Конвейерное вычислительное устройство

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для генерации адресов о бъектов по заданным базе и шагу. Целью изобретения является повьшение быстродействия устройства. Это достигается тем, что конвейерное вычислительное устройство, содержащее регистры , блоки суммирования, содержит коммутатор, счетчик, схему сравнения, триггер, два элемента И, два элемента ИЛИ и два элемента запр ета с соответ ствующими связями. 2 ил. § W с ю со 4ib сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 F 7/38 (21) 3714118/24-24 (22) 26.03.84 . (46) 23,02,86, Бкл, М - 7 (72) В, И. Азаров (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1067499, кл. G 06 F 7/50, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 849205, кл. G 06 F 7/38, 1979,,.SU„„12134 (54) КОНВЕЙЕРНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть . использовано для генерации адресов объектов по заданным базе и шагу. целью изобретения является повышение быстродействия устройсФва. Это достигается тем, что конвейерное вычислительное устройство, содержащее регистры, блоки суммирования, содержит коммутатор, счетчик, схему сравнения, триггер, два элемента И, два элемента

HJIH и два элемента запрета с соответ= ствующими связями. 2 ил.

O е

Изобретение относится к вычисли-. тельной технике и может быть использовано для вычисления функции Аj =

= Б + (i-1)А, i = 1,.Н, при заданных

Б, 3 и N в частности для генерации 5 адресов объектов, регулярно расположенных в памяти, по заданной базе (адресу первого объекта) и mary, с которым следует объекты в памяти.

Цель изобретения — повышение быстродействия, На фиг. 1 представлена схема конвейерного вычислительного устройства; на фиг, 2 — временная диаграмма работы, 15

Конвейерное вычислительное устрой ство содержит информационные входы

1-3 устройства, вход 4 пуска устрой ства,, входные регистры 5 и 6, счетчик

7, элементы ИЛИ 8 и 9, элементы 10 и 20

11 запрета, схему 12 сравнения, эле мент ИЛИ 13 триггер 14 состояния, выход 15 сигнала достоверности устрой ства, вход 16 обнуления устройства, коммутатор 17, элемент И 18 блоки

19 сумь|ирования, выход 20 устройства, вход 21 синхронизации устройства, элемент И 22, первый 23 и второй 24 регистры, третий регистр 25 сумматора

26, выходы сумм 27 и переносов 28 ЗО сумматоров 26.

Блок 19 суммирования содержит сумматор 29, регистр 30 суммы, регистр

31 переносов, триггер 32.

Конвейерное вычислительное устрой — 35 ство работает следующим образом, После подачи импульса на вход 16 обнуления, он, пройдя через элемент, ИЛИ .8, установит триггер 14 состояния в единичное .состояние, со- 4О держимое счетчика 7, через соответствующий его вход, установит в нуль, далее содержимое счетчика 7 остается неизменным, так как выход элемента 11 запрета подцерживается в нуле нуле- 45 вым значением инверсного выхода триг-. гера 14, на управляющий вход коммутатора 17 через элемент ИЛИ 9 подается единица с прямого выхода триггера 14 так, что информация с входа 3 устрой- 5О ства. поступает на выход коммутатора

17, а следовательно на вход второго регистра 24, С приходом команды на первый 1, второй 2 и третий 3.,входы устройства, соответственно б, N и Б на четвертом входе 4 появится единица

Ч 1 и ближайший синхроимпульс, пришедший на вход 21 синхронизации

2 устройства, пройдя через элементы И

22 и ИЛИ 13 на выход, запишет 6 содержащееся в команде и находящееся на входе 1 устройства, иа первый входной регистр 5 устройства, N содержащееся в команде и находящееся на входе 2 устройства, на второй входной регистр 6 устройства, запишет в счетчик 7,. через его соответствующий вход, единицу, установит триггер

14 в нуль, пройдет на вход обнуления первого 23 и третьего 25 регистров этот же синхроимпульс и запишет во второй регистр 24 базу Б. После чего на управляющем входе коммутатора 17нуль и во второй регистр 24 записываются групповые суммы с выходов сумматоров 26. На счетный вход счет-., чика 7 элементом 11 будут пропускать ся синхроимпульсы с входа 21 синхронизации устройства, так как на выхо-. де схемы 12 сравнения - нуль, а на инверсном выходе триггера 14 — единица. Далее устройетво работает в режиме отработки команды. После прихода очередного синхроимпульса по входу 21 синхронизации на первый регистр 23, второй регистр 24 и третий регистр 25 запишется информация, Каждый иэ сумматоров 26 выработает за промежуток времени до появления сле— дующего синхроимпульса результат, суммы слагаемых, поступающих на его вход, причем на вход сумматора 26 группы поступает часть первого слагаемого, часть второго слагаемого и часть содержимого третьего регистра, принадлежащих к той же группе, что и сумматор, Выходы суммы и переносов сумматоров 26 поступают соответственно на входы второго 24 и третьего

25 регистров. Таким образом происходит накопление результата в данных регистрах.. Число А; в виде частичных сумм и групповых переносов подается также на вход первого блока 19 суммирования, который, распространив младший из групповых переносов на одну группу разрядов, точнее просуммировав младший из групповых переносов с соответствующей частью числа, находящегося на регистре 30 суммы, передаст результат со следующим синхроимпульсом на следующий блок

19 и т,д. Через (К-1) синхроимпульс после появления А; в соответствующем виде на входе первого блока 19 на выходе 20 устройства будет А;, са все1213475 ми распространенными групповыми переносами. Таким образом. через (К-1) такт после записи команды в устрой-. ство на его выходе появится А, далее каждый такт будет последовательно 5 появляться А у, Аэ,.,. „A„. После прохождения N-го синхроимпульса, начиная с синхроимпульса записи команды в устройство, содержимое счетчика 7 равно N и на выходе схемы 12 сравнения появляется единица, которая запрещает прохождение синхроимпульса через элемент 11 запрета на счетный вход счетчика 7 и которая проходит на один из входов элемента ИЛИ 13 через элемент ИЛИ 9 на управляющий вход коммутатора 17. Далее, если на входах 1-3 устройства находится очередная команда, т.е. на четвертом входе 4 устройства имеется единичный сигнал (Ч=1), то с приходом очередного синхроимпульса команда записывается в устрЬйство, если же очередной команды нет, т.е, V--0, то синхроимпульсы, пройдя через элемент 10 запрета и элемент ИЛИ 8, обнуляют счетчик 7 и триггер 14 состояния, после чего устройство переходит в режим ожидания следующей команды, в то вре мя как доработка предыдущей команды 30 продолжается, Блок 19 суммирования работает сле дующим образом.

Сумматор 29 за время до следуюшего синхроимпульса суммирует младший из переносов, находящихся в регистре 31 переносов, с соответствующей суммой, находящейся в регистре 30 суммы, и со значением триггера 32. Сумма и перекос с сумматора 29 поступают на выходы . 4p блока 19 суммирования. На выходы блока. 19 поступают также не участвующие в описанном суммировании разряды с регистра 30 суммы и регистра 3.1 переносов» 45

I формула изобретения ч

Конвейерное вычислительное устройство, содержащее два входных регист- 50 ра, три регистра, группу сумматоров и (К-1) блоков суммирования, где К— число групп, каждый из которых содержит регистры суммы и переносов, триггер и сумматор, причем первый и вто- 55 рой информационные входы устройства соединены с информационными входами первого и второго входных регистров, выход первого входного регистра соединен с информационным входом первого регистра, выходы сумм и переносов ./ сумматоров группы соединены соответственно с информационными входами регистров суммы и переносов первого блока суммирования, тактовые входы первого, второго и третьего регистров, тактовые входы регистра суммы, регистра переносов и триггера каждого из блоков суммирования соединены с входом синхронизации устройства, вьгходы групп разрядов первого регистра соединены с входами первого слага емого соответствующих сумматоров группы, входы второго слагаемого которых соединены с выходами соответствующих групп разрядов второго регистра, выход переноса сумматора i-го блока суммирования (i — 1-:K-2) сое-. динен с информационным входом триггера (i+1)-го блока суммирования, вы— ходы суммы переноса сумматора i-го блока суммирования соединены с инфор мационными входами разрядов (i+1)-Й группы регистра суммы (i+1)-ro блока суммирования, выходы суммы сумматора последнего блока суммирования являются выходами разрядов К-й группы результата устройства, причем в р-м блоке суммирования (Р=1-:К-1) выходы разрядов (Р+1)-й группы регистра суммы соединены с входами первого слагаемого сумматора, вход .- реноса которого соединен с выходом триггера1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия оно содержит коммутатор, счетчик, схему сравнения, триггер состояния, два элемента запрета, два элемента

И и три элемента ИЛИ, причем третий информационный вход устройства соединен с первой группой.информационных входов коммутатора, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами сумм сумматоров группы, выходы коммутатора соедине-. ны с информационными входами второго регистра, вьмоды переносов всех сумматоров группы, кроме старшего, соединены с информационными входами третьего регистра, выходы разрядов KQTo рого соединены с входами переносов соответствующих сумматоров группы, вход обнуления устройства соединен..с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера состояния и входом

1213475 сброса счетчика, установочный вход которого соединен с тактовыми входами первого и второго входных регистров, нулевым входом триггера состояния и входами обнуления первого и третьего регистров, единичный выход триггера состояния соединен с выходом отсут— ствия ошибки и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора второй вход первого элемента

КПИ соединен с выходом первого элемента запрета, первый информационный вход которого соединен с первым вхо дом первого элемента И, вторым входом второго элемента ИЛИ, управляющим входом второго элемента запрета и с выходом схемы сравнения, первая и вторая Группы входов которой соединены соответственно с выходом второго входного регистра и с выходами разрядов счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента запрета, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с нулевым выхо— дом триггера состояния и с вторым информационным входом первого элемента,запрета, который соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И и подключен к входу синхронизации устройства, вход пуска которого соединен с управляющим входом первого элемента запрета, третьим входом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с единичным выходом триггера состояния, нулевой вход

10 которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответ ствующих элементов И, выходы всех групп разрядов, кроме (i+1)-й, регист»

15 ра суммы i-ro блока суммирования соединены,с информационными входами соответствующих групп разрядов регистра суммы (i+1)-ro блока суммирования, выходы: групп разрядов с пер20 вой по (К-1) -ю регистра суммы последнего блока суммирования являются вы-..

Ю ходами соответствующих групп разря дов результата устройства, выходы регистра переносов, кроме младшего, 25 z-ro блока суммирования соединены с ° соответствующими информационными входами регистра переносов (i+1)-го блока суммирования, причем в блоке суммирования младший выход ре30 гистра переносов соединен с входом второго слагаемого сумматора.

l213475 бг бг б ь, и, $ - и, Ф

l;li 4г hg

1 У I и, и, и> у б и г г 3 е I г э и

Ю

Фиг /

ВНИИПИ Заказ 782/58 Тирам 673 Пг д щ ира

+laaf4a ППП "Па е@т" ° г Умг ород щ,П щфм щц

4, 4, 4", 4,". л, п, 4, 4 4, 4, 4, л, 4

4г/ 4s 4 4г h. 4г 4г 4i hs и, п, л, и, л

У я Я Э г s s