Устройство управления цифровойиНТЕгРиРующЕй СТРуКТуРы Советский патент 1981 года по МПК G06F9/52 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в цифровых интегрирующих структурах (ЦИС).

Известны устройства управления ЦИС, содержащие пульт управления, блок управляющих импульсов и потенциалов, блок пуска-останова и счетчик итераций и предназначенные для организации управления процессом вычислений в ЦИС с фиксированной запятой ti.

Недостатком таких устройств управления ЦИС является то, что они не позволят ют совместить во времени выполнения этапов обработки и вывода информации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство управления ЦИС, содержащее блок управляющих импульсов и потенциалов, счетчик итераций, блок пуска-останова и пульт управления 2

. Недостатком этого устройства управления ЦИС является то, что оно не позволяет совместить во времени выполнение этапов обработки и вывода информации, что снижает производительность и,ИС.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления цифровой интегрирующей структуры, содержащее блок формирования управляющих сигналов, первый управляющий выход которого соединен с суммирующим входом счетчика итераций и первым входом блока пуска-останова, второй вход которого соединен с выходом счетчика итераций, третий вход блока пускаостанова соединен с первым управляющим выходом пульта управления, первый выход блока пуска-останова является выходом пус ка устройства, введен блок подготовки режимов, причем первый и второй входы блока подготовки режимов соединены соответственно с выходами начала и конца итераций блока формирования управляющих сигналов, третий и четвертый входы блока подготовки режимов соединены соответственно с выходами «Стоп и «Пуск пульта управления, пятый вход блока подготовки режимов является входом окончания печати устройства, первый выход блока полготовки режимов соединен с установочным Входом

счетчика итераций и со вторым управляющим выходом пульта уппавления, третий управляющий выход которого является выходом управления устройства, второй выход блока подготовки режимов соединен с входом установки в нуль счетчика итераций и со вторым выходом блока пуска-останова, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока подготовки режимов и с выходом запуска устройства, выход записи информации которого соединен с четвертым выходом блока подготовки режимов, разрещающий вход счетчика итераций соединен с первым управляющим выходом блока пуска-останова, второй управляющий выход блока формирования управляющих сигналов является выходом управляющих сигналов устройства, а также блок подготовки режимов содержит элементы И, ИЛИ триггеры и элемент задержки, причем первые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами блока, третий вход которого соединен с нулевым входом первого триггера, един1 чный вход которого соединен с четвертым входом блока и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с вторым выходом и пятым входом блока, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с единичными входами второго и третьего триггеров, нулевые входы которых соединены с выходом третьего элемента ИЛИ и с нулевым входом четвертого триггера, единичный, вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с единичными выходами второго, третьего и первого триггеров, единичный выход четвертого триггера соединен со вторым входом второго элемента И и с четвертым выходом блока, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и с третьим выходом блока, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с первым выходом блока.

На чертеже представлена функциональная схема устройства управления ЦИС.

Устройство управления ЦИС включает блок 1 формирования управляющих сигналов, счетчик 2 итераций, блок 3 пуска-останова, пульт 4 управления, блок 5 подготовки режимов, содержащий первый элемент И 6, второй элемент И 7, первый элемент ИЛИ 8, третий элемент ИЛИ 9, второй элемент ИЛИ 10, первый триггер 11, второй триггер 12, третий триггер 13, четвертый триггер 14, элемент 15 задержки, щину 16 управляющих сигналов, щину 17 пуска, щину 18 управления, шину 19 записи информации, щину 20 запуска устройства вывода, тину 21 окончания печати.

Блок 1 формирования управляющих импульсов и потенциалов предназначен для выработки импульсов и потенциалов, управляющих работой устройств ввода, вывода и вычислительных устройств ЦИС. Счетчик 2 итерации предназначен для отсчета заданного количества итераций, определяющего интервал вычислений.

Блок 3 пуска-останова вырабатывает сигнал, разрещающий выполнение режима обработки информации в вычислительных устройствах ЦИС, и сигнала об окончании ре жима обработки информации на каждом интервале вычислений. Пульт 4 управления задает различные режимы работы устройства.

Блок 5 подготовки р.ежимов производит подготовку к совместному выполнению режимов обработки и вывода информации, анализируя сигналы окончания режимов обработки и вывода информации и вырабатывая сигнал ее записи, производящий предварительную запись выводимой информации в буферную память устройства вывода ЦИС, и затем производя выработку и.мпульса запуска режимов обработки и вывода информации.

Устройство управления ЦИС работает следующим образом.

Перед началом работы производится ус- тановка устройства управления в исходное состояние подачей соответствующих сигналов с пульта 4 управления в счетчик 2 итераций, в блок 3 пуска-останова, на нулевой вход триггера 11 блока 5 и через элемент ИЛИ 9 блока 5 на нулевые входы триггеров 12-14, а подачей соответствующего J сигнала на щину 18 производится установка в исходное состояние остальных устройств ЦИС.

Затем следует режим ввода, при выполнении которого с пульта 4 управления на щину 18 выдается сигнал запуска устройства 0 ввода ЦИС, а блок 1 производит выработку на щину 16 управляющих импульсов и потенциалов, необходимых для организации ввода начальной информации в вычислительные устройства и программы коммутации - в устройство коммутации ЦИС.

Следующий режим работы устройства управления. ЦИС - это режим, обеспечивающий одновременно обработку и вывод информации. Перед выполнением этого режима на пульте 4 управления устанавливается интервал вычислений, определяемый заданным количеством итераций, величина которого может изменяться кратно двум.

Затем сигнал «Пуск с третьего выхода пульта 4 управления поступает в блок 5 на единичный вход триггера 11 и через 5 элементы ИЛИ 8 и ИЛИ 10 - на единичные входы триггеров 12 и 13. В результате триггера 11 -13 переходят в единичное состояние и обеспечивают прохождение через И 6

блока 5 с выхода 1 временного импульса, соответствующего началу итерации, на единичный вход триггера 14, который устанавливается в единичное состояние и начинает вырабатывать сигнал записи информации длительности одной итерации. Этот сигнал с единичного выхода триггера 14 блока 5 поступает на вход элемента И 7 блока 5 и по шине 19 - в устройство вывода ЦИС, разрешая запись выводимой информации в буферную память устройства вывода, причем информация выводится только из тех вычислительных устройств ЦИС, в коде операций которых имеется признак печати. Временной импульс, соответствующий концу итерации, с выхода блока 1 проходит через открытый элемент И 7 блока 5 и, задержавшись иа один такт на элемент задержки 15 блока 5, поступает через элемент ИЛИ 9 блока 5 на нулевые входы триггеров 12-14 блока 5, устанавливая их в нулевое состояние и тем самым завершая выработку длительностью одной итерации сигнала записи информации. Одновременно этот импульс с выхода элемента задержки 15 блока 5 поступает как импульс запуска режимов по шине 20 в устройство вывода UHQ разрешая его запуск и вывод информации, и на вход блока пуска-останова 3, вырабатывая сигнал, разрешающий обработку информации, который поступает-на вход счетчика 2 и по шине 17 - в вычислительные устройства ЦИС. При этом устройство вывода начинает вывод информации на печать (в первом случае это будет начальная информация), вычислительные устройства начинают обработку информации, а счетчик 2 итерации подсчитывает количество выполняемых итераций, так как сигнал с первого выхода блока 3 разрешает поступление на суммирующий вход счетчика 2 в начале каждой итерации первого временного импульса с выхода блока 1. Причем на каждой итерации новое значение счетчика 2 поступает в блок 3, где сравнивается с числом итераций, заданным на пульте 1 управления, при совпадении которых блок 3 пуска-останова вырабатывает сигнал останова, который останавливает процесс вычислений, прекращая выработку сигнала, разрещающего обработку информации, на шину 17 и на вход счетчика 2. Одновременно сигнал останова поступает со второго выхода блока 3 пуска-останова на вход счетчика 2, устанавливая его в нулевое состояние и через элемент ИЛИ 8 блока 5 - на единичный вход триггера 12 блока 5, устанавливая его в единичное сост-ояние. Устройство вывода ЦИС после окончания печати выводимой информации вырабатывает сигнал окончания печати, который по шине 21 поступает через элемент ИЛИ 10 блока 5 на единичный вход триггера 13 и устанавливает его в единичное состояние. После установки триггеров 12 и 13 блока 5 в единичное состояние триггер 14 блока 5 начинает с приходом

через элемент И 6 временного импульса, соответству19Щего началу итерации, выработку сигнала записи информации. При этом, если время выполнения режима обработки информации на данном интервале вычислений оказывается больше времени выполнения режима вывода информации, то сигнал окончания печати приходит в блок 5 раньше сигнала останова и лишь только после прихода сигнала останова оба триггера 12 и 13 блока 5 оказываются в единичном состоянии и триггер 14 5 начинает вырабатывать сигнал записи информации, а далее выработка всех остальных управляющих сигналов, а также одновременно обработка информации на новом интервале вычислений и вывод информации предыдущего интервала вычислений повторяются. Если же время выполнения режима обработки информации на данном интервале вычислений оказывается меньще времени выполнения режима вывода информации, то сигнал останова приходит в блок 5 раньше сигнала окончания печати. В этом случае, только после прихода сигнала окончания печати оба триггера 12 и 13 блока 5 оказываются в единичном состоянии и триггер 14 блока начинает, вырабатывать сигнал записи информации и далее выработка всех остальных управляющих сигналов и одновременно обработка и вывод информации повторяются. Причем блок 1 производит выработку на шину 16 остальных циклически повторяющихся управляющих сигналов, необходимых для функционирования всех устройств ЦИС.

После получения необходимого количества точек решения с заданным интервалом вычислении, пульт 4 управления вырабатывает сигнал «Стоп, который поступает на нулевой вход триггера 11 блока 5 и устанавливает его в нулевое состояние. После выполнения режима обработки информации на последнем интервале вычислений и печати последней выводимой информации триггеры 12 и 13 блока 5 устанавливаются в единичное состояние, но поскольку триггер 11 находится в нулевом состоянии, то элемент И 6 блока 5 закрыт и выработка управляющих сигналов, а вместе с ними и обработка информации с одновременным выводом результатов прекращается. Если же возникает необходимость продолжать решение, то пульт 4 управления вырабатывает сигнал «Пуск, который устанавливает триггер 11 блока 5 в единичное состояние и подтверждает единичное состояние триггеров 12 и 13 блока 5, тогда триггер 14 блока 5 с приходом соответствующего временного импульса через элемент И 6 блока 5 начинает вырабатывать сигнал записи информации, а далее выработка необходимых упра-вляющюс сигналов, а вместе с ними и обработка информации с одновременным выводом результатов предыдущего интервала вычислений повторяются.

Таким образом, введение в устройство управления ЦИС нового узла и соответствующих связей позволяет расшири1ь его функциональные возможности за счет обеспечения возможности совмещения во времени выполнения режимов обработки и вывода информации в ЦИС, вследствие чего в 1,25- Z раза сокращается общее время решения задач и тем самым повыщается производительность ЦИС.

Формула изобретения

. Устройство управления цифровой интегрирующей структуры, содержащее блок формирования уиравляюших сигналов, первый управляющий выход которого соединен с суммирующим входом счетчика итераций и первым входом блока нуска-останова, второй вход которого соединен с выходом счетчика итераций, третий вход блока пускаостанова соединен с первым управляющим выходом пульта управления, первый выход блока-пуска-останова является выходом пуска устройства, отличающееся тем, что, с це.1ью повьиления быстродействия в него введен блок подготовки режимов, причем первый и второй входы блока подготовки режимов соединены соответственно с выходами начала и конца итераций блока формирования управляющих сигналов, третий и четвертый входы блока подготовки режимов соединены соответственно с выходами «Стоп и «Пуск, пульта управления, пятый вход блока подготовки режимов является входом окончания печати устройства, перкыц выход блока подготовки режимов соединен с установочным входом счетчика итераций и со вторым управляющим выходом пульта управления, третий управляющий выход которого является выходом управления устройства, второй выход блока подготовки режимов соединен с входом установки в нуль счетчика итераций и со вторым выходом блока нуска-останова, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока подготовки режимов и с выходом запуска устроГчтва, выход записи информации которого соедипен с четвертым выходом блока

подготовки режимов, разрешающий вход счетчика итераций соединен с первым управляющим выходом блока пуска-останова, второй управляющий выход блока формирования управляющих сигналов является выходом управляющих сигналов устройства.

вторые входы которых соединены соответственно с вторым выходом и пятым входом блока, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с единичными входами второго и третьего триггеров, нулевые входы которых соединены с

выходом третьего элемента ИЛИ.и с нулевым входом четвертого триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй; третий и четвертый входы которого соединены соответственно с

единичными выходами второго, третьего и первого триггеров, единичный выход четвертого триггера соединен со вторым входом второго элемента И и с четвертым выходом блока, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с первым

входом третьего элемента ИЛИ и с третьим выходом блока, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с первым выходом блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Отчет по НИР «Разработка функциональных схем устройства цифровой интегрирующей мащины для микроэлектронного исполнения. Гос. per. N° 71028281. инв. Л Б 162887, Таганрог, 1971, с. 23-34 (прототип).