Устройство для ввода-вывода информации

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для ввода-вывода информации в микропроцессорных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при вводе-выводе информации, разрядность которой превышает длину машинного слова, за счет использования шины адреса дпя 3 Юл передачи информации и. ввода-вывода двух машинных слов по шине данных за одну команду. Устройство содержит однонаправленный параллельный регистр 1 (ОПР), два двунаправленных параллельных регистра 2 и 3 (ДПР), четьфе элемента И 4-7 и элемент ИЛИ 8. Микропроцессор выбирает устройство си1- налом Обращение к стеку, поступающим на входы выбора кристалла ОПР и ДПР, Это позволяет использовать адресную шину дпя занесения информации в ОПР. Введение двух управлякяцих сигналов Первое слово данных и Второе слово данных, вырабатываемых либо микропроцессором, либо специальным имитатором, позволяет за одну команду производить обмен через два ДПР, т.н. двумя машинными словами. Это позволяет сократить число управляющих сигналов, необходимых для передачи информации большой разрядности, т.е. увеличить скорость о.бмена. Ил.2. - ./5 « (Л ts5 О О) 00 cpusi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1297068 А1 (50 4 G 06 F 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3962719/24-24 (22) 10. 10. 85 (46) 15.03,87. Бюл. У 10. (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В. Н. Образцова (72) С. Н. Траньков и И, С. Гелин (53) 621.327 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 781803, кл. G 06 F 13/12, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 119 1913, кл. G 06 F 13/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА-ВЫВОДА

ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для ввода-вывода информации в микропроцессорных системах.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства при вводе-выводе информации, разрядность которой превышает длину машинного слова, за счет использования шины адреса для передачи информации и, ввода-вывода двух машинных слов по шине данных за одну команду. Устройство содержит однонаправленный параллельный регистр

1 (ОПР), два двунаправленных параплельных регистра 2 и 3 (ДПР), четыре элемента И 4-7 и элемент ИЛИ 8. Микропроцессор выбирает устройство сигналом Обращение к стеку, поступающим на входы выбора кристалла ОПР и

ДПР, Это позволяет использовать ап; ресную шину для занесения информации в ОПР. Введение двух управляющих сигналов "Первое слово данных" и

"Второе слово данных", вырабатываемых либо микропроцессором, либо специальным имитатором, позволяет за одну команду производить обмен через два ДПР, т. н. двумя машиннымн словами.

Это позволяет сократить число управляющих сигналов, необходимых для передачи информации большой разрядности, т,е. увеличить скорость обмена. Ил.2.

1297068

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для ввода-вывода информации в микропроцессорных системах, Целью изобретения является повышение быстродействия устройства при вводе-выводе информации, разрядность которой превышает длину машинного слова, за счет использования шины адреса для передачи информации и ввода-вывода двух машинных слов по шине данных за одну команду, На фиг.! представлена блок-схема устройства; на фиг ° 2 — блок-схема имитатора сигналов "IIepaoe слово данных и "Второе слово данных для микропроцессора КР580 ИК80А, На фиг.1 обозначены однонаправленный параллельный регистр 1, первый двунаправленный регистр 2, второй двунаправленный параллельный регистр 3, первый,.второй, третий и четвертый элементы И 4-7 соответственно, элемент ИЛИ 8, вход "Запись в память" 9, вход "Первое слово данных" 10, вход "Второе слово данных"

11, вход "Чтение из памяти" 12, адресные входы 13 устройства, информационные входы-выходы 14 первой группы устройства, адресные выходы

15 устройства, информационные входы выходы 16 второй группы устройства, информационные входы-выходы 17 третьей группы устройства,и вход "Обращение к стеку" 18.

На фиг.2 обозначены элемент И 19, двухразрядный двоичный счетчик 20, вход 21 синхроимпульсов микропроцессора, вход сигнала "Первый машинный цикл" 22.

Устройство работает следующим образом.

При выполнении команды микропроцессора Запись содержимого регистровой пары в стек" (" PUSH ) происходит запись содержимого первого регистра регистровой пары в первый двунаправленный параллельный регистр

2, второго регистра регистровой пары — во второй двунаправленный параллельньп» регистр 3, и содержимого указателя стека — в однонаправленный параллельный регистр 1.

При выполнении команды микропроцессора "Чтение содержимого стека в регистровую пару ("POP") происходит чтение первого двунаправленного параллельного регистра 2 в первый ре5

55 гистр регистровой пары микропроцессора, чтение второго двунаправленного параллельного регистра 3 — во второй регистр регистровой пары микропроцессора и, кроме того, происходит запись содержимого указателя стека в однонаправленный регистр 1..

Рассмотрим работу предлагаемого устройства для ввода-вывода информации при выполнении команды "PUSH" для микропроцессора КР580НК80А.

Во втором машинном цикле этой команды на первую группу информационных входов-выходов 14 устройства выдается содержимое первого регистра регистровой пары, указанной в команде PUSH . В это же время на адресные входы первой группы устройства выдается содержимое указателя стека, При этом появляется сигнал "Первое слово данных" 10 подготавливающий запись в однонаправленный параллельный регистр 1 и первый двунаправленный параллельный регистр 2, которая происходит при появлении сигнала пЗапись в память"

9, поскольку эти регистры уже выбраны сигналом "Обращение к стеку" 18.

Сигнал "Обращение к стеку" вырабатывается в начале второго машинного цикла команды "PUSH" системным контроллером микропроцессорной системы.

В третьем машинном цикле этой команды на информационные входы-выходы 14 первой группы устройства выдается содержимое второго регистра регистровой пары, указанной в команде "PUSH". При этом появляется сигнал "Второе слово данных" 11, необходимый для записи содержимого второго регистра регистровой пары микропроцессора во второй двунаправленный параллельный регистр 3, которая происходит при появлении сигнала "Запись в память" 9 и обеспечивается вторым сигналом "Обращение к стеку" 18, поступающим на вход выбора кристапла второго двунаправленного параллельного регистра 3.

Рассмотрим работу устройства для случая выполнения микропроцессором

КР580ИК80А команды "POP".

При появлении сигнала пПервое слово данныхп 10 подготавливается запись содержимого указателя стека в однонаправленный параллельный регистр 1 по адресным входам 13 первой группы устройства и чтение ин1297068 формации из первого двунаправленного параллельного регистра 2 по информационным входам-выходам 14 первой группы устройства в первый регистр регистровой пары, указанной в команде, которые происходят при появлении сигнала "Чтение из памяти"

12, поскольку эти регистры выбраны сигналом "Обращение к стеку" 18.

Чтение второго двунаправленного параллельного регистра 3 во второй регистр регистровой пары по информационным входам-выходам 14 первой группы устройства происходит во время действия сигнала "Второе слово данных" 11 при появлении сигнала

"Чтение из памяти" 12, поскольку на входе выборки кристалла второго двунаправленного параллельного регистра 3 присутствует второй сигнал "Об- 20 ращение к стеку" 18.

Имитатор сигналов "IIepsoe слово данных" 10 и "Второе слово данных"

11 работает следующим образом.

В первом машинном цикле по сигналу ."Первый машинный цикл" 22 от системного контроллера микропроцессорной системы происходит сброс двухразрядного двоичного счетчика 20.

При выполнении команд РПБН" и ttPPPll во втором машинном цикле на выходе системного контроллера микропроцессорной системы появляется сигнал "Обращение к стеку" 18. При этом по сигналу синхронизации, поступившему на вход 21 синхронизации, на выходе элемента И 19 появляется сигнал логической единицы. По переднему фронту этого сигнала происходит прибавление единицы к содержимому двуразрядного двоичного счетчика 20.

Таким образом, во втором машинном цикле команд "PUSH" и "POP" содержимое двухраэрядного двоичного счетчика 20 равно единице, что соответствует сигналу "IIepaoe слово данных"

10 на выходе счетчика 20, В третьем цикле команд "PUSH" и

"РОР" происходит еще одно прибавление единицы к содержимому двухраэрядного двоичного счетчика 20, которое теперь равно двум, что соответствует сигналу "Второе слово данных" 11 на выходе двухразрядного двоичного счетчика 20.

Блок-схема выработки сигналов- "Первое слово данных" 10 и "Второе слово данных" 11 является примером аппаратной реализации этих сигналов для микропроцессорных систем на основе

КР580ИК80А. Названные сигналы могут вырабатываться не только внешней схемой, но и внутри микропроцессора, подобно сигналу "Первый машинный цикл" KP58GHK80A.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства позволяет и спользовать для вывода информации всю адресную шину микропроцессора и производить обмен двумя словами данных за одну команду микропроцессора, что повышает быстродействие устройства.

Само устройство адресуется сигналом

"Обращение к стеку", при наличии которого информация на шине адреса интерпретируется как данные, при отсутствии — как адрес памяти.

Формул а изобретения

Устройство для ввода-вывода информации, содержащее однонаправленный параллельный регистр, первый двунаправленный параллельный регистр и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения записи однонаправленного параллельного регистра, выходы которого являются адресными выходами устройства, первый и второй входы элемента ИЛИ объединены соответственно с входом разрешения записи и входом разрешения чтения первого двунаправленного параллельного регистра, информационные входы-выходы первой и второй групп которого являются информационными входами-выходами соответственно первой и второй групп устройства, вход выбора кристалла однонаправленноГо параллельного регистра объединен с входом выбора кристалла первого двунаправленного параллельного регистра и является входом сигнала "Обращение к стеку" устройства, информационные входы однонаправленного параллельного регистра являются адресными входами устройства, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства при вводе-выводе информации, разрядность которой превьппает длину машинного слова, устройство содержит четыре элемента И и второй двунаправленный параллельный регистр, информационные входы-выходы первой группы и вход выбора кристалла котоI 29 7068

/8

22

Фиг. Г

Составитель В,Файзрахманов

Редактор Т, Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 783/53 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, рого объединены соответственно с информационными входами первой группы и входом выбора кристалла первого двунаправленного параллельного регистра, первые входы первого и второго элементов И объединены и являются входом сигнала "Запись с память" устройства, вторые входы третьего и четвертого элементов И объединены и являются входом сигнала

"Чтение из памяти" устройства, вторые входы первого и второго элементов И объединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И и являются соответственно входом сигнала "Первое слово данных" и входом сигнала "Второе слово данных" устройства, выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выходы второго и четвертого элементов И соединены соответственно с входом разрешения записи и входом разрешения

10 считывания второго двунаправленного параллельного регистра, информационные входы-выходы второй группы которого являются информационными входами-выходами третьей группы устройства.