Устройство управления процессором

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< «798837

К АВТОРСКОМУ СВН ЕТЕЛЬСТВУ (6f ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 21. 03. 79 (21) 2739027/18-24 с присоединением заявки ¹ (51)М, Кл.з

G F 9/36

g р " f /ÇÐ

Государственный комнтег

СССР

Ао делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 2301.81. Бюллетень № 3 (Я) УДК 681.325 (088. 8) Дата опубликования описания 260181

/ у,:, 7 (72) Авторы изобретения

С.М.Завьялова,.В-А.Кислинский и А.Ю.Шишкин (71) Заявитель

«

Ч (54« УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОРОМ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в центральных процессорах высокопроизводительных ЦВМ.

Известно устройство, содержащее ассоциативное ЗУ, запоминающее адреса команд, приводящих к передачам управления во время проработки предыдущих участков программы, а также обычное ЭУ, в котором содержатся адреса команд, на которые передается управление (1J .

Недоста=ох устройства — большое количество оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее буферные регистры команд, коммутатор распаковки, коммутатор адреса, коммутатор добавок, сумматор, регистр (2J .

Недостаток устройства — обращение к памяти за новой последовательностью команд, производящееся после исполнения команды перехода, и процессо9 2 каждый раз простаивается до прихода командной информации.

Цель изобретения — повышение быст родействия за счет обеспечения предварительного обнаружения команд пе З0

l рехода и вызова новой последовательности команд.

Поставленная цель достигается, тем, что в устройство управления процессором, содержащее группу буферных регистров команд, информационные входы которых соединены с входом команд устройства, первые разрядные выходы буферных регистров группы соединены с группой информационных входов коммутатора распаковки, выкод которого является выходом команд устройства, управляющий вход коммутатора распаковки соединен с выходом регистра и адресным выходом устрс«йства, информационный вход регистра соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с. выходом коммутатора адреса команды, второй вход сумматора соединен с выходом коммутатора добавок, адресный вход коммутатора адреса команды является адресным входом устройства, информационные входы коммутатора адреса команды соединены с выходом регистра, вход длины команды и нулевой информации коммутатора добавок соединены, соответственно,с входами длины команды и

798837 логического нуля устройства, вход запуска которого соединен с входами запуска коммутаторов добавок и адреса команды, введены регистр пакета команд, счетчик команд пакета, деФратор команд пакета ко "утатор 5 адреса перехода, дополнительный коммутатор распаковки, дешифратор вто". рой команды, первый и второй дополнительные сумматоры, причем информационный вход регистра пакета ко- О манд соединен с входом команд уст" ройства, выход длины команды регистра пакета команд соединен с информационным входом счетчика команд пакета, вход запуска которого соединен с входом номера слова устройства, выход счетчика команд пакета соединен с первым входом дешифратора команд пакета, второй вход которого соединен с входом кода операций регистра пакета команд, адресный выход 29 которого соединен с информационным входом коммутатора адреса перехода, управляющий вход которого соединен с выходом дешифратора команд пакета, выход коммутатоРа адреса перехода 5 соединен с выходом адреса и типа перехода устройства, группа информационных входов дополнительного коммутатора Распаковки соединена со вторыми разрядными выходами буферных регистров команды группы, управляющий вход дополнительного коммутатора распаковки соединен с выходом первого дополнительного сумматора, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с адресным выходом и входом длины команды устРойства, выход дополнительного коммутатора распаковки соединен с входом дешифратора второй команды, первый и второй выходы которого соеди- 40 нены, соответственно, с управляющими входами коммутаторов добавок и адреса команды, третий выход дешифратора второй команды соединен с первым входом второго дополнительного сумматора, второй вход которого соединен с входом длины команды устройства, а выход второго дополнительного сумматора соединен с дополнительным информационным входом коммутатора добавок.

Введение регистра пакета команд, счетчика команд пакета дешифратора команд .пакета, коммутатора адреса перехода позволяет обеспечить вызов новой последовательности команд с опережением по отношению к исполнению команды переходов.

Введение дополнительного коммутатора распаковки, дешифратора вто- ф() .Рой команды, первого и второго дополнительного сумматора позволяет обнаруживать и выполнять команду перехода параллельно с расшифровкой пре дыдущей команды, что экономит вре.- д,мя на чтение и расшифровку команды перехода.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит буферные регистры. 1 команд, коммутатор 2 распаковки коммутатор 3 адреса команды, коммутатор 4 добавок, сумма.тор 5, регистр 6, регистр 7 пакета команд, счетчик 8 команд пакета, дешифратор 9 команд пакета, коммутатор 10 адреса перехода, дополнительный коммутатор 11 распаковки, дешифратор 12 второй команды, дополнительные сумматоры 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

Команды, подлежащие исполнению, поступают на выходы устройства через коммутатор 2 из регистров 1.управление коммутатором 2 осуществляется текущим адресом исполняемой команды (номером ее первого слова), хранящимся в регистре 6.

При начальном запуске программы сигнал со входов устройства управляет коммутаторами 3 и 4. На входы сумматора 5 поступает начальный адрес со входов устройства через коммутатор 3 и нулевая информация через коммутатор 4. С выходов сумматора 5 начальный адрес поступает в регистр 6. Возможность его дальнейшего изменения зависит .прежде всего от результата проверки того, изменяется ли текущая команда в регистрах 1. Для проверки текущий адрес выдается из регистра 6 на выходы устройства. В случае отсутствия команды организуется ее вызов из памяти.

После расшифровки текущей команды ее длина с выходов устройства через коммутатор 4 поступает на выходы сумматора 5, где складывается с адресом начального слова этой команды, поступающим на другие входы сумматора 5. Адрес команды, следующий эа текущей, сформированный на выходах сумматора 13, управляет коммутатором 11, который выделяет с выходов регистров 1 следующую команду и подает ее на дешифратор 12, распознающий команды перехода.

Если команда на входах дешифратора 12 не является командой перехода, то на выходы сумматора 5 поступает информация иэ регистра 6 и со входов устройства.

Если команда на входах дешифратора 12 является командой перехода, причем такой, по которой принимается решение продолжать вычисления по новой ветви, то на входы 5 поступает .нулевая информация через коммутатор

4 и информация со входов устройства через коммутатор 3.

Если команда на входах дешифратора 12 является командой перехода, .798837 причем такой, по которой принимается решение продолжать вычисления по старой ветви программы, то на входы сумматора 5 поступает информация из регистра б и сумматора 14. Сумматор

14 формирует на выходах сумму длины

1 текущей команды, поступающей со входов устройства, и длины следующей команды, поступающей с выходов дешифратора 12.

При наличии свободного регистра 1 в буфере команд в него, а также в ре- .® гистр 7 принимается сО вЖэдов уст" ройства очередной пакет команд.

Счетчик 8 содержит номер первого слона первой команды пакета, который при начальном запуске, а также изме- 15 нении порядка следования команд поступает н него со входов устройства.С выходов регистра 7 на входы счет-. чиков поступают кодовые группы длины команды из всех слов пакета. Счетчик 2Q

8 определяет номера первоначальных слов всех команд текущего пакета и первой команды очередного пакета, подготавливаясь, таким образом, к обработке следующего пакета. 25

На входы дешифратора 9 с выходов регистра 7 поступают группы разрядон содержащие код операции из каждого слова пакета. Дешифратор 9 при наличии кодовой группы операции перехода в каких-либо словах пакета сравнивает номера этих слов с номерами начальных слов команд пакета, поступающими со счетчика. Если какие-либо номера сонпали,это значит, что с данного слова начинается команда перехо-З5 да (предполагается,что код операции находится н первом слове команды).

Номер слова пакета, в котором обнаружена команда перехода (самая первая команда, если их н пакете нес- 40 колько) с выходов дешифратора.9 управляет коммутатором 10. Через коммутатор 10 на выходы устройства поступает информация об адресе и типе, содержащаяся н команде. 45

Если в данном пакете команд не обнаружено, по следующей временной метке при наличии свободных буферных регистров 1 н один из них и н регистр 7 принимается следующий пакет команд, обновляется содержание счетчика 8 и процесс повторяется. Если в данном пакете обнаружена команда перехода, организуется подкачка команд на основа/ нии информации, полученной с выходов устройства.

Устройство позволяет выполнять переход в программе без затраты времени, так как не требуется время íà 4Q ожидание новой последовательности команд. Производительность устройства тем больше, чем глубже совмещение операций данной 3ВМ и чем больше переходов среди выполняемых команд.у

Формула изобретения

Устройство управления процессором, содержащее группу буферных регистров команд, информационные нходы которых соединены с входом команд устройства, первые разрядные выходы буферных регистров группы соединены с группой информационных входон коммутатора распаковки, выход которого является выходом команд устройства, управляющий вход кбммутатора распаковки соединен

r.- âéÕ0äîì регистра и адресным выходом устройства, информационный .вход регистра соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с ныходом коммутатора адреса команды, второй вход сумматора соединен с выходом коммутатора добавок, адресный вход коьыутатора адреса команды является адресным входом устройства, информационные входы коммутатора адреса команды соединены с выходом регистра, вход длины команды и нулевой информации коммутатора добавок соединены, соответственно, с входами длины команды и логического нуля устройства, вход запуска которого соединен с входами запуска коммутаторов добавок и адреса команды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, н него введены регистр пакета команд, счетчик команд пакета, дешифратор команд пакета, коммутатор адреса перехода, дополнительный коммутатор распаковки, дешифратор второй команды, первый и второй дополнительные сумматоры, причем информационный

\ вход регистра пакета команд соединен с входом команд устройства, выход длины команды регистра пакета команд соединен с информационным входом счетчика команд пакета, вход запуска которого соединен с входом номера слова устройства, выход счет. — . чика команд пакета соединен с первым входом дешифратора команд пакета, второй вход которого соединен с входом кода операций регистра пакета команд, адресный выход которого соединен с информационным входом коммутатора адреса перехода, управляющий вход которого соединен с выходом дешифратора команд пакета, выход коммутатора адреса перехода соединен с выходом адреса и типа перехода устройства, группа информационных входон дополнИтельного коммутатора распаковки соединена с вторыми разряд-. ными выходами буферных регистров команды группы, управляющий вход дополнительного коммутатора распаковки соединен с выходом первого дополнительного сумматора, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с адресным выходом и входом длины команды устройства, выход дополнительного коммутатора

798837

Составитель Г.Пономарева

Редактор В.Еремеева Техред.Ж.Кастелевич Корректор И.Муска

Заказ 0056 67 Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент, r.Óæãoðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4 распаковки соединен с входом дешифратора второй команды, первый и второй выходы которого соединенй, соответственно, с управлявшими входами коммутаторов добавок и адреса команды, третий выход дешифратора второй команды соединен с первым входом второго дополнительного сумматора, второй вход которого соединен с входом длины команды устройства, а выход второго дополнительного сумматора соединен с дополнительным информационйым входом коммутатора добавок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.R.Ю.366ett „ты vv-s inservc ion

Р< РЮ П6" COrriVu er Т., 49r5, V. O И 4

2. ЭВМ EC-1050. Под.ред.

A.М.Ларионова, М., "Статистика", 1976 (прототип) .