ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО-ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G06F9/06 

тора подключены к выходам реверсивных координатных формирователей, а другие - к выходам нереверсивных координатных формирователей. Управляющие входы каждого координатного формирователя подсоединены к соответствуюш,им выходам регистра кода микрокоманды, а входы считывания координатных формирователей подключены к выходам тактового блока. На чертеже изображена схема вычислительно-логического устройства с выполнением преобразований в накопителе МОЗУ. Устройство содержит накопитель 1 на магнитных сердечниках с ППГ с адресными ши-/J.V ч 1 П JV CI/V . J. i J. 1. J. , Uliri. л I I Г1 разрядными шинами 3, усилители нами 2 и яения 4, блок коммутации сигнавоспроизведениялов 5, регистр регенерации 6 с формирователями разрядных импульсов тока, устройство управления 7, в которое входят тактовый блок 8, логический блок 9, регистр кода мирокоманды 10, регистр адреса микрокоманды 11, дешифратор 12; матричный коммутатор, содержаший т трансформаторов 13 на сердечниках с ППГ со входными обмотками 14 и 15 и с выходной обмоткой 16; т реверсивных формирователей 17 координатных импульсов тока по координате х со входами управления 18-22, входами считывания 23-27 и выходом 28; нереверсивные формирователи 29 со входами управления 30-34, входами считывания 35-38 и выходом 39. Трансформаторы 13 составляют прямоугольную матрицу тХ, обмотки 14 в каждой строке соединены последовательно и подключены к выходу 39 соответствующего формирователя 29. Обмотки 15 в каждом столбце соединены последовательно и подключены к выходу 28 соответствующего реверсивного формирователя 17. Выходная обмотка 16 каждого трансформатора через резистор (или нелинейный элемент) 40 подсоединена к соответствующей адресной шине 2 накопителя 1. Входы управления координатных формироваолиды уцраьлеиия координа.ныл формирователеи 17 и 29 соединены с выходами регистра кода микрокоманды 10 и первой ступени дешифратора адреса микрокоманд 12, входы считывания - с выходами тактового блока 8. Разрядные шины 3 накопителя 1 соединены со входами усилителей воспроизведения 4 и выходами регистра регенерации 6. Выходы усилителей 4 через блок коммутации 5 подсоединены ко входам регистра регенерации 6, регистра адреса микрокоманд 11, регистра кода микрокоманд 10, логического блока 9. Выходы логического .блока подсоединены к управляющим входам блока коммутации 5 и регистра регенерации 6. Выходы регистра адреса микрокоманд 11 подсоединены ко входам дешифратора первой ступени 12. Для формирования в адресных шинах 2 импульсов тока различной величины и полярности используются импульсные трансформаторы 13 на сердечниках с ППГ, управляемые формирователями координатных токов 17 и 29. Пусть I - координатный ток в i-той вертикальной шине, нодключенной к выходу 28 /-того формирователя 17. За положительное примем направление тока / от выхода 28 во внешнюю цепь. Состояние сердечника 13, в которое он намагничивается током /i, примем за единицу /у -ток в /-той горизонТ™°1.1 ;„™ оа™ .1±™Л,, /-ТОГО формирователя 29. За положительное нримем направление тока 1у из внешней цепи к выходу формирователя 39. Ток 1у намагничивает сердечники трансформаторов 13 в со-стояние «нуль. За положительное направле™ ™ка /, в адресной шипе 2 примем , которое намагничивает сердечники линейки МОЗУ в состояние «единица. Выходная обмотка 16 включена так, что положительный „. выходкой ток /.намагничивает сердечник трансформатора 13 в состояние «единица, С учетом принятых обозначений для трансформатора 13, находящегося в t-том столбце и /-той строке, можно написать zfzij -(fxiW - ly.W - F)ign.y. X(/,U7,-/yl,)A, де Wx, Wy, Wx - числа витков в обмотках 15, 14, 16; - М.Д.С., необходимая для перемагничивания сердечника трансформатора 13; логическая функция: Л 1, если сердечник трансформатора 13 находится в состоянии, нротивоположном действию результирующей М.Д.С.; , если сердечник намагничен в состояние, соответствующее действию результирующей м.д.с. Поставим в соответствие импульсам токов ; j переменные z, X, у: ±1±0,5 ,w, + /-, В исходном состоянии все сердечники рансформаторов 13 намагничены в «нуль. икл работы матричного устройства формиования импульсов тока в адресных шинах 2 анимает пять тактов: «НС - такт настройки трансформаторов атрицы для считывания; «С - такт считывания линейки накопиеля;

«НЗ - такт настройки трансформаторов для записи в накопитель;

«3 - такт записи в накопитель МОЗУ;

«НУ - такт начальной установки сердечников трансформаторов в «нуль.

Требуемые последовательности импульсов тока в адресных шинах z и соответствующие им последовательности импульсов тока в координатных шииах к и ц при выполнении различных операций в МОЗУ представлены в таблице.

Характеристику требуемых последовательностей импульсов при выполнении различных операций в МОЗУ можно получить путем суперпозиции таблиц, соответствующих заданной операции при считывании (2 или 3) и записи (4 или 5). Адреса при считывании

и записи могут совпадать и отличаться. Запись может производиться одновременно в несколько адресов (в пределе - во все). Как видно из таблицы, импульсы тока в адресных шинах во время всномогательных тактов «НС, «НЗ и «НУ по абсолютной величине равны О или 0,5 и, следовательно, не могут измеиять состояние сердечников накопителя, так как токи в разрядных шинах бывают только во время такта «3.

Требуемые последовательности координатных токов формируются с помощью t-Toro реверсивного формирователя 17, последовательности помощью /-того формирователя 29.

Операция 1 в таблице обычно выполняется при считывании и регенерации микрокоманды, операции 2-5 выполняются над числами в МОЗУ в соответствии с кодом микрокоманды. Адрес микрокоманды кодируется в двоичном коде. Рассмотрим способ кодирования набора управляющих сигналов. Для выполнения операций 2-4 по какому-либо адресу // необходимо указать координаты этого адреса и у, а также характер операции. Для каждой из четырех операций (2-5) отводится один двоичный разряд кода микрокоманды. Таким образом, для управления матрицей тХ« (т-п адресами накопителя) требуется 4m+4n двоичных разрядов микрокоманды. Итак, микрокоманда имеет следующий формат: в разрядах 1-k хранится код адреса следующей микрокоманды;

Xi 1, если необходимо выполнить операцию 2 в адресе, у которого координата

xl 0, если в адресе, у которого координата x.i, операция 2 не должна выполняться.

Номер операции 2-ь4 соответствует таблице.

АГ+1 /Г + 2 АГ + З /С + 4

Номер разряда

1010001000001010

2345234523452345

XI Xi xi xi xz x-2. xi Xz УI УI УI yi y-2 yz г/2 г/2

в примере закодировано выполнение oneрации 2 (считывание в прямом коде) по адресу 1 - 1 и операции 4 (запись с дизъюнкцией) по адресам 1 - I, 2-1. Первая цифра адреса соответствует координате х, вторая - координате г/.

Рассмотрим последовательность работы вычислительного устройства при выполнении микрокоманды.

Перед началом цикла выполнения микрокоманды в регистре 11 хранится код адреса микрокоманды.

Первый такт. Считывание кода адреса микрокоманды, расшифровка его дещифратором нервой ступени 12, содержащим две части для расщифровки координат х vi у. Выходы дешифратора 12, соответствующие координате X, соединены со входами настройки 18 формирователей 17, соответствующие координате г/ - со входами настройки 30 формирователя 29. Допустим, что хранился код адреса 2-2 (для упрощенного примера на четыре адреса). Тогда импульсы с выхода дещифратора намагничивают «вверх сердечники трансформаторов второго формирователя 17 и сердечник трансформатора второго формирователя 29.

Второй такт. Считывание формирователей 17 по цепям 24 и формирователей 29 по цепям 36. При этом в соответствии с настройкой получают , г/1 + 1, л:1 г/2-0.

f/y 0, если операция 2 не выполняется или выполняется но адресу, у которого координата y i

г/; 1, если выполняется операция 2, причем по адресу, у которого координата y lПример кодирования операций в матрице 2X2:

Па выходе трансформатора 13 с координатами 2-2 получают , а сердечник трансформатора намагничивается в состояние «единица. Под действием тока в адресной щине 2-2 из МОЗУ считывается код микрокоманды. Через усилители воснроизведения 4 и устройство коммутации сигналов 5 этот код записывается в регистр регенерации б и регистры адреса и кода микрокоманды 11 и 10.

Третий такт. Регенерация микрокоманды по адресу 2-2 МОЗУ. С этой пелью происходит считывание формирователей 17 по цепям 26 и формирователей 29 по цепям 38. В соответствии с произведенной в первом такте настройкой получают ,, , г/ 0. На выходе трансформатооа 13 с координатами 2-2 получают ,5. Одновременно сигнал из управляющего устройства 7 считывает регистр регенерации 6. Выходные импульсы тока поступают в разрядные шины 3, и считанный код записывается по адресу 2-2.

Четвертый такт. Считывание кода микрокоманды из регистра 10. При этом импульсы с выходов

2345 Xi, Xi, Xi, Xi

поступают на входы настройки 19-22 формирователя 17, а импульсы с выходов

У;, «/л Уъ .V/ на входы настройки 31-34 /-того формирователя 29. Допустим, что код микрокоманды соответствует рассмотренному выше примеру. Тогда намагничиваются «вверх сердечники трансформаторов первого формирователя 17, сердечники трансформаторов второго формирователя 17, сердечники второго формирователя 29. Пятый такт - такт НС. Тактовый импульс проходит по цепи считывания 23 формирователей 17 и по цепи 35 формирователей 29. В соответствии с настройкой формирователей получают X, - Q, х - О, г/1 : О, у - О, Zi 0. Шестой такт - такт «С. Тактовый импульс проходит по цепям 24 формирователей 17, по цепям 36 формирователей 29. В соответствии с настройкой получают: ATi -f 1, ЛГа О, 1/1 - 0, Уг 1, 2i, -l, , . В линейке 1 - 1 считывается код, который записывается в регистр регенерации 6. Седьмой такт--такт «НЗ. Тактовый импульс проходит по цепи 25 формирователей 17 и по цепи 37 формирователей 29. При этом получают: л, 0,5; X., 0,5; у, 0; у - 1; г,, - 0,5; 21 -0,5; Z;s-0; jj 0. Восьмой такт - такт «3. Тактовый импульс проходит по цепи 26 формирователей 17 и по цепи 38 формирователей 29. Получаютх, - 0,5; лга 0; г/. 0; у 0; 11 0,5; 2i2 Zji 22 : 0. Одновременно считывается регистр регенерации 6, и код считанного числа по разрядным шинам 3 поступает в накопитель. Этот код с дизъюнкцией записывается в линейки адресов 1-1, 2--1. Девятый такт - такт «НУ. Тактовый импульс проходит по цепи 27 формирователей 17. Получают х, - 0,5; X., 0; у, 0; у 0; ,5; Zi2 Zj, Zj., 0. Никаких изменений в накопителе не происходит. Сердечники трансформаторов 13 оказываются намагниченными в «нуль. Чтобы увеличить число разрядов в кодовой части микрокоманды, можно разместить микрокоманду в нескольких адресах накопителя либо записать ее в специальном ПЗУ, число разрядов которого превышает число разрядов основного накопителя 1. Предмет изобретения Вычислительно-логическое устройство на магнитном оперативном запоминающем устройстве с микропрограммным управлением, содержащее матричный магнитный накопитель, выходы которого через усилители воспроизведения, блок коммутации и логический блок подключены к соответствующим входам регистров кода и адреса микрокоманды, другие входы которых соединены с выходом тактового блока, матричный коммутатор, дешифратор, реверсивные и нереверсивные координатные формирователи импульсов тока, один вход каждого из которых подсоединен к соответствующим выходам дещифратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, одни входы матричного коммутатора подключены к выходам реверсивных координатных формирователей, а другие - к выходам нереверсивных координатных формирователей, управляющие входы каждого координатного формирователя подсоединень к соответствующим выходам регистра кода микрокоманды, а входы считывания координатных формирователей подключены к выходам тактового блока.