172162. lajstromszámú szabadalom • Digitális kisszámítógép az utsítástároló regiszter tartalmának dinamikus módosítására
3 172162 4 A feltételtárolóból és a második bemeneti kombinációs hálózatból alkotott feltételautomata a szekvenciatárolónak kimenetén és az utasítástároló regiszter kimenetén megjelenő tartalmától függően vezérelve tárolja és kezeli az aritmetikai egységből érkező és vagy a vezérlő szekvenciákat befolyásoló egyéb feltételeket. A vezérlő automata és a feltételautomata állapotkódolását, valamint a szekvenciatároló és a feltételtároló bemeneti kombinációs hálózatának és a közös kimeneti kombinációs hálózat tényleges felépítését az utasításrendszer ismeretében az ismert minimalizálási eljárások felhasználásával alakítják ki. Az a tény azonban, hogy az utasításrendszer kialakításakor, az utasítások kódolásakor, az utasításokat végrehajtó vezérlő rendszer minimalizálási szempontjai csak másodsorban és korlátozott mértékben vehetők figyelembe, eleve meghatározza a vezérlő rendszer elérhető minimális alakját. Az utasítások végrehajtása során részben a vezérlő szekvenciák gráfelágazásai, részben pedig az előírt műveletek egy részének végrehajtása következtében a végrehajtás alatt álló utasítás kódja fokozatosan redundánssá válik. Ez a redundancia azonban az előbb említett korlátok következtében nem vezet a vezérlő rendszer lényeges egyszerűsítéséhez. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy az utasítások végrehajtása során a vezérlő szekvenciák gráf-elágazásai és/vagy az előírt műveletek egy részének végrehajtása következtében a végrehajtás alatt álló utasítás kódja fokozatosan redundánssá válik és ennek következtében az utasítástároló regiszter egyes tárolóelemeinek tartalma az utasítás végrehajtása közben megváltoztatható, anélkül, hogy ezzel az utasítás további helyes végrehajtását meghiúsítanánk. Az utasítástároló regiszter tárolóelemei tartalmának megváltoztatása következtében megváltozik az utasítástároló regiszterben tárolt utasításkód, átalakul egy olyan kóddá, mely a számítógép utasításrendszerében egy másik, a végrehajtandó utasítástól eltérő utasítást jelent. Az utasítástároló regiszter tartalma az utasítás végrehajtása közben akkor változtatható meg, ha ez nem akadályozza meg az utasítás további helyes végrehajtását. Meggátolja az utasítások hátralevő végrehajtását, és így az utasítástároló regiszter tartalmának átírása nem végezhető el, ha az átírás következtében annak tartalma olyan kóddá alakul át, mely a még hátralevő vezérlő szekvenciában egy olyan másik utasítást jelent, melynek végrehajtásakor az előbbitől eltérő döntéseket és/vagy vezérléseket kell létrehozni és ezekhez nincs különbséget tevő tárolt feltétel. A találmány tárgya digitális kisszámítógép az utasítástároló regiszter tartalmának dinamikus módosítására, melynek n-elemes utasítástároló regisztere, m-elemes beíróhálózata, külső tárolói, ki-bemeneti vonalrendszere, ki-bemeneti vezérlő egysége, utasításvégrehajtó-vezérlő egysége és aritmetikai egysége van. A találmány lényege, hogy a beíróhálózat egyes elemei vagy közvetlenül, vagy az utasítástároló regiszter tartalmának dinamikus módosítására, módosító hálózaton keresztül vannak öszszekötve az utasítástároló regiszter egyes tároló elemeivel. A módosító hálózat egyes elemei két vagy több bemenetű VAGY-kapuk, melyeknek egyik bemenete a beíróhálózat egyes elemeinek kimenetével, másik bemenete az utasításvégrehajtó-vezérlő egység egy-egy módosító kimenetéhez kapcsolódik. A találmány egyik előnyös kivitelénél a módosító hálózat VAGY-kapuinak három bemenete van. A VAGY-kapuk ezen harmadik bemenetére további módosító ÉS-kapu kimenete kapcsolt. A módosító hálózat ezen további kétbemenetű ÉS-kapuinak egyik bemenete az utasításvégrehajtó-vezérlő egység kimenetéhez, másik bemenete külön-külön az aritmetikai egység műveleti kimeneteihez kapcsolódnak. Az ismert megoldásokat és a találmány szerinti megoldás kiviteli alakjait az ábrák szemléltetik: Az 1. ábra az ismert digitális kisszámítógép elvi block-vázlatát ; a 2. ábra az ismert digitális kisszámítógép egy részletesebb elvi block-vázlatát ; a 3. ábra a találmány szerinti digitális kisszámítógép részletesebb elvi block-vázlatát ; a 4. ábra a találmány szerinti digitális kisszámítógép egy lehetséges példakénti kiviteli alakját mutatja. Egy kisszámítógép „hardware” rendszerének szokásos felépítését az 1. ábra szemlélteti. Az 1 aritmetikai egység realizálja a központi egység belső adatforgalmát. Az 1 aritmetikai egység tartalmaz speciális és általános célú adatforgalmi regisztereket, műveletvégző egységeket, valamint mindazokat az összekötő vezetékeket, melyek ezen egységek közötti adatátviteli kapcsolatokat realizálják. Az 1 aritmetikai egység közvetlenül kapcsolódik a 6 ki-bemeneti vonalrendszerre, mely kapcsolat a ki-bemeneti adatátvitelt teszi lehetővé. Az 1 aritmetikai egységben megvalósított belső adatforgalmi rendszert a 2 utasításvégrehajtó-vezérlő egység vezérli az 5 külső tárolóból kiolvasott és átmenetileg a 4 utasítástárolóban őrzött utasitáskódnak megfelelően. A 2 utasításvégrehajtó-vezérlő egység valósítja meg az utasítások végrehajtásához szükséges vezérlő szekvenciákat, és a végrehajtandó utasításnak megfelelő ütemben és módon közvetlenül vezérli a belső adatforgalmi regiszterek közötti adatmozgatást és műveletvégzést. Az 1 aritmetikai egység ugyanakkor feltételeket szolgáltat a 2 utasításvégrehajtó-vezérlő egységnek a vezérlő szekvencia és kimeneti vezérlő jelek előállításához. A belső és külső adatforgalmi rendszer közötti kapcsolatot a 3 ki-bemeneti vezérlő egység vezérli. Ez az egység közvetlen kapcsolatban áll az 1 aritmetikai egységgel, a 2 utasításvégrehajtó-vezérlő egységgel és a 6 ki-bemeneti vonalrendszerrel. Ha az utasítások végrehajtása közben külső adatforgalmi kapcsolat megteremtésére van szükség, a 2 utasításvégrehajtó-vezérlő egység jelzést ad a 3 ki-bemeneti vezérlő egységnek, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
