Устройство для сопряжения процессора с памятью Советский патент 1982 года по МПК G06F13/06 G06F3/04 

(Б) УСТРОЙСТВО для СОПРЯЖЕНИЯ ПРОЦЕССОРА С ПАМЯТЬЮ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в ЭВМ для сопряжения процессора с модулями памяти, имеющими раз личную длительность цикла. Известны устройства управления обращением к памяти, содержащие генератор, распределитель, узел управления пуска распределителя, узел пусков памяти, узел задержки, узлы индикации зоны и запросов к свободной зоне, узел подготовки обращения к свободной зоне и блока управления т. Недостаток этих устройств заключается в ограниченных функциональны возможностях. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для сопряжения, содержащее два триггера, синхронизатор, включаю щий задающий генератор и узел вырабо ки тактовых импульсов, два элемента И и два элемента ИЛИ формирователь импульса, элемент задержки, схему сравнения, элемент И-ИШ, регистр, счетчик, дешифратор, сумматор, npwiчем вход запроса устройства соединен с первыми входами первого и второго триггеров и первыми входами первого и второго элементов И, первый выход первого триггера соединен со вторым входом первого элемента И, выходом подключенного к первому входу первого элемента HIW, выход которого соединен со вторым входом второго триггера 23. Недостаток этого устройства заключается в больших аппаратурных затратах. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее триггер ожидания, входы которого подключены ко входам Запрос устройства, а выход - к первому входу первого элемент та И, выходом соединенного с первым входом первого элемента ИЛИ, вторые элементы И и ИЛИ, триггер пуска, сое диненный первым входом с выходом пер вого элемента ИЛИ, и задающий генера тор, подключенный выходом к первому входу узла выработки тактовых импуль сов, введены два элемента НЕ, причем второй вход первого элемента И подключен ко входу Чтение устройства, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого является вхо дом Запись устройства, второй вход соединен с выходом триггера ожидания, а третий вход - через первый элемент НЕ со входом Данные приняты устройства и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со входом Данные готовы устройства и через второй элемент НЕ - с третьим входом пер.вого элемента И, а выход - со вторым входом триггера пуска, третий ;И четвертый входы и выход которого ;подключены соответственно к выходу и первому и второму входам узла выработки тактовых импульсов, выход которого является тактовым выходом устройства. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема узла выработки тактовых импульсов. Устройство содержит {см.фиго11 вход 1 Чтение и входы 2 и 3 Запрос устройства, тактовый выход 4 устройства, задающий генератор 5) вход 6 Запись, вход 7 Данные готовы и вход 8 Данные приняты уст ройства, триггер 9 ожидания, узел 10 выработки тактовых импульсов, узел 11 Пуска-останова , состоящий из элементов И 12 и t,. элементов НЕ 13 и 15, элементов ИЛИ 16 и 17 и триггера 18 пуска, имеющего выход Узел 10 выработки тактовых импул сов может быть реализован в виде ко цевого счетчика { в данном примере четырехразрядного), состоящего из триггеров 20-23, элементов И 2«-31 элементов НЕ 32-36, выход узла, образованного выходами элементов И , входа 41 узла, соединенного с задающим генератором 5 входа 19 пуска узла, соединенного с выходом триггера пуска и входом 42 8 ального сброса узла (на фиг. 1 не оказан)„ Устройство работает следующим обазом, Если триггер 18 установлен в 1 о сигнал с его выхода, поступая по ине 19 разрешает запуск кольцевого четчика Коммутация триггеров coi- асно фиг.2 обеспечивает выработку оследовательных сигналов двойной лительности поотношению к импульам задающего генератора и перекрыващихся между собой о Сигналы с выхоа триггеров поступают на элементы И 24-27, с выхода которых и выдаются тактовые импульсыо В рассматриваемом ниже примере в течение такта необходимо выработать четыре импульса, что требует наличие четырехразрядного кольцевого счетчика. При рассмотрении работы устройства предполагается, что оно используется с процессором с микропрограммным управлением и триггер 9 ожидания является разрядом микрокоманды и устанавливается при считывании последней. Так как микрокоманда,управляющая действиями в текущем такте, считывается в конце предыдущего такта то триггер 9 указывающий на то, что данные, считываемые из основной памяти, будут нужны для обработки (или данные, записываемые в память, будут изменены) в данном такте, установится в конце предыдущего ,Такта о Пусть в i-ом такте процессор выдает сигнал Чтение на вход 1 (или Запись на вход 6)(см. фиго1),- а данные из памяти потребуются процессору (или данные для записи изменяются) в (i+2)-oM такте, на что будет указывать единичное состояние триггера 9 в конце (f+1)-oro такта. Если при установке триггера 9 в 1 информация еще не будет считана из основной памяти, на что указывает отсутствие сигнала на входе 7 Данные готовы (либо нельзя изменять информацию, которая еще нужна основной памяти для выполнения заданной в i-ом такте операции Запись, на что указывает отсутствие сигнала на входе 8), то сигнал с выхода элемента И 12 (элемента И 14) сбросит в конце (1+1)-ого такта триггер 18 (см.фиг. 1) с, Нулевое состояние триггера 18, поступая на вход 19 узла выработки тактовых импульсов (сМофиг,2) заблокирует выработку очередной серии тактовых импульсов, а следовательно, и выполнение (i+2)-or такта процессора до появления сигнала Данные готовы на входе 7 (Данные приняты на входе 8). Появление сигнала Данные готовы (или Данные приняты) через элемент ИЛИ 17 по импульсу задающего генератора 5 установит триггер 18 в 1 (сМофигЛ Единичный сигнал с выхода триггера 18,поступая на вход узла выработки тактовых импульсов,а значит и выполнение (+2)-ого такта. Если сигналы- Данные готовы с Данные приняты) приходят до установки в 1 триггера 9 ожидания, то процессор работает без остановки Таким образом, устройство с меньшим объемом оборудования обеспечивает возможность перекрытия работы процессора и основной памяти. Процес сор запускает память (например, на чтение операнда), но не останавливается в ожидании данных, а продолжает свою работу (например, формирует или модифицирует адрес другого операнда) и только тогда, когда дальнейшая работа процессора невозможна без данных из памяти, процесор останавливается, если же к этому моменту данные уже готовы, то процесор работает без останова. Кроме того, устройство обеспечивает возможность при многомодульной организации основной памяти подключение к процессору модулей памяти с разным быстродействием,так как при асинхронной работе процессора и памяти, быстродействие подключенны модулей памяти может быть учтено. Формула изобретения Устройство для сопряжения процессо ра с памятью, содержащее триггер 89 6 ожидания, входы которого подключены ко входам Запрос устройства, а выход - к первому входу первого элемента И, выходом соединенного с первым входом первого элемента ИЛИ, вторые элементы И и ИЛИ, триггер пуска, соединенный первым входом с выходом первого элемента ИЛИ, и задающий генератор, подключенный выходом к первому входу узла выработки тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, в устройство введены два элемента НЕ, причем второй вход первого элемента И подключен ко входу Чтение устройства, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого является входом Запись устройства, второй вход соединен с выходом триггера ожидания, а третий вход через первый элемент НЕ со входом Данные приняты устройства и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со входом Данные готовы устройства и через второй элемеит НЕ - с третьим входом первого элемента И, а выход - со вторым входом триггера пуска, третий и четвертый входы и выход которого подключены соответственно к выходу и первому и второму входам узла выработки тактовых импульсов, выход которого является тактовым выходом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 55б|1 , «л. G Об F 13/06, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2889809, кл. G Об F З/О, 1980 (прототип).