Устройство стековой адресации

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для применения в запоминающих устройствах со стековой организацией, входящих в состав процессора. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти. Устройство стековой адресации содержит регистр 1 указателя нижней позиции стека, регистр 2 указателя верхней позиции стека, узел 3 модификации, адресный сумматор 4, блок 5 модификации позиции стека, блок 6 формирования номера позиции, регистр 7 размера позиции стека, два узла коррекции 8, 9, блок 10 поиска, два элемента ИЛИ 11, 12. Введение в устройство стековой адресации блока поиска, элементов ИЛИ и связей между ними позволяет ему выполнять операцию "чтение по признаку" без обращения к стековой памяти и без участия процессора в процессе поиска информации. 9 ил.

ССЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

G 06 F 9/36, 12/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоескоьгк свидкткльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 783793 (21) 4370639/24-24 (22) 26.01.88 (46) 07.10.89. Бюл. Ф 37 (72) В.П.Кошелев и Ю.B.Сидоров (53) 681.325(088.8) (56) Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. Справочник. — M.: Радио и связь, 1987, с. 199, с. 106, рис. 5 ° 36, с. 239 рис.10,30.

Авторское свидетельство СССР

Р 783793, кл. G 06 F 9/36, 1980. (54) УСТР011СТВО СТЕКОВОЙ АДРЕСАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для применения в запоминающих устройствах со стековой организацией, входящих. в состав процессора ° Цель изобретения—

„„SU„„3 513447 А 2

2 расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти. Устройство стековой адресации содержит регистр 1 указателя нижней позиции стека, регистр 2 указателя верхней позиции стека, узел

3 модификации, адресный сумматор 4, блок 5 модификации позиции стека, блок 6 формирования номера позиции, регистр 7 размера позиции стека, два узла коррекции 8,9, блок 10 поиска, два элемента ИЛИ 11,12. Введение в устройство стековой адресации блока поиска, элементов Ш1И и связей между ними позволяет ему выполнять операцию

"Чтение по признаку" без- обращения к стековой памяти и без участия процессора-в процессе поиска информации.

9 ил.

1513447

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для применения в запоминающих устройствах со стековой организацией, входящих в состав процессора, и является усо вершенствованием изобретения по авт.св. Р 783793.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства l0 за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства стековой адресации; на фиг.2 схема блока поиска; на фиг. 3 и 4 схема регистра сдвига и счетчика; на фиг. 5 и 6 — временные диаграммы работы устройства при выполнении операций Чтение", "Запись" и нчтение по признаку"; на фиг. 7 и 8 — примеры реализации регистра сдвига и счетчика; на фиг. 9 — временная диаграмма работы регистра сдвига и счетчика.

Устройство стековой адресации содержит регистр 1 указателя нижней по- 25 .зиции стека, регистр 2 указателя верх ней позиции стека, узел 3 модификации, адресный сумматор 4, блок 5 модификации позиции стека, блок 6 формирования номера позиции, регистр 7 размера по- 30 зиции стека, первый узел 8 коррекции, второй узел 9 коррекции, блок 10 поиска, первый элемент ИЛИ 11 и второй элемент ИЛИ 12.

Блок поиска 10 содержит четыре эле- 5 мента ИЛИ 13 — 16, пять элементов И

17 - 21, дешифратор 22 адреса, регистр 23, регистр 24 сдвига, вход 25 записи, вход 26 чтения, первый вход

27 данных, второй вход 28 данных, 40 вход 29 сброса признака, вход 30 чтения по признаку, первый выход 31, второй выход 32, счетчик 33 °

Регистр сдвига 24 содержит формирователь 34, триггер 35, регистр 36, 45 два элемента И 37 и 38, элемент 39 задержки, первый управляющий вход 40, вход 41 данных, два выхода 42 и 43, второй управляющий вход 44.

Счетчик 33 содержит формирователь

45, регистр 46, вход 47, вход 48 установки в нуль, выход 49.

Устройство стековой адресации работает следующим образом., Работа устройства стековой адресации при формировании адреса, поступающего через адресный выход устройства к стековому блоку памяти, управляется блоком стековых операций, который посылает в устройство стековой адресации .семь управляющих сигналов.

Шесть из них соответствуют типу выполняемой в стековой памяти операции— сигналы Чтение", "Запись", пПодкачка", Откачка", ."Чтение по признаку" и |Сброс признака", седьмой задает вариант исполнения первых двух операций - "Чтениеп или Чтение со смещением", Запись" или 1 Запись со смещением". Смещение заключается в обращении относительно указателя верхней позиции, уменьшенного на заданное число позиций. ние по признаку" и Сброс признака поступают по управляющим входам устройства: чтения, записи, подкачки, откачки, смещения, чтения по признаку и сброса признака соответственно.

Выполнение операции "Чтение со смещением", Откачка и 1Подкачкап в предлагаемом устройстве совпадает с выполнением тех же операций в известном устройстве. При выполнении. операций пЗапись и Запись со смещениемп кроме управляющих сигналов в устройство поступает по второму входу данных одноразрядный признак, которым метится каждое слово, записываемое в стек. Этот признак запоминается в блоке 10 поиска. При выполнении операции Чтение, которая сопровождается удалением считываемых данных из стека, осуществляется стирание признака считываемых данных. Операция "Считывание по признаку" заключается в поиске первого от вершины или дна стека элемента с заданным признаком, формировании номера позиции элемента, который записывается в регистр верхней позиции стека, и выполнении операции "Чтение", При этом одновременно с чтением элемента с заданным признаком осуществляется удаление из стека всех элементов, записанных в стек после этого элемента. Операция "Сброс признака" заключается в поиске первого элемента с .заданным признаком и инвертировании этого признака.

Все действия по работе с признаком осуществляются блоком 10 поиска.

Первый элемент ИЛИ 11 используется для передачи сигнала "Чтение" либо с входа устройства, либо с выхода блоKB noHeK n H BblnoJIHeHHH операции

5 15134 Чтение по признаку". Второй элемент

ИЛИ 12 предназначен для записи в регистр верхней позиции стека нового значения с выхода блока 10 поиска или 5 с выхода данных блока 5 модификации.

Блок поиска работает следующим образом.

При наличии сигнала "Чтение (вход

26 блока 10) или "Запись" (вход 25 1ð блока .10) на входах. элемента ИЛИ 13 этот сигнал поступает через элемент

ИЛИ 14 на первый управляющий вход регистра 23, который управляет записью в регистр. Одновременно с входа 28 блока 10 через элементы И 17 и ИЛИ 15 на вход дешифратора адреса 22 подается значение верхней позиции стека.

Выход дешифратора 22 определяет разряд регистра 23, в который осуществля-Щ ется запись одноразрядного признака, поступающего по первому входу 27 данных. Отличие операций "Чтение" и "3aпись" заключается в значении признака. При операции "Запись" на вход 27 25 может поступать любое из двух значений признака, а при операции "Чтение" только значение, соответствующее отсутствию признака.

При наличии сигнала "Чтение по признаку" (вход 30 блока 10) он поступает через элемент ИЛИ 16 на первый управляющий вход регистра 24 сдвига, который управляет приемом информации с регистра 23 и началом сдвига, а также на вход установки в нуль счетчика 33.

Если в удаляемом при сдвиге разряде отсутствует искомый признак, то на первом выходе данных регистра 24 40 сдвига возникает сигнал, который поступает на вход счетчика 33 и на второй управляющий вход регистра 24 сдвига для выполнения очередного сдвига. Если в удаляемом разряде име- 45 ется искомый признак, то формируется сигнал на втором выходе данных регистра 24 сдвига, который управляет передачей кода со счетчика 33 через элементы И 19 и 21 на второй выход 32 5р блока 10 и формирует сигнал на первом выходе 31 блока 10. Код на выходе 32 используется для установки нового значения в регистре верхней позиции стека, а сигнал на выходе 31 сбрасывает.признаки в регистре 23 и используется для выполнения операции "Чтение" с новым значением верхней позиции стека.

47

При наличии сигнала "Сброс признака" (вход сброса 29 блока 10) вначале выполняются те же действия, что и по сигналу Чтение по признаку". Отличие состоит в том, что после того как обнаружен искомый признак, код со счетчика через элементы И 18 и 19 и элемент ИЛИ 15 поступает на вход дешифратора 22 адреса. Одновременно через элемент KIH 14 поступает сигнал на первый управляющий вход регистра 23, по которому осуществляется сброс признака путем записи "0" с входа 27.

Регистр 23 может быть реализован с использованием микросхемы К1500ТИ130, которая представляет собой три одноступенчатых D-триггера с установоч ными входами R u S и управлением.

Для реализации регистра 23 используется необходимое число микросхем

К1500ТМ130 (одна микросхема на три разряда регистра). Входы D всех триггеров подсоединяются к первому входу данных 27. Вход V i-го триггера соединяется с i-м выходом дешифратора 22 а входы MR и С отдельных микросхем подключаются соответственно к выходу элемента И 20 и выходу элемента ИЛИ 14.

Входы S и К отдельных триггеров и входы МБ микросхем не используются и подключаются к источнику логической

"1" для исключения их влияния на работу регистра. Выходы триггеров подключаются к информационным входам регистра 24.

Пример реализации регйстра сдвига приведен на фиг. 7. Для хранения и сдвига информации используется микросхема К1500ИР141, которая представляет собой 8-разрядный синхронный ре .истр. Работа этого регистра определяется состоянием входов S1 и S2 следующим образом: при S1--S2=0 состояние не изменяется;при S1=0,и S2=1 — сдвиг влево; при S1=1 и S2=0 — сдвиг вправо; при S1 =1 и S2=1 — прием информации по входам, Для задания необходимого режима работы этого регистра используются два IK-триггера (микросхема К531ТВ9) и 0-триггер (микросхема K1500TM131) . Два IK-триггера образуют формирователь, который выдает "1" с длительностью, равной периоду тактовых импульсов (ТИ) при появлении "1" на выходе элемента ИЛИ 16.

Этот сигнал поступает на вход S1 регистра, а его инверсное значение устанавливает в "1" Р-триггер, который определяет состояние входа S2. Кроме

1513447 этого, имеются два элемента И 37 и

38 и элемент ШП1, который выполняет функции элемента 39 задержки. Элемент

ИЛИ обеспечивает необходимую задержку для приема информации и начала

5 сдвига. Элемент И 37 обеспечивает выи гг гачу 1 в режиме сдвига при отсутстии на выходе искомого признака (предолагается, что признаку соответст11 11 ует 1 ) . Элемент И 3 8 обеспечивает

t1 t1

ыдачу 1 после появления признака а выходе г 8 и до конца действия сигала на выходе элемента ИЛИ 16.

Регистр сдвига 24 работает следую- 15 образом. При появлении "1" на выоде элемента ИЛИ 16 и по концу очеедного тактового импульса на выходе первого IK-триггера появляется "1", которая поступает на вход 81 регистра 20 двига. Одновременно "Îtt с выхода Q ого же триггера устанавливает в "1"

-триггер, выход которого подключен входу $2 регистра сдвига. Это обесг ечивает переход регистра в режим при-25

1 ма информации, которая принимается о заднему фронту тактового импульса. тим же фронтом изменяется состояние первого IK-триггера, что обеспечивает 0" на выходе S1 при "1" на входе S2

30 переход регистра в режим сдвига. ри приеме информации в разряд D8 регг истра записывается "0", что обеспе ивает один сдвиг информации в регистре. Сдвиг информации осуществляется г1о заднему фронту тактовых импульсов, 35 г1ока на выходе Q8 не появится "1".

1этом случае на выходе элемента И 37 роисходит переход из "1" в "0", что

ызывает установку в "0" D-триггера г о входу С. В результате регистр переходит в режим хранения. При этом

На выходе элемента И 38 появляется

ti

1, которая держится до конца сигнала на выходе элемента ИЛИ 16.

Счетчик 33 может быть реализован на ИС К1500ТМ131 (фиг. 8), Указанный счетчик имеет счетный вход, вход управления счетом, входы установки в

"0" и "1" и осуществляет счет импульсов на счетном входе при наличии "1"

На входе управления счетом. Дпя достижения поставленной цели счетный вход

Подключается к источнику тактовых импульсов, вход управления счетом - к первому выходу данных регистра 24 сдвига, а вход установки в Оп к выходу формирователя 45, вход которого связан с выходом элемента ИЛИ 16. Формирователь импульса 45 построен на двух IK-триггерах по известной схеме.

Работа регистра сдвига 24 и счетчика 33. в предположении, что на регистре 23 записан код "010..." (т.е ° искомый признак ьаходится во второй позиции), показана на фиг. 9.

Запись в регистр 23 осуществляется по заднему фронту сигнала на выходе элемента ИЛИ 14. Для этого длительность сигнала на входах 25 и 26 ("Заtr u tt пись и Чтение ) должна быть не меньше задержки прохождения сигнала по элементам ИЛИ 13 и 15, элементу И 17 и дешифратору 22. Длительность сигнала "Сброс признака должна обеспечивать максимально возможный сдвиг и изменение значения признака на регистре 24.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает поиск информации в стеке по признаку без обращения к стековой памяти. В результате отпадает необходимость в последовательном чтении данных из стека и анализ их признака.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я устроиство стековои адресации по авт. св. Р 783793, о т п и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти, в него введены блок поиска и два элемента ИЛИ, причем связь входа чтения устройства с входами блоков формирования номера позиции и модификации позиции стека выполнена через первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом чтения блока поиска, первый выход которого соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, связь выхода данных блока модификации позиции стека с входом данных регистра указателя верхней позиции стека выполнена через второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом данных регистра указателя верхней позиции стека, другой вход элемента ИЛИ гсоединен с вторым выходом блока поиска первый и второй входы данных бпоЭ ка поиска соединены соответственно с вторым входом данных устройства и выходом регистра указателя верхней позиции стека, входы записи, чтения по признаку и сброса признака блока поиска соединены cooTBpTcTBpHHQ c входами записи, чтения га признаку и сброса признака устройства.

1 >) 3447

1513447 фоа4 бтра рпрпирпбанин о нстра пкииии б

bnu пписка 1д пресный сутааср t длорой угу коррекции У блею поиска 10

Запись д регистр 2 бтк рсриирюбания непера пвзиции б

Иуесныи сутаптр Ф

Вларой угу кщрещии У

Фиг, Ю

1513447

1513447

Реыстр сна-Ю

ТИ

/(!У,Ю

Составитель А.Иванов

ТехРед Л.Олийнык К РРектоР O.Кравдова

Редактор Л.Зайцева

Заказ 6080/48

Тираж ббВ

П, длисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", rl Ужгород, ул. Гагарина, 101