блока нключается в операционную цепь элемент 30 задер>кки. При наличии "Ов на выходе

24 регистра команд информация с выхода элемента 2 задержки поступает на вход блока 31 управления дополнительной задержкой результата арифметико-логического блока и далее на первые входы вьжодных блоков 8 — 11 коммутации.

Выходы 25 и 26 регистра команд осуществляют выбор направления приема и выдачи информац»яи ячейкой по операционной цепи и цепи транзита.

В зависимости от кода операции, записанного в регистр 3 команд, цепь транзита может работать автономно от операционной сети, осуществляя передачу информации с блока 7 через блок 32 управления транзитом, элемент 13 задержки и третьи входы выходньгх блокон 8-11 коммутации, если в регистр 3 команд записан адрес выхода транзита с задержкой на один такт, или после второго элемента 13 задержки на второй вход блока 33 расширенного транзита с ее выхода на элемент 14 задержки и с его выхода на вторые входы выходных блоков 83 13597

11 коммутации, если в регистр 3 команд записан адрес выхода транзита с задержкой на два такта.

При выполнении ячейкой операции

"Расширенный транзит" сигнал с вы5 ходов 35 дешифратора 4 включает две дополнительные цепи транзита. В первой дополнительной цепи транзита информация принимается с входного блока 5 коммутации на вход первого fg арифметико-логического блока 1, поступает на его выход и через элемент

2 задержки, элемент 30 задержки и блок 31 управления дополнительной задержкой результата арифметика-логи- 15 ческого блока выдается на первые входы выходных блоков 8-11 коммутации. Во второй дополнительной цепи транзита информация принимается с второго входного блока 6 коммутации 20 на вход блока 33 расширенного транзита и с ее выхода поступает на вход элемента 14 задержки, с выхода которого выдается на вторые входы выходных блоков 8-11 коммутации, По при- 25 знаку задержки, равному "0" или "1", подаваемому с выхода 24 регистра команд на управляющий вход блока 31 управления дополнительной задержкой результата, в первой дополнительной 30 цепи транзита производится выход транзита с задержкой на один или два такта.

При выполнении модулем операции

"Расширенный транзит" цепь транзита модуля работает автономно от двух дополнительных цепей транзита и выдача информации модулем по этой цепи осуществляется только с задержкой на один такт (вход блока 32 управления 40 транзитом, элемент 13 задержки и третьи входы блоков 8-11).

При выполнении ячейкой операции нГенератор констант" сигнал с выходов 35 дешифратора 4 включает цепь закольцовки части регистра 29 и отключает операционную цепь модуля от входных блоков 5 и 6 коммутации, сигнал признака задержки с выхода 24 регистра команд, равный 0", отключает из цепи закольцовки блок 12 и включает цепь транзита от входного блока 7 коммутации. Константа с выхода регистра команд через блок 12 по цепи закольцовки циркулирует в разрядах регистра 29 команд и одновременно последовательно через равные интервалы времени, определяемые дли82 4 ной слова константы, поступает с выхода блока 12 на вход блока 32 управления транзитом, передается по цепи транзита и выдается на вторые входы блоков 8-11.

При выполнении модулем операции

||Генератор макроконстантн на вход блока 12 поступает сигнал признака задержки с первого выхода 24 регистра команд, равный "1", который под" ключает вход блока 12 к информационому входу 15 модуля,.размыкает цепь закольцовки регистра 29. Информация с информационного входа 15 модуля поступает на вход блока 12, а с первого его выхода поступает в разряды регистра 3 команд, через равные интервалы времени подается с его выхода на вход блока 12 и через второй его выход на вход блока 32 управления транзитом передается по цепи транзита и выдается на вторые входы блоков 8-11.

Наличие блока формирования константы и блока управления транзитом обеспечивает возможность реализации генерации макроконстант длиной более 8 бит.

Наличие блока управления дополни-; тельной задержкой арифметико-логического блока и четвертого элемента задержки позволяет реализовать программно-управляющую дополнительную задержку результата в операционной цепи, что дает возможность сэкономить количество модулей при организации вычислительной структуры.

Блок расширенного транзита позволяет реализовать в модуле дополнительную независимую от других транспортную цепь, что. увеличивает гибкость реализации алгоритмов на вычислительной структуре. Данный модуль однородной вычислительной структуры позволяет повысить производительность структуры в 1,3 раза при решении задач обработки изображений пороговым методом, методом гистограмм и методом выделения контуров в системе, а также сократить количество используемых в структуре модулей до

ЗОБ по сравнению с использованием устройства-прототипа.

Формула изобретения

Модуль однородной вычислительной структуры, содержащий арифметико-ло2

6 команд, вторые управля ющие входы с первого по четвертый выходных блоков коммутации подключены соответственно к группам выходов с третьей по шестую поля выходного адреса сдвигового регистра команд, управляющий вход третьего входного блока коммутации под- ключен к пятой группе выходов поля входного адреса сдвигового регистра команды, о т л и ч а и шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок формирования константы, четвертый элемент задержки, блок управления дополнительной задержкой, блок управления транзитом, блок расширенного транзита, первая группа выходов поля задержки регистра команд подключена к первому управляющему входу блока формирования константы, вторая группа выходов поля признака задержки ре-.. гистра команд подключена к управляющему входу блока управления дополнительной задержкой, первый информационный вход блока формирования константы подключен к первому информационному входу модуля, второй информационный вход блока формирования константы подключен к выходу переноса последнего разряда сдвчгающего регистра команды, второй управляющий вход блока формирования константы, управляющий вход блока управления транзитом, управляющий вход блока расширения транзита подключены соответственно к группам выходов с второй по четвертую дешифратора, информационный выход блока формирования константы подключен к первому информационному входу блока управления транзитом, управляющий выход блока формирования константы подключен к вхо;ду установки в "1 поля признака задержки регистра команд, выход третьего входного блока коммутации подключен к второму информационному входу блока управления транзитом, выход которого подключен к входу вто; рого элемента задержки, выход второго входного блока коммутации подключен к первому информационному входу блока расширенного транзита, второй информационный вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, выход блока расширенного.транзита подключен к входу третьего элемента задержки, выход первого элемента задержки подключен к входу

5 135978 гический блок последовательного типа, регистр команд, сдвиговый регистр команд, дешифратор, первый, второй и третий элементы задержки, первый, второй, третий, четвертый выходные блоки коммутации, входы дешифратора подключены к выходам поля кода операции регистра команд, первые информационные входы с первого по четвертый входных блоков коммутации подключены к первому информационному входу модуля, вторые информационные входы с первого по четвертый входных блоков коммутации подключены к второму информационному входу модуля, третьи информационные входы с первого по четвертый входных блоков коммутации подключены к третьему информационному входу одуля, четвертые информацион- 20 ные входы с первого по четвертый входных блоков коммутации подключены . к четвертому информационному входу модуля, выходы с первого по четвертый выходных блоков коммутации подключены соответственно к выходам с первого по четвертый результата модуля, вход записи команды в модуль подключен к входу записи регистра команд и к входу записи сдвигового регистра g0 команд, вход синхронизации модуля подключен к синхровходу регистра ко- . манд и к синхровходу сдвигового регистра команд, вход первого элемента задержки подключен к выходу арифметико-логического блока последовательного типа, первая группа выходов де шифратора подключена к входам кода операции арифметико-логического блока последовательного типа, первый и вто- 40 рой входы операндов которого подключены соответственно к выходам первого и второго входных блоков коммутации, управляющие входы которых подключены соответственно к первым и вторым группам выходов поля адреса сдвигового регистра команд, выход второго элемента задержки подключен к третьим информационным входам с первого по четвертый выходных блоков

50 коммутации, выход третьего элемента задержки подключен к вторым информационным входам с первого по четвертый выходных блоков коммутации, .первые управляющие входы с первого по чет55 вертый выходных блоков коммутации подключены соответственно к группам выходов с первой по четвертую поля входного адреса сдвигового регистра

1359782 четвертого элемента задержки и к первому инАормационному входу блока управления дополнительной задержкой, второй информационный вход которого

5 подключен к выходу четвертого эле— мента задержки, выход блока управле— ния дополнительной задержкой подключен к первым информационным входам с первого по четвертый выходных блоков коммутации, при этом блок формирования константы содержит два узла элементов И, два узла элементов ИЛИ, три узла элементов НЕ, первый управляющий вход блока формирования констант подключен к входу первого узла элемента НЕ блока формирования константы и к первому входу первого узла элементов ИЛИ блока формирования константы, второй управляющий вход блока формирования константы подключен к второму входу первого узла элементов ИЛИ блока формирования константы и к входу второго узла элементов НЕ блока формирования константы, 25 первый информационный вход блока форЪ мирования константы подключен к первому входу первого узла элементов

ИЛИ блока Аормирования константы, второй инАормационный вход блока фор- gp мирования константы подключен к третьему входу первого узла элементов И блока формирования константы, выход первого узла элементов ИЛИ блока фор-! мирования константы подключен к первому входу второго узла элементов И блока формирования константы, второй вход которого подключен к выходу первого узла элементов НЕ блока Аормирования константы, выход второго узла элементов HE блока формирования константы подключен к второму входу первого узла элементов ИЛИ блока формирования константы, выход первого узла элементов И блока формирова- 45 ния константы подключен к первому входу второго узла элементов ИЛИ блока формирования константы, второй вход которого подключен к выходу второго узла элементов И, инверсный выход второго узла элементов ИЛИ блока формирования константы подключен к информационному выходу блока формирования константы и к входу третьего узла элементов НЕ .блока формирования константы, выход которого подключен к управляющему выходу блока формирования константы, при этом блок управления транзитом содержит два узла элементов И, элемент ИЛИ и узел элементов НЕ, управляющий вхоп блока управления транзитом подключен к входу узла элементов НЕ блока управления транзитом и к первому входу первого узла элементов И блока управления транзитом, второй вход которого подключен к первому информационному входу блока управления транзитом, вторые инАормационные входы блока управления транзитом подключены к первому входу второго узла элементов И блока управления транзитом, второй вход которого подключен к выходу узла элементов НЕ блока управления транзитом, выходы первого и второго блоков элементов И блока управления транзитом подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ блока управления транзитом, выход которого подключен к выходу блока управления транзитом, при этом блок расширенного транзита содержит два узла элементов ИЛИ, узел элементов НЕ, элемент

ИЛИ, управляющий вход блока расширенного транзита подключен к входу узла элементов HE блока расширенного транзита и к первому входу первого узла элементов ИЛИ блока расширенного транзита, первый вход блока расширенного транзита подключен к первому входу второго узла элементов ИПИ блока расширенного транзита, второй вход которого подключен к выходу узла элементов HE блока расширенного транзита, второй вход блока расширенного транзита подключен к второму входу первого узла элементов ИПИ блока расширенного транзита, инверсные выходы первого и. второго узлов элементов ИЛИ блока расширенного транзита подключены соответственно к первому и второму входам элемента

ИЛИ блока расширенного транзита, инверсный выход которого подключен к выходу блока расширенного транзита, при этом блок управления дополнительной задержкой содержит два узла элементов И, узел элементов НЕ, элемент ИЛИ, управляющий вход блока управления дополнительной задержкой подключен к первому входу первого узла элементов И блока управления дополнительной задержкой и к входу узла элементов НЕ блока управления дополнительной задержкой, первый вход блока управления дополнительной задержкой подключен к второму входу

811

Составитель В. Смирнов

Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Редактор М, Андрушенко

Подписное

Заказ 6154/50 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 1359782 10 первого узла элементов И блока управ- равления дополнительной задержкой, ленин дополнительной задержкой, вто" выходы первого и второго узлов элерой вход блока управления дополни- ментов И блока управления дополнительной задержкой подключен к перво- тельной задержкой подключены соотму входу второго узла элементов И

5 ветственно к первому и второму вхоблока управления дополнительной за- дам элемента ИЛИ блока управления держкой, выход узла элементов НЕ дополнительной задержкой, выход блока управления дополнительной за- =которого подключен к выходу блодержкой подключен к второму входу 10 ка управления дополнительной завторого узла элементов И блока уп- держкой.