186213. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés különböző struktúrájú és hosszúságú adatok feldolgozására alkalmas számítógép aritmetika kialakítására
186213 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés különböző struktúrájú és hosszúságú adatok feldolgozására alkalmas számítógép aritmetika kialakítására. Mint ismeretes, a számítógépes adatfeldolgozás során rendszerint különböző jellegű adatok feldolgozására van szükség, mely adatok mind struktúrájukban, mind hosszúságukban, azaz ábrázolási módjukban különböznek. így például szükség lehet 8,16, 32 bites egész számok, vagy 32 illetve 64 biten ábrázolt lebegőpontos számok feldolgozására. A különböző adatok feldolgozására ismert megoldás, hogy a számítógép minden adattípus vagy adattípus csoport feldolgozására külön aritmetikával rendelkezik. Ilyen ismert megoldás például a Digital Equipment Corporation PDP 11/44 számítógépe, mely alapkiépítésben csak a 8, 16, 32 bites egész számokat képes feldolgozni, de opcionálisan bővíthető egy külön aritmetikával (FP11F), amely a 32 és 64 biten ábrázolt lebegőpontos számokat dolgozza fel. Az ismert megoldás hátránya, hogy minden adattípus csoporthoz külön aritmetika kell, ami jelentős mennyiségű áramköri többletet jelent minden újabb adattípusnál, továbbá nő az energiafelhasználás, romlik a megbízhatóság, és az áramkörök kihasználtsága is igen rossz, mivel az aritmetikák közül mindig csak egy dolgozik. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése, és olyan számítógép aritmetika kialakítása, mellyel különböző adattípusok egyaránt feldolgozhatók. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően a következőkben jelölhetjük meg: egy olyan eljárás és kapcsolási elrendezés kialakítása, amely a fenti célnak maradéktalanul eleget tesz. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha a számítógép aritmetikáját modulárisan építjük fel. A találmány abban van, hogy az aritmetikát legalább két modulból úgy alakítjuk ki, hogy az egyes modulokat önállóan és közösen is tudjuk vezérelni, oly módon, hogy az egyszeres pontosságú lebegőpontos utasításokat is közvetlenül végezzük, a kétszeres pontosságú lebegőpontos utasításokat pedig lépésekre bontva hajtjuk végre. A találmány értelmében célszerű, ha a modulok hosszát úgy választjuk meg, hogy az a legkisebb adathosszal megegyezzen. Nevezetesen célszerű, hogy az adat helyének és hosszának megfelelő modulokat vezéreljük, a többi működését pedig tiltjuk. Célszerű továbbá, ha az egyes modulok közötti összekötéseket az adat helyének és hosszának megfelelően kapuzzuk. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés tehát olyan ismert kapcsolási elrendezés továbbfejlesztése, melynek központi vezetékkötésre kapcsolódó illesztőegysége van. A továbbfejlesztés abban van, hogy a kapcsolási elrendezésnek egynél több műveletvégző és regiszter modulja, valamint a modulok számánál eggyel kevesebb összekötő egysége, továbbá működés-, és modulkiválasztó vezérlőegységei, valamint állapot vezérlőegysége van. A működés vezérlőegység ki/bemenetei a működést vezérlő vezetékkötegen keresztül az illesztő egység ki/bemeneteire, kimenetei pedig a műveletvégzést vezérlő vezetékötegen át a műveletvégző modulok bemeneteire, a regisztereim vezetékkötegen keresztül a regiszter modulok cím bemeneteire, valamint az állapot vezérlő vezetékkötegen át az állapot vezérlőegység bemeneteire vannak kötve. A modulkiválasztó vezérlőegység bemenetei a kiválasztást vezérlő vezetékkötegen keresztül az illesztőegység kimenetelre, kimenetei pedig engedélyező vezetékeken át a műveletvégző modulok bemeneteire, valamint az összeköttetést vezérlő vezetékkötegeken át rendre az összekötő egységek és állapot vezérlőegység bemeneteire csatlakoznak. Az illesztőegység ki/bemenetei a központi vezetékkötegre és a belső adatvezetékkötegen át a műveletvégző modulok ki/bemeneteire, valamint az állapot vezérlőegység ki/bemeneteire kapcsolódnak. Az egyes regiszter modulok ki/bemenetei a tárolt adat vezetékkötegeken keresztül a műveletvégző modulok ki/bemeneteire vannak kötve. A műveletvégző modulok az összekötő egységeken keresztül láncba vannak ! kötve. Ugyancsak láncba van kapcsolva az n-edik műveletvégző modul, az állapot vezérlőegység és az első műveletvégző modul. Az állapot vezérlőegység további ki/bemenetei a közbenső adat vezetékkötegen keresztül az összekötő egységek ki/bemeneteivel vannak összekötve. A találmány értelmében célszerű, ha a műveletvégző modulok léptető és tároló áramköre, multiplexere, műveletvégrehajtó egysége, léptető áramköre és kapuzó áramköre van. A műveletvégrehajtó egység bemenetei a műveletvégzést vezérlő vezetékkötegre, a tárolt adat vezetékköteg részét képező első belső vezetékkötegre, a második belső vezetékkötegen keresztül a multiplexer kimeneteire, valamint az alsó adat vezetékköteg részét képező átvitel vezetékre van kötve. Kimenetei a harmadik belső vezetékkötegen keresztül a léptető és tároló áramkör, valamint a léptető áramkör bemeneteire, továbbá a felső adat vezetékköteg részét képező állapot vezetékkötegre vannak kötve. A multiplexer bemenetei a műveletvégzést vezérlő vezetékkötegre, valamint a tárolt adat vezetékköteg részét képező negyedik belső vezetékkötegre, továbbá az ötödik belső vezetékkötegen keresztül a léptető és tároló áramkör kimeneteire vannak csatlakoztatva. A léptető és tároló áramkör további bemenetei a műveletvégzést vezérlő vezetékkötegre, valamint a felső adat vezetékköteg részét képező első léptető vezetékre, ki/bemenete pedig az alsó adat vezetékköteg részét képező második léptető vezetékre van kötve. A léptető áramkör további bemenetei a műveletvégzést vezérlő vezetékkötegre, ki/bemenetei pedig rendre a felső adat vezetékköteg és alsó adat vezetékköteg részeit képező harmadik léptető vezetékre és negyedik léptető vezetékre, kimenetei továbbá a hatodik belső vezetékkötegen keresztül a kapuzó áramkör bemeneteire vannak csatlakoztatva. A kapuzó áramkör további bemeneté az engedélyező vezetékre, kimenetei pedig a tárolt adat vezetékköteg részét képező belső adat vezetékkötegre vannak kötve. Nevezetesen célszerű, ha az összekötő egységnek az összeköttetést vezérlő vezetékkötegre kapcsolódó tároló-léptető vezérlője, regiszter tömb léptető vezérlője, átvitelt előállítója és állapot vezérlője van. A tároló-léptető vezérlő ki/bemenetei rendre az első léptető vezetékre, az első léptető vezetékpárra, a második léptető vezetékre kapcsolódnak, melyek a felső adat ve-2
