DE2024584B2 - Steuereinrichtung für eine allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung zur direkten digitalen Verarbeitung von Daten aus Datenquellen durch Datenverarbeitungseinheiten in der Datenverarbeitungseinrichtung.

Allgemeine Datenverarbeitungseinrichtungen sind nicht als Systemorganisationsvorrichtungen ausgelegt, so daß es erforderlich ist, kompliziert aufgebaute Übergangs- bzw. Zwischenschaltungen vorzusehen, die auch als »Tnterface«-Schaltungen bezeichnet werden. Diese Übergangsschaltungen dienen zur Verbindung der Eingabe- und Ausgabevorrichtungen mit der Datenverarbeitungseinrichtung. Die Anpassung einer Datenverarbeitungseinrichtung an eine Steuerfunktion, für die sie nicht ausgebildet ist, hat zur Folge, daß arithmetisch aufgebaute Schaltungen verwendet werden müssen, um die Zwischenverbindung und Steuerung der Elemente der Datenverarbeitungseinrichtung zu schaffen. Somit stehen diese Elemente der Datenverarbeitungseinrichtung mit peripheren Vorrichtungen außerhalb der Datenverarbeitungseinrichtung nur durch die arithmetische Struktur der Datenverbeitungseinrichtung in Verbindung, obwohl oftmals die Daten nicht arithmetisch verarbeitel werden müssen. Häufig besteht auch keine funktionelle Beziehung zwischen der Sprache oder dem elektronischen Aufbau der Datenverarbeitungseinrichtung und den übrigen Vorrichtungen eines Datenverarbeitungssystems. Offensichtlich ist daher für viele

Datenverarbeitungssysteme die Verwendung eines Rechners als Rechenvorrichtung gering und unwirtschaftlich.

Zur Vermeidung dieser Probleme wird in den meisten Fällen ein erfahrener Programmierer eingesetzt, der sowohl die gewünschte Gesamtsyste'mleistungsfähJgkeit als auch die Verbindungen der Systemelen,snte miteinander und mit der Datenverarbeitungseinrichtung bzw. dem Rechner in die Sprache des Rechners übersetzt. Der Einsatz eines erfahrenen Programmierers ist jedoch in vielen Fällen sehr kostspielig und ist immer dann erforderlich, wenn das Datenverarbeitungssystem geändert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Steuereinrichtung für eine allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung zu schaffen, die die direkte digitale Verarbeitung von Daten in der C'.-jnverarbeitungseinrichtung ermöglicht.

Dlcc Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch cclöst. '.i:.B die Steuereinrichtung eine ers_Le und zweite Dau^'.mmelieitung zur Verteilung von Daten innerhalb des Systems, ein Datenübertragungs-Ver'üindungiglied zur Verbindung der ersten Öatensammelleiiung mit der zweiten Datensamirelleituna derart. daß nur ein Datenfluß von der zweiten Datensammclleitung zur ersten Datensammelleitung und nur entsprechend einer ausgewählten einzigen Operationsart möglich ist. wobei die Datenverurbeitungseinhpiten und die Datenquellen mit der ersten und oder zweiten Daiensammelleitung und mit dem Datenübertragunas-Verbindungsglied verbunden sind, und Programmsteuereinheiten zur Erzeugung von Steuersignalen zur Steuerung der Arbeitsweise des Datenübertragungs-Verbindungsgliedes, der DatenverarbeitünüseiruiCiicn uhg »_icr Lvatcnquetjcn ίίλ oezug auf den Da^nfluß in die oder aus den genannten drei Arten von Baugruppen hinein bzw. hinaus und eine Steuersignalsammelieitung zur Verteilung der Steuersignale an das Datenübertragungs-Vc-bindungsglied, 4a an irgendeine der Datenverarbeitungseinheiten und an die Datenquellen umfaßt.

Durch diese Ausgestaltung der Steuereinrichtung ergibt sich eine einfach aufgebaute Steuereinrichtung für eine allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung, die die direkte digitale Verarbeitung von Daten in der Datenverarbeitungseinrichtung ermöglicht ohne daß ein kompliziertes Programmieren oder aufwendige Zwischenschaltungen zwischen der Datenverarbeitungseinrichtung und den peripheren Vorrichtungen erforderlich sind.

Weitere vorieühafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Verwendung des Datenübertragungsglieder ist es möglich, die Daten in eine verarbcitbarc Form zu bringen, so daß der übrige Aufbau der Datenverarbeitungseinrichtung wesentlich vereinfacht werden kann.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Ffand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. I ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Steuereinrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das Einzelheiten eines Teils des A^sführungsbcispiels nach Fig. 1 zeigt

F i e. 3 ein Blockschaltbild von Einzelheiten von anderen Elementen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel stellt eine Steuereinrichtung für eine allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung zur direkten digitalen Verarbeitung von Daten aus Datenquellen, wie z. B. Meüwertwandlern oder ähnlichem oder von Datenspeichern durch Datenverarbeitungseinheiten in der Datanverarbeitungseinrichtung dar. Die Datenverarbeitungseinheiten, die beispielsweise Rechen- oder Steuervorrichtungen sein können, dienen zur Weiterverarbeitung der Daten. Die Datenquellen können aber auch Verarbeitungsfunktionen aufweisen, genauso wie die Datenverarbeitungseinheiten selbst Daten erzeugen können. Die Steuereinrichtung weist eine erste und eine zweite Datensammelleitung 22 bzw. 20 zur Verteilung von Daten innerhalb des Systems auf. Die zwei Datensammelleii'ingen ■· ad durch ein Datenübertragungs-Verbindur rsglied derart miteinander verbindbar, daß Daten nu^r in einer Richtung von einer Datenquelle zu einer Datenverarbeitungseinheit fließen können, und zwar entspinnend einer ausgewählten Operandenfunktion aus einer begrenzten Anzahl einfacher Operandenfunktionen. Typische Arten der letztgenannten Funktionen sind »Kurzschließen< bzw, die direkte Verbindung der zweiten Datensammelleitung mit der ersten Sammelleitung, was im wesentlichen die Daten nicht beeinflußt, oder »Addiere ein einzelnes Bit zu den Daten«, »Verschiebe die Daten um ein Bit nach rechts«, »Verschiebe die Daten um ein Bit nach links« u. dgl.

Die Steuereinrichtung weist ferner eine Steuersignalsammelleitung 30 auf, um Steuersignale von und an alle Quellen und Verarbeitungseinheiten zu liefern, die mit der einen oder anderen oder beiden Datensamr.ielleitungen verbunden sind, wobei die Steuersignalsammelieitung die Steuersignale auch an das Datenübertragungs-Verbindungsglied 24 liefert, um die Funktionen dieses Datenübertragungs-Verbindungsgliedes zu steuern. Weiterhin sind Programmsteuereinheiten 26 vorgesehen, um Steuersignale für die Steuerung der Funktionsbeziehungen der Verarbeitungseinheiten und der Datenquellen bezüglich der durch das System fließenden Daten zu steuern. Somit besitzt jede Funktionsvorrichtung, wie beispielsweise die Datenverarbeitungseinheiten und die Datenquellen, auf welche sich das System bezieht, alle benötigten Daten von der ersten Datensarnmelleitung, und die vom System benötigten Daten werden durch die Fanktionsvorrichtung an die zweite Datensammelleitung 20 geliefert. Dies bedeutet eine große Flexibilität des Systems, da die Daten nicht notwendigerweise durch einen zentralen Rechner zwischen jeder Funktionsoperation verarbeitet werden müssen.

Die einzelnen Dattnverarbeitungseinrichuingen sind beispielsweise in F i g. 1 allgemein ah Funktionsblöcke F₁, F.„ F., dargestellt, wobei eine beliebige Anzahl derartiger Blöcke vorhanden sein kann, und zwar in Abhängigkeit von der Anzahl der gewünschten Operatic nen der Vorrichtung. Mit sämtlichen dieser Schaltungen oder Blöcke, soweit sie eine Datenquelle bilden (wie beispielsweise F₁ und F.,), ist eine zweite Datensammelleitung 20 \ 'hunden. Die Datensammeüeitung 20 kann eine Serienleitung oder eine Vielzahl von parallelen Leitungen sein. Ferner i*t eine erste DatcnsammcIIeitung 22 vorgesehen, die mit sämtlichen Schaltungen oder Blöcken

(wie beispielsweise F₁ und F₃) verbunden ist, die mit Daten gespeist werden müssen. Die Datensammellcitung 22 kann ebenfalls entweder eine Serienleitung oder eine Vielzahl von parallelen Leitungen sein. Die zweite Datensammelleitung 20 ist derart angeschlossen, daß sie Daten von Schaltungen oder Vorrichtungen aufnimmt, die als Datenquellen arbeiten, während die erste Datensammelleitung 22 so angeschlossen ist, daß sie Daten an die als Datenverarbeitungsvorrichtungen arbeitenden Vorrichtungen liefert. Das Datenübertragungs-Verbindungsglied 24 kann zwischen den beiden Datensammelleitungen derart geschaltet werden, daß Daten von der zweiten Datensammelleitung 20 zur ersten Datensammelleitung 22 nur entsprechend der Funktionsweise des Datenübertragungs-Verbindungsgliedes 24 fließen können, was weiter unten erläutert wird.

Die Programmsteuereinheit 26 dient zur Steuerung der Reihenfolge und Funktionsbeziehung sämtlicher Teile des Systems. Zu diesem Zweck ist die Programmsleuereinheit 26 so atigeschlossen, daß sie sowohl Daten empfangen bzw. liefern kann, und zwar von der ersten Datensammclleitung 22 und an die erste Datensammelleitung 20. wobei die Programmsteuereinheit 26 auch als eine Steuersignalquelle dient, wobei diese Signale über die Steuersignalsammelleitung 30 zu den anderen Funktionselementen, wie beispielsweise die Schaltungen F₁, F., und F₃ und das Datenübertragungs-Verbindungsglied 24, geliefert werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung der dargestellten Ausführungsform der Steuereinrichtung sind sämtliche Datensammelleitungen als ausgezogene Linien dargestellt, während sämtliche Stcuersammelleitungen gestrichelt dargestellt sind.

In Fig. 2 ist das Datenübertragungs-Verbindungsglied 24 ausführlich dargestellt, und es ist zu erkennen, daß das Datenübertragungs-Verbindungsglied mindestens drei einzelne Grundoperandenfunktionsvorrichtungcn aufweist, die es alle zulassen, daß Daten, die durch eine der Funktionsvorrichtungen wie beispielsweise F₁ an das System geliefert werden. Quellenduten entweder für die Datenverarbeitungscinheiten selbst oder für andere Funktionsvorrichtungen werden. Aus Gründen der Klarheit ist die zweite Datensammellcitung 20 vereinfacht als Vierleitungs-Sammelleitung dargestellt (obwohl bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel diese Sammelleitung 16 Leitungen aufweist). Jeder Leitung der DatenSi'immelleitung 20 ist beispielsweise die Wertigkeit des von ihr geführten Binärsignals zugeordnet. Die Datensammelleitung weist somit die Leitungen 2O₀, 2O₁, 2O₂, 2O₃ auf, und die darin entlanglaufenden Signale haben die binäre Wertigkeit von 2", wobei η die heruntergesetzte Zahl der^speziellen Leitung ist. Die erste Datensammelleitung 22 ist ebenfalls eine Vierleitungs-Sammelleitung mit den Leitungen 22₀, 22j, 22₂ und 22₃, die in gleicher Weise gewertet sind. Das Datenübertragungs-Verbindungsglied 24 enthält eine erste Operandenschaltung oder einen Kurzschlußschalter 32 (von irgendeiner bekannten Art), der einfach jede Leitung der zweiten Datensammelleitung 20 mit den entsprechenden Leitungen der Datensammelleitung 22 verbindet, und zwar auf einen über die Steuerleitung 30 A von 30 von der Programmsteuereinheit 26 erhaltenen Befehl, wobei die übertragenen Daten durch die Verbindung in keiner Weise verändert werden. Parallel zum Schalter 32 liegt eine Addierschaltung 34, beispielsweise ein bekannter Halbaddierer, die eine Einheit oder ein Bit zu den auf der zweiten Datensammelleitung 2G ankommenden Daten bei der Übertragung der Dater zur ersten Datensammelleitung hinzuaddiert. Wenn S beispielsweise der Zustand der zweiten Datensammelleitung 20 derart ist, daß eine logische »1« an den Leitungen 2O₀ und 20., anliegt, während die Leitungen 2O₁ und 2O₃ den logischen Zustand »0« aufweisen, so stellt die zweite Datensammelleitung die

ίο Binärzahl 0101 (oder Dezimalzahl 5) dar. Der Addierer 34 addiert dann, wenn er von der Programmsteuereinheit 26 durch ein Signal über die Leitung 30 A der Steuersammelleitung 30 den Befehl erhält, eine binäre 0001 zur Ziffer auf der zweiten Daten-Sammelleitung 20 hinzu, so daß die Ausgangsgröße der Addierschaltung 34 an die erste Datensammelleitung 22 die Binärziffer 0110 (oder die 6 in Dezimaldarstellung) ist. Derartige Addierer sind bekannt und brauchen daher hier nicht näher beschrieben zu werden. Der Kurzschlußschalter 32 spricht beispielsweise auf eine binäre 0 auf der Leitung 30/1 an, während die Schaltung 34 dann nur auf eine binäre 1 als Steuersignal auf der Leitung 30/4 anspricht.

Das Datenübertragungs-Verbindungsglied 24 weist weiterhin zwei parallele Schiebcschaltungen 36 und

38 in Form von Schieberegistern auf, die zwischen den Datensammelleitungen 20 und 22 liegen. Jede dieser Schiebeschaltumgen ist ein Ein-Bit-Schieberegister bekannter Bauart, wobei die Schiebeschaltung 36 nach links und die Schiebeschaltung 38 nach rechts verschiebt. Wenn man somit annimmt, daß die Eingangsgröße für die Schaltung 36 — wie oben beschrieben — eine binäre 0101 ist, so wird bei einem beispielsweise als binäres Eingangssignal über die Leitung 30 B der Datensammelieitung 30 empfangenen Befehl die Ausgangsgröße an der ersten Datcnsammelleitung 22 zu 1010. Bei dieser Verschiebung ist zu erkennen, daß jede Ziffer in eine höherwertige Ziffernposition verschoben wird. Diese Ver-Schiebung erfolgt, indem die höchstbewertete Ziffer MSD in ein zugehöriges Ein-Bit-Registcr 37 verschoben wird, wobei das vorher in dem Register 37 gespeicherte Bit hinausgeschoben wird und dann die Ziffer mit niedrigster Wertigkeit (LSD) der binären.

an die Datcnsammelleitung 22 gelieferten Ausgangsgröße bildet. Diese Verschiebung durch das Register 37 erzeugt eine Ein-Bit-Verzögerung bei der Datenverschiebung. In gleicher Weise erzeugt die Schaltung 38, die dann auf ein binäres O-Steuersignal über

die Leitung 305 der Steuersignalsammelleitung 30 anspricht, für eine Eingangsgröße von 0101 eine Ausgangsgröße von 0010, wobei die Ziffer mit dem niedrigsten Stellenwert (LSD) in das Ein-Bit-Register

39 verschoben wird, während das zuvor darin gespeicherte Bit in die Stellung mit höchster Wertigkeit (MSD) gebracht wi;rd.

Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß das Datenübertragungs-Verbindungsglied 24 in Abhängigkeit davon, welche der Operanoen-Funktionsschaltungen sich in Betrieb befindet, was durch die Programmsteuereinheit bestimmt wird, Daten von der zweiten Datensammelleitung zur ersten Datensammelleitung über einen von mehreren Wegen überträgt:

Erstens ungeändert oder zweitens vergrößert um ein Bit oder drittens mialtipliziert mit der Basis oder Wurzel des verwendeten numerischen Kodes, d. h. nach links oder rechts um eine Stelle verschoben,

und zwar abhängig davon, ob das Vielfache größer und 22, und ihre Eingabe- und Ausgabegatter sind oder kleiner is^f als die Einheiten. Um eine zusatz- derart angeschaltet, daß sie durch die Signalsammclliche Möglichkeit zu schaffen, wird vorzugsweise die leitungen 62 und 60 gesteuert werden,
zweite Datensammclleitung 20, bevor sie an den Schließlich ist mit dem Festwertspeicher46 eine alternativen Wegen anlangt, durch eine Komplement- 5 Zeitsteuerschaltung 64 und eine Hauptzustandsscha'tung 40 geleitet, so daß die Eingangsdaten zu Logikschaltiing 66 verbunden. Die Zeitsteuerschalden verschiedenen anderen Schaltungen des Daten- tung 64 weist typischerweise den üblichen Taktgeber Übertragungsgliedes 24 entweder komplementierte auf, um aufeinanderfolgende Zeitsteuerimpulsc zu oder nichtkomplementiiarte Daten sitid, und zwar erzeugen, sowie Mittel zur Erzeugung periodischer entsprechend dem binären Zustand eines Steuer- io Datenabtastsignale, die durch die Impulse zeitsignals auf Leitung 3OC der Sammelleitung 30. Somit gesteuert sind, und ferner vorzugsweise einen Ringbesteht eine Zweierkomplementfähigkcit einfach zähler, der ansprechend auf die Zeitsteuerimpulse durch Kombination der Eincrkomplementfähigkeit der Reihe nach vier Zeitintervalle T_n, T_x, T₁, und 7*₃ der Schaltung 40 mit der Addiere-»Eins«-Funktion durchläuft. Die Hauptzustands-Logikschaltung 66 entdes Addierers 34. Weiterhin weist der Ausgang des 15 hält eine im folgenden noch zu beschreibende Schal-Addierers 34 ein Ein-Bit-Überlaufregister 42 auf, so tungslogik, um in entsprechender Weise in einer daß dann, wenn der Addierer beispielsweise voll ist Reihenfolge die Auswahl irgendeiner Anzahl von (beispielsweise sich in einem 1111-Zustand befindet). Hauptzuständen zu schalten. Das Schalten durch die das nächste addierte Bit den Zustand des Registers Schaltung 66 erfolgt nur einmal während jedes Zyauf lauter Nullen ändert, wobei das den höchsten 20 klus von vier aufeinanderfolgenden Zeitintervallen, Stellenwert besitzende Bit (1 ■ 2') dann im Überlauf- die durch den Ringzähler in der Zeitsteuerschaltung register 42 erscheint. Die Prüfung der Register 37, 64 geschaltet werden. Der Nur-Lese-Speicher ist da-39 und 42 zeigt dann den Zustand der Daten an, her eine Matrix, die durch beide Schaltungen 64 und die durch die mit jedem Register verbundene ent- 66 geschaltet wird, um so ein vorbestimmtes 16-Bitsprechende Ein-Operandenschaltung laufen. 25 Ausgangssteuersignal zu erzeugen, welches für jede

Die Grundform der im einzelnen in F i g. 3 gezeig- durch die Schaltungen 64 und 66 erfolgte Matrixten Programmsteuerschaltung 26 weist ein Befehls- auswahl eindeutig ist. Der Speicher 46 ist daher vorregi .'er 44, einen Festwertspeicher 46, eine Gatter- zugsweise ein festverdrahteter (»hard-wired«) Speischaltung 48 und ein Folgeregister 50 auf. Zur Ver- eher, und sein Inhalt ist relativ unänderbar. Die einfachung der Beschreibung der Arbeitsweise des 30 Ausgangsgröße des Speichers 46 wird auch einem Systems sind mit letzteren das Datenübertragungs- Eingang der Gatterschaltung 48 durch eine Steuerglied 24, die Datenbestimmungs-Sammelleitung 20, leitung W zugeführt. Die logische Schaltung 66 hat die Datenquellen-Sammelleitung 22 und eine Funk- einen internen Folgeablauf oder ist intern programtionsvorrichtung verbunden, die als typischer Spei- miert und auch durch Signale auf Leitung 70, die eher 52 (wie beispielsweise ein Kern-, Trommel- oder 35 den Zustand des dann im Register 44 befindlichen Bandspeicher od. dgl.) ausgebildet ist, und zwar Befehls beschreiben.

mit einem Eingabe-Speicheradressenregister 54 und Ein ins einzelne gehendes Verständnis des /-ufeinem Ausgabe-Speicherpufferregister 56. Mit jedem baus der Vorrichtung kann vielleicht noch besser Block sind (obwohl dies zur Vereinfachung der durch eine beispielhafte Beschreibung der Arbeits-Zeichnung nicht dargestellt ist) geeignete Eingabe- 40 weise des Systems erreicht werden. Zu diesem Zweck und Ausgabe-Adressendekodiergatter verbunden, die sei angenommen, daß im Speicher 52 eine Anzahl so ausgebildet sind, daß sie für jeden Block einen von Befehlswörtern und auch eine Anzahl von Dateneindeutigen Kennzeichnungs- oder Adressenkode Wörtern gespeichert ist. Die beiden Wortarten haben liefern. die gleiche Erscheinungsform und sind 16-Bit-

Das Befehlsregister 44 hat vorzugsweise eine Ka- 45 Wörter. Die Datenwörter sind typischerweise derart pazität von 16 Bits und liegt über entsprechend adres- aufgebaut, daß sie ein erstes Zeichen-Bit und sosierte Gatter zwischen der ersten Datensammelleitung dann 15 Informations-Bits aufweisen; die Befehls-22 und der zweiten Datensammelleitung 20. Der Wörter haben dagegen als erstes eine 6-Bit-Bestim-Stand des Registers 44 kann auf Steuerleitung 58 mungsadresse, 4 Operations-Bits und sodann 6 zuausgelesen oder geprüft werden, die mit dem Ein- 50 sätzliche Bits, welche die Quellenadresse angeben, gang der Gatterschaltung 48 verbunden ist. Die Somit hat jeder Befehl in der Maschine im wesent-Adressengatter des Registers 44 liegen an der liehen folgenden Aufbau »übertrage Daten von Quellenadressensammelleitung 60 und der Bestim- Quelle A über Wegß zur Quelle C«. Die Bestimmungsadressen-Sammelleitung 62, die beide Sammel- mungs- und Quellenadressen entsprechen natürlich leitungen mit sechs Leitungen sind, um Steuersignale 55 dem so identifizierten Funktionsblock, und der Pfad zu leiten. oder Weg, der tatsächlich nur zwei Bits benötigt,

Das Folgeregister 50 liegt ebenfalls zwischen den um richtig bestimmt zu sein, bezieht sich darauf,

Datensammelleitungen 20 und 22 und braucht nur welcher der vier alternativen durch das Datenüber-

eine solche Kapazität zu besitzen, um eine einzige tragungsglied vorgesehenen Wege verwendet wird.

Befehlsadresse zu speichern. Die Adressengatter am 5o Es ist nur ein Bit erforderlich, um zu bestimmen,

Eingang und Ausgang des Registers 50 sind ebenfalls ob die Daten beim Durchlauf eines speziellen Weges

mit der Steuer-Signalsammelleitung 62 bzw. 60 ver- komplementiert werden oder nicht. Die Vorrichtung

bunden. Der Ausgang der Gatterschaltung 48 liegt verwendet somit Befehlswörter, in denen anders als

über eine Vierleitungs-Signalsammelleitung 30 am bei üblichen Programmiersprachen das Wort keine

Datenübertragungsglied 44, wie oben beschrieben. 65 implizierten Datenwege enthält, sondern es sind statt

Die Eingabe- und Ausgabegatter des Speicher- dessen alle Datenzwischenverbindungen explizit an-

adressenregisters 54 und des Speicherpufferregisters gegeben.

56 liegen ebenfalls an den Datensammelleitungen 20 Es kann ferner angenommen werden, daß das Be-

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fchlsrcgister 44 ein gerade in Ausführung befind- lesen muß, bevor er zum nächsten Hauptzustand

lichcs Befehlswort enthält. Ähnlich kann angenom- gehl.

men werden, daß das Folgeregister die Adresse des Wenn, was häufig geschieht, ein Speicher, beinächsten auszuführenden Befehls enthält. spielsweise 52, einen großen Inhalt benötigt, so Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der 5 kann ein einziges Befehlswort möglicherweise nicht Vorrichtung ^ann der Festwertspeicher durch eine eine Adresse enthalten, die vernünftigerweise verAnzahl von Hauptzuständen hindurchgeführt wer- wendet werden könnte, um das Wort in dem Speiden, die typischerweise folgende Zustände umfassen: eher anzuordnen. Wenn infolgedessen ein Befehl Holbefehl (F/), Holadresse (FA), Holoperand (FO), eine Speicheradresse enthält, wie beispielsweise 06, Holverzögerung (FD), wobei noch eine Reihe von io entweder als Bestimmungs- oder Quellenadresse, so anderen Zuständen vorgesehen ist, die beispielsweise wird der Befehl durch die Steuervorrichtung 26 ereine externe Steuerung der Vorrichtung od. dgl. zu- kannt, und zwar als einer, der sich in einem Speicherlassen. Es sei nunmehr angenommen, daß die Haupt- bezugsformat befindet. Dies zeigt an, daß das nächste zustandslogik die Matrix im Nur-Lese-Speicher in unmittelbar darauffolgende Wort nicht ein Befehl, den F/-Zustand geschaltet hat; während der Dauer 15 sondern eine 16-Bit-Adresse sein kann, die zum des letzteren durchläuft der Ringzähler in der Zeit- Speicher gesendet werden soll, um das spezielle steuerschaltung 64 die Folge von vier Zeitinter- Wort zu kennzeichnen, das aus dem Speicher zu vallen T_n, T₁, T₁, und T_x Typischerweise erzeugt der nehmen ist. Alternativ kann es anzeigen, daß das Nur-Lese-Speicher im F/-Zustand während des Zeit- nächste unmittelbar darauffolgende Wort einfach Intervalls T_n für die Gatterschaltung 48 das Befehls- 20 Daten enthält oder eine Adresse einer Adresse wort, in welchem 07 den Adressenkode für Register od. dgl. ist. Um eine Anzeige zu schaffen, welches 50 als Quelle, 0000 den Weg durch den Kurzschluß Speicherbezugsformat verwendet werden soll, kann 32 angibt und 05 das Speicheradressenregister als ein eine Speicheradresse enthaltender Befehl auch Bestimmung bezeichnet. Dieser Befehl verlangt im die letzten beiden der mittleren vier Bits entsprewesentlichen einfach vom Speicher, daß dieser sich 35 chend dem zu folgenden gewünschten Format kodiert vorbereitet, um aus letzterem den nächsten Befehl enthalten, während natürlich die ersten beiden der entsprechend der Adresseninformation zu entneh- mittleren vier Bits den Weg angeben, der durch das men, die im Folgeregister 50 gespeichert war. Am Datenübertragungsglied gewählt wurde. Somit kann Ende des Zeitintervalls T₀ schaltet der Ringzähler dem FA oder »Holadresse«-Zustand unmittelbar der die Matrix, und der 16-Bit-Befehl für das Γ,-Inter- 30 oben beschriebene F/-Zustand folgen, um so die vall während des F/-Zustands erscheint und wird Befehle zu erzeugen, die erforderlich sind, um das typischerweise übertragen in »Bringe die Information gewünschte Wort aus dem Speicher wieder herausin das Speicherpufferregister 56 und bringe sie über zuholen.

Kurzschluß 32 an den Eingang des Befehlsregisters In ähnlicher Weise wird der FO-Zustand in erster 44«. Wenn nun der Ringzähler die Matrix auf das 35 Linie verwendet, um ein Wort aus dem Speicher-Zeitintervall 7"., schaltet, so erzeugt der Nur-Lese- pufferregister in das Speicheradressenregister zu brin-Speicher ein Ausführungssignal, wodurch die vorher- gen. Der FD-Zustand wird verwendet, um Wörter gehenden beiden den Eingängen des Speicheradres- aus dem Speicherpufferregister in Jas Speichersenregisters und Befehlsregisters zugeführten Befehle adressenregister zu bringen und um sodann ein Bit eingebracht werden. Es ist zu beachten, daß diese 40 zum Inhalt des Speicherpufferregisters hinzuzu-Signale von dem Nur-Lese-Speicher gleichzeitig am addieren. Ferner können andere Zustände vorgesehen Eingang jeder Vorrichtung des Systems erscheinen sein, damit einige mit der Datenleitung gekoppelte und einfach eine Reihe von Spannungen sind, die Außen-Vermittlungsstellen den Betrieb des Befehlsauf den Leitungen in den Sammelleitungen 60 und registers übernehmen können, um den normalen 62 eingestellt sind, die jedoch eine Wirkung nur auf 45 Folgeablauf zu unterbrechen und um das Auftreten diejenigen Elemente ausüben, die ordnungsgemäß von Notereignissen und asynchronen Fällen zu gedurch die vorangegangenen Befehle adressiert sind. statten, wie beispielsweise die Speicherung von Im Befehlsregister ist daher nunmehr ein neuer Be- zufällig oder wahlweise erfaßten Daten im Speifehl angeordnet. Wenn der Ringzähler auf das Zeit- eher.

intervall T₃ schaltet, so wird das Folgeregister auf 50 Prinzipiell schließt die Programmierung der beden neuesten Stand gebracht, und zwar durch den schriebenen Ausführungsform die Aufstellung einer sich ergebenden Befehl vom Nur-Lese-Speicher, um Liste von Befehlen ein, die im Speicher 52 gespeiden Inhalt des Folgeregisters aufzunehmen und chert sind und entsprechend den Anforderungen durch den Addierer 34 zu führen, um diesen um durch die Programmsteuerung 26 herausgeholt werdie Zahl 1 zu erhöhen und um ihn zurück zum 55 den. Durch die Art des Aufbaus des Datenübertra-Folgezähler zu bringen. Während des F/-Zustands gungs-Verbindungsgliedes 24 können die Speichererzeugt somit der Nur-Lese-Speicher die Adressie- daten jedoch abgewandelt werden, wenn sie durch rung des Speicheradressenregisters, um den nächsten die Programmsteuerung verschoben werden. Durch Befehl herauszusuchen, die Adressierung des Spei- den Aufbau der Steuereinrichtung ist es möglich, daß cherpufferregisters, um den nächsten Befehl in das ° die einzelnen Elemente direkt adressierbar sind, so Befehlsregister zu überführen, und einen Ausfüh- daß der Programmierer einfache Wege zu jedem rungsbefehl, so daß die beiden vorangegangenen Be- vorsehen kann.

fehle ausgeführt werden. Schließlich wird das Folge- Die Funktionsblöcke F₁ usw. können irgendwelche

register wiederum auf den neuesten Stand gebracht, aus einer großen Anzahl von Vorrichtungen sein,

um de.i Zyklus zu vollenden. Es sei bemerkt, daß die 65 Beispielsweise kann einer der Blöcke eine Daten-Hauptzustandslogik die Abfolge der Hauptzustände testschaltung sein. Der Zweck letzterer würde darin

in den Nur-Lese-Speicher steuert und daß für jeden bestehen, festzustellen, ob der Wert der von ihr

Hauptzustand der Nur-Lese-Speicher vier Zeitschlitze empfangenen Information kleiner, gleich oder größer

als Null oder Kombinationen daraus ist Eine derartige Testvorrichtung würde zwischen die Quellen- und Bestimmttngssammelleitungen geschaltet und könnte Daten von irgendeiner Quelle aufnehmen. In gleicher Weise kann man arithmetische Vorrichtungen benutzen, welche spezielle arithmetische Funktionen ausführen, oder man kann Eingangsvorrich-

Hingen, wie beispielsweise Papierstreifenleser u. dgl. und auch Ausgangsvorrichtungen, wie beispielsweise Papierstreifenstanzer, MascNnensteuerschaltunger u. dgl., benutzen. Derartige Vorrichtungen braucher natürlich nur dann hinzugefügt zu werden, wenn die? zweckmäßig ist, so daß das System keine überflüssigen Funktionsteile aufzuweisen braucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für eine allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung zur direkten digitalen Verarbeitung von Daten aus Datenquellen durch Datenverarbeitungseinheiten in der Datenverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Datensammelleitung (22, 20) zur Verteilung von Daten innerhalb des Systems, ein Datenübertragungs-Verbindungsglied (24) zur Verbindung der ersten Datensammelleitung (22) mit der zweiten Datensammelleitung (20) derart, daß nur ein Datenfluß von der zweiten Datensammelleitung zur ersten Datensammelleitung und nur entsprechend einer ausgewählten einzigen Operationsart möglich ist, wobei die Datenverarbeitungseinheiten (F₁ bis F₃) und die Datenquellen mit der ersten und oder zweiten Datensammelleitung (22,20) und mit dem Datenübertragungs-Verbindungsglied (24) verbunden sind, sowie durch Programmsteuereinheiten (26) zur Erzeugung von Steuersignalen zur Steuerung der Arbeitsweise des Datenübertragungs-Verbindungsgliedes (24), der Datenverarbeitungseinheiten (F₁ bis F₃) und der Datenquellen ii. bezug auf den Datenfluß in die oder aus den genannten drei Arten von Baugruppen hinein bzw. hinaus und eL.e Steuersignalsammelleitung (30) zur Verteilung der Steuersignale an das Datenübertragungs-Verbindungsglied (24), an irgendeine der Datenverarbeitungseinheiten (F₁ bis F₃) und an die Datenquellen.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenübertragungs-Verbindungsglied (24) eine erste Schaltung (34) zum Hinzuaddieren eines Bits zu den Daten, die den durch die erste Schaltung geschaffenen Weg durchlaufen, eine zweite Schaltung (32) zur direkten Verbindung der Sammelleitungen (22, 20) zur ungeänderten Übertragung der Daten von der zweiten Sammelleitung (20) zur ersten Sammelleitung (22) und dritte Schaltungen (36, 38) aufweist, um die Bits der Daten derart zu verschieben, daß deren numerische Wertigkeit geändert wird, und zwar um eine Potenz der Basis des numerischen Systems der Daten.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in einem numerischen Kode ausgedrückt sind und daß das Datenübertragungs-Verbindungsglied (24) mindestens drei Funktionen erfüllen kann, um Daten durch das Datenübertragungs-Verbindungsglied ungeändert, um ein Bit. erhöht oder multipliziert mit der Basis des numerischen Kodes zu übertragen.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebeschaltungen (36, 38) Schaltungen (38) zur Verschiebung der Datenbits auf Stellen mit geringerer numerischer Wertigkeit und Schaltungen (37) zum Verschieben der Datenbits auf Stellen mit höherer numerischer Wertigkeit aufweisen.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebeschaltungen (36, 38) ein Ein-Bit-Register (37, 39) zur Speicherung des Überlauf-Bits von einer Verschiebung und zur Zuführung des Überlauf-Bits als das Eingabe-Bit bei der nächsten Datenverschiebung aufweisen, so daß eine Ein-Bit-Verzögerung in die Übertragung der Daten eingeführt wird, die durch das Datenübertragungs-Verbindungsglied (24) hindurch verschoben werden.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Register (42) zur Speicherung eines Überlauf-Bits von der Addierschaltung (34).

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schaltungen (40) zur wahlweisen Komplementwertbildung von Daten vor der Einführung der Daten in das Datenübertragungs-Verbindungsglied (24).

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmsteuereinheiten (26) ein Befehlsregister (44) zur Speicherung eines laufenden Befehlswortes, ein Folgeregister (50) zur Speicherung von mindestens der Adresse des nächsten gewünschten Befehlswortes und einen Festwertspeicher (46) zur Lieferung einer Folge der erwähnten Steuersignale vom Speicher zur Zeitsteuerung der Übertragung des Befehlsworts für das Befehlsregister zu einem der erwähnten Datenverarbeitungselemente und zum Erneuern des Inhaltes des Folgeregisters aufweisen.