Устройство для сопряжения эвм с внешними устройствами

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения разноскоростных источника и приемника информации. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит дешифратор адреса, регистр состояния, блок прерывания, регистр коммутации, два счетчика адреса, счетчик массива, блок управления, два элемента ИЛИ, элемент задержки, четыре буферных регистра, два блока памяти, два регистра. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 06 Р 13/00

AA t.;

E;ý

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHQMV СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ (21) 4261394/24-24 (22) 15 ° 06.87 (46) 07.05.89. Бюл. )) 17 (72) В.Ф.Беззубов (53) 681.325(088,8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1183975, кл. G 06 F 13/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1278868, кл. G 06 F 13/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО Д1И СОПРЯЖЕНИЯ ЭВМ

С ВНЕННИМИ УСТРОЙСТВАМИ (57) Изобретение относится к вычисИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения разноскоростных источника и приемника информации.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг.l представлена блок-схема устройства; на фи) .2 — функциональная схема блока управления; на фиг.3 функциональная схема блока прерывания; на фиг.4 — система, использующая предлагаемое устройство.

Устройство (фиг.l) содержит дешифратор 1 адреса, регистр 2 состояния, блок 3 прерывания, регистр 4 коммутации, счетчики адреса 5, массива 6 и адреса 7, блок 8 управления, элемент KIH 9, элемент 10 задержки, буферные регистры ll и 12, второй регистр 13 (приемник), блоки 14 и

15 памяти, буферные регистры 16 и

17, элемент ИЛИ 18, первый регистр 19 (передатчик), шину 20 ЭВМ, входы и выходы 21-25, регистр 26 страницы.

))ительной технике и может быть использовано для сопряжения разноскоростных источника и приемника информации. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит дешифратор адреса) регистр состояния, блрк прерывания, регистр коммутации, два счетчика адреса, счетчик массива, блок управления, два элемента ИЛИ, элемент задержки, четыре буферных регистра, два блока памяти, два регистра. 1 s.í. ф-лы, 4 ил.

Блок 8 управления (фиг.2) содержит генератор 27 импульсов, элемент

И 28, сдвиговый регистр 29, триггер

30, элемент И 31, сдвиговый регистр

32, триггер 33, мультиплексор 34, входы и выходы 35"40, вход-выход 41.

Блок 3 прерывания (фиг.3) содержит элемент ИЛИ 42, элементы И 43 и

44, мультиплексор 45, триггер 46, счетчик 47, регистр 48, генератор 49 импульсов, входы-выходы 50-54. На фиг.4 обозначены ЭВМ 55, внешние устройства 56, предлагаемое устройство 57.

Счетчики 5 и 7 адреса предназначены для записи начального адреса и формирования текущего адреса опрашиваемых внешних устройств в процессе работы устройства.

Счетчик 6 массива предназначен для записи информации о количестве опрашиваемых внешних устройств и формирования сигнала окончания режима опроса, поступающего в регистр 2

1478222 состояния и блок 3 прерывания как сигнал "I DTDBHocTb

Блок 3 прерывания предназначен для организации режима прерывания программы как по окончанию цикла опроса внешних устройств, так и по сигналу "Запрос прерывания" от внешних устройств, поступающему на блок

3 прерывания по цепям 211, 21д,..., 10

21 ..

По цепям организации режима прерывания программы и передачи адресавектора прерывания блок 3 прерывания соединен с каналом ЭВМ, l5

Регистр 4 коммутации предназначен для записи информации управления работой буферных регистров 11, 12, 16 и 17, счетчиков 5-7, и регистра 26 страницы. 20

Блок 8 управления предназначен для формирования сигналов приемопередачи информации е

Устройство работает следующим образом. 25

После включения питания по сигна-, лу начальной установки все элементы устройства устанавливают в начальное состояние. На выходах регистра 4 коммутации формируется управляющий код, 30 в соответствии с которым регистрысчетчики 5-7 и регистр 26 страницы устанавливаются в режим записи информации, ЭВМ, обращаясь к устройству, записывает в регистр 26 страницы код, 35 определяющий номер страницы блоков

14 и 15 памяти: в счетчик 7 адреса код, определяющий начальный номер внешнего устройства; в счетчик 5 адреса код, определяющий начальный ад- 40 рес блоков 15 и 14 памяти с учетом кода страницы и соответствующий начальному номеру внешнего устройства; в счетчик 6 массива код, определяющий количество внешних устройств, 45 подлежащих опросу, Далее, обращаясь к устройству, ЭВМ записывает в регистр 4 коммутации код, в соответствии с которым буферные 11 и 17 регистры открывают50 ся, буферные регистры 12 и 16 блокируются, счетчики 5-7 переводятся в режим счета, а регистр 26 страницы— в режим чтения. Таким образом, через открытые буферные регистры 11

55 блок 14 памяти подключается к каналу

ЭВМ, а блок 15 памяти через откры-. тые буферные регистры 17 — к внутреннему каналу устройства, ЭВМ в соответствии с программой записывает в блок 14 памяти информацию, являющую" ся управляющей для внешних устройств.

Причем обращение к блоку 14 памяти осуществляется посредством обращения к регистру 26 страницы устройства, т.е. в адресном цикле по сигналу дешифратора 1 адреса открывается регистр 26 страницы и код, определяющий номер страницы, через открытые буферные регистры ll поступает на блок 14 памяти. Номер ячейки страни-цы поступает на блок 14 памяти непосредственно по каналу ЭВМ через те же буферные регистры 11. После записи управляющей информации в блок 14 памяти ЭВМ вновь обращается к устройству и записывает в регистр 4 коммутации код, в соответствии с которым открываются буферные регистры 12 и

16 и блокируются буферные регистры

I1 и 17 ° После перекоммутации блок

14 памяти с подготовленной управляющей информацией подключается к внутреннему каналу устройства, а блок

15 памяти — к каналу ЭВМ. Далее ЭВМ, обращаясь к устройству, записывает в регистр 2 состояния бит "Разрешение прерывания", который транслируется в блок 3 прерывания по входу 52 и блок 8 управления по входу 36, являясь для него запускающим сигналом.

В блоке 8 управления начинает работать генератор 27 импульсов. Импульсы с выхода генератора 27 импульсов через элемент И 28 поступают на сдвиговый 29 регистр, где формируются . управляющие сигналы, соответствующие циклу "Вывод". Эти управляющие сигналы через мультиплексор 34 поступают на внутренний канал устройства.

Управление мультиплексором 34 осуществляется от триггера ЗЗ, на вход которого по входу 38 поступает сигнал начальной установки, а по входу

23 — сигнал с выхода элемента 10 задержки. Под воздействием сформированных управляющих сигналов блок

14 памяти выставляет информацию ячейки памяти,, определяемой адресом на выходе регистра-счетчика 5 адреса, и сигнал "OTB" ("СИП"), свидетельствующий о том, что данные находятся на магистрали. По сигналу "OTB" ("СИП"), поступающему на входы триггера 30 и сдвигового регистра 29, блок 8 управления формирует сигнал, 14782

20

ЗО

40

50

Сигнал с выхода счетчика 6 массива поступает в блок 8 управления по входу 35 и блокирует генератор 27.

Этот же сигнал поступает в блок 3 прерывания по входу 54 на элемент который через элемент ИЛИ 9 поступает на синхровход регистра 13 (приемника) и вход элемента 10 задержки.

Информация ячейки памяти записывается в регистр 13 (приемник). В блоке

8 управления по сигналу "ОТВ" ("CHII") переключается триггер 30 так, что на элемент И 28 поступает запрещающий потенциал, а на элемент И 31 — разрешающий.

Сигнал на выходе элемента 10 задержки является стробирующим для всех внешних устройств и через элемент ИЛИ 18 поступает на синхровход регистра 19 (передатчика). По этому сигналу в регистре 19 (передатчике) записывается информация (с входа 25) внешнего устройства, адрес которого определяется счетчиком 7 адреса (выход 22). Кроме того, внешнее устройство по этому сигналу принимает управляющую информацию из регистра

13 (выход 24). Этот же сигнал поступает в блок 8 управления на вход триггера 33, управляющего мультиплексором 34. В этого момента блок 8 управления формирует управляющие сигналы, соответствующие циклу

"Ввод". В этом цикле информация из регистра 19 (передатчика) записывается в блок 14 памяти по адресу, определяемому счетчиком 5 адреса. В конце цикла "Ввод" блок 8 управления формирует сигнал (выход 40), который поступает на счетные входы счетчиков 5-7. Этот же сигнал переключает триггер 33. Триггер 30 переключается сигналом "ОТВ" ("СИП") после записи информации в блок 14 памяти. Счетчики 5 и 7 адреса инкрементируются, формируя адрес следующего внешнего устройства и соответствующей ему ячейки памяти. Далее цикл ввода-вывода информации повторяется до тех пор, пока не появится сигнал на выходе счетчика 6 массива, свидетельствующий о том, что все внешние устройства опрошены. Таким образом, в процессе опроса внешних устройств управляющая информация в блоке 14 памяти заменяется на информацию о состоянии внешних устройств °

22 6

И 43. На второй вход элемента И 43 поступает сигнал "Разрешение прерывания" ("РПР") от регистра 2 состояния (вход 52). По совокупности этих двух сигналов на выходе элемента

И 43 формируется. сигнал "Требование прерывания, который через элемент

ИЛИ 42 поступает в канал ЭВМ.

Сигнал с выхода счетчика 6 массива, кроме того, поступает в регистр 2 состояния. Переходя на подпрограмму обслуживания, ЭВМ, читая . регистр 2 состояния, определяет, что опрос внешних устройств окончен.

ЭВМ производит перекоммутацию буферных регистров таким образом; что блок 14 памяти с записанной в него информацией от внешних устройств подключается к каналу ЭВМ. Далее

3ВМ занимается обработкой принятой информации. Новый цикл опроса внешних устройств начинается после записи в регистр 2 состояния бита

"Разрешение прерывания".

В случае возникновения критической ситуации в одном из внешних устройств оно формирует сигнал

"Запрос прерывания", который поступает в блок 3 прерывания по входам

21 на входы мультиплексора 45.

Управляющий код на мультиплексор

45 поступает со счетчика 47, счетный вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора 49 импульсов. Запуск генератора 49 осуществляется от триггера 46, на информационный вход которого поступают сигналы от регистра 2 состояния ("РПР") по входу 52 и с выхода мультиплексора 45. Код с выхода счетчика 47 поступает в регистр 2 состояния (выход

51) и является адресом. внешнего устройства, затребовавшего прерывание ° Кроме того, сигнал с выхода мультиплексора 45 поступает в регистр

2 состояния, характеризуя прерывание по требованию внешнего устройства, и в блок 8 управления по входу 37, блокируя его работу.

В подпрограмме обработки прерывания от внешнего устройства ЭВМ перекоммутирует, разделит регистры таким образом, что канал ЭВМ соединяется с внутренним каналом через открытые буферные регистры ll и 12 (16 и 17). В этом случае, обращаясь к регистрам 13 и 19 и счетчику 7, ЭВГ1!

478222 непосредственно опрашивает внешнее устройство, затребовавшее обслужива" ние, и формирует для него управляющий код, т.е. устройство позволяет в случае необходимости осуществлять режим непосредственного обмена между

ЭВМ и внешними устройствами.

В автономном же режиме работы обмен информацией между ЭВМ и внешним 1О устройством осуществляется по инициа" тине ЭВМ, причем приемопередача информации осуществляется под управлеHEIPM I T1>I>III TEIL T I HH 061>H 0FI, ITO B обмене участвует один пз блоков памя- 15 ти устройства, ЭВМ в то время продолжает работать в соответствии с программой, используя второй блок памяти, подключаемый непосредственно к каналу Э81" посредством программно 2Q коммутируемых буферных регистров.

Таким образом, обмеп информацией между ЭВМ и внешними устройствами осуществляется без участия ЭВМ за исключением обращений ЭВМ к устрой- 25 ству сопряжения для записи кодов перекоммутации и режима. формула и з о 6 р е т е н и я

1.устройство для сопряжения ЭВМ с внешними устройствами, содержащее первый блок памяти, блок управления, два счетчика адреса, счетчик массива, дешифратор адреса, первый регистр, элемент задержки, два элемента ИЛИ, п1>ичем выход элемента задержки является выходом устройства для подключения к стробирующим входам внешних устройств, информационный вход перво- 4п го репистра является входом устройства для подключения к информационным выходам внешних устройств, о т л и— ч а и щ е е с я тем, что, с целью повьш ения быстродействия, в него вве — 45 дены второй блок памяти, регистр состояния, регистр страницы, блок прерывания, регистр коммутации, четыре буферных регистра, второй регистр, причем пнформационный выход регистра состояния, информационный вход-выход блока прерывания, информационные вхо-. ды первого и второго счетчиков адреса, счетчика массива, дешпфратора адpРса pегистра. стpаницы ppгистра коммутации, первые информационные входы-выходы первого и второго буферFIblx ppãèñòðîH образуют вход-выход устройс f RFI для подключения к информационно-адресной шине ЭВМ, первый информационный вход регистра состояния и выход требования прерывания блока прерывания являются входом и выходом устройства для подключения соответственно к выходу разрешения прерывания и входу требования прерывания ЭВМ, группа входов запроса прерывания блока прерывания образует группу входов устройства для подключения к выходам запроса прерывания внешних устройств, группа выходов второго счетчика адреса образует группу выходов устройства для подключения к адресным входам внешних устройств, информационный выход второго регистра является выходом устройства для подключения к информационным входам внешних устройств, установочный вход блока управления является входом устройства для подключения к выходу начальной установки ЭВМ, при этом перпервый выход дешифратора адреса соединен с управляющим входом регистра состояния, информационный вход которого соединен с адресным выходом блока прерывания, вход разрешения прерывания которого соединен с первым входом логического условия блока управления и с информационным выходом регистра состояния, второй информационный вход которого соединен с вторым входом логического условия блока управления и с выходом запроса прерывания блока прерывания, разрешающий вход которого соединен с третьим информационным входом регистра состояния, с выходом счетчика массива и с третьим входом логического условия блока управления, первый выход которого соединен со счетными входами первого, второго счетчиков адреса и счетчика массива, синхровходы которых соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами дешифратора адреса, пятый выход которого соединен с синхровходом регистра страницы, информационный выход которого соединен с информационными входами первого и второго буферных регистров; вторые информационные входы-выходы которых соединены с адресными входами и ифнормационными входами-выходами первого и второго блоков памяти соответственно> с первыми информационными входами-выходами третьего и четвертого буферных регистров соответственно, вторые информацион1478222 си-чтения соответственно первого четвертого буферных ре30 гистров.

2.устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, мультиплексор, два сдвиговых регистра, два триггера, два элемента И, причем вход эапуска и первый, второй входы остановки генератора импульные входы-выходы которых соединены с информационными выходами первого регистра, первого счетчика, с входомвыходом блока управления, с информационным входом второго регистра, синхровход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с входом элемента эадержки, выход которого соединен с первым входом второго 10 элемента ИЛИ и с четвертым входом логического условия блока управления, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шес- !5 тым входом дешифратора адреса, r.åäüмой выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с синхровходом первого регистра, восьмой выход дешифратора адреса соединен с синхровходом регистра коммутации, первый выход которого соединен с входом эаписи-чтения регистра страницы и с входом режима работы первого и второ- 25 го счетчиков адреса и счетчика массива, второй-пятый выходы регистра коммутации соединены с входами записов являются соответственно первым, вторым и третьим входами логического условия блока, синхровход первого триггера является четвертым входом логического условия блока, нулевой вход первого триггера соединен с нулевым входом второго триггера и является установочным входом блока, информационный выход мультиплексора и синхровход второго триггера, соединенный с входом режима работы первого сдвигового регистра, является входом-выходом блока, первые выходы второго и первого сдвиговых регистров являются соответственно первым и вторым выходами блока, при этом в блоке управления выход генератора импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с единичным и нулевым выходами второго триггера, а выходы— с .синхровходами второго и первого сдвиговых регистров, второй выход первого сдвигового регистра соединен с информационным входом второго сдвигового регистра и с первым информационным входом мультиплексора, второй информационный выход которого соединен с вторым выходом второго сдвигового регистра, первый выход которого соединен с установочным входом первого сдвигового регистра .и с информационным входом первого триггера, выход которого соединен с входом режима работы второго сдвигового регистра и с управляющим входом мультиплексора.

14782/2

21

A (478222

1478222

Составитель С.Пестмал

Техред Л.Сердюкова Корректор А,Обручар

Редактор И.Булла

Заказ 2365/49 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскии комбинат Патент, r,ужгород, ул. Гагар

fl юв

Г ина 101