Zentrum Mathematik der Technischen Universität München

TUM Math M1 RBG


Der Logikprozessor LP1


Logikprozessor

Der Hybridrechner des Instituts für Angewandte Mathematik wurde um ein automatisches Steckbrett für die analogen Rechenkomponenten ergänzt [1][2]. Um den Benutzer vollständig von jeder manuellen Steckarbeit zu befreien, wurde im Rahmen einer Diplomarbeit [3] das Konzept für eine programmierbare Logik erstellt. Analog- und Logikteil werden in einer an FORTRAN angelehnten Sprache programmiert, wofür Compiler und Simulatoren bereitgestellt werden.
Das Konzept beschreibt eine schnelle Dreiadreßmaschine, deren Realisierung hier kurz vorgestellt wird. Die Maschine stellt eine quasiparallele Logik mit einer Antwortzeit im Mikrosekunden-Bereich dar. Sie ist mit schnellen Schottky-TTL Bausteinen aufgebaut worden [4].

Innenleben

Blockschaltbild

Blockschaltbild
  Dreiadreß-Befehlswort
  ---------------------
  Eingangsadr.A   6 Bit
  Eingangsadr.B   6 Bit
  Ausgangsadresse 6 Bit
  Verknüpfung     3 Bit
  Set/Reset       1 Bit
                 ------
  Befehlslänge   22 Bit



  Eingänge       16 Bit
  Ausgänge       16 Bit 
  Log.Variablen  16 Bit
  IF -Variablen  11 Bit
  IFC-Variablen   5 Bit
                 ------
  Arbeitspeicher 64 Bit
      


Logische Verknüpfung

Wenn es auch zehn nichttriviale Grundverknüpfungen zur Verbindung zweier logischer Größen gibt, so reichen hier acht aus, da sich bei INH und NINH durch Vertauschen der Eingänge alle vier Varianten realisieren lassen.
Wahrheitstabelle für Y                     Verknüpfungen
                                                   R S T
      R | 0 0 0 0 1 1 1 1                         -------
      S | 0 0 1 1 0 0 1 1                  AND     0 0 0
      T | 0 1 0 1 0 1 0 1                  OR      0 0 1
  A B   |                                  INH     0 1 0
--------|----------------                  XOR     0 1 1
  0 0   | 0 0 0 0 1 1 1 1                  NAND    1 0 0
  0 1   | 0 1 0 1 1 0 1 0                  NOR     1 0 1
  1 0   | 0 1 1 1 1 0 0 0                  NINH    1 1 0
  1 1   | 1 1 0 0 0 0 1 1                  EQUI    1 1 1
Logik
     Implikanden
  (Quine/McCluskey)

      A B R S T
     -----------
      0 0 1 - -
      0 - 1 - 0
      1 0 0 1 -
      1 1 0 0 -
      1 1 1 1 -
      0 1 0 - 1
      1 0 0 - 1
      - 0 1 0 0


  Links: Realisierung mit NAND
  Die ausführlichere Schaltung
  (Die Inverter in BB9,-10,-11 
gleichen Mux-Laufzeiten aus.)


[1] D. WIESENBART : Das Automatic Patchboard: Struktureller Aufbau,
    graphentheoretische Beschreibung, praktische Realisierung,
    Dissertation, Institut für Angewandte Mathematik,
    Technische Universität München, 1974

[2] W. SCHULTZ : Konstruktion und Herstellung eines digital ansteuerbaren
    Schalternetzwerkes für Analogrechnerprogrammierung, Diplomarbeit,
    Institut für Angewandte Mathematik, Technische Universität München, 1973

[3] J. HEINTZ : Technik und Programmierung einer automatisierten parallelen
    Logik für Hybridrechner, Diplomarbeit, Institut für Angewandte Mathematik,
    Technische Universität München, 1974

[4] W. SCHULTZ, R. SCHÖNE : LP1, ein schneller Dreiadreß-Logikprozessor zur
    Simulation der parallelen Logik des Hybridrechners CAE90-10/EAI580,
    Arbeitsbericht Nr. 307, Institut für Statistik und Unternehmensforschung,
    Technische Universität München, 1976

R. Schöne, 1998-04-27, 2001-03-01