Устройство для формирования адресов

 

(72) Авторы изобретения

Л. М. Сергийчук и Б. П. Осидач (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АДРЕСОВ

Устройство относится к вычислитель ной технике и может быть использовано в IIBN для формирования адресов.

Известны устройства для формирования адресов, содержашие сумматор, регистр

5 индексный, регистр базиса команд (1).

Наиболее близким к изобретению является устройство для формирования адресов, содержащее блок управления, группа входов которого является первой группой входов устройства, группу индексных регистров, первые входы которых соединены с группой входов блока управления, вто-, рые входы группы индексных регистров подсоединены к первой группе выходов блока управления, а третьи входы группы индексных регистров подключены ко второй группе выходов блока управления, регистр приема кодов, группа входов которого соответственно подключена к третьей груп- 2О пе выходов блока управления, первый вход регистра приема кодов является вторым входом устройства, второй вход подключен к выходу сумматора адреса, первый вход которого подключен к первому выходу регистра приема кодов, блок определения адреса обмена, группа входов которого является третьим входом устройства, а выходвыходом устройства. Индексные регистры предназначены для хранения базиса команд, являющегося физическим адресом первой команды обрабатываемого сегмента программы, базиса операндов, начального физического адреса констант, числа циклов, величины (Бк-Ам ), где Бк - базис команд; Ам - математический адрес первой команды участка программы, вводимого в оперативную память. Перед началом работы устройства из фиксированных адресов оперативной памяти в индексные регистры последовательно заносится соответствуюшая информация. При этом блок определения адреса обмена в соответствии с номером запрашиваемого канала формирует ад рес обрашения к памяти. Этот адрес поступает на выход устройства. Одновременно микропрограммный блок управления выдает сигнал на подготовку соответствую732872 шего индексного регистра к приему кода.

Содержимое фиксированной ячейки памяти, адрес которой сформирован, поступает на вход устройства и фиксируется в регистре приема кода и регистре регенерации, По сигналу из микропрограммного блока управления происходит считывание кода из регистра регенерации и запись этого кода в подготовленный индексный регистр.

Аналогичным образом, но по другим адре- 10 сам, происходит заполнение остальных индексных регистров. После заполнения последнего индексного регистра выдается сигнал окончания обмена и начинается работа системы по выполнению программы.

Из центрального управления в устройство на первый вход индексного регистра базиса команд приходит сигнал считывания.

Считанный код запоминается в регион ре выдачи кода и поступает на первый вход сумматора адреса. Этот вход определяет работу сумматора с прибавлением. единицы. Результат сложения, т.е. физический адрес, поступает на выход устрой25 ства, По нему происходит обращение к памяти. Кроме того, результат из выхода, предварительно усиленный, поступает на вход устройства и фиксируется в регистре регенерации и регистре приема кода.

По сигналам из микропрограммного блока управления происходит считывание информации из регистра регенерации и запись ее по второму входу в подготовленный индексный регистр (в данном случае подго35 товлен индексный регистр базиса команд), Подготовка к записи того или иного индексного регистра определяется и выполняется центральным управлением. Таким образом, индексный регистр базиса команд

40 подготовлен к следующему обращению.

Устройство работает аналогично при опросе индексного регистра начального физического адреса констант, т.е. в режиме формирования адреса констант. При обра45 шенин к индексному регистру, содержащему величину (Бк-Ам,1), т,е. при формировании адреса условного и безусловного переходов (УП и БП), содержимое его записывается в регистр выдачи кода и

50 попадает на второй вход сумматора адреса. Этот вход определяет режим сложения принятого кода с содержимым регистра и риема кода, в котором зап исаи ма тема тический адрес БП или УП, полученный из памяти во время считывания команды. Результат сложения, т.е, физический адрес, выдается на выход устройства и по нему происходит обращение к памяти.

Аналогична работа устройства в режиме считывания индексного регистра базиса операндов, Поскольку индексные регистры величины (Бк A «) и базиса операндов выполнены с регенерацией, то в них всегда хранится значение, которое . вводится туда при переходе на новый канал, а формируется перед вводом в оперативную память очередного массива обрабатываемых программ из внешней памяти.

При организации циклов до начала циклической работы производится считывание индексного регистра числа. циклов, в кото рый предварительной командой записан код числа циклов, и запись этого кода в регистр выдачи кода,- откуда код поступает на третий вход сумматора адреса. Этот вход определяет режим работы сумматора с вычитанием единицы. После каждого вычитания едйницы микропрограммный блок управления контролирует окончание цикла и выдает в центральное управление сигналы "Е1икл закончен" либо цикл не закончен". Восстановление содержимого индексного регистра числа циклов происходит так же, как и при восстановлении индексных регистров при формировании адресов констант и команд. Г1ри переходе с работающего канала на запрашиваемый блок определения адреса обмена формирует адрес, по которому производится запись содержимого индексного регистра, и выдает его на выход устройства. Одновременно происходит считывание содержимого одного из индексных регис — ðîâ и запись в регистр выдачи коде. Микропрограммный блок управления формирует сигнал на считывание регистра выдачи кода, содержимое которого попадает на выход устройства и заносится в память по указанному ранее адресу. В рассматриваемом режиме работа сумматора адреса производится, но результаты на выход не выдаются, Далее аналогичным образом, но по другим адресам, переписывают содержимое остальных индексных регистров.

К огда в памяти зафикс иру ется соде рж имое последнего индексного регистра, начинается заполнение индексных регистров и работа системы по новому каналу, как описано выше j2).

Недостатком указанного устройства являются большие аппаратурные затраты на реализацию приема, выдачи и регенерации кода.

Ц ель изобретен ия - с окра шен и" апп а ратурных затоят устройства.

Поставленная цель достигается тем, что выходы индексных регистров подключены ко второму входу сумматора адреса, а четвертые входы - к первому выходу регистра приема кодов, второй выход которого подключен к выходу устройства.

Таким образом, прием, выдачу и регенерацию кода выполняет один регистр приема кода.

На чертеже представлена схема предла.10 гаемого устройства.

Схема содержит индексный арифметический блок 1 и схему 2 управления. Индексный арифметический блок 1 состоит из рабочих индексных регистров 3-7, регистра 8 приема кода и сумматора 9 адреса. В состав схемы 2 управления входят блок 10 определения адреса обмена и блок 11 управления. Индексные регистры 3-7 и блок 11 управления соединены с центральным управлением системы шинами режима, подключенными к первому входу 12 устройства. Кроме того, блок 1 связан со вторым входом 13 устройства посредством регистра 8 приема кода. Сум25 матор 9 адреса соединен вторым входом с выходами индексных регистров 3-7 шинами 14 и выходами с регистром 8 приема кода шинами 15. Регистр 8 приема зо кода первым выходом посредством шин 16 соединен со вторым входом сумматора 9 и вторыми входами индексных регистров

3-7, а вторым выходом соединен шинами

1.7 с магистралью выдачи кода, подключенной к выходу 18 устройства. К магист35 рели выдачи кода шинами 19 подключен также блок 10 определения адреса обмена.

Блок 10 связан с центральным управлением, определяющим номер работающего

40 канала, шинеми переключения каналов, соединенными с третьим входом 20 устройства. Блок 11 управления связан с центральным управлением шинами режима (первый вход 12 устройства), с регистром 8

45 приема кода третьей группой шин 21, с цепями считывания индексных регистров

3-7 второй группой шин 22 и с цепями записи индкесных регистров 3-7 первой группой шин 23.

Каждая программа располагается в оперативной памяти системы в ячейках, следующих одна за другой, т,е. последовательно, Для того, чтобы начать обработ ку какой-то программы, необходимо иметь.

55 адрес первой команды программы. После выполнения первой команды к этому адресу нужно прибавить единицу для получения адреса второй коменды и т.д. Посколь732872 ку устройство длч формирования адресов работает в мульт йп рограмм ном реж им е, а программы пишутся в математических едресах, возникает необходимость различать, к какому каналу относится тот пли иной адрес. Под каналом понимается совокупность аппаратных и программных средств, предназначенных для обработки группы программ, обьединенных по некоторому общему признаку принадлежности иэ всего множества программ. Для установления принадлежности каналу вводится величина, которая называется базисом команд. Эте величина постоянна в данной системе для каждого канала и является физическим адресом первой команды вводимого сегмента

В индексном регистре 3 хранится значение базиса команды работающего в данный момент канала. Физический адрес команды условного и безусловного переходов формируется по правилу: АфБк AM<+

+Ам, где Аф — физический адрес УП или

БП; Бк — базис команд Ам — математический адрес первой команды участка программы, вводимого в память; Ам — математический адрес команды УП (БП}, Математический адрес УП и БП хранится в слове команды. Для хранения величины (Бк-Ам„) текущей программы предусмотрен индексный регистр 4. Для каждого канала в памяти отводится область для операндов. Они могут выбираться и заноситься туда в любом порядке. Чтобы сформировать физический адрес операнда необходимо иметь базис операндов и прибавлять к нему математический адрес операнда, который хранится в слове команды.

Для хранения базиса операндов предусмотрен индексный регистр 5. При выполнении программ часто приходится иметь дело с циклическими режимами работы. В устройстве для формирования адресов нужно иметь данные о числе циклов и по мере прохождения цикла вычитать из него единицу, сравнивая все время с нулем. Сигналы циклического режима работы поступают в центральное управление, где они анализируются, и затем либо цикл продолжается, либо кончается. Число циклов те- кущей программы хранится в индексном регистре 7, В памяти отводятся участки для массива исходных данных, массива результатов и массиве констант, Каждый из этих массивов располагается в памяти в последовательных ячейках, и обращение

r. ним происходит тоже последовательно.

Таким образом, необходимо иметь начяль732872

7 ный физический алрес такого массива и обращаться к нему с прибавпением единицы, т.е. в этом случае необходимо воспользоваться формулой формирования адресов команд. Начальный физический адрес констант хранится в индексном регистре 6. При получении сигнала прерывания необходимо запомнить текущее состояние регистров 3-7 по денному каналу и получить данные из оперативной памяти, to необходимые дпя формирования адресов по требуемому каналу. После этого можно начать работу по новому каналу. Адрес, по которому необходимо произвести обмен, опредепяется блоком 11. Перед началом работы, согласно номеру выбранного канапа, определяемого схемой 2, по фиксированным адресам, указанным блоком 11, последовательно в регистры 3-7 заносится соответственно: базис команд, явпяюшийся физическим адресом первой команды обрабатываемого сегмента; величина (Бк-А.м4 ); базис операндов; нечепьные физические адреса массива исходных данных, 25 массива резупьтвтов и массиве констант; число циклов. При пуске системы в работу центральное управление формирует сигнвп считывания индексного регистра 3, проходящий по входу 15. Код, записанный

30 в регистре 3, поступает на вход 14 сумматора 9 адреса, Сумматор 9 все время работает в режиме сложения чисел, поступающим по 14 и 16 шинам. Одновременно блок 11 управления по соответствующей шине 21 вь1дает сигнал присвоения регистзз ру 8 приема кода значения плюс единица., Эта единица поступает на вход 16 сумматора адресе. Результат сложения, т.е. физический адрес команды, по шине 15 по- 4„ ступает на вход регистра 8 приема кода и записывается в него сигналом от бпокв

11 управления. Хотя на выходе сумматора

9 код изменяется, но в регистр приема кода он не заносится. По сигналу из бпо45 ка 11 управления происходит выдача кода из регистра 8 в магистраль выдачи кода и далее на выход 18 устройстве. По этому адресу производится обращение к памяти, В это время блок 10 определения адso реса обмена результаты в магистраль выдачи коде не выдает. Сигналом, проходящим по соответствующей шине 23, адрес, увеличенный нв единицу, заносится в индексный регистр 3. Таким образом, регистр 3 подготовлен к следующему обращению.

Устройство работает енапогично при. опросе регистра 6, т.е. при формировании

8 адреса констант. При обращении к индексному регистру 4, т.е. при формировании адреса БП и УП, содержимое его попадает на вход 14 сумматора 9 адреса и складывается с содержимым регистра 8, в котором записан к этому моменту математический адрес БП ипи УП, полученный из оперативной памяти по входу 13 устройства во время считывания команды.

Результат сложения, т.е, физический адрес, через регистр 8 выдается не выход 18 устройства и по нему происходит обращение к памяти. В регистре 4 сохраняется значение, которое вводится туда при переходе на новый канал, а форМируется перед вводом в оперативную память очередного массива обрабатываемых программ из внешней памяти.

Работа устройства в режиме формирования операндов анапогичне рассмотренному выше режиму формирования адресов усповного и безусловного переходов. Отличие состоит пишь.в том, что осуществляется считывание регистра 5. При оргенизации циклов по начала циклической работы в регистр 8 приема кода сигналом от блока 1 l управления заносится значение1 и производится обращение к индексному регистру 7, в который предварительной командой записано число циклов. От значения регистра 7 вычитается единица и результат заносится не регистр 8. Поспе каждого вычитания единицы схема 2 управления контропирует окончание цикпа и выдает в центральное управление сигналы "1Ликп закончен" ипи "Ilmst не закончен". Восстановление регистра 7 происходит так же, как и при восстеновпении индексных регистров 3 и 6 в режимах формирования адресов команд и констант.

При переходе .с работающего канала на запрашиваемый схема 2 управления формирует адрес, по которому производится запись содержимого индексного регистра, и выдает его в магистраль выдачи кода (выход 18 устройства). Запись содержимого регистра 3-7 в память и запопне.ние их по новому каналу из памяти производится последовательно, начиная с индексного регистра 3. Поэтому одновременно с выдачей адреса блок 11 упревпения выдеет сигнал обнуления регистра 8 и по соответствующей шине 22 сигнал считывания регистра 3. Поскольку регистр 8 приема кода обнупен, то результат сложения на сумматоре 9 адреса оказывается равным содержимому регистре 3. Резупьтет сложения по шинам 15 попадает не

732872 10 ставляет 14 единиц, а на предлагаемое р- устройство — 12 единиц. Таким образом, е построение предлагаемого устройства цозое воляет сократить аппаратурные затраты на 2 единицы, что составляет 147 аппаратурных затрат известного.

9 вход регистра 8 приема кода и заносит ся. После этого блок 11 управления фо мирует сигнал по соответствуюшей шин

21 на считывание регистра 8, содержим которого выдается в магистраль выдачи кода, откуда попадает в фиксированную ячейку памяти по указанному ранее адресу. Далее аналогичным образом, но по другим адресам, переписывают содержимое регистров 4-7 в память. Когда в па- 0 мяти зафиксируется содержимое последнего индексного регистра 7, с помощью схемы 2 начинается запись содержимого запраш иваемого канала из фиксированных ячеек памяти в регистры 3-7. При этом блок 10 определе- 15 ния адреса обмена в соответствии с номером запрашиваемого канала, который подается по входу 20, формирует адрес обрашения к памяти. Этот адрес поступает в магистраль выдачи кода. Содержимое 20 фиксированной ячейки памяти, адрес которой сформирован, поступает на вход 13 устройства и сигналом от блока 11 управления записывается в регистр 8 приема кода, Сигналом по соответствующей шине

23 содержимое регистра 8 заносится в индексный регистр. В данном случае запись осуществляется в регистр 3. Аналогичным образом, но по другим адресам, осушествляется заполнение регистров 4-7. 30

После заполнения индексного регистра 7 схема 2 управления выдает сигнал окончания обмена информацией между сигналами и начинается работа системы по новому каналу.

В устройстве для формирования адресов аппаратурные затраты на построение, zq индексного регистра, регистра приема кода или блока определения адреса обмена

40 можно считать примерно одинаковыми, затраты на построение сумматора адреса. вдвое, а блока управления втрое больше, чем затраты на любой регистр устройства.

Примем аппаратурные затраты на построе45 ние регистра за единицу. Тогда затраты на построение известного устройства соФормула изобретения

Устройство для формирования адресов, содержащее блок управления, группа входов которого является первой группой входов устройства, группу индексных регион» ров, первые входы которых соединены с группой входов блока управления, вторые входы группы индексных регистров подсоединены к первой группе выходов блока управления, а третьи входы группы индексных регистров подключены ко второй группе выходов блока управления, регистр при ема кодов, группа входов которого. соответственно подключена к третьей группе выходов блока управления, первый вход регистра приема кодов является вторым входом устройства, второй вход подключен к выходу сумматора адреса, первый вход которого подключен к первому выходу регистра приема кодов, блок определения адреса обмена, группа входов которого яв ляется третьим входом устройства, а выход — выходом устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения ацпаратурных затрат, выходы индекс ных регистров подключены ко второму входу сумматора адреса, а четвертые входы — к первому выходу регистра приема кодов, второй выход которого подключен к выходу устройства.

Источники информац ии, принятые во внимание при экспертизе

1, Малиновский Б. Н. и др. Справочник по цифровой вычислительной технике.

Техника, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

hh 438014, кл. G 06 F 9/19, 1971 (прототип) .

732872

Г !

1

I .l

I

1 !

I

I:

I

1

l

t !

Составитель А. Баранов

Редактор C.. Дцжова Техред И. Асталош Корректор В, Бутяга

За каэ 1554/10 Тираж 751 Подп исное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 415

Филиал ППП «Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4