163426. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés számítógépek központi egységét vezérlő impulzusok előállítására

3 163426 4 venciáját úgy kell meghatározni, hogy az időbeni működés szempontjából kritikus - leglassúbb és legtávolibb - periféria is befejezze a vezérlőcsatorna aktiválásával indított műveletét a következő óraimpulzus érkezéséig. Belátható, hogy az óragenerátor frekvenciájának a fentieknek megfelelő megválasztása veszteséget jelent a számítógép sebességében. A veszteség mértéke attól függ, hogy a számítógép működése során milyen gyakorisággal fordul elő a periódus-időt megszabó - legidőigényesebb - művelet. A működési időben előálló veszteség csökkentésének egy - óragenerátoros vezérlés esetén - lehetséges módját a 2. ábra mutatja. Az O óragenerátor o óraimpulzusai egy F frekvenciaosztó bemenetére jutnak, melynek osztásarányát a K központi egység fi, f2, . . . fj feltételadó kimenetei határozzák meg. Az F frekvenciaosztó kimenetén megjelenő i vezérlőimpulzusok szinkronizálják a továbbiakban a K központi egység valamenynyi műveletét, beleértve az sl, s2, ... sn vezérlőcsatornák aktiválását is. Mivel a K központi egység az éppen aktivált vezérlőcsatornák sebességviszonyainak megfelelően az fi, f2, ..., fj feltételadó kimenetein vezérelni tudja az F frekvenciaosztó osztási arányát, belátható, hogy az óragenerátor vezérlésből származó időveszteség bizonyos határok között csökkenthető. A határokat megszabja, hogy az F frekvenciaosztó osztásarányai ésszerűen csak diszkrét értékekkel változtathatók, másrészt az osztásarányok számának növelése ugrásszerűen bonyolítja az F frekvenciaosztó felépítését. A probléma megoldását az jelenti, hogy a számítógép működését szinkronizáló vezérlőimpulzusok előállítása a mindenkori műveletvégzés tényleges időigényének megfelelően történik. Ennek érdekében érzékelni kell az adott ütemben megindított műveletek végét, s a következő vezérlőimpulzust mindig az adott esetben legidőigényesebb művelet befejezésekor kell létrehozni. Ennek megvalósítására reális lehetőséget ad, ha a minden ütemben megindított operatív memória, valamint az esetenként megindított időigényesebb perifériák visszajelzik az elindított művelet befejezését; ugyanis a visszajelzések kombinációja minden ütemben meghatározza a tényleges időszükségletet. Mindezek alapján a találmány szerinti elrendezés a vezérlőimpulzusok előállítására nem - még ha oszthatóan is - konstans frekvenciájú óragenerátort, hanem a művelet során aktivált perifériális csatornák visszajelzéseit használja fel. A visszajelzések felhasználása erre a célra azáltal válik lehetővé, hogy a logikai VAGY-kapcsolattal összegezett visszajelzések egy, a központi egység által vezérelt digitális szűrő bemenetére kerülnek, melynek kimenetén jelennek meg a vezérlőimpulzusok. A találmány szerinti elrendezést a 3. ábra mutatja. A K központi egység a digitális D szűrő kimenetéről érkező i vezérlőimpulzusokkal szinkronizálva végzi minden műveletét, így az sl, s2, . . ., sn vezérlőcsatornák aktiválását is. Az egyes csatornákhoz kapcsolódó Pl, P2, . . ., Pn perifériális egységek jl, j2, . . ., jn visszajelzései a V logikai VAGY-kapcsolatot megvalósító áramkör bemeneteire jutnak, melynek v kimenete a digitális D szűrő jel bemenetére csatlakozik. A K központi egység - az utasítás dekóder és az állapotjelző elemek által meghatározott -pl, p2, ..., pk feltételadó kimenetein az éppen aktivált vezérlőcsatornák számára jellemző kódot kiadva vezérli a digitális D szűrőt. Ennek hatására a digitális D szűrő kiválasztja az éppen aktivált perifériális csatornák utolsó visszajelzését, s csak ennek beérkezésekor jelenik meg kimenetén egy, a K központi egységet működtető i vezérlőimpulzus. A találmány szerinti elrendezés lényegét - a perifériális csatornákról érkező visszajelzéseket összegyűjtő logikai VAGY-kapcsolatot megvalósító áramkör, a hozzá csatlakozó vezérelt digitális szűrővel -szemléltetendő, a 4. ábra egy konkrét megvalósítást mutat. A V logikai VAGY-kapcsolatot megvalósító áramkör négy különböző, esetenként párhuzamosan aktivált perifériális csatornákról érkező visszajelzést fogad. Ezek közül jl az operatív memória, j2 a lassú (ún. programozott)-, a j3 a gyors (autonóm)- adatátviteli csatornára kapcsolt periféria, j4 pedig a kiegészítő aritmetikai egység műveletének végét jelző impulzust hordozza. A K központi egység p2, p3, p4 feltételadó kimenetei közül logikai „1" állapotot reprezentáló jelszint jelenik meg azokon, melyek hivatkozási jelben azonos számot tartalmaznak a következő ütemben aktiválandó perifériális csatornával. Mivel a hivatkozási jelben l-es számot tartalmazó operatív memória indítása minden ütemben megtörténik, ennek jelzésére nincs szükség. A bistabil Bl, B2 multivibrátorok kezdeti értékének beállítása ezek S beíró-bemeneteire kapcsolódó El, E2 logikai ÉS-kapcsolatot megvalósító áramkörökön keresztül történik, a p2, p3, p4 feltételadó kimeneteken megjelenő szintek kombinációjának megfelelően, a kijelölt perifériális csatornákat aktiváló i vezérlőimpulzus hatására. A VI logikai VAGY-kapcsolatot megvalósító áramkör azt a tényt veszi figyelembe, hogy az adott esetben a lassú adatátviteli csatorna és a kiegészítő aritmetikai egység sohasem aktíválható egyszerre, ezért elegendő a p2 és p4 feltételadó kimeneteken megjelenő szintek logikai VAGY-kapcsolatát érzékelni. Így, ha a K központi egység a következő ütemben két perifériális csatornát aktivál, akkor logikai l-es állapotba kerül az egyik bistabil multivibrator (a Pl és P3 perifériális egység aktiválása esetén a B2, a Pl és P2 vagy a P4 perifériális egységek aktiválása esetén pedig a bistabil Bl multivibrator); a maximális három perifériális csatorna aktiválása esetén pedig mindkét bistabil multivibrator logikai l-es állapotba kerül. Az aktivált perifériális csatornáktól egymás után érkező visszajelző impulzusok a V logikai VAGY-kapcsolatot megvalósító áramkör kimenetéről először a bistabíl Bl multivibrator R törlőbemenetére, ha ez logikai O állapotban van, akkor az E3 logikai ÉS-kapcsolatot megvalósító áramkörön keresztül a bistabil B2 multivibrator R törlőbemenetére kerülnek. Az adott esetben utoljára érkező visszajelzés logikai O állapotban találja mind a Bl, mind a B2 bistabil multivibrátorokat, így átjut az E4 logikai ÉS-kapcsolatot megvalósító áramkörön és elindítja az impulzusformálást megvalósító monostabil M multivibrátort. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55; 60 2