Устройство стековой адресации Советский патент 1989 года по МПК G06F9/36 G06F12/00 

со

4ib

:

31513447

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для применения в запоминающих устройствах со стековой организацией, входящих 5 в состав процессора, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 783793.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства 10 за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства стековой адресации; на фиг.2 - схема блока поиска; на фиг. 3 и 4 - 15 схема регистра сдвига и счетчика; на фиг. 5 и 6 - временные диаграммы работы устройства при выполнении операций Чтение, Запись и Чтение по признаку ; на фиг. 7 и 8 - примеры 20 реализации регистра сдвига и счетчика; на фиг. 9 - временная диаграмма работы негистра сдвига и счетчика.

Устройство стековой адресации со-

тс

держит регистр 1 указателя нижней по- - зиции стека, регистр 2 указателя верхней позиции стека, узел 3 модификации, адресный сумматор 4, блок 5 модификации позиции стека-, блок 6 формирования номера позиции, регистр 7 размера по- 30 зиции стека, первый узел 8 коррекции, второй узел 9 коррекции, блок 10 поиска, первый элемент ИЛИ 11 и второй элемент ИЛИ 12.

Блок поиска 10 содержит четыре эле-з5 мента ИЛИ 13 - 16, пять элементов И 17 - 21, дешифратор 22 адреса, регистр 23, регистр 24 сдвига, вход 25 записи, вход 26 чтения, первый вход 27 данных, второй вход 28 данных, 40 вход 29 сброса признака, вход 30 чтения по признаку, первый выход 31, второй выход 32, счетчик 33.

Регистр сдвига 24 содержит формирователь 34, триггер 35, регистр 36, 45 два элемента И 37 и 38, элемент 39 задержки, первый управляющий вход 40, вход 41 данных, два выхода 42 и 43, второй управляющий вход 44.

Счетчик 33 содержит формирователь 45, регистр 46, вход 47, вход 48 установки в нуль, выход 49.

Устройство стековой адресации работает следующим образом. ,

Работа устройства стековой адре- сации при формировании адреса, поступающего через адресный выход устройства к стековому блоку памяти, управляется блоком стековых операций, который посылает в устройство стековой адресации .семь управляющих сигналов. Шесть из них соответствуют типу выпоняемой в стековой памяти операции - сигналы Чтение, Запись, Подкачка, Откачка, 1 Чтение по признаку и Сброс признака, седьмой задает вариант исполнения первых двух операций - Чтение или Чтение со смещением, Запись или Запись со смещением . Смещение заключается в обращении относительно указателя верхней позиции, уменьшенного на заданное число позиций.

Сигналы Чтение, Запись, Подкачка, Откачка, Смещение, Чтение по признаку и Сброс признака поступают по управляющим входам устройства: чтения, записи, подкачки, откачки, смещения, чтения по признаку и сброса признака соответственно.

Выполнение операции Чтение со смещением, Откачка и Подкачка в предлагаемом устройстве совпадает с выполнением тех же операций в известном устройстве. При выполнении, операций Запись и Запись со смещением кроме управляющих сигналов в устройство поступает по второму входу данных одноразрядный признак, которым метится каждое слово, записываемое в стек. Этот признак запоминается в блоке 10 поиска. При выполнении операции Чтение, которая сопровождается удалением считываемых данных из стека, осуществляется стирание признака считываемых данных. Операция Считьгоание по признаку заключается в поиске первого от вершины или дна стека элемента с заданным признаком, формировании номера позиции элемента, который записывается в регистр верхней позиции стека, и выполнении операции Чтение. При Этом одновременно с чтением элемента с заданным признаком осуществляется удаление из стека всех элементов, записанных в стек после этого элемента. Операция Сброс признака заключается в поиске первого элемента с .заданным признаком и инвертировании этого признака.

Все действия по работе с признаком осуществляются блоком 10 поиска. Первый элемент ИЛИ 11 используется для передачи сигнала Чтение либо с входа устройства, .либо с выхода блока поиска при выполнении операции

51513А47

Чтение по признаку. Второй элемент

к в с н ч м э п п

При наличии сигнала Сброс призна- ка (вход сброса 29 блока 10) вначале выполняются те же действия, что и по сигналу Чтение по признаку. Отличие состоит в том, что после того как обнаружен искомый признак, код со счетчика через элементы И 18 и 19 и элемент 1ШН 15 поступает на вход дешифратора 22 адреса. Одновременно через элемент ШБ1 14 поступает сигнал на первый управляющий вход регистра 23, по которому осуществляется сброс признака путем записи О с входа 27.

В гистр 23 может быть реализован с использованием микросхемы К1500ТМ130, которая представляет собой три одноступенчатых D-триггера с установочными входами R и S и управлением.

ИЛИ 12 предназначен для записи в регистр верхней позиции стека нового значения с выхода блока 10 поиска или - с выхода данных блока 5 модификации.

Блок поиска работает следующим .образом.

При наличии сигнала Чтение (вход 26 блока 10) или Запись (вход 25 Q блока .10) на входах элемента ИЛИ 13 этот сигнал поступает через элемент ИЛИ 14 на первый управляющий вход регистра 23, который управляет записью в регистр. Одновременно с входа 28 15 блока 10 через элементы И 17 и ИЛИ 15 на вход дешифратора адреса 22 подается значение верхней позиции стека. Выход дешифратора 22 определяет разряд регистра 23, в который осуществля-Ю Для реализации регистра 23 используется запись одноразрядного признака, ется необходимое число микросхем поступающего по первому входу 27 дан- К1500ТМ130 (одна микросхема на три

разряда регистра). Входы D всех триггеров подсоединяются к первому входу 25 данных 27. Вход V i-ro триггера соединяется с i-M выходом дешифратора 22 а входы MR и С отдельных микросхем подключаются соответственно к выходу элемента И 20 и выходу элемента ШШ 14. 30 Входы S и R отдельных триггеров и При наличии сигнала Чтение по признаку (вход 30 блока 10) он поступает через элемент ИЛИ 16 на первый управляющий вход регистра 24 сдвига, который управляет приемом информации с ре-, гистра 23 и началом сдвига, а также на вход установки в нуль счетчика 33. Если в удаляемом сдвиге разряде от сутствует искомый признак, то на первом выходе данных регистра 24 сдвига возникает сигнал, который поступает на вход счетчика 33 и на второй управляющий вход регистра 24 сдвига для выполнения очередного сдвига. Если в удаляемом разряде имеется искомый признак, то формируется си1 нал на втором выходе данных регистра 24 Сдвига, который управляет

ных. Отличие операций Чтение и Запись заключается в значении признака. При операции Запись на вход 27 Может поступать любое из двух значений признака, а при операции Чтение только значение, соответствующее отсутствию признака.

35

входы MS микросхем не используются и подключаются к источнику логической 1 для исключения их влияния на работу регистра.Выходы триггеров подключаются к информационным входам регистра 24 .

Пример реализации регистра сдвига приведен на фиг. 7. Для хранения и сдвига информации используется микросхема К1500ИР141, которая представля- 40 ет собой 8-разрядный синхронный ре- 1 истр. Работа этого регистра определяется состоянием входов S1 и S2 сле- дуюпщм образом: при состояние не изменяется; при .и - сдвиг влево; при и - сдвиг вправо; при - прием информации по входам. Для задания не- обходимого режима работы этого регистра используются два 1К-триггера

45

передачей кода со счетчика 33 через

Пример реализации регистра сдвига приведен на фиг. 7. Для хранения и сдвига информации используется микросхема К1500ИР141, которая представля- 40 ет собой 8-разрядный синхронный ре- 1 истр. Работа этого регистра определяется состоянием входов S1 и S2 сле- дуюпщм образом: при состояние не изменяется; при .и - сдвиг влево; при и - сдвиг вправо; при - прием информации по входам. Для задания не- обходимого режима работы этого регистра используются два 1К-триггера

элементы И 19 и 21 на второй выход 32 JQ (микросхема К531ТВ9) и D-триггер (мик- блока 10 и формирует сигнал на первом росхема К1500ТМ131). Два 1К-триггера выходе 31 блока 10. Код на выходе 32 образуют формирователь, который выда- используется для установки нового ет 1 с длительностью, равной перио- значения в регистре верхней позиции ду тактовых импульсов (ТИ) при появ- стека, а сигнал на выходе 31 сбрасы- „ лении 1 на выходе элемента ИЛИ 16.

ваетпризнаки в регистре 23 и используется для выполнения операции Чтение с новым значением верхней позиции стека.

Этот сигнал поступает на вход S1 регистра, а его инверсное значение устанавливает в 1 D-триггер, который определяет состояние входа S2. Кроме

При наличии сигнала Сброс призна- ка (вход сброса 29 блока 10) вначале выполняются те же действия, что и по сигналу Чтение по признаку. Отличие состоит в том, что после того как обнаружен искомый признак, код со счетчика через элементы И 18 и 19 и элемент 1ШН 15 поступает на вход дешифратора 22 адреса. Одновременно через элемент ШБ1 14 поступает сигнал на первый управляющий вход регистра 23, по которому осуществляется сброс признака путем записи О с входа 27.

В гистр 23 может быть реализован с использованием микросхемы К1500ТМ130, которая представляет собой три одноступенчатых D-триггера с установочными входами R и S и управлением.

Для реализации регистра 23 используется необходимое число микросхем К1500ТМ130 (одна микросхема на три

разряда регистра). Входы D всех триггеров подсоединяются к первому входу данных 27. Вход V i-ro триггера соединяется с i-M выходом дешифратора 22 а входы MR и С отдельных микросхем подключаются соответственно к выходу элемента И 20 и выходу элемента ШШ 14. Входы S и R отдельных триггеров и

входы MS микросхем не используются и подключаются к источнику логической 1 для исключения их влияния на работу регистра.Выходы триггеров подключаются к информационным входам регистра 24 .

Пример реализации регистра сдвига приведен на фиг. 7. Для хранения и сдвига информации используется микросхема К1500ИР141, которая представля- ет собой 8-разрядный синхронный ре- 1 истр. Работа этого регистра определяется состоянием входов S1 и S2 сле- дуюпщм образом: при состояние не изменяется; при .и - сдвиг влево; при и - сдвиг вправо; при - прием информации по входам. Для задания не- обходимого режима работы этого регистра используются два 1К-триггера

Этот сигнал поступает на вход S1 регистра, а его инверсное значение устанавливает в 1 D-триггер, который определяет состояние входа S2. Кроме

этого, имеются два элемента И 37 и 38 и элемент ШП1, который выполняет функции элемента 39 задержки. Элемент ИЛИ обеспечивает необходимую задержку для приема информации и начала сдвига. Элемент И 37 обеспечивает вы- цачу 1 в режиме сдвига при отсутствии на выходе искомого признака (предполагается, что признаку соответст- зует 1). Элемент И 38 обеспечивает зыдачу 1 после появления признака la выходе Q8 и до конца действия сиг- iana на выходе элемента ИЛИ 16.

мирозатель импульса 45 построен на двух 1К-триггерах по известной схеме.

Работа регистра сдвига 24 и счет- .чика 33, в предположении, что на регистре 23 записан код 010... (т.е. искомый признак находится во второй позиции), показана на фиг. 9.

Запись в регистр 23 осуществляется по заднему фронту сигнала на выходе элемента ИЛИ 14. Для этого длительность сигнала на входах 25 и 26 (Запись и Чтение) должна быть не меньше задержки прохождения сигнала по

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для применения в запоминающих устройствах со стековой организацией, входящих в состав процессора. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти. Устройство стековой адресации содержит регистр 1 указателя нижней позиции стека, регистр 2 указателя верхней позиции стека, узел 3 модификации, адресный сумматор 4, блок 5 модификации позиции стека, блок 6 формирования номера позиции, регистр 7 размера позиции стека, два узла коррекции 8, 9, блок 10 поиска, два элемента ИЛИ 11, 12. Введение в устройство стековой адресации блока поиска, элементов ИЛИ и связей между ними позволяет ему выполнять операцию "чтение по признаку" без обращения к стековой памяти и без участия процессора в процессе поиска информации. 9 ил.

Регистр сдвига 24 работает следую-i элементам 1ШИ 13 и 15, элементу И 17

и дешифратору 22. Длительность сигнала Сброс признака должна обеспечивать максимально .возможный сдвиг и изменение значения признака на регистре 24.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает поиск информации в стеке по признаку без обращения к стековой памяти. В результате отпадает необходимость в последовательном чтении данных из стека и анализ их признака. Формул

1Ц1М образом. При появлении 1 на вы- 4оде элемента ИЛИ 16 и по концу оче- зедного тактового импульса на выходе

первого 1К-триггера появляется 1, :оторая поступает на вход S1 регистра 20 ;двига. Одновременно О с выхода Q ого же триггера устанавливает в 1 -триггер, выход которого подключен : : входу S2 регистра сдвига. Это обеспечивает переход регистра в режим при- ма информации, которая принимается по заднему фронту тактового импульса. Этим же фронтом изменяется состояние ервого 1К-триггера, что обеспечивает

30

О на выходе S1 при 1 на входе S2 : переход регистра в режим сдвига. г:ри приеме информации в разряд D8 ре- 1|истра записывается О, что обеспе- 4ивает один сдвиг информации в реги- cJTpe. Сдвиг информации осуществляется г|о заднему фронту тактовых импульсов, ока на выходе Q8 не появится 1.

изобрете.ния Устройство стековой адресации по авт. СБ. Р 783793, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти, в него введены блок поиска и два эле- мент-а ИЛИ, причем связь входа чтения устройства с входами блоков формирования номера позиции и модификации позиции стека выполнена через первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом чтения блока поиска, первый выход которого соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, связь выхода данных блока модификации позиции стека с входом данных регистра указателя верхней позиции стека выполнена через второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом данных регистра указателя верхней позиции стека, другой вход элемента 1ШИ (Соединен с вторым выходог-i блока поиска, перв.ый и второй входы данных блока поиска соединены соответственно с вторым входом данных устройства и выходом регистра указателя верхней позиции стека, входы записи, чтения по признаку и сброса признака блока поиска соединены соответственно с входами записи, чтения по признаку и сброса признака устройства.

I

этом случае на выходе элемента И 37

йроисходит переход из 1 в О, что вызывает установку в О D-триггера

о входу С. В результате регистр пе- р1еходит в режим хранения. При этом На выходе элемента И 38 появляется М, которая держится до конца сигнала на выходе элемента ИЛИ 16.

Счетчик 33 может быть реализован ра ИС К1500ТМ131 (фиг. 8). Указанный счетчик имеет счетный вход, вход управления счетом, входы установки в О и 1 и осуществляет счет импульсов на счетном входе при наличии 1 на входе управления счетом. Для достижения поставленной цели счетный вход Подключается к источнику тактовых -импульсов, вход управления счетом - к первому выходу данных регистра 24 Сдвига, а вход установки в О к выходу формирователя 45, вход которого связан с выходом элемента Ш1И 16. Фор

Применение предлагаемого устройства обеспечивает поиск информации в стеке по признаку без обращения к стековой памяти. В результате отпадает необходимость в последовательном чтении данных из стека и анализ их признака. Формул

0

0

0

5

5

изобрете.ния Устройство стековой адресации по авт. СБ. Р 783793, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения чтения по признаку без обращения к стековой памяти, в него введены блок поиска и два эле- мент-а ИЛИ, причем связь входа чтения устройства с входами блоков формирования номера позиции и модификации позиции стека выполнена через первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом чтения блока поиска, первый выход которого соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, связь выхода данных блока модификации позиции стека с входом данных регистра указателя верхней позиции стека выполнена через второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом данных регистра указателя верхней позиции стека, другой вход элемента 1ШИ (Соединен с вторым выходог-i блока поиска, перв.ый и второй входы данных блока поиска соединены соответственно с вторым входом данных устройства и выходом регистра указателя верхней позиции стека, входы записи, чтения по признаку и сброса признака блока поиска соединены соответственно с входами записи, чтения по признаку и сброса признака устройства.

иофиг.2

Jt7

блок форпиродания номера позиции 6

6/JOK поиски 10

Адресный, суппатор

Второй узел коррекции 9

5/IOK поиска 10 н Запись в регистр 2

5/10К форпиробания нонера позиции 6

Ддресныа суппатор 4

Второй узел коррекции. 9

fuB, fi

фигЛ

I ue. 5

гн

о От 23

Щ20

Регистр сдбию 2

KW,20