Данные, которые необходимо записать в память или считать из нее, помещаются в специальный буферный циклический регистр сдвига. Направление сдвига содержимого этого регистра зависит от типа выполняемой операции. Рассмотрим эти операции.
Процедура записи в память разрядного столбца
Представленный в дополнительном коде адрес разрядного столбца подается на вход сумматора, производится операция сложения, а подлежащие записи данные подаются в буферный регистр, где производится их циклический сдвиг вниз на число разрядов, определяемое кодом, полученным в сумматоре.
Далее элементы преобразованного разрядного столбца по команде записи заносятся в соответствующие ячейки памяти. Например, первый разрядный столбец записывается в ячейки, выделенные на рис. 3.13 жирными линиями.
Считывание разрядного столбца
Операция считывания разрядного столбца выполняется аналогично: на вход сумматора подается в дополнительном коде адрес считываемого столбца, а по команде считывания разрядный столбец с переставленными элементами пересылается в буферный регистр, где путем циклических сдвигов вверх на то же количество разрядов, что и при считывании, восстанавливается прежний порядок элементов.
В процессе записи – считывания слова на вход сумматора подается адрес слова, в буферный регистр памяти – содержимое слова, где перед записью в память или после считывания из памяти сдвигается соответственно вниз или вверх на количество разрядов, задаваемое адресом; после записи в ячейки памяти i-е слово оказывается в i-м столбце массива памяти.
Другой способ реализации диагональной адресации основан на использовании для формирования адреса вместо сумматора логических схем – «Исключающее ИЛИ» (рис. 3.15). Этот способ позволяет работать не только со словами или разрядными столбцами, но и с другими комбинациями битов массива данных, соответствующий код которых сформирован в регистре режима адресации. Например, можно сделать так, чтобы опрашивался k-й разряд каждого k-го слова, где k – четное число.
При равенстве нулю всех разрядов регистра режима производится считывание или запись разрядных столбцов, при равенстве единице – считывание или запись слов.
88
Перестановка разрядов слова данных перед записью его в память на схемах «Исключающее ИЛИ» выполняется в соответствии со следующим правилом: если W – номер слова, b – номер разряда, то позиция этого разряда в памяти (номер строки в результирующем массиве) задается равной W b.
Рассмотрим способ реализации ассоциативной памяти на сдвиговых регистрах (рис. 3.16).
Содержимое памяти в каждом такте синхронно сдвигается на 1 разряд вправо (циклически), при этом значения самых правых разрядов всех ячеек (слов) сравниваются с соответствующими битами маскированного аргумента поиска в памяти результатов.
0 1 ... 7 0 1 ... 7
Дешифратор
Дешифратор
Дешифратор
Искл. ИЛИ
Регистр
режима Адрес адресации
Рис. 3.15. Схема управления памяти с диагональной адресацией на основе функции “Исключающее ИЛИ”
Память результатов в данной схеме необходима, поскольку операции сравнения выполняются с отдельными разрядами, и конечный результат вычисляется рекурсивно.
89
Разряды хранимых в ячейках памяти слов могут нумероваться как слева направо, так и справа налево, в зависимости от алгоритма сравнения, начиная со старших или с младших разрядов слов.
3.5. АЗУ с поиском, последовательным по словам и параллельным по разрядам
Применение АЗУ такого типа при циркуляции информации в логикозапоминающей среде целесообразно в случае, если время получения результатов поиска сравнимо с продолжительностью других вычислительных операций, например, при использовании АЗУ в качестве фильтров данных в каналах передачи цифровой информации в темпе ее подачи. Причем все операции выполняются автоматически, без использования программных средств.
Аргумент поиска
Регистр маски
Сдвиг
Слово 0 |
|
результатовПамять |
|
|
|
||
|
|||
Слово 1 |
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Слово m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сдвиговый регистр
Рис. 3.16. АЗУ на сдвиговых регистрах, параллельное по словам и последовательное по разрядам
90
Принцип действия АЗУ, последовательного по словам и параллельного по разрядам, рассмотрим по схеме, приведенной на рис. 3.17.
В рассматриваемой схеме для хранения информации используется набор линий задержки (ЛЗ), по которым синхронно циркулируют серии импульсов. К концам линий подключены специальные приемные и передающие цепи для управления процессом циркуляции.
Для ЛЗ могут использоваться различные материалы: магнитострикционная проволока, плавленый кварц, стекло, сапфир и др. Эти материалы могут передавать акустические колебания на частотах в сотни мегагерц с очень малым коэффициентом ослабления. Могут также использоваться приборы с зарядовой связью (ПЗС), память на цилиндрических магнитных доменах (ПЦМД) или обычные регистры сдвига в интегральном исполнении.
ЛЗ служит запоминающей ячейкой, способной хранить тысячи битов информации (есть импульс – “1”, нет импульса – “0”).
Если разряды слов хранить на отдельных ЛЗ, то слова на выходе системы появляются последовательно друг за другом, а их разряды снимаются с выхода
параллельно.
Управление работой осуществляется импульсами синхронизации (ИС). Они, в частности, подаются на адресный счетчик, текущее значение которого равно номеру слова, присутствующего в данный момент на выходах усилителей считывания, т.е. счетчик задает адрес ячейки памяти.
По сигналу «СТАРТ» на начало поиска слов содержимое счетчика теку-
щего адреса передается в счетчик конечного адреса и снимается блокировка с цепей сравнения (компаратора). При появлении в регистре считывания слова,
совпавшего с аргументом поиска по всем незамаскированным разрядам, формируется сигнал сравнения и производится выборка содержимого регистра считывания. При совпадении содержимого счетчиков текущего и конечного
адресов цикл работы памяти заканчивается и формируется сигнал «СТОП». Запись слов в память на ЛЗ производится в режиме обычной адресации
при появлении заданного числа (адреса) в регистре текущего адреса. Рассмотренная система при добавлении необходимых цепей может осу-
ществлять и операции сравнения величин.
91