DE2000275B2 - Elektronischer Walzenschalter zum Verschieben eines Datenwortes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronischen Walzenschalter zum Verschieben eines Datenwortes um einen vorbestimmten Betrag mit hintereinandergeschalteten Torebenen aus Torgruppen, denen jeweils ein vorbestimmter Verschiebebetrag in einer dieser Torebenen zugeordnet ist, einer das Datenwort in eine der Torgruppen in Übereinstimmung mit dem gewünschten Verschiebebetrag eingebenden Vorrichtung, einer die Ausgangssignale zusammengehöriger Tore, die eine Bitstelle des Datenwortes in einer der Torebenen darstellen, ODER-mäßig verknüpfenden und gemeinsam einem Tor in jeder Torgruppe einer nachfolgenden Torebene zuführenden 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 angeschlossenen Steuervorrichtung zum Durchschalten vorbestimmter Tore in jeder Torgruppe in Abhängigkeit von der Art der gewünschten Verschiebung des Datenwortes.

Aus der US-Pajentschrift 33 74 463 ist ein Verschiebe-Schaltnetz bekannt Dort wird eine Matrixanordnung aus "Zeilen und Spalten "verwendet, die an Knotenpunkten miteinander verbindbar sind. Dabei sind »vertikale Übertragungskanäle« vorgesehen, die die Knotenpunkte einer Zeile mit Knotenpunkten in den gleichen Spalten der nächstniedrigeren Zeile verbinden können. Ferner sind »diagonale Übertragungskanäle« vorgesehen, über die die Knotenpunkte jeder Zeile mit Knotenpunkten in weiter rechts liegenden Spalten der nächstniedrigeren Zeile verbindbar sind. An jeden Knotenpunkt sind zwei Tore (oder zwei Torgruppen oder Torpaare, wenn man sich auf die Zeilen von Knotenpunkten bezieht) angeschlossen. Die mit dem Index. V gekennzeichneten Tore verbinden Knotenpunkte einer Zeile mit entsprechenden Knotenpunkten der nächstniedrigeren ZeUe. Mit dem Index D gekennzeichnete Tore stellen eine diagonale Verbindung zwischen Knotenpunkten einer Zeile und Knotenpunkten der nächstniedrigeren Zeile in rechts danebenliegenden Spalten her. So sind (in Fig. 11) die Tore A19 V und A19 D mit dem Knotenpunkt 19Λ verbunden. Das Tor A 19 V steuert die Übertragung eines Bits des Datenwortes zum Knotenpunkt 19B; das Tor A19D steuert die Übertragung des Bits am Knotenpunkt 19A diagonal zum Knotenpunkt 18Ä Die Fig.3 und 4 bis 7 dieser US-PS stellen ein Schaltnetz zum Verschieben eines 20-Bit-Datenwortes dar. Daher sind in jeder Zeile 20 Knotenpunkte (0 bis 19) vorgesehen (für jede Spalte einer), und die Zeilen sind mit A bis F gekennzeichnet Nach der Beschreibung (z. B. Spalte 3, Zeilen 24 bis 75, Spalte 4, Zeilen 1 bis 12) ist eine Datenübertragung von Knotenpunkten A zu Knotenpunkten B entweder vertikal ohne Verschiebung (eine 0-Verschiebung) oder diagonal um eine Stelle nach rechts möglich. Von B nach Cist eine Verschiebung um 0 oder zwei Stellen möglich; von Cnach Dum 0 oder 4 Stellen; von D nach F um 0 oder 8 Stellen; von fnach F um 0 oder IC Stellen.

Die deutsche Auslegeschrift 12 67 718 zeigt eine Verzögerungskette mit digital einstellbarer Laufzeit Zu diesem Zweck werden binär abgestufte Verzögerungsglieder der Kette in Abhängigkeit von der gewünschten Laufzeit mittels Logikschaltkreisen überbrückt (aus der Kette herausgenommen) oder hinzugeschaltet. Eine solche Laufzeitkette erfordert zur Durchführung einer Verschiebung eines Datenwortes soviele Takte wie das Datenwort maximal Stellen aufweist.

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 dadurch gelöst, daß jede Torebene mehr als zwei Torgruppen enthält und daß die Steuervorrichtungen ein Register zum Speichern der Verschiebezahl, Wahr/Komplement-Auswahltore, die an das Register angeschlossen sind und eine Linksverschiebezahl in eine äquivalente Rechtsverschiebezahl umsetzen, einen Umsetzer, der an die Auswahltore angeschlossen ist und deren Ausgangssignale von der Basis »r« in die Basis »m« umsetzt, wobei »r« die Basis der im Register gespeicherten Verschiebezahl und »m« die Anzahl der Torgruppen in jeder der Torebenen darstellt, sowie eine Enddecodier- und Treiberstufe enthalten, die an den Umsetzer

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 Liniaverschiebung über das Ende hinaus, eine Rechtsverschiebung über das Ende hinaus oder eine Umlaufverschiebung nach links oder rechts handelt

Mit Wife 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, um Daten zur nächsten Ebene um einen vorbestimmten Betrag nach rechts verschoben durchzuschnlten. Die Steuervorrichtungen enthalten auch eine Vorrichtung zum Umsetzen einer die Anzahl von Linksverschiebungen darstellenden Zahl, die Lir.ksverschiebungszahl, in eine gleiche Rechtsverschiebungszahl und eine Vorrichtung zum Decodieren der Schiebezahl und Rechts- und 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 Durchschaltsignalgruppe 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 werden. 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 nf 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-l

1=0

α,ηι', mit α, = [0.. .(m- I)]

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

50

55

n-I

m" —

1 = 0

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

Fig. IA und IB, die entsprechend der Darstellung nach F i g. 1 zusammengehören, stellen die Torebenen des Wellenschalters nach der Erfindung dar; die

Fig.2 ist ein Schaltbild einer Gruppe von Toren in einer dt-'r Torebenen des Walzenschalters nach Fig. 1; die

F i g. 3 zeigt, wie die F i g. 3A und 3B zusammengehören, die eine bevorzugte räumliche Anordnung des Walzenschalters nach F i g. 1 darstellen; die

F i g. 4 ist ein Blockschaltbild der Steuerschaltungen für den Walzenschalter nach F i g. 1; die

Fig.5 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild der Walzenschalter-Steuerungen nach F i g. 4.

In Fig. 1 sind die Torebenen für ein Aurführungsbeispjel 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 0,16,32 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

Die Ausgangssignale der zusammengehörenden Tore der Torgruppen in einer Ebene sind ODER-mäßig verknüpft, wie es in F i g. 2 dargestellt ist Diese Tore stellen eine Spalte oder Bitstelle einer Torebene dar, wobei eine Bitstelle entsprechend dem Eingangsbit der 0-Verschiebungstruppe numeriert ist Die in Fig.2 dargestellten Zahlen oder Nummern bezeichnen die Tore in der dreißigsten Bitstelle der zweiten Torebene, wobei die UNDTore 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 4-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 F i g. 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 0-Verschiebungstorgruppe der zweiten Ebene und die 2-Venchiebungstorgruppe der dritten Torebene durchgeschaltet.

Obwohl gesagt wurde, daß die Torgruppen, beispielsweise die 16-Verschiebungstorgruppe der ersten Torebene, durchgeschaltet werden, soll dies nicht heißen, daß unbedingt alle Tore dieser Gruppe durchgeschaltet werden. Wie man sieht, sind in F i e. 1 einiee Tore durch

eine Schraffur gegenüber anderen in jeder Ebene hervorgehoben. Die nach rechts oben verlaufende Schraffur wird »Rechtsschraffur« und die nach links oben verlaufende »Linksschraffur« 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 Fall der 16-Verschiebetorgruppe der ersten Torebene werden bei einer Verschiebung nach rechts hinaus die Tore 48 bis 63 nicht durchgeschaitet, während bei einer Verschiebung nach links 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 »0« dargestellt ist oder aus diesen Bitstellen ein 0-Signal kommt, wähernd diejenigen Bitstellen, in denen die durchgeschalteten Tore angeordnet sind, eine »1« enthalten bzw. aus diesen Bitstellen 1-Signale abgegeben werden.

Als Beispiel für die Wirkungsweise 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 F i g. 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 Torebene hineingeleitet ist Diese Tore lassen das Bit nicht durch, weil sie 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 0-Verschiebungstorgruppe der zweiten Torebene geleitet und 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 0 des zu verschiebenden Wortes um 18 Bitstellen nach rechts verschoben worden ist In der gleichen Weise wird jedes Bit des Wortes um 18 Bitstellen nach rechts verschoben. Da es sich um eine Rechtsverschiebeoperation über das Ende hinaus handelt, sind nach F i g. 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 0 und 1 der 2-Verschiebetorgruppe der dritten Ebene weitergeleitet Die Tore 62 und 63 sind jedoch rechtsschraffiert, sie werden also nicht durchgeschaltet, wenn die anderen Tore der 2-Verschiebetorgruppe durchgeschaltet sind. Bei einer Rechtsverschiebung über das Ende hinaus um 18 Stellen, werden daher es 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, 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-Verschiebetorgruppe wird das Bit 48 des eingegebenen Wortes durch entsprechende Verdrahtung dem Tor 48 in der Bitstelle 0 zugeführt. Das Ausgangssignal dieser Bitstelle 0 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 Fall als Schaltersteuerzahl 64—18=46 ergibt. Dies bedeutet, daß nach F i g. 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 50 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 BitsteKe 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

Bei einer Umlaufverschiebung nach links müssen die Walzenschalter-Steuerzahlen wieder durch Bildung des Basiskomplements 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 da:; 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.

F i g. 3 zeigt eine bevorzugte räumliche Anordnung des Walzenschalter nach F i g. 1, bei der jede vertikale Linie die Grenze eines integrierten Schaltungsbausteins darstellt. Obwohl die Verdrahtung zwischen den Ebenen dadurch etwas komplizierter als bei der Anordnung nach F i g. 1 wird, hat die Anordnung nach F i g. 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 einer geringfügigen Änderung der äußeren Steuerungsverdrahtung können diese Bausteine auch für die beiden mittleren Bausteine in der dritten Torebene verwendet werden. Bei geringfügiger Änderung der äußeren Steuerungsverdrahtung können auch für die Enden der dritten Torebene gleiche Bausteine verwendet werden.

Fig.4 stellt in Form eines Blockschaltbildes die Steuerung für den Walzenschalter nach den F i g. 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-4-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 der Enddecodier- und Treiberstufe 18 zugeführt, deren Ausgangssignale vorbestimmte Torgruppen des Walzenschalters zugeführt werden. Unter bestimmten Umständen werden der Stufe 18 von einem Vorlauf-1-Detektor 22 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 Verschiebezahl verarbeitet, die im Register 12 gespeichert wird.
Fie.5 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Waizenschaltersteuerung nach F i g. 4.

Das die Schiebezahl in Binärform speichernde Register 12 enthält sechs Stufen 10a bis 1OA bei denen es sich um Flipflops handeln kann. An jede RegisterMufe sind zwei UND-Tore 20a bis 20/und ein ODER-Tor 25a bis 25/ angeschlossen. So sind beispielsweise an die Stufe lös die UND-Tore 20a, 206 und das ODER-Tor 25a angeschlossen. Diese Tore umfassen die Wahr/ Komplement-Auswahltore nach Fig.4. Die an eine ίο 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. Ober jene Leitung wird immer dann ein Eins-Signal geleitet, wenn eine Rechtsverschiebung durchgeführt werden soll, während über diese Leitung immer dann ein Eins-Signa! geleitet wird, wenn eine Linksverschiebung durchgeführt werden soll.

Die Registerstufen 10a und 106 und ihre angeschlossenen Tore 20a, 20b, 25a und 20c, 2Od und 25b sind Teil der Steuerschaltung für die Tore der »ersten Torebene« nach den F i g. 1 und 3. In ähnlicher Weise gehören die Registerstufen 10c und 1Od und ihre nachgeschalteten Tore zur »zweiten Torebene«. Die Registerstufen 1Oe und 10/ sind ein Teil der Steuerung für die »dritte Torebene«.

Die Ausgangssignale der beiden ODER-Tore 25 jeder

Torebene werden durch drei UND-Tore 30a—30/ 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-Toren zugeführt, die in F i g. 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 F i g. 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 O-Verschiebetorgruppe angeschlossen sind.

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,
so Nach F i g. 1 kann man sich jede Torebene des Walzenschalters in drei Teile A, B und C unterteilt vorstellen. Der Teil A 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 Eijde hinaus handelt Der Teil B enthält alle diejenigen Tore, die nicht schraffiert sind. Er wird mithin durchgeschaltet, wenn es sich um eine Umlaufverschiebung (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 F i g. 5 (in Form eines Eins-Signals) erzeugt wird. Wenn eine Rechtsverschiebung über das Ende hinaus erfolgen soll, missen die Tore des Teils C durchgeschaltet werden, unJ dies geschieht dadurch, daß das Steuersignal RC (in Form eines E^;ns-Signals) erzeugt wird. Wenn dagegen eine Umlaufverschiebung, entweder links oder rechts herum durchgerührt werden soll, werden beide Steuersignale LC und RC gleichzeitig erzeugt. Die Tore des Teils B werden für eine Rechts- oder Ünksverschiebung 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 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 Wakenschaltersteuerung nach F i g. 5 sei eine Rechtsverschiebung über das Ende hinaus um sechs Stellen betrachtet. Dabei wird in die Registerstufen 10a bis 10/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, 106,10c und 10/sind daher in den »O«-Zustand und 10c/ und 1Oe in den »!«-Zustand gekippt.

Am 0-Ausgang der in den 0-Zustand gesetzten Stufe 10a erscheint daher ein Eins-Signal, das dem einen Eingang des Tors 206 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 2Oj* vom Eins-Ausgang der Stufe 1Od ein Eins-Signal und dem Tor 20Λ vom Null-Ausgang ein 0-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 »Durchschake-Komplement« angeschlossenen Toren über diese Leitung ein 0-Signal zugeführt.

Unter diesen Umständen sind die Ausgangs&jgnale der UND-Tore 20a-2Odund der ODER-Tore 25a, 256 alle Null. In ähnlicher Weise geben auch die UND-Tore 30a-30c0-Signale ab. Das Ausgangssignal des Tors 25a wird am Eingang des Tors 30c negiert. In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal des Tors 256 am Eingang des Tors 306 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 0-Signale ab. Diese 0-Signale werden dem UND-Tor 45a zugeführt, auf dessen Eingangsseite sie negiert werden. Deshalb gibt das Tor 45a ein Eins-Signal ab.

Wie bereits erwähnt, muß das Steuersignal RC bei einer Rechtsverschiebung über das Ende hinaus ein Eins-Signal sein, und das Steuersignal LC ein 0-Signal sein. Mithin erhalten alle Tore, denen diese Steuersignale zugeführt werden, ein Eins-Signal bzw. ein 0-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

ίο 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 0 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 F i g. 1 die Tore 16—63. In ähnlicher Weise 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 · /?Cnicht erforderlich ist. Das gleiche gilt für das Tor 0 ■ LC in jeder Torebene und das Tor 12 · RC in der zweiten Torebene. Der Grund dafür, daß die »nicht benötigten« Tore in F i g. 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 benötigtcn«Tore sind keine weiteren Bauelemente angeschlossen, sie sind also nicht belegt. Dies hat den Vorteil, daß nur eine Art von Schaltungsbaustein hergestellt zu werden braucht, der für alle drei Torebenen verwendet werden kann.

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

In der zweiten Torebene geben die Tore 25c und 25c/ jeweils ein 0- und ein 1 -Signal ab, so daß die Tore 30c/ und 30e 0-Signale abgeben und das Tor 30/ein 1-Signal abgibt Die Ausgangssignale von 40c/und 4Oe sind 0, und das Ausgangssignal von 40/ist 1. Das UND-Tor 456 gibt ein 0-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 0-Signal ab. Nach F i g. 1 schaltet das Tor 4 der Walzenschaltersteuerung die Walzenschaltertore 0—47 und 56—59 beider Gruppen durch. In ähnlicher Weise schaltet das Tor 4 · ÄCdie Tore 48—55 durch. Die vom Tor 4 · LCgesteuerten Tore 60—63 sind nicht durchgeschaltet

In der dritten Torebene geben die Tore 25e und 25/ jeweils ein 1 - und ein 0-Signal ab. Die Tore 30^ und 40g sowie 30/und 40/geben 0-Signale ab, und die Tore 30Λ und 4OA geben 1-Signale ab. Das Tor 45c in der Enddecodier- und Treiberstufe gibt ein 0-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 Walzenschaltsteuerungstore 2 und 2 · RCgeben 1-Signale ab, und das Tor 2 · LCgibt ein O-Signal ab. Die Tore 0-59 in der dritten Torebene nach F i g. 1 werden vom Tor 2 und die Tore 60,61 vom Tor 2 · ÄCdurchgeschaltet. Die Tore 62 und 63 sind nicht durchgeschaltet.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch; .

   Elektronischer Walzenschalter zum Verschieben eines Datenwortes um einen vorbestimmten Betrag mit hintereinandergeschalteten Torebenen aus Torgruppen, denen jeweils ein vorbestimmter Verschiebebetrag in einer dieser Torebenen zugeordnet ist, einer das Datenwort in eine der Torgruppen in Übereinstimmung mit dem gewünschten Verschiebebetrag eingegebenen Vorrichtung, einer die Ausgangssignale zusammengehöriger Tore, die eine Bitstelle des Datenwortes in einer der Torebenen darstellen, ODER-mäßig verknüpfenden und gemeinsam einem Tor in jeder Torgruppe einer is nachfolgenden Torebene zuführenden Vorrichtung, derart, daß diese Ausgangssignale um den Venchiebebetrag jeder Torgruppe in der zuletzt erwähnten Torebene nach rechts verschoben werden, und an die Torgruppen in jeder Torebene angeschlossenen Steuervorrichtung zum Durchschalten vorbestimmter Tore in jeder Torgruppe in Abhängigkeit von der Art der gewünschten Verschiebung des Datenwortes, dadurch gekennzeichnet, daB jede Torebene mehr als zwei Torgruppen enthält und daß 2s 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 »a< in die Basis »m« umsetzt, wobei »n< die Basis der im Register (12) gespeicherten Verschiebezahl und »nw 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 Umlaufverschiebung nach links oder rechts handelt

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