DE2000275A1

DE2000275A1 - Elektronischer Walzenschalter

Info

Publication number: DE2000275A1
Application number: DE19702000275
Authority: DE
Inventors: Stokes Richard A; Ulbe Faber; Tyger Jun Vernon H; Davis Robert L
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1969-01-08
Filing date: 1970-01-05
Publication date: 1971-07-15
Also published as: US3610903A; FR2027924A1; DE2000275C3; GB1297394A; BE744071A; DE2000275B2

Description

Paienianwälte

Dr.-Ing. Wilhelm Reichel
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6 Frcnk...U a. M. 1 6139

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BURROUGHS CORPORATION, Detroit, Michigan, VStA

elektronischer Walzenschalter

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Walzenschalter zu/n Verschieben eines Datenwortes um einen vorbestimmten Betrag

Die meisten Datenverarbeitungseinrichtungen enthalten Vorrichtungen, mit denen es möglich ist/ Datenwörter um verschiedene wählbare Beträge zu verschieben und die für viele von der Einrichtung auszuführende Operationen verwendet werden.Verschiebecperationen können darin bestehen, daß das Wort nach links oder rechts verschoben wird, und zwar entweder über das Ende hinaus oder umlaufend.

Häufig werden für diesen Zweck Schieberegister verwendet, die jedoch einige Nachteile aufweisen. Zu diesen gehört die Tatsache, daß die zur Durchführung der Schiebeoperation erforderliche Zeit von der Anzahl der Stellen abhängt, um die das Worx verschoben wird, wobei die Zeit mit zunehmender Anzahl der Stellen, um die verschoben wird, ebenfalls zunimmt. Dies hat so häufig auftretende Operationen, wie eine Normalisierung und Ausrichtung, zur Folge, die häufig verhältnismäßig lange Zeit benötigen, so daß die Einrichtung verhältnismäßig langsam arbeitet.

Zlektromechanische und elektronische Walzenschalter werden ebenfalls zum Verschieben von Daten um verschiedene Beträge verwendet. Diese Walzenschalter haben Jedoch den Nachteil, daß sie

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zu langsam sind oder eine verhältnismäßig komplizierte Schaltungsanordnung zur Erzielung der gewünschten Fähigkeiten benötigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Walzenschalter zu schaffen, mit dem es möglich ist, Daten um irgendeinen ausgewählten Betrag mit höherer Geschwindigkeit als bislang zu verschieben, und zwar nach rechts oder links entweder am Ende hinaus oder umlaufend, z.B. in einem einzigen Takt.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch mehrere hintereinandergeschaltete Torebenen, von denen jede Ebene mehrere Torgruppen enthält, denen jeweils ein vorbestimmter Verschiebebetrag in einer dieser Torebenen zugeordnet ist, eine d.as Datenwort in eine der Torgruppen in Übereinstimmung mit dem gewünschten Verschiebebetrag, eingebende· Vorrichtung, eine die Ausgangssignale zusammengehöriger Tore, die eine Bitstelle des Datenwortes in einer der Torebenen darstellen, ODER-mäßig verknüpfende und gemeinsam einem Tor in jeder Torgruppe einer nachfolgenden Torebene zuführende Vo- ichtung, derart, daß diese Ausgangssignale um den Verschiebebetrag jeder Torgruppe in der zuletzt erwähnten Torebene nach rechts verschoben werden, und an die Torgruppen in jeder Torebene angeschlossene Steuervorrichtungen zum Durchschalten vorbestimmter Tore in jeder Torgruppe in Abhängigkeit von der Art der gewünschten Verschiebung des Datenwortes.

Mit Hilfe dieses Walzenschalters ist es möglich, Datenwörter um irgendeinen ausgewählten Betrag nach rechts oder links entweder am Ende hinaus oder umlaufend in den hintereinandergeschalteten Torebenen zu verschieben, von denen jede Ebene mehrere Torgruppen enthält, und zwar jeweils eine Gruppe für jeden Schiebebetrag in dieser Torebene. Die Ausgangssignale der entsprechenden Tore in diesen Gruppen einer Ebene,sind über ein ODER-Glied mit einem Tor in jeder Gruppe der nächsten Torebene verbunden aAnd-, um Daten zur nächsten Ebene um einen vorbestimm-

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ten Betrag nach rechts verschoben durchzuschalten. Die Steuervorrichtungen enthalten auch eine Vorrichtung zum Umsetzen einer die Anzahl von Linksverschiebungen darstellenden Zahl, die Linksverschiebungszahl, in eine gleiche Rechtsverschiebungszahl und eine Vorrichtung zum Decodieren der Schiebezahl und Rechtsund Links-Hinaus-Schiebesignale zum Erzeugen von drei Durchschaltsignalgruppen, die jeder Torgruppe in jeder Ebene zum Durchschalten aller Tore einer Gruppe oder eines Teils einer Torgruppe in jeder Ebene zugeführt werden. Die erste Durchschalt Signalgruppe wird für eine Verschiebung erzeugt, bei der diejenige Torgruppe mitwirkt, der die Durchschaltsignale zugeführt werden. Die zweite Durchschaltsignalgruppe wird für Verschiebungen nach links hinaus und links herum erzeugt, bei der diejenige Torgruppe mitwirkt, der sie zugeführt v/erden. Die dritte Gruppe von Durchschaltsignalen wird für Verschiebungen nach rechts hinaus und rechtsherum erzeugt, bei denen diejenige Gruppe von Toren mitwirkt, denen die Durchschaltsignale zugeführt werden. Im allgemeinen hat .der Walzenschalter η Ebenen mit m Toren pro Ebene, wobei mⁿ gleich der Anzahl der Binärziffern des Wortes ist, das verschoben wird. Bei einer Rechtsverschiebung ist die Rechtsverschiebezahl gleich der Anzahl der Stellen, um die das Wort verschoben wird, und sie ergibt sich nach der Beziehung

n-1

P , a.m¹, mit a. = [Ö...(m-1)l

I=O^{1 1}L J

Bei einer Linksverschiebung ist die Linksverschiebezahl gleich dem Basiskomplement der Anzahl von Stellen, um die verschoben werden soll, und diese Linksverschiebezahl ergibt sich nach der Beziehung

n-1

Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen näher beschrieben, die bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen.

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Die Figuren 1A und 1B₁ die entsprechend der Darstellung nach

Fig. 1 zusammengehören, stellen die Torebenen des Walzenschalters nach der Erfindung dar.

Die Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Gruppe von

Toren in einer der Torebenen des Walzenschalters nach Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt, wie die Figuren 3A und 3B zusam

mengehören, die eine bevorzugte räumliche Anordnung des Walzenschalters nach Fig. 1 darstellen.

Die Fig. 4 ist ein Blockschaltbild der Steuerschal

tungen für den Walzenschalter nach Fig.1.

Die Fig. 5 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild

der Walzenschalter-Steueruhgen nach Fig. 4.

In Fig. 1 sind die Torebenen für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das auf. die Verschiebung von aus 64 Bits bestehenden Wörtern ausgelegt ist. Jede Zahl in den Torebenen stellt ein einziges Tor dar, und der Betrag dieser Zahl stellt die Bitstelle in der vorhergehenden Ebene dar, aus der es die Information erhalten hat. Die erste Torebene enthält vier Torgruppen (wobei eine Zeile einer Torebene eine Gruppe darstellt), um das aus der Datenquelle erhaltene Bit um O, 16, 32 oder 48 Stellen nach rechts zu verschieben. Die zweite Torebene enthält ebenfalls vier Gruppen aus 64 Toren, um die aus der ersten Torebene erhaltenen Bits um 0, 4, 8 oder 12 Stellen nach rechts zu verschieben. Die dritte Torebene enthält vier Gruppen mit jeweils 64 Toren, um die aus der zweiten Torebene erhaltenen Bits um 0, 1, 2 oder 3 Stellen nach rechts zu verschieben. Die Ausgangssignale des Walzenschalters werden von der dritten Torebene abgenommen. Von den Torgruppen in jeder Torebene ist jeweils immer nur eine durchgeschaltet.

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Die Ausgangssignale der zusammengehörenden Tore der Torgruppen in einer Ebene sind ODER-mäßig verknüpft, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Tore stellen eine Spalte oder Bitstelle einer Torebene dar, wobei eine Bitstelle entsprechend dem Eingangsbit der O-Verschiebungsgruppe numeriert ist. Die in Fig. 2 dargestellten Zahlen oder Nummern bezeichnen die Tore in der dreißigsten Bitstelle der zweiten Torebene, wobei die UND-Tore 30, 26, 22 und 18 jeweils Signale von den Toren in der dreißigsten, sechsundzwanzigsten, zweiundzwanzigsten und achtzehnten Bitstelle der ersten Torebene und Durchschalt- oder Freigabesignale für eine O-VerSchiebung, eine k- Verschiebung, eine 8-Verschiebung und eine 12-VerSchiebung erhalten. Die Ausgänge aller Tore sind ODER-mäßig verknüpft und gemeinsam mit den Toren verbunden, die mit 30 numeriert sind und jeweils in den vier Torgruppen der dritten Torebene erscheinen.

Um ein Wort mit Hilfe eines Walzenschalters nach Fig. 1 zu verschieben, wird die gesamte oder ein Teil einer Torgruppe in jeder Ebene durchgeschaltet und das zu verschiebende Wort dem Eingang der Tore der ersten Torebene zugeführt. Die Bits des zu verschiebenden Wortes passieren nacheinander die durchgeschalteten Torgruppen der Torebenen und werden in jeder Ebene um den Schiebebetrag der durchgeschalteten Torgruppen verschoben. Die Verschiebung wird dadurch bewirkt, daß die Ausgänge jeder Ebene mit jeder Gruppe einer folgenden Ebene, die um den Schiebebetrag der verschiedenen Torgruppen nach rechts verschoben ist, verbunden sind. Wenn beispielsweise das eingegebene Wort um 18 Stellen nach rechts verschoben werden soll, werden die 16-Verschiebungstorgruppe der ersten Ebene, die O-Verschiebungstorgruppe der zweiten Ebene und die 2-Verschiebungstorgruppe der dritten Torebene durchgeschaltet.

Obwohl gesagt wurde, daß die Torgruppen, beispielswiese die 16-Verechiebungstorgruppe der ersten Torebene, durchgeschaltet werden» soll dies nicht heißen, daß unbedingt alle Tore dieser' Gruppe durchgeschaltet werden. Wie man sieht, sind in Fig. 1 einige Tore durch eine Schraffur gegenüber anderen in jeder Ebene hervorgehoben. Die nach rechts oben verlaufende Schraffur

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wird "Rechtsschraffur¹¹ und die nach links oben verlaufende "Linksschraffur¹¹ genannt. Bei einer Verschiebung nach links •hinaus, werden die durch eine Linksschraffur gekennzeichneten Tore nicht durchgeschaltet. In ähnlicher Weise werden die durch eine Rechtsschraffur gekennzeichneten Tore bei einer Verschiebung nach rechts (über das Ende) hinaus nicht durchgeschaltet. Bei einer Umlauf- oder Ringverschiebung nach links oder rechts ist die Schraffur bedeutungslos, weil alle Tore der ausgewählten Schiebegruppe einer bestimmten Ebene durchgeschaltet werden. Im Falle der 16-Verschiebetorgruppe der ersten Torebene werden bei einer Verschiebung nach rechts hinaus die Tore 48 bis 63 nicht durchgeschaltet, während bei einer Verschiebung nach li^ks hinaus die Tore 0-31 nicht durchgeschaltet werden. In allen diesen Fällen, in denen diese Tore nicht durchgeschaltet werden, hat die Wahl dieser 16-Verschiebungstorgruppe zur Folge, daß in den Bitstellen, die diese Tore jeweils enthalten, eine "O" dargestellt ist oder aus diesen Bitstellen ein O-Signal kommt, während diejenigen Bitstellen, in. denen die durchgeschalteten Tore angeordnet sind, eine "1" steht, bzw. aus diesen Bitstellen 1-Signale abgegeben werden.

Als Beispiel für die Wirkungswei des Walzenschalters bei einer Rechtsverschiebung um 18 Stellen über das Ende hinaus sei der Weg des Bits 0 des Wortes (des Bits in der nullten Stelle des Wortes) verfolgt. Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß das Bit 0 durch entsprechende Verdrahtung dem Tor 0 in der sechzehnten Bitstelle der 16-Verschiebungstorgruppe der ersten Torebene zugeführt ist, obwohl es auch durch entsprechende Verdrahtung in die O-Bitstelle der 0-Verschiebungstorgruppe, in die zweiunddreißigste Bitstelle der 32-Verschiebungstorgruppe und die achtundvierzigste Bitstelle der 48-Verschiebungstorgruppe der ersten Torebent hinein- _t geleitet ist. Diese Tore lassen das Bit nicht durch, weil si« | nicht durchgeschaltet sind. Vom Ausgang der Bitstelle 16 der ' 16-Verschiebungstorgruppe der ersten Torebene wird das Bit 0 ; des Wortes durch entsprechende Verdrahtung in die Bitstelle 16 ' der O-Verschiebungstorgruppe der zweiten Torebene geleitet und

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in die achtzehnte Bitstelle der 2-Verschiebungstorgruppe der dritten Torebene durchgeschaltet. Die Ausgangssignale des Walzenschalters werden direkt aus der dritten Torebene abgenommen, so daß das Bit O des zu verschiebenden Wortes um 18 Bitstellen nach rechts verschoben worden ist. In der gleichen V/eise wird jedes Bit des Wortes um 18 Bitstellen nach rechts verschoben. Da es sich um eine Rechtsverschiebeoperation über das Ende hinaus handelt, sind nach Fig. 1 die rechtsschraffierten Tore, die den Bits 48-63 entsprechen, und die 16-Verschiebetorgruppe der. ersten Torebene nicht durchgeschaltet. Auch die Tore für die Bits 46 und 47 in der 16-Verschiebetorgruppe sind jeweils in die Bitstellen 62 und 63 der O-Verschiebetorgruppe der zweiten Torebene * verdrahtet, und außerdem werden diese Bits in die Bitstellen O und 1 der 2-Verschiebetorgrüppe der dritten Ebene weitergeleitet. Die Tore 62 und 63 sind jedoch;rechtsschraffiert, sie werden also nicht durchgeschaltet, wenn die anderen Tore der 2-Ver>schiebetorgruppe durchgeschaltet sind. Bei einer Rechtsverschiebung über das Ende hinaus um 18 Stellen, werden daher die Bits 46-63 des aus 64 Bits bestehenden Wortes hinausgeschoben und durch Nullen ersetzt.

Zur Erläuterung der Umlauf- oder Ringverschiebung sei ein weiteres Beispiel angeführt. In diesem Falle werden alle schraffierten Tore, sowohl die links- als auch die rechtsschraffierten, M wenn die Walzenschaltersteuerung eine bestimmte Verschiebetorgruppe auswählt, durchgeschaltet.

Es sei angenommen, daß das Bit 48 des eingegebenen Wortes um 21 Stellen nach rechts bei einem End- oder Rückwärtsübertrag verschoben werden soll. Diese Operation umfaßt das Durchschalten der 16-Verschiebungstorgruppe der ersten Torebene, der 4-Verschiebungstorgruppe der zweiten Torebene und der 1-Verschiebungstorgruppe der dritten Torebene. Die Gesamtzahl der Stellen, um die durch die drei Ebenen eine Verschiebung bewirkt wird, ist mithin 21, wie dies gefordert war.

In der ersten Torebene und insbesondere der 16-Verschiebetor-

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gruppe wird das Bit 48 des eingegebenen Wortes durch entsprechende Verdrahtung dem Tor 48 in der Bitstelle O zugeführt. Das Ausgangssignal dieser Bitstelle O wird durch entsprechende Verdrahtung dem Tor 0 in der Bitstelle 4 der 4-Verschiebetorgruppe in der zweiten Torebene zugeführt. Das Ausgangssignal der •Bitstelle 4 der zweiten Torebene wird dem Tor 4 der 1-Verschiebetorgruppe in der dritten Ebene zugeführt. Da sich das Tor 4 in der entsprechenden Torgruppe (die mit 5,4,3 und 2 beziffert ist) in der Bitstelle 5 befindet, bedeutet dies, daß sich das Bit 48 nach einer Rechtsverschiebung um 21 Stellen schließlich in der fünften Bitstelle befindet.

Als weiteres Beispiel der Wirkung des Walzenschalters sei eine Linksverschiebung um 18 Stellen über das Ende hinaus an Hand der Verschiebung des ursprünglich achtzehnten Bits des eingegebenen Wortes betrachtet. Nach der oben angegebenen Gleichung sind die Walzenschalter-Steuerzahlen für Linksverschiebungen gleich dem Basiskomplement der Anzahl der Stellen, um die verschoben werden soll, so daß sich in diesem Falle als Schaltersteuerzahl 64 - 18 es 46 ergibt. Dies bedeutet, daß nach Fig. 1 die 32-Verschiebetorgruppe der ersten Torebene, die 12-Verschiebetorgruppe der zweiten Torebene und die 2-Verschiebetorgruppe der dritten Torebene durchgeschaltet werden.

Das Bit 18, das also um 18 Stellen nach links verschoben werden soll, wird mithin in die Bitstelle 50 der 32-Verschiebetorgruppe der ersten Torebene geleitet. Von dort wird es dem Tor der 12-Verschiebetorgruppe der zweiten Torebene zugeführt. Wenn dann die Tore in der 12-Verschiebetorgruppe der zweiten Torebene durchgeschaltet werden, gibt das sich in der Bitstelle 62 befindende Tor 50 ein Signal ab. Dieses Signal wird dem Tor 62 in der 2-Verschiebetorgruppe der dritten Torebene zugeführt. Da sich dieses Tor 62 in der Bitstelle 0 befindet, erscheint nun beim Durchschalten der Tore in der 2-Verschiebetorgruppe am Ausgang dieses Tors 62 das Bit 18, was gleichbedeutend einer Linksverschiebung in die Bitstelle 0, also um die gewünschten 18 Stellen, ist.

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Bei einer Umlaufverschiebung nach links müssen die Walzenschalter-Steuerzahlen wieder durch Bildung des Basiskoraplements ermittelt werden. Als Beispiel sei die Umlaufverschiebung des fünften Bits um 21 Stellen betrachtet. Dies bedeutet, daß das Bit 5 sich schließlich am Ende der Verschiebeoperation in der Bitstelle 48 befinden soll.

Die Walzenschalter-Steuerzahl ist 64 - 21 « 43, was bedeutet, daß in der ersten Ebene die 32-Verschiebetorgruppe, in der zweiten Ebene die 8-Verschiebetorgruppe und in der dritten Ebene die 3-Verschiebetorgruppe durchgeschaltet wird.

In der 32-Verschiebetorgruppe erscheint das Bit 15 des eingegebenen Wortes in der Bitstelle 37. Von dort wird das Bit dem Tor 37 in der Bitstelle 45 in der 8-Verschiebetorgruppe der zweiten Ebene zugeführt. Das Ausgangssignal des sich in der Bitstelle 45 der zweiten Torebene befindenden Tors 37 wird dem Tor 45 in der 3-Verschiebetorgruppe der dritten Ebene zugeführt, und wie man sieht, befindet sich dieses Tor 45 in der Bitstelle 48. Das Ausgangssignal des Tors 45 in der 3-Verschiebetorgruppe der dritten Ebene entspricht daher dem ursprünglichen Bit 5, das jetzt in der Bitstelle 48 erscheint, also um 21 Stellen nach linksherum verschoben.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte räumliche Anordnung des Walzenschalters nach Fig. 1, bei der jede vertikale Linie die Grenze eines integrierten Schaltungsbausteins darstellt. Obwohl die Verdrahtiang zwischen den Ebenen dadurch etwas komplizierter als bei der Anordnung nach Fig. 1 wird, hat die Anordnung nach Fig. 3 den wesentlichen Vorteil, daß man mit einer minimalen Anzahl verschiedener Schaltungsbausteine auskommt. Es lassen sich dadurch Gruppen gleicher und mithin austauschbarer Bausteine verwenden. So sind die vier Bausteine in der ersten Torebene gleich. Die vier Bausteine in der zweiten Torebene sind ebenfalls gleich, und bei tiner geringfügigen Änderung der äußeren Steuerungsver drahtung können diese Bausteine auch für die beiden mittleren Baustein· in der dritten Torebene verwendet werden. Bei gering fügiger Xnderung der äußeren Steuerungsverdrahtung können auch

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für die Enden der dritten Torebene gleiche Bausteine verwendet werden.

• Pig. A stellt in Form eines Blockschaltbildes die Steuerung für den Walzenschalter nach den Figuren 1 bis 3 dar.

Bei allen Rechtsverschiebungen ist die Anzahl der Eingangssignale des Registers 12 gleich der Anzahl der Stellen, um die ■ verschoben werden soll. Die Ausgangssignale des Registers durchlaufen die Wahr/Komplement-Auswahltore 14 unverändert und werden dann dem Basis-2/Basis-A-Umsetzer 16 zugeführt. Bei allen Linksverschiebungen muß das Zweierkomplement der Anzahl der Stellen, um die verschoben werden soll, dem Umsetzer 16 zugeführt werden. Dies geschieht dadurch, daß die Anzahl der Eingangssignale des Registers gleich der um eins verminderten Anzahl der Stellen, um die verschoben werden soll, gewählt wird. Die Ausgangssignale des Registers werden in den Wahr/Komplement-Auswahltoren komplementiert, bevor sie dem Umsetzer 16 zugeführt werden.

Die Ausgangssignale des Umsetzers 16 werden Enddecodier- und Treiberstufe 18 zugeführt, deren Ausgangssignale vorbestimmte Torgruppen des Walzenschalters zugeführt werden. Unter bestimmten Umständen werden der Stufe 1b von einem Vorlauf-1-Detektor Signale zugeführt. Der Detektor 22 ist ein schnelles Parallelschaltnetz, das zur Feststellung der höchsten Stelle dient, in der ein Bit, das ungleich null ist, in der Mantisse eines Gleitkommawortes auftritt, und das seinerseits dem Walzenschalter Steuersignale zur Normalisierung der Mantisse zuführt. Die Ausgangssignale des Detektors 22 sind jedoch gleich "0", wenn der Detektor 22 nicht durchgeschaltet ist, wie dies der Fall ist, : wenn die Einrichtung die Eingangssignale für die VerschiebezahJL verarbeitet, die im Register 12 gespeichert wird.

Fig. 5 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Walzenschal tersteuerung nach Fig. 4

Das die Schiebezahl in Binärform speichernde Register 12 enthält sechs Stufen 10a bis 10f, bei denen es eich um Flipflopa handeln

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ORIGINAL INSPECTED

kann. An jede Registerstufe sind zwei UND-Tore 20a bis 201 und ein ODER-Tor 25a bis 25f angeschlossen. So sind beispielsweise an die Stufe 10a die UND-Tore 20a, 20b und das ODER-Tor 25a angeschlossen. Diese Tore umfassen die Wahr/Komplement-Auswahltore nach Fig. 4. Die an eine bestimmte Registerstufe angeschlossenen UND-Tore 20 erhalten jeweils ein Signal von den inversen Ausgängen der betreffenden Stufe 10 und ein zweites Signal über jeweils eine der mit "Durchschalte Wahr" und "Durchschalte Komplement" bezeichneten Leitungen. Über jene Leitung wird immer dann ein Eins-Signal geleitet, wenn eine Rechtsverschiebung durchgeführt werden soll, während über diese Leitung immer dann ein Eins-Signal geleitet wird, wenn eine Linksrerschiebung durchgeführt werden soll.

Die Registerstufen 10a und 10b und ihre angeschlossenen Tore 20a, 20b, 25a und 20c, 2Od und 25b sind Teil der Steuerschaltung für die Tore der "ersten Torebene" nach den Figuren 1 und In ähnlicher Weise gehören die Registerstufen 10c und 10d und ihre nachgeschalteten Tore zur "zweiten Torebene". Die Registerstufen 10e und 10f sind ein Teil der Steuerung für die "dritte Torebene".

Die Ausgangssignale der beiden ODER-Tore 25 jeder Torebene werden durch drei UND-Tore 30a-30i verknüpft. Diese UND-Tore bilden den in Fig. 4 dargestellten Umsetzer 16. Die Ausgangssignale der UND-Tore 30 werden in jeder Torebene durch ODER-Tore 40 mit Ausgangssignalen des Detektors 22 verknüpft und mehreren UND-Tor en zugeführt, die in Fig. 5 durch eine Bezeichnung gekennzeichnet sind, die der Verschiebetorgruppe und den betreffenden Toren innerhalb dieser Verschiebetorgruppe entspricht, die.durchgeschaltet werden. Weitere UND-Tore 45a, 45b und 45c verknüpfen die Ausgangssignale der Tore 40 in jeder Torebene und können als Teil der .Enddecodier- und Treiberstufe 18 nach Fig. 4 angesehen werden. Die Eingangssignale dieser Tore 45 werden eingangsseitig negiert und die Ausgangssignale in jeder Torebene den drei UND-Toren zugeführt, die an. die Ö-Verschiebetorgruppe angeschlossen sind.

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Nach Fig. 5 werden den Toren der Stufe 18 auch Steuersignale LC für Linkssteuerung und RC für Rechtssteuerung zugeführt. Die Bedeutung dieser Steuersignale wird im folgenden näher beschrieben.

Nach Fig. 1 kann man sich jede Torebene des Walzenschalters in drei Teile A, B und C unterteilt vorstellen. Der.Teil Ä enthält alle rechtsschraffierten Tore. Wie bereits erwähnt,wird dieser Teil bei einer Rechtsverschiebung über das Ende hinaus nicht durchgeschaltet. Oder anders ausgedrückt, der Teil A wird durchgeschaltet, wenn es sich nicht um eine Rechtsverschiebung über das Ende hinaus handelt. Der Teil B enthält alle diejenigen Tore, die nicht schraffiert sind. Er wird mithin durchgeschaltet, wenn es sich um eine Umlauf verschiebung (entweder nach rechts oder links), um eine Rechtsverschiebung über das Ende hinaus oder um eine Linksverschiebung über das Ende hinaus handelt. Der Teil C enthält alle linksschraffierten Tore. Dieser Teil C wird nicht durchgeschaltet, wenn es sich um eine Linksverschiebung über das Ende hinaus handelt, oder anders ausgedrückt, er wird durchgeschaltet, wenn es sich nicht um eine Linksverschiebung über das Ende hinaus handelt.

Wenn beispielsweise eine Verschiebung nach links hinaus gewünscht ist, muß der rechtsschraffierte Teil A durchgeschaltet werden, und dies geschieht dadurch, daß das Steuersignal LC in Fig. 5 (in Form eines Eins-Signals) erzeugt wird. Wenn eine Rechtsverschiebung über das Ende hinaus erfolgen soll, müssen die Tore des Teils C durchgeschaltet werden, und dies geschieht dadurch, daß das Steuersignal RC (in Form eines Eins-Signals) erzeugt wird. Wenn dagegen eine Umlaufverschiebung, entweder links oder rechts herum durchgeführt werden soll, werden beide Steuersignale LC und RC gleichzeitig erzeugt. Die Tore des Teils B werden für eine Rechts- oder Linksverschiebung über das Ende hinaus oder eine Umlaufverschiebung durchgeschaltet, und dies geschieht, wenn entweder das Steuersignal LC oder das Steuersignal RC erzeugt worden ist. Da die Logik der Einrichtung, in der der Walzenschalter verwendet wird, derart ausgebildet ist, daß

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entweder LC oder RC oder beide gleichzeitig erzeugt werden, sind die Tore des Teils B ständig durchgeschaltet, so daß für diesen Teil keine Steuerung erforderlich ist.

Als Beispiel für die Wirkungsweise der Walzenschaltersteuerung nach Fig. 5 sei eine Rechtsverschiebung über das Ende hinaus um sechs Stellen betrachtet. Dabei wird in die Registerstufen 10a bis 1Of die Zahl "6" in binärer Form (000110) gesetzt, wobei das Bit der höchsten Stelle in der Stufe 10a gespeichert wird. Die Flipflops der Stufen 10a, 10b, 10c und 10f sind daher in den "0"-Zustand und 10d und 10e in den "1"-Zustand gekippt.

Am 0-Ausgang der in den 0-Zustand gesetzten Stufe 10a erscheint daher ein Eins-Signal, das d:em einen Eingang des Tors 20b zugeführt wird. Am Eins-Ausgang der Registerstufe 10a erscheint mithin ein 0-Signal, das dem einen Eingang des Tors 20a zugeführt wird. In ähnlicher Weise wird dem Tor 20g vom Eins-Ausgang der Stufe 10d ein Eins-Signal und dem.<Tor 20h vom Null-Ausgang ein O-Signal zugeführt.

Da eine Rechtsverschiebung durchgeführt werden soll, wird allen Toreingängen, an die die Leitung "Durchschalte Wahr" angeschlossen ist, über diese Leitung ein Eins-Signal zugeführt. Gleichzeitig wird den an die Leitung "Durchschalte-Komplement" angeschlossenen Toren über diese Leitung ein O-Signal zugeführt.

Unter diesen Umständen sind die Ausgangssignale der UND-Tore 20a-2Od und der ODER-Tore 25a,25b alle null. In ähnlicher Weise geben auch die UND-Tore 30a-30c O-Signale ab. Das Ausgangssignal des Tors 25a wird am Eingang des Tors 30c negiert. In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal des Tors 25b am Eingang des Tors 30b negiert. Wenn nun, wie in diesem Falle, der Detektor 22 nicht freigegeben bzw. durchgeschaltet ist, gibt er über alle seine Ausgangsleitungen O-Signale ab. Deshalb geben auch die ODER-Tore 40a-40c alle O-Signale ab. Diese O-Signale werden dem UND-Tor 45a zugeführt, auf dessen Eingangsseite sie negiert werden. Deshalb gibt das Tor 45a ein Eins-Signal ab.

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Wie bereits erwähnt, muß das Steuersignal RC bei einer Rechtsverschiebung über das Ende hinaus ein Eins-Signal sein, und das Steuersignal LC ein O-Signal sein. Mithin erhalten alle Tore, .denen diese Steuersignale zugeführt werden, ein Eins-Signal bzw. ein O-Signal.

Welche Torgruppen des Walzenschalters von der Steuerung durchgeschaltet werden, hängt von den Ausgangssignalen der Tore der Enddecodier- und Treiberstufe 18 ab. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß jede Torebene in Teile A, B und C unterteilt werden kann. Diese Bezeichnung kann auch auf jede Verschiebetorgruppe in einer bestimmten Torebene angewandt werden. Die Bezeichnungen an den Ausgangsanschlüssen der Tore der Enddecodier- und Treiberstufe nach Fig. 5 kennzeichnen daher die Torgruppen in dem Walzenschalter, die beim Auftreten eines Eins-Signals an diesen Anschlüssen durchgeschaltet werden. So kennzeichnet die Bezeichnung "48" die nichtschraffierte Gruppe der Tore (Teil B) in der 48-Verschiebetorgruppe, und ein Eins-Signal am Ausgang dieses Tores bedeutet, daß die Walzenschaltertore O bis 15 (siehe Fig. 1) durchgeschaltet werden. Ein Eins-Signal am Ausgang des mit 48·LC bezeichneten Tores schaltet die rechtsschraffierte Torgruppe in der 48-Verschiebetorgruppe durch. Diese Gruppe umfaßt nach Fig. 1 die Tore 16-63. In ähnlicher V/eise würde das Tor 48»RC eine linksschraffierte Gruppe in der 48-Verschiebetorgruppe durchschalten, wenn eine solche Gruppe vorhanden wäre. Nach Fig. 1 sind jedoch in der 48-Verschiebetorgruppe keine linksschraffierten Tore vorhanden, so daß das Tor 48«RC nicht erforderlich ist. Das gleiche gilt für das Tor O · LC in jeder Torebene und das Tor 12 ^# RC in der zweiten Torebene. Der Grund dafür, daß die "nicht benötigten" Tore in Fig. 5 vorhanden sind, ist darin zu sehen, daß bei einer praktischen Ausführung alle diese Tore in drei gleichen integrierten Schaltungsbausteinen angeordnet sind, und zwar für jede Torebene ein Baustein. An die Ausgangsanschlüsse dieser "nicht benötigten¹¹ Tore sind keine weiteren Bauelemente angeschlossen, sie sind also nicht belegt. Dies hat den Vorteil, daß nur eine Art von SchajLtungsbaustein hergestellt zu werden braucht, der für alle drei Torebenen verwendet werden kann.

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Nun zurück zum Beispiel der Rechtsverschiebung um sechs Stellen. Obwohl das Steuersignal RC ein 1-Signal ist, geben die Tore der Enddecodier- und Treiberstufe, die der 48-, der 32- und der 16-Verschiebetorgruppe zugeordnet sind, alle O-Signale ab, da die Ausgangssignale der Tore 40a-40c und 45a O-Signale sind. Bei der 0-Verschiebetorgruppe der ersten Torebene geben dagegen die Tore O und O«RC 1-Signale ab. (Das Tor O»LC wird nicht benötigt, wie bereits erläutert wurde). Das Tor O schaltet daher die Tore 48-63 in Fig. 1 und das Tor O-RC die Tore 0-47 durch.

In der zweiten Torebene geben die Tore 25c und 25d jeweils ein 0- und ein 1-Signal ab, so daß die Tore 3Od und 3Oe 0-3ignale A abgeben und das Tor 3Of ein 1-Signal abgibt. Die Ausgangssignale von 4Od und 4Oe sind 0, und das Ausgangssignal von 4Of ist Das UND-Tor 45b gibt ein O-Signal ab. Unter diesen Bedingungen geben die Tore der Enddecodier- und Treiberstufe, der zweiten Torebene folgende Signale ab. Alle Tore, die mit den 12-, 8- und O-Verschiebetorgruppen verbunden sind, geben 0-Signale ab. In der 4-Verschiebetorgruppe geben die Tore. 4 und 4^#RC 1-Signale und das Tor 4-LC ein O-Signal ab. Nach Fig. 1 schaltet das Tor 4 der Walzenschaltersteuerung die Walzenschaltertore 0-47 und 56-59 beider Gruppen durch. In' ähnlicher V/eise schaltet das Tor 4*RC die Tore 48-55 durch. Die vom Tor 4·LC gesteuerten Tore 60-63 sind nicht durchgeschaltet.

In der dritten Torebene geben die -Tore 25e und 25 f jeweils ein 1- und ein 0-Signal ab. Die Tore 30g und 40g sowie 30i und 40i geben 0-Signale ab, und die Tore 30h und 40h geben 1-Signale ab. Das Tor 45c in der Enddecodier- und Treiberstufe gibt ein O-Signal ab. Die übrigen Tore geben.die folgenden ' Signale ab. Die mit den 3-» 1- und O-Verschiebetorgruppen verbundenen Tore geben alle O-Signale ab. Die Walzenschaltsteue-·- rungstore 2 und 2.RC geben 1-Signale ab, und das Tor 2«LC gibt ein 0-Signal ab. Die Tore 0-59 in der dritten Torebene nach Fig« 1 werden vom Tor 2 und die Tore 60,61 vom Tor 2^#RC durchgeschaltet. Die Tore 62 und 63 sind nicht durchgeschaltet,

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Claims

Patentansprüche

1. Elektronischer Walzenschalter zum Verschieben eines Datenwortes um einen vorbestimmten Betrag,
gekennzeichnet durch mehrere hintereinandergeschaltete Torebenen, von denen jede Ebene mehrere Torgruppen enthält, denen jeweils ein vorbestimmter Verschiebebetrag in einer dieser Torebenen zugeordnet ist, eine das Datenwort in eine der Torgruppen in Übereinstimmung mit dem gewünschten Verschiebebetrag eingebende Vorrichtung, eine die Ausgangssignale zusammengehöriger Tore, die eine Bitstelle des Datenwortes in einer der Torebenen darstellen, ODER-mäßig verknüpfende und gemeinsam einem Tor in jeder Torgruppe einer nachfolgenden Torebene zuführende Vorrichtung, derart, daß diese Ausgangssignale um den Verschiebebetrag jeder Torgruppe in der zuletzt erwähnten Torebene nach rechts verschoben werden, und an die Torgruppen in jeder Torebene angeschlossene Steuervorrichtungen zum Durchschalten vorbestimmter Tore in jeder Torgruppe in Abhängigkeit von der Art der gewünschten Verschiebung des Datenwortes.

2. Walzenschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen ein Register (12) zum Speichern der Verschiebezahl, Wahr/Komplement-Auswahltore (14), die an das Register (12) angeschlossen sind und eine Linksverschiebezahl in eine äquivalente Rechtsverschiebezahl umsetzen, einen Umsetzer (16), der an die Auswahltore (14) angeschlossen ist und deren Ausgangssignale von der Basis "r" in die Basis "m" umsetzt, wobei "r" die Basis der im Register (12) gespeicherten Verschiebezahl und "m" die Anzahl der Torgruppen in jeder der Torebenen darstellt, sowie eine Enddecodier- und Treiberstufe (18) enthalten, die an den Umsetzer (16) angeschlossen und so ausgebildet ist, daß sie vorbestimmten Toren innerhalb jeder Torgruppe in Abhängigkeit davon Durchschaltsignale zuführt, ob es sich bei der gewünschten Verschiebung um eine Linksverschiebung über das Ende hinaus, eine Rechtsverschiebung über das Ende hinaus oder eine Umlauf verschiebung nach links oder rechts handelt.

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3. Walzenschalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Datenwort aus 64 Bits besteht, daß das Register (12) sechs Stufen (1Oa-IOf) zum Speichern der Verschiebezahl enthält und der Umsetzer (16) derart ausgebildet ist, daß er die Ausgangssignale der Wahr/Komplement-Auswahltore (14) von der Basis 2 in die Basis 4 umsetzt.

4. Walzenschalter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeic h.n e t , daß die in dem Register (12) gespeicherte Verschiebezahl für Rechtsverschiebeoperationen die Anzahl der Plätze, um die verschoben werden soll, in Binärform darstellt.

5. Walzenschalter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die im Register (12) gespeicherte Verschiebezahl die um Eins verminderte Anzahl der Stellen, um die verschoben werden soll, in binärer Form darstellt, daß die Wahr/Komplement-Auswahltore (14) die Ausgangssignale des Registers (12) komplementieren und die komplementierte Verschiebezahl dem Umsetzer (16) zuführen.

6. Walzenschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tore in jeder Torebene funktionell in drei Teile (oder Abschnitte) unterteilt sind, wobei jede Torgruppe Tore aus mindestens zwei dieser Teile enthält, daß die Steuervorrichtungen Toren ausgewählter Teile dieser Teile in Abhängigkeit von der gewünschten Schiebeoperation Durchschaltsignale zuführen, daß die Steuervorrichtungen den Toren einem ersten dieser Teile Durchschaltsignale zum Verschieben der Bits des Datenwortes nach links über das Ende hinaus zuführen, daß die Steuervorrichtungen den Toren eines zweiten Teils dieser Teile Durchschaltsignale zum Verschieben der Bits des Datenwortes nach rechts über das Ende hinaus zuführen und daß die Steuervorrichtungen den Toren eines dritten Teils dieser Teile Durchschaltsignale zum Verschieben der Bits des Datenwortes in einem Links- oder Rechtsumlauf, nach rechts und links über das Ende hinaus zuführen.

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7. Walzenschalter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das zu verschiebende Datenwort aus m¹¹ Bits bestehtj wobei η die Anzahl der Torebenen und m die Anzahl der Torgruppen in jeder dieser Torebenen darstellt.

8. Walzenschalter nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Datenwort aus 64 Bits besteht und eine erste, eine zweite und eine dritte Torebene vorgesehen ist, von denen Jede Torebene vier Torgruppen enthält.

9. Walzenschalter nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tore jeder Torebene als integrierte Schaltung ausgebildet sind, daß die Tore der ersten und zweiten Torebene als vier integrierte Schaltungsbausteine pro Ebene ausgebildet und in jedem Baustein so angeordnet sind, daß gleichnamige Tore Glieder des gleichen Teils dieser Teile sind, daß die Tore der dritten Torebene als vier integrierte Schaltungsbausteine ausgebildet sind, daß alle Tore der beiden zuletzt erwähnten Bausteine Glieder des gleichen Teils dieser Teile sind, daß die Toranordnungen der übrigen beiden Bausteine der dritten Ebene sich voneinander und gegenüber denen der anderen Ebenen unterscheiden, derart, daß die Anzahl der Arten integrierter Schaltungsbausteine, die in dem Walzenschalter verwendet werden, minimal ist.

10. Elektronischer Walzenschalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinandergeschalteten Torebenen eine erste, eine zweite und eine dritte Torebene umfassen, von denen jede Ebene vier Verschiebetorgruppen enthält, wobei die Verschiebetorgruppen der ersten Torebene jeweils für eine Verschiebung um 0, 16, 32 und 48 Stellen, die Verschiebetorgruppen der zweiten Torebene jeweils um eine Verschiebung von 0, 4, 8 und 12 und die Verschiebetorgruppen der dritten Torebene jeweils um eine Verschiebung um 0, 1, 2 und 3 Stellen sorgen, daß das Datenwort in eine der Verschiebetorgruppen der ersten Ebene in Abhängigkeit von dem gewünschten Verschiebebetrag eingegeben wird und daß die

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Bits des Datenwortes nacheinander die durchgeschalteten Tore der Schiebetorgruppen in jeder Torebene in Abhängigkeit von der Steuervorrichtung passieren und in jeder Torebene um den Schiebebetrag der durchgeschalteten Torgruppe verschoben sind und das verschobene Datenwort direkt von der dritten Torebene abnehmbar ist.

11. Walzenschalter nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Torebene zwei der Register-Stufen zugeordnet sind, daß jede der Stufen zwei Ausgangsanschlüsse aufweist, daß Wahr/Komplement-Auswahl tore an jede Registerstufe angeschlossen sind und zwei UND-Glieder (20a,?.0b; 20c,2Od;... .2Ok,201) sowie ein ODER- g Tor (25) umfassen, von denen jedes UND-Tor zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluß aufweist, daß einer der Eingangsanschlüsse jedes der UND-Tore mit einem der beiden Registerstufen-Ausgangsanschlüsse verbunden ist, daß die anderen Eingangsanschlüsse der UND-Tore jeweils mit getrennten Quellen für Wahr/ Komplement-Durchschaltsignale verbunden sind, daß mit den Signalquellen dahingehend zusammenwirkende Vorrichtungen vorgesehen sind, daß eines der Durchsehaltsignale den zuletzt genannten UND-Toren in Abhängigkeit davon zugeführt wird, ob es sich bei der gewünschten Verschiebung um eine Links- oder eine Rechtsverschiebung handelt, daß die Ausgangssignale jedes der beiden UND-Tore ihrem zugeordneten ODER-Tor zugeführt werden, daß der Umsetzer (16) drei UND-Tore (30) enthält, die jeweils zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluß aufweisen, daß die Ausgangssignale der beiden an die Wahr/Komplement-Auswahltore jeder Torebene angeschlossenen ODER-Tore gemeinsam den jeweiligen Eingangsanschlüssen der UND-Tore des Umsetzers zugeführt werden, daß die Eingangssignale zweier UND-Tore des Umsetzers negiert werden, daß die Enddecodier- und Treiberstufe (18) mehrere UND-Tore enthält und derart ausgebildet ist, daß sie mindestens ein Durchschaltsignal den vorbestimmten Toren der Tore in jeder Torgruppe zuführt, und daß die Vorherbestimmung der Tore durch Links/Rechts-Steuerdurchschaltsignale bewirkt wird, die von einer Quelle abgegeben und den UND-Toren der Enddecodier- und Treiberstufe zugeführt werden,

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