Устройство для сдвига данных Советский патент 1985 года по МПК G06F7/38 

и выходом узла инвертирования, пер- дами элемента И, выход которого соевьй и второй управляющие входы которого соединены с первым и вторым вхо1140113динен с вторыми входами элементов

ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ группы.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СДВИГА ДАННЫХ, содержащее сдвигатель, дешифратор нуля, два шифратора и два коммутатора, причем информационный вход сдвигателя соединен с шиной данных, входы направления сдвига и типа сдвига устройства соединены соответственно с входами направления сдвига и типа сдвига сдвигателя, выход которого является выходом результата устройства, выход дешифратора нуля соединен с входом первого шифратора, первый выход которого соединен с шиной кода нормализации и первым информационным входом первого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с шиной кода сдвига устройства, вход величины сдвига сдвигателя соединен с выходом первого коммутатора, первьй управляющий вход которого соединен с шиной задания режима устройства, выход второго шифратора соединен с шиной кода нормализации устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обнаружения переполнения при арифметических сдвигах, оно содержит узел инвертирования и элемент сравнения, причем шина данных соединена с информационным входом узла инвертирования, выход которого соединен с входом дешифратора нуля и информационным входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом второго шифратора, выход которого соединен с первым информационным входом первого коммутатора и первым входом элемента сравнения, BTopoii вход которого соединен с вторым информационным входом первого коммутатора, второй управляющий вход которого соединен с входом типа нормализации устройства, выход признака переполнения которого соединен с выходом элемента сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом первого шифратора и управляющим входом второго коммутатора, первый и второй управляющие входы узла инвертирования соединены соответственно с шиной СО задания режима устройства и старшим разрядом шины данных устройства, второй выход первого шифратора является выходом признака нуля устройства. 2. Устройство по п.1, о т л и ч ау ю щ е е с я тем, что узел инвертирования содсрл ит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент И, причем первые входы и выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ t-ШИ группы являются соответственно информационным входом

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть примеHfeHo в высокопроизводительных системах обработки информации.

Известно устройство для сдвига данных, содержащее сдвигатель, информационный Bxoi которого соединен с шиной данных, а первый, второй и третий управляющие входы соединены с шинами соответственно направлений, типа и кода сдвига, выход сдвигателя соединен с шиной результата Cl3Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности. Так как оно не позволяет обнаруживать переполнение при осуществлении в нем левого арифметического сдвига данных и в нем не предусмотрены средства для быстрой нормализации чисел.

Известны устройства для нормализации, вьшолняющие нормализацию числа и формирующие код нормализации в течение одного такта работы устройства С21 и З.

Указанные устройства предназначены сугубо для нормализации чисел и не позволяют производить сдвиг информации . Кроме того, они не могут быть эффективно применены в высокопроизводительных ЭВМ общего назначения, располагающих быстродействующими сдвигателями из-за больших затрат оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для сдвига, содержащее сдвигатель, дешифратор нуля, два шифратора и два коммутатора, причем вход данных устройства соединен с информационным входом сдвигателя и входом дешифратора нуля, выход которого со- |единен с входом первого шифратора, выход которого соединен с шиной кода нормализации и первым информацион ным входом первогокоммутатора, второй информационный вход которого соединен с шиной кода сдвига устройства, вход режима которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, выход которого соединен с входом величины сдвига сдвигателя, входы направления сдвига и типа сдвига которого являются соответственно входами направления сдвига и типа сдвига устройства, выход сдвигателя соединен с информационным входо второго коммутатора, управляющий вход которого соединен с шиной кода нормализации и выходом второго шифратора, вход которого соединен с выходом старшей тетрады сдвигателя, выход которого и выход второго коммутатора является первым и вторым информацион ными выходами устройства 4 J.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности обнаружения переполнения при арифметическом сдвиге влево.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для сдвига данных путем обнаружения переполнения при арифметическом сдвиге. .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сдвига данных, содержащее сдвигатель, дешифратор нуля, два шифратора и два коммутатора, причем информационный вход сдвигателя соединен с шиной данных, входы направления сдвига и типа сдвига устройства соединены с входами направления сдвига и типа сдвига сдвигателя, выход которого является выходом результата устройства, выход дешифратора нуля соединбн с входом первого шифратора, первый выход которого соединен с пшной кода нормализации и первым информационньм входом первого коммутатора, второй информационный вход которого . coeдинjeн с шиной кода сдвига устройства, вход величины сдвига сдвигателя соединен с выходом первого коммутатора, первый управляющий вход кото.ого соединен с шиной задания режима. 31 устройства, выход второго шифратора соединен с шиной кода нормализации устройства, введены узел инвертирования и элемент сравнения, причем шина данных соединена с информационным входом узла инвертирования, выхо которого соединен с входом дешифрато ра нуля и информационным ьходом второго коммутатора, выход которого соединен с входом второго шифратора выход которого соединен с первым информационным входом первого коммутатора и первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с вторым информационным входом первого коммутатора, второй управляющий вход которого соединен с входом типа нормализации устройства, выход признака переполнения которого соеди нен с выходом элемента сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом первого шифратора и , управляюпщм входом второго коммутатора, первый и второй управляющие входы узла инвертирования соединены соответственно с шиной задания режима устройства и старшим разрядом шины данных, второй выхо, первого шифратора является выходом признака нуля устройства. Кроме того, поставленная цель достигается тем, что узел инвертирования содержит группу элементов ИСЙ1ЮЧАЩЕЕ ШШ и элемент И, причем первые входы и выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы являются соответственно информационным входом и выходом узла инвертирования, первый и второй управляющие входы которого соединены с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с вторьи«1И входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы. На фиг.1 приведена структурная схема устройства для сдвига данных; на фиг.2 - функциональная схема узла инвертирования; на фиг.З - функциональная схема первого коммутатора. Устройство для сдвига данных содержит сдвигатель 1, узел 2 инвертирования, дешифратор 3 нуля, первый шифратор 4, первьй коммутатор 5, вто рой шифратор 6, второй коммутатор 7 элемент 8 сравнения, вход 9 типа нор алиэации, шину 10 данных, шину 11 задания режима, шину 12 кода сдвига вход 13 направления сдвига, вход 14 типа сдвига, старший разряд 15 ши34ны данных, вьтход 16 признака нуля, шину 17 кода нормализации, выход 18 признака переполнения и выход 19 результата. Узел инвертирования содержит элементы ИСКЛЮЧАЮВЩЕ ИЛИ ,4и элемент И 21. Первьй коммутатор содержит элементы Й-ИЛИ 22. Сдвигатель 1 предназначен для быстрого выполнения арифметического или логического сдвига информации, поступающей по шине 10 данных уст- ройства. Как и в устройстве-прототипе он построен по однократному принципу . Узел 2 инвертирования осуществляет или транзитную передачу, информации с.шины 10, или ее инвертирование. Если на выходе элемента И 21 сформирован сигнал О, то информация с шины данных 10 передается через узел 2 транзитом, в противном случае она инвертируется. Дешифратор 3 нуля служит для побайтного анализа числа на ноль и может быть построен на восьмивходовых элементах ИЛИ. Первый шифратор 4 предназначен для формирования двоичного кода числа подряд идущих со стороны старших разрядов нулей в его входной информации. Фактически он указывает двоичньш код числа подряд идущих со стороны старших байтов нулевых байтов в информации, поступающей на вход устройства по шине данных. При нулевой информации на шине 10 данных формируется сигнал на втором выходе шифратора 4. Первый коммутатор 5 осуществляет передачу на управляющий вход сдвигателя 1 или информацию с шины 12 кода сдвига, или информацию с шины 17 кода нормализации. Сигнал 11, поступающий по шине 11 режима работы и равный 1, обеспечивает передачу на выход коммутатора 5 информации с шины 12 кода сдвига. Сигнал llj равный О обеспечивает передачу на выход коммутатора 5 информации с шины 17 кода нормализации, причем если на шине типа нормализации 9 присутствует сигнал 1, то на выход коммутатора 5 передается код двоих1ной нормализации, в противном случае на выход коммутатора 5 передается код шестнадцатиричной нормализации, умноженной на четьфе.

S114

Второй шифратор 6 аналогично пер вому шифратору 4 предназначен для формирования двоичного кода числа подряд идущих со стороны старших разрядов нулей в его входной инфорнации. Фактически он указывает двоичный код числа подряд идущих со стороны старших разрядов нулей в самом старшем ненулевом информации.

Второй коммутатор 7 осуществляет выборку самого старшего ненулевого байта из восьми байтов информации, сформированных на выходе узла 2 инвертирования и поступающих на его информационный вход. Он может быть построен на восьмивходовых мультиплексорах.

Элемент 8 сравнения предназначен для выработки признака переполнения при левом арифметическом сдвиге.

В элементе 8 происходит сравнение кодов нормализации и сдвига. Если код нормализации меньше кода сдвига или равен ему, то вырабатывается признак переполнения.

Устройство для сдвига данных работает .следующим образом.

Режим сдвига. В этом режиме по шине 10 данных Поступает в устройство информаци я, подлежащая сдвигу, а по шинам 12-14 - информация соответственно .о коде сдвига, направлении сдвига и типе сдвига. При этом на пгану It задания режима работы поступают два единичных сигнала 11 и 11 Первый сигнал 11 разрешает инвертирование в узле 2 информации, присутствующей на шине 10 данных, если только значение ее старшего разряда равно единице. Второй сигнал 11 разрешает передачу на третий управляющий вход сдвигателя 1 через коммутатор 5 информации с шины 12 кода сдвига. Результат в этом режиме формируется на выходе сдвигателя 1, который соединен с шиной 19 результата. При выполнении в устройстве логического сдвига или арифметического сдвига вправо левое плечо устройства хотя и работает, однако его результате Fie учитьшаются при формировании результата операции сдвига. И только в случае левого арифметического сдвига учитывается результат сравнения в элементе 8 кода нормализации, полученного на шине 17, с кодом сдвига на шине 12. Если код нормализации меньше или равен коду сдвига, то на выходе 18 формируется сигнал переполнения при левом арифметическом сдвиге информации.

Режим нормализации. Данный режим предназначен для вьтолнения двоичной или шестнадцатиричной нормализации информации, присутствующей на шине 10 данных устройства. По шине 11 задания режима работы поступают нулевые .сигналы 11- и 1 L первый из которых запрещает инвертирование информации в узле 2, а второй разрешает прием информации на третий, управляющий вход сдвигателя 1 с шины 17 кода нормализации. На шине 9 присутствует сигнал, определяющий тип нормализации, по входам/ 13 и 14 подаются сигналы, настраивающие сдвигатель 1 на выполнение в нем логического сдвига информации влево.

Устройство в режиме нормализации работает следующим образом.

С помощью узла 2 инвертирования, дешифратор 3 нуля, первого шифратора 4, коммутатора 7 и второго шифратора 6 на шине 17 образуется код нормализации, которьм сообщает сдвига- телю 1 через коммутатор 5 на сколько двоичных разрядов необходимо осуществить сдвиг влево нормализуемого числа. При этом в случае двоичной нормализации на третий управляющий вход сдвигателя 1 подается полно,разрядный код Нормализации, в слу:чае шестнадцатиричной нормализации коммутатор 5 разрешает передачу четырех старших разрядов кода. Код нормализации по шине 17 передается на выход устройства с целью дальнейшей его обработки, например, в блок обработки порядков чисел с плавакнцей запятой. Таким образом, в режиме нормализации на шине результата 19 формируется нормализованное число, а на шине 17 образуется код нормализации, который может быть пе редан из устройства с целью дальней шей его обработки. I

Режим анализа. Этот режим работы

устройства может быть эффективно применен при предварительном анализе обрабатываемых чисел на равенство нулюо }1апример, если хотя бы один из операндов при выполнении операций умножения или сложения равен нулю, то операцию можно не выполнять В некоторых сулчаях анализ числа на ноль является обязательным (например делитель не может быть равен нулю). Устройство в этом режиме работает следующим образом. Анализируемое на ноль число подается на шину 10 данных устройства, а по шине 11 зада- i ния режима работы поступает нулевой сигнал 11, который настраивает узел 2 инвертирования на транзитнзто передачу информации с его входа на выход. В случае нулевого числа на втором выходе первого шифратора 4 образуется единичный сигнал, который поступает на выход 16 признака нуля. Таким образом функциональные возможности .предлагаемого устройства существенно расширены, кроме арифметического и логического сдвига информации и двоичной и шестнадцатиричной нормализации оно позволяет обнаруживать переполнение при левом арифметическом сдвиге. Объем дополнительно введенного оборудования невелик.

70

JL

k

677

16

г/г,/

Y V

И

20, 202 20з

Н

15(rOf)

(PU2.Z

0/72

о

«/-f

22,

22,

JU

9/75/ осГр

/25- 12б

22в

225

22л

Фиг.