172162. lajstromszámú szabadalom • Digitális kisszámítógép az utsítástároló regiszter tartalmának dinamikus módosítására
11 172162 12 mikus átkódolása) a 2. ábrán látható 16 és 18 bemeneti kombinációs hálózatok és a 25 kimeneti kombinációs hálózat jelentős egyszerűsödéséhez vezet. Ez az egyszerűsítés lehetővé teszi a 36 és 38 bemeneti kombinációs hálózat és a 45 kimeneti kombinációs hálózat egyszerűbb kialakítását, melyek az utasítások átkódolása révén a kimeneti vezérlő jelkombinációkat az u utasítás kimeneti jelek egyszerűbb logikai függvényeként állítják elő. A 44 utasítástároló automata alkalmazásának további előnye, hogy a 42 utasítástároló regiszter „átveszi” egyes vezérlő regiszterek (tipikusan a számlálóregiszter) vezérlő szerepét. A többütemű ciklikus utasítások (pl. szorzás, osztás, normalizálás, többütemű shiftelések és rotálások, változó nagyságú adathalmazon előírt műveletek stb.) végrehajtásához a számítógépek rendelkeznek ciklusszámláló regiszterrel, melyet az ismert megoldást bemutató 2. ábrán a 12 regisztercsoport tartalmaz. A ciklusszámláló regiszter bekapcsolódik az aritmetikai rendszer adatforgalmába: tartalma bekapuzható a műveletvégző egységbe, hogy pl. normalizálás esetén a normált alak eléréséhez szükséges lépésszám (vagyis a számláló regiszter normalizálás utáni tartalma) kivonható legyen az exponensből, ugyanakkor a 35 műveletvégző egység kimenete beírható a számlálóregiszterbe úgy, hogy a számláló a ciklikus művelet elvégzése előtt feltölthető legyen egy aritmetikai művelet eredményeként előálló induló- (preset-) értékre. A 3. ábrán bemutatott találmány tárgyát képező elrendezésben a 44 utasítástároló automata a 42 utasítástároló regiszter tároló elemeit regiszterként kezeli, ilyen formán a 32 regisztercsoport nem tartalmazza a 2. ábrán bemutatott ismert elrendezés 12 regisztercsoportjában jelenlevő számlálóregisztert, ehelyett 42 utasítástároló megfelelő elemei a végrehajtás alatt álló speciális ciklikus utasítás kódjának jelentős redundanciáját kihasználva számlálóként működnek. Ezen számláló vezérlő áramköreit a 41 beíró és 43 módosító hálózat tartalmazza, és ugyancsak ezen hálózaton keresztül írható be a 42 utasítástároló regiszterbe a 30 aritmetikai egységből az e műveleti kimeneteken megjelenő műveleti eredmény. Ez a megoldás egyrészt azzal az előnnyel jár, hogy mivel a 42 utasítástároló regiszter tartalma a 2. ábrán látható 14 multiplexeren keresztül bekapuzható a 15 műveletvégző egységbe, a 42 utasítástároló regiszternek számláló regiszterként történő felhasználásakor a számláló tartalmának a műveletvégző egységbe való bekapuzását lehetővé tevő áramkörök és összeköttetések a 3. ábrán látható elrendezésben eleve adottak, és így a külön számláló regiszter elmaradása a 14 multiplexer egyszerűsítéséhez vezet. Az elrendezés további előnye abban mutatkozik meg, hogy elmaradnak a 2. ábrán látható j jelző vezetékköteg azon vezetékei, melyek a 12 regisztercsoportban levő külön számlálóregiszter tartalmára vonatkozó vezérlő jeleket hordozzák. Tehát a 3. ábrán látható j2 vezetékköteg ennek megfelelően kevesebb vezetéket S tartalmaz, és minthogy a számláló állapotát itt a 42 utasítástároló regiszter meglevő és általánosan figyelembe vett u utasítás kimenetem megjelenő jelkombináció jelzi, az elrendezés végeredményben csökkenti az egész vezérlő rendszer belső összekötő vonalainak számát. Az elrendezés további előnye abban mutatkozik meg, hogy a ciklikus utasítás lépésszámát közvetlenül az utasítás kódja tartalmazza (immediate, azaz közvetlen lépésszám-megadás), ebben az esetben az utasítás kiolvasásakor az utasítás kódjának a 42 utasítástároló regiszterbe történő beírásával automatikusan megtörténik a számláló regiszternek a kívánt kezdő értékre történő beállítása anélkül, hogy a beállítás bármilyen külön vezérlő ciklust igényelne. Ezáltal egyrészt növekszik a végrehajtási sebesség, másrészt egyszerűsödnek a végrehajtó-vezérlő áramkörök. A 4. ábra a 41 beíró hálózat, a 42 utasítástároló regiszter és a 43 módosító hálózat részletesebb tömbvázlatát szemlélteti a 3 ki-bemeneti vezérlő-, a 30 aritmetikai és a 40 utasításvégrehaj tó-vezérlő egységgel, továbbá a 60 ki-bemeneti vonalrendszerrel. A 44 utasítástároló automata állapottároló regiszterének, vagyis magának a 42 utasítástároló regiszternek első bitjét a 421, i-edik bitjét a 422, (i-f-l)-ik bitjét a 423, n-ik bitjét pedig a 424 utasítástároló elem valósítja meg („n” értékét az utasítások hossza határozza meg: kisszámítógépek esetén pl. szokásos az n=16). A tároló elemek tartalma a felsorolás sorrendjében rendre az ul, u2, u3, u4 utasítás kimeneteken jelenik meg, melyek közvetlenül kapcsolódnak a 30 aritmetikai egység és 40 utasításvégrehajtó-vezérlő egység egyes utasítás bemenetelre. A 421—424 utasítástároló elemek bemenetelre az utasításrendszer és a 40 utasításvégrehajtó-vezérlő egység tényleges kialakításától függő csoportosításban a 4. ábrán bemutatott következő bemenő áramkörök kapcsolódhatnak: Az utasítástároló elem bemenetére kapcsolódhat olyan beíró hálózat, mely csak azt teszi lehetővé, hogy az utasítástároló elembe beírható legyen a 60 ki-bemeneti vonalrendszer megfelelő adat-vezetékén levő tartalom. (Ez jelen esetben a 60 ki-bemeneti vonalrendszer 61 adatvezetéke.) Ezt a 41 beíró hálózatot a 421 utasítástároló elem bemenetére kapcsolódó 411 mintavevő ÉS-kapu valósítja meg, mely a 3 ki-bemeneti vezérlő egységből a d mintavevő kimeneten érkező vezérlőjel hatására a 60 ki-bemeneti vonalrendszer adatvezetékének tartalmától függő beíró jelet szolgáltat a kimenetén, mely beíró jel a 421 utasítástároló elem bemenetére jutva az utasítástároló elembe beírja a 61 adatvezeték tartalmát. A találmány tárgya szerinti elrendezés lényege, hogy valamely utasítástároló elembe a 421 utasítástároló elem kapcsán bemutatott beíráson túlmenően további vagylagos beírási lehetőséget tartalmaz. A 422 (i-edik) utasítástároló elem beíró bemenetére nem közvetlenül, hanem a kétbemenetű VAGY-kapcsolatot létesítő 431 módosító VAGY-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
