Устройство для групповой загрузки данных Советский патент 1988 года по МПК G06F9/50 

Изобретение относится к выч Гсли- тельной технике и может быть использовано в вычислительных системах для связи процессоров с внешними или запоминающими устройствами при параллельной обработке данных.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет одновременной расстановки одноименных операндов.

На чертеже показана структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит группы регистров 1 номера операнда, группы входных элементов ИЛИ 2, группу элементов ИЛИ 3, группу элементов 4 запрета, группы блоков элементов И 5 группы входных элементов И 6, группу входных регистров 7, узлы 8 выбора операнда, каждый: из которых включает группу схем 9 сравнения и группу блоков элементов И 10, группу элементов ШЖ 11, группы блоков выходных элементов И 12, группы выходных регистров 13, элементы И 14 и 15, триггер 16 управления, генератор 17 импульсов, элемент ИЛИ 18, элементы 19 и 20 задержки, входы 21 номеров операндов устройства, входы 22 операндов и их признаков устройства, вход 23 запуска устройства, сигнальный выход 24 устройства, выходы 25 устройства.

Рассмотрим принципы построения и работу устройства.

Исходное состояние устройства характеризуется тем, что выходные регистры 13 и триггер 16 управления установлены в состояние О (не показано) .

По входам 22 в соответствующие регистры 7 принимается массив операндов и их признаки, а в регистры 1 по входам 21 - номера операндов. При этом место размещения каждого из признаков в регистрах 1 является постоянным на время использования операндов из каждой группы выходных регистров 13, а порядок размещения операндов определяет порядок расстановки их в выходных: регистрах 13,

Работа устройства начинается по сигналу запуска, поступающего по входу 23 и устанавливающего в единичное состояние триггер 16 управления. При этом элемент И 14 открывается и расстановка операндов в выход0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ньгк регистрах 13 производится по импульсам генератора 17.

Работу устройства рассмотрим в двух случаях.

Первый случай. Пусть потребителям информации необходимо выдать упорядоченный по признакам операндов массив операндов. Для данного случая содержимое всех регистров 1 одинаково.

Так как содержимое всех регистров 1 отлично от нуля, то единичные сигналы формируются элементами И.ЧИ 2,3 и 18. При этом открыты по первым управляющим входам все блоки элементов И 12, по инверсному входу закрыт элемент И 15. Единичным сигналом с выхода первого элемента ИЛИ 3 закрыты по инверсным входам все элементы 4 запрета, поэтому открыты только по управлякмцим входам блоки элементов И 5 первой группы. При этом на первые входы схем сравнения всех узлов 8 выбора операндов поступают коды признаков операндов, на вторые входы которых поступают коды признаков из соответствующих регистров 7.

Пусть, например, в регистрах 1 установлены следующие номера операндов: 2, 1, 4, 3, а в регистрах 7 операнды размещены в следующем порядке: 3, 1, 2, 4. В этом случае в первом узле 8 выбора операнда единичный сигнал формируется третьей схемой сравнения, и на выходы этого узла поступает операнд через третью группу элементов И 10 из третьего регистра 7 Аналогично во втором узле 8 выбора операнда по единичному сигналу с второй схемы сравнения на выходы узла передается операнд из второго регистра 7, в третьем узле - из четвертого, а в четвертом - иэ первого регистра 7. Эти операнды поступают на информационные входы соответствукнцих блоков элементов И всех групп 12.

На выходах элементов ИЛИ 11 формируются единичные сигналы, открывающие по вторым входам соответствующие элементы И 6 во всех группах.

По импульсу генератора 17 через открытый элемент И 14 операнды принимаются в регистры 13 и через некоторое время, определяемое элементом 19 задержки, так как все элементы И 6 открыты, устанавливаются в О все регистры 1. Время задержки

элементом 19 выбирается исходя из надежного приема данных в регистры 13 к моменту гашения рогистров 1.

После установки в О регистров 1 единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 18 снимается, открывая по инверсному входу элемент И 15. Задержанным импульсом генератора 17 элементом 20 задержки триггер 16 управления устанавливается в О. Время задержки элементом 20 определяется переходными процессами в элементе 19 задержки, элементах И 6, регистрах 1, элементах ШШ 2, 3 и 18. После установки в О триггера 16 на выходе 24 появляется единичный сигнал, разрешающий потребителю использовать информацию с выходов 25 регистров 13.

Таким образом, расстановка записей во всех выходных регистрах 13 производится за один тактовый сигна генератора 17.

Второй случай. Пусть для первого потребителя необходимо выбрать операнд с номером 1, для второго - с номером 2, а для третьего - с номером 3. В этом случае в регистрах 1 устанавливают следующие коды размещения операндов: в регистре 1,-0,01 в регистре 1. - 0,0,1,0, в регистре 1j - 0,0,1,1. В данном случае единичными сигналами с выходов эле- fieHTOB ИЛИ 2 открыты только второй блок элементов И 12 первой группы, первый блок элементов И 12 второй группы и четвертый блок элементов И 12 третьей группы. Единичным сигналом с выхода элемента И 3, закрыты по инверсным входам все элементы 4 запрета, и код номера операнда 1 из регистра 1, через второй блок элментов И 5 цервой группы поступает на первые входы схем 9 сравнения второго узла 8 выбора операнда. При этом только на выходы этого узла передается операнд из второго регисра 7. Поэтому открыты только вторые элементы И 6 всех трех групп единичным сигналом с выхода элемента ИЛИ 11,.

После поступления сигнала запуска по входу 23 и установки, триггера 16 управления в состояние 1 импульсом генератора 17 операнд из второго узла .выбора операнда с выходов второго регистра 7 передается во второй регистр 13 первой группы и устанав,

10

15

388868

ливается в О второй регистр 1 первой группы. При этом единичный сигнал с выхода первого элемента ИЖ 3 снимается и на выходе первого элемента 4 запрета формируется единичный сигнал, по которому на первые входы схем сравнения первого узла 8 выбора операнда через первый блок элементов И 10 второй группы подается код операнда 2 из первого регистра 1 второй группы. На выходе элемента ШШ 18 п одцерживается единичный сигнал, удерживающий б закрытом состоянии элемент И 15.

Аналогично рассмотренному по очередному импульсу генератора 17 операнд из третьего регистра 7 передается в первый регистр 13 второй группы. По третьему импульсу генератора 17 операнд из первого регистра 7 поступает в четвертый регистр 13 третьей группы. Так как все регистры 1 оказываются в нулевом состоянии, единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 18 снимается, открывая тем самым по инверсному входу элемент И 15. Задержанным импульсом генератора 17 элементом 19 задержки через открытый элемент И 15 устанавливается в О триггер 16 управ20

25

30

ления, чем завершается работа устройства При этом в соответствии с заданным порядком операнды размещены в регистре 13j первой группы, в регистре 13, второй группы и в регистре 13 третьей группы. Таким образом, расстановка записей в выходных регистрах 13 производится за три импульса генератора 17.

Формула изобрет ения

Устройство для групповой загрузки данных, содержащее группу входных регистров, входы которых являются входами операндов и их признаков устройства, группу регистров номера операнда, входы которых являются

группой входов номеров операндов устройства, k групп выходных регистров, где k - число групп выходных операндов, выходы которых являются группой выходов устройства, п узлов выбора операнда (п - число входных операндов), каждый из которых состоит из группы схем сравнения и группы блоков элементов И, k групп блоков выходных элементов И по п блоков

в каждой группе, причем первые выходы i-To входного регистра группы (i 1,2,..., п) подключены к первым входам i-й схемы сравнения группы в каждом из узлов выбора операнда,, вторые входы i-ro входного регистра группы подключены к информационным входам i-ro блока элементов И группы каждого узла выбора операнда, в i-M узле выбора операнда выходы блоков элементов И группы объединены и подключены к информационным входам i-ro блока выходных элементов И каждой группы,, выходы которых соединены с входами соответствующих выходных регистров группы, выходы схем сравнения группы в каждом узле выбора операнда соединены с управляющими входами блоков элементов группы своего узла выбора операнда, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия за счет одновременной расстановки одноименных операндов, в него введены k групп входных элементов И по п элементов в каждой группе, k групп по п входных элементов ИЛИ в каждой, первая группа из п элементов ИЛИ, группа из k-1 элементов запрета, k групп по п блоков элементов И в каждой, вторая группа из п элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, два элемента И, два элемента задержки, триггер управления и генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и через первый элемент задержки - к прямому входу второго элемента И, инверсный вход второго элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с нулевым входом триггера управления, еди- ничный вход, которого является входом запуска устройства, сигнальный выход которого соединен с нулевым выходом триггера управления, единичньй выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первыми управляющи

5

0

5

0

5

0

5

ми входами всех блоков выходных элементов И и через второй элемент задержки - с первыми входами входных элементов И, вторые входы i-x элементов И каждой группы входных элементов И подключены к выходу i-ro элемента ИЛИ первой группы, входы которого соединены с выходами блоков элементов И i-ro узла выбора операнда, выход i-ro элемента И каждой группы входных элементов И подключен к входу установки в О соответствующего регистра номера опаренда группы, выходы i-ro регистра j-й группы

(J - 1 2,,.., k) регистров номера

операнда подключены к входам i-ro элемента ИЛИ j-й группы входных элементов ИЛИ и к информационным входам . i-ro блока элементов И j-й группы, выходы элементов ИЖ j-й группы входных элементов ШШ соединены с входами j-ro элемента ИЛИ второй группы, вход каждого элемента ИЛИ группы входных элементов ИЛИ соединен с первым управляющим входом одноименного блока выходных элементов И, выход первого элемента ИЛИ второй группы подключен к управляющим входам блоков элементов И первой группы, вькод 1-го элемента ИЛИ второй группы (1 2,3,..., k) сое- дине н с прямым входом (1-1)-го элемента запрета группы, z-й инверсный вход которого (z 1,2,..., 1-1) подключен к выходу z-ro элемента ИЛИ второй группы, выход (1-1)-го элемента запрета группы соединен с управляющими входами блоков элементов И 1-й группы, выходы i-x блоков элементов И всех групп объединены и подключены к вторым входам всех схем сравнения группы в i-м узле,выбора операнда, выходы элементов ИЛИ второй группы соединены с входами элемента ШШ, выход первого элемента И соединен с вторыми управляющими входами всех блоков выходных элементов И.

///

//

ftH

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах для связи процессоров с внешними или запоминающими устройствами при параллельной обработке данных. Цель изобретения - повьшение быстродействия за счет одновременной расстановки одноименных операндов. Устройство содержит группу из п входных регистров (п - число входных операндов) , первую группу регистров номера операнда, первую группу из п выходньгх регистров, группу из п узлов выбора операнда, каждый из которых состоит из группы схем сравнения и группы блоков элементов И, первую группу из п блоков выходных элементов И а Устройство обеспечивает расстановку входных операндов, сопровождаемых индивидуальными номерами, в выходных регистрах абонентов в соответствии с требуемым порядком их размещения. Этот порядок указывается в соответствующих регистрах номера операнда а Определение места размещения операндов с требуемыми номерами производится в узлах выбора операндов путем сравнения этих номеров с номерами операндов входных регистров. В дальнейшем производится коммутация и передача операндов из входных регистров в выходные регистры абонентов. По окончании расстановки операндов устройством формируется сигнал, разрешающий потребителям считывать информацию из выходных регистров. 1 ил. i (Л 00 00 00 00 О5 00

Ш W

I // Г/П 21 K&2 гп .- / iЛ$А