Устройство для обработки информации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»742942 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 210977 (21) 2529395/18 — 24 (53)М. Кл,2 с присоединением заявки №

G F 15/00

Государственный комитет

СС.С Р по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.06.80. Бюллетень ¹ 23 (53) УДК б81. 14 (088.8) Дата опубликования описания 250680 (72) Авторы изобретения

Л.A. Александрова, А.П. Королев, M.H. Лангбурд, A.Â. Осипов и С.Н. Федоров (71) Заявитель

54) yCTPOACTBO EPICS OBPABO

Изобретение относится к вычисли,тельной технике и может быть использовано в электронных цифровых вычислительных машинах (ЭЦВМ) при построении регистрового поля процессора.

Известно устройство для обработки информации, обладающее высокой скоростью параллельных пересылок информации между любыми словами регистровой памяти (11.

Однако устройство не позволяет пересылать информацию между любыми частями регистров :(байтами).

Известно также устройство для об- 15 работки информации, обеспечивающее ши- . рокие воэможности пересылок между регистрами и другими блоками процессора за счет специальной организации регистровой памяти, коммутирующего 20 оборудования и системы шин (2) .

Недостаток данного устройства— невысокая скорость обработки (пересылок) информации.

Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому является устройство, используемое в качестве регистрового поля процессора передачи данных и содержащее регистры операционного поля, выходы которых сое- 30 динены с первой группой входов коммутатора полуслов, выход которого соединен с первым выходом устройства, регистровую память,. коммутатор записи, выход которого соединен со входами регистров операционного поля, а первый и второй входы являющихся, соответственно, первым и вторым входами устройства„ коммутатор оперативной памяти, регистр команд, выход которого подключен ко второй группе входов коммутатора полуслов и третьему входу коммутатора записи, блок управления, первый вход которого является пятым входом устройства, а выходы — к управляющим входам регистра команд, коммутаторов записи, памяти, полуслов и регистров операционного поля (3).

Недостатками укаэанного устройства являются необходимость введения дополнительного накопителя для работы в автономном режиме (при отсутствии оперативных запоминающих устройств), невысокая скорость и ограниченные воэможности пересылок между регистрами операционного поля и регистровой памяти вследствие того, что данные пересылки выпол742942 няются через специальные промежутбчные регистры адреса памяти и слова.

Цель изобретения — повышение скорости обработки информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен коммутатор слов, первая группа входов которого соединена с первой группой входов егистра полуслов и выходами регистон операционного поля, вторая группа входов соединена с выходами регистров регистровой памяти, третий вход соединен с выходом регистра команд, четвертый вход соединен с выходом блока управления, а выход коммутатора является третьим выходом усфойства и соединен с четвертым входом коммутатора оперативной памяти И четвертым и пятым входом коммутатЬра записи, выход которого соединен с третьим входом коммутатора оперативной памяти, выход которого соединен со входами регистров регистровой памяти.

Кроме того, введен буфер полуслова, пеРвый вход которого соединен с выходой коммутатора полуслов, второй вход — с выходом блока управления, а выход подключен к шестому нходу коМмутатора записи. на чертеже представлена структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит регистры 1 операционного поля, объединенные в

m,ïoëycëîâ 2 и включающие оснонкые программно доступные (адресуемые непосредственно или по умолчанию коь андами (UBN) регистры процессора, такие, как регистр номера команды, регистр адреса памяти, индексные регистры, регистры косненных адресон, регистры управляющих триггеров и другие; регистровую память 3, объеди. ненную.н Р слон 4, предназначенную для хранения операндов и результатов и содержащую, в том числе, регистр обмена с оперативными запоминающими устройствами; коммутатор = полуслов, предназначенный для выборки любого полуслова из регистров операционного поля или буквального операнда из регистра команд в шину 6 полуслова коммутатор 7 слов, предназначенный для выборки любого слова иэ регистровой памяти, любого полуслова иэ региотрон операционного поля или буквального операнда из регистра команд в шину 8 слова, буфер 9 полуслЬМа, предназначенный для временкогЫ .хранения полуслова, выбранного в шину 6; коммутатор 10 записи, прЕдназкаченный для выборки правого или левого полуслова и слова, выбранного н шину 8, содержимого буфера 9 полуслова, буквального операкда иэ регистра команд, входных шик 11 или 12, по которым приходит информация от исполнительных блоков или внешних устройств ЭЦВМ соотнетственно в шину 13 записи; коммутатор 14 оперативных запоминающих устройств, предназначенный для выборки слона, выбранного н шину 8, полуслона, выбранного в шину 13 записи слова из входных шин 15 или 16, по которым приходит информация из центрального или местного оперативного запоми: †:ающего устройства соответственно н шину 17 записи регистровой памяти; регистр 18 команд, предназначенный для хранения команд, обрабатываемых процессором и выбираемых как иэ оперативных запоминающих устройств, так и из регистровой памяти,выход которого связан шиной 19 с устрой>5 стном управления процессора (на чертеже не показано); блок 2С управления, вход которого янляется пятым входом устройства и связан шиной

21 с устройством управления прсцес20 сора и предназначенный для управления всеми регистрами и коммутаторами устройства.

Минимальной единицей информации, обрабатываемой устройством, явля—

2 ется байт. Каждое полуслово 2 регистрон 1 операционного поля содержит

К байтов и каждое слово 4 регистровой памяти — 2 К байтов. Шины 8, 15, 16 и 17 имеют разрядность слова, а

З,1 шины 6,11,12 и 13 — полуслова. Все эти шины могут также нести группу байтов. Под группой байтов понимается произвольное количество (от одного до К) значимых байтов одного полуслова ва, прижатых к правой границе полуслоВ шину 6 выбирается группа байтов, поступающая на исполнительные блоки процессора, в оперативные запоминающие устройства или ка буфер 9. В ши40 ну 8 выбирается группа байтов, поступающая в регистры 1 или память З,слово, поступающее в оперативные запоминакнцие устройства, причем группа (полуслово) регистров 1, выбирается в правое полуслоно слова шины 8. Шина 13 поступает на все полуслова 2.

Если шины 11 и 12 содержат один байт, то он коммутируется во нсе байты шины 13. Шина 17 поступает ка нсе слоBct 4 причем Олуслово шины 13 ITGcтупает ка правое и на левое колуслоно слова шины 17. Блок 26 управления н зависимости от управляющих сигналов в шине 21 и адресов операндов, поступающих из регистра 18 команд, 5 может осуществлять запись н любую группу байтон регистров 1 или регистровой памяти 3, в любое слово регистровой памяти 3, н регистр 18 команд и буфер 9, и позволяет комму6() тиронать любой вход коммутаторов

8,7,1О и 14.

Устройство работает следующим образом.

В режиме работы с оперативными запоминающими устройствами команды

742942 выбираются на регистр 18 команд по

;аннам 15 или 16 через коммутатор 14 и шину 17. Данные из оперативных запоминающих устройств выбираются по тем же информационным путям, но приемником информации является регистр обмена, включенный в организацию регистровой памяти 3.

Для осуществления автономного режима работы устройства, необходимого. для отладочных и диагностических работ, происходит начальная загрузка команд в регистровую память 3, а также данных н регистры 1 и память

3 из внешних устройств по шине 12 через коммутаторы 10 и 14. В данном режиме команды выбираются через коммутатор 7 и в шину 8 и далее через коммутатор 14 на регистр 18 команд для последующего выполнения.

Для пересылок между словами 4 используется аналогичный механизм с той разницей, что приемник пересылаемой информации один иэ регистров памяти 3.

Для пересылок любой группы байтов последняя выбирается из регистров 1 или из памяти 3 через коммутатор 7 н шину 8 слова и далее через коммутатор 10 в шину 13 записи, причем в зависимости.от адресов источника и приемника информации в шину 13 вы- ЗО бирается правое или леное полуслова из слова, выбранного в шину 8. Ском-. мутированная в шину 13 группа байтов поступает на все полуслова 2 или через коммутатор 14 на все полуслова слов 4.

Пересылка группы байтов может осуществляться также через буфер полуслова 9, если группа — источник размещена в регистрах. В этом случае с О помощью коммутатора 5 н шину б выбирается любая группа из регистров,1, поступающая затем в буфер 9.

Далее содержимое буфера 9 через коммутаторы 10 и 14 записывается в любой регистр операционного поля 1 или регистровой памяти 3....

Наличие коммутаторв 5,7,10 и 14 позволяет осуществлять одновременную выборку двух операндов по шинам gg б и 8, одновременную запись результа:та по шине 11., что повышает скорость выполнения команд процессора.

Введение коммутатора слов и расши Рение функций коммутатора записи и коммутатора оперативных запоминающих. устройств позволяет по сравнению с известным вдвое сократить количество команд при пересылках между произвольными регистрами устройства,что вдвое повышает скорость обработки информации данным устройством.

Действительный выигрыш времени обработки информации зависит от характера программ, выполняемых процессором, а конкретно, от доли команд типа пересылок между регистрами н математическом обеспечении„ которая для разрабатываемого процессора составляет в среднем 10%.Кроме того, наличие общего коммутатора для выборки. как команд, так и данных из оперативных запоминающих устройств и регистровой памяти позволяет без дополнительного оборудования осуществить автономный режим работы.

Введение буфера полуслова позволяет осуществить временное хранение и последующее восстановление содержимого регистров операционного поля, не занимая программно-доступных регистрон.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки инфррмации, содержащее регистры операционного поля, выходы которых соединены с первой группой входов коммутатора полуслов, выход которого соединен с первым выходом устройства, регистровую память, коммутатор записи, выход которого соединен со входом регистров операционного поля, а первый и второй входы являются, соответственно, первым и вторым входами-устройства, коммутатор оперативной памяти, первый и второй входы которого являются, соответственно, третьим и четвертым входом устройства, регистр команд, ныход которого является вторым выходом устройства и подключен ко второй группе входов коммутатора полуслов и третьему входу коммутатора записи, выход регистра команд соединен с выходом коммутатора оперативной памяти, блок упранления, первый нхад которого является пятым входом устройства, второй вход подключен к выходу регистра коианд, а выходы соответственно, к управляющим входам регистров операдионного поля, коммутатора полуслов, регистровой памяти, коммутатора записи, коммутатора оперативной памяти, регистра команд, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью йовышения скорслгти обработки инфор мации,в устройство введен коммутатор слов, первая группа нходон которого соедчнена с первой группой входов регистра полуслов и выходами регистров операционного поля, вторая группа выходов первой группой входов регистра полуслов и выходами регистров операционного поля, вторая группа выходов соединена с выходами регистрон регистровой памяти, третий вход соединен с выходом регистра команд, четвертый вход соединен с выходом блока управления, а выход коммутатора является третьим выходом устройстна

742942

Заказ 3619/15 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и соединен с четвертым входом коммутатора оперативной памяти и четвертым и пятым входом коммутатора записи, выхОд которого соединен с третьим входом коммутатора оперативной памяти, выход которого соединен со входами регистров регистровой памяти.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения скорости обработки информации, в него введен буфер полуслова, первый вход которого соединен с .выходом коммутатора полуслов, второй вход — c выходом блока управления,,а выход подключен к шестому входу коммутатора записи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

В 481899, кл. G 06 F 15/00.

2. Патент COLA 9 3614741, кл. 340 172, 1973.

З.ВО l ough%. Qatci СОпчпОюссЖвмз

Росл.SS КеУЕ,гЕ,псе Володе тroN, 1054, 484, 7-71 (прототип).