Устройство для управления каналами ввода-вывода

. А 3 9530 72.54, 8 (и кл, 3 тип)орой пер(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КАНАЛАМИ ВВОДА-ВЫВОДА, содержащее. селекторы, первые входыкоторых являются входами первой группыустройства, а вторые входы соединеныс вьаодами соответствующих дешифраторов, входы которых являются входами,аторой группы ус "ройства, выходыгруппы селекторов соединены с информационными входами регистров первойгруппы, выходы которых соединены синформационными входами первого юммутатора, управляющий вход юторого соединен с выходом блока приоритета,входы группы юторого являются входами третьей группы устройства, вход соединен с входами синхронизации первогои второго регистров, регистров первойи второй групп и является первымвходом устройства, первые выходы селекторов соединены с информационнымивходами соответствукаих регистроввторой группы, выходы которых соединеныс информационными входами второгокоммутатора, первый высод юторого является первым выходом устройства, а второй выход соединен с информационным входом первого регистра, выход которого является вторымвыходом устройства, информационный вход второго регистра является вторым входом устройства, а выход является третьим выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в не о введены третий и четвертый коммутаторы, триггеры и распределитель импульсов, входы группы .которого соединены с выходами триггеров входы синхронизации ктрых являются первым входом устройства и соединены с входом распределителя импульсов, первый вьгод юторого соединен с управляюшим входом третьего коммутатора и первым информационным входом четвертого коммутатора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом распределителя импульсов, вт информационный вход четвертого коммутатора соединен с выходом блока приоритета, а выход соединен с управляющим входом второго юммутатора, выход вого коммутатора соединен с первым информационным входом третьего коммутатора, второй, третий и четвертый иифор. мационные входы юторого соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими выходами регистров первой группы, вькод третьего коммутатора является четвертым выходом устройства,вторые выходы селекторов соединены с фв единичными входами триггеров, нулевые входы которых являются входами четвертой группы устройства1 1086Изобретение относится к области вычжлительной техники и может быть ис -пользовано дпя управления обменом иеформации между каналами ввода-выводаи памя тью цифровых вычислительных 5систем,Известны устройства 1 и 2 для управления обменом информации между несюлькими каналами ввода-.вывода, каждый из юторых занимает Определенное оположение в приоритетном ряду на обращение к памяти, и памятью электронной цйфровой вычислительной машины(ЭБВМ),15Известно устройство для управления каналами ввода-вывода, содержащее Входной буфер, вход которого соединен с Выходами каналов ввода-вывода, а Выход - с входом памяти ЭБВМ, блок 20 управления подключением одного иэ каналов ввода-вывода к входу входного буфе,ра, блок уцравлеиия Выбором ячейки записи Входного буфера, блок управления Выбором ячейки чтении входного буфера, 25 Выходной буфер, вход которого соединен с Выходом памяти ЭБВМ, а Вьиод - с входами каналов ввода-вывода, блок управления выбором ячейки чтения выходвйо буфера с,1 3.ЗОНв Выходе указанного устройства формируется строка данньа в виде совокупности слов, поступающих на вход устройства От одного кищпв 1 ввода-вывода.Наиболее близким к изобретению явля-З 5 ется устройство для управлеюя каналами ВВОдв-вывода, содержащее группу селекторов, первые входы которых соеди-иены с Входами первой группы устрой.стВв, и Вторые асоды .черве соответствуккцие днцифрвторы соединены с вхо 3 эьа Второй группы устройства, группу регистров дпя сборки, Входьс каждого , из юторьпс. соединены с йыхбдвми соотг Ветству 3 ощего селектора, первый комму твтор (данных), входы которого соедине - иы с первыми выходами соответствующих регистров для сборки, а вксод - с первым выходом устройства, второй юммутвтор (требований), входы юторо О го соединены с вторыми выходами соо 1 Ветствукицих регистров для сборки, а перВый выход - с вторым выходом устройства, блок приоритета, вход которого .СОЕДИИЕН С ВХОДВМИ УСтрОйстВа, а Вы ход - с входами первого юммутаторв и Вссодом второго коммутаторе, регистр нсмерв канала, вход юторого соединен 4222 с вторым вьмодом второго коммутатора, а выход - с третьим выходом устройства, вьмодной регистр, вход которого соединен с входом устройства, а выход - с четвертым выходом устройства 21В известном устройстве ввод данных от каналов ввода-вывода в память ЭБВМ происходит слепуюшнм образом.От соответствующих мультиплексы ров каналов ввода-вывода через селекторы в регистры для сборки поступают последовательно требование на обмен данными, в состав которого входит адрес размещения данных в памяти ЭБВМ, и несколько слов данных от одного макала ввода-вывода. Максимальное количество слов равно количеству слов в Формате обращения к памяти. После того, как какой-либо регистр для сборки заполнен, его содержимое ( требование и данные) через коммутатор требований (требование) и через коммутатор данньпс (данные) поступает на второй и первый выходы известного устройства и далее в память ЭБВМ. В случае, еслиУли заполнены несколько регистров для сборки, в намял под управлением блока приоритета передается содержимое стврщего по приоритету регистра для сборки.Таким образом, на выход известного устройства, и далее в память поступают данные, представляющие собой совокупность слов, поступивших на вхцп известного устройства толью от одного канала ввода-вывода. Однако для применения известного устройства в таких областях, как обработка радиолокационной информации, управление воздушным движением, прогноз погоды и в других, связанных с обработкой больших массивов информации в реальном масштабе времени, необходимо в каждой строке памяти ЭБВМ и, следовательно, на вьводе известного устройства иметь данные в виде совокупности слов, поступвющих одновременно на входы устройства и характеризующих состояние объектв в некоторый момент времени, Недостатком известного устройства является поступление на выход устройства данных только в виде совокупности слов от одного мультиплексора.Бель изобретения - повышение быстро действия устройства.Поставленная пель достигается тем, что в устройство для управления каналами Ввода-вывода, содержащее селекто- -86422 4 5 О 15 20 25 ные входы которы соединены с входами 2, 3 и 4 третьей группы устройства, а синхровходы соединены с первымвходом 14 устройства, элементы НЕ3545 и 46, элементы И 47 и 48.Распределитель 35 импульсов (фиг.3) содержит элемент И-НЕ 49, регистр50, первый 51, второй 52 выходМ,Устройство работает следующим обра разом.Ввод информации в память может осу-,ществляться в Юух режимах: синхронноми асинхронном; вывод информации изпамяти в канал - толью в асинхронномрежиме еВвод информации в синхронном режиме (см, фиг. 4).На выходе устройства формируетсястрока данных в виде совокупности трехслов (вектора), одновременно поступающих на вход устройства от трюс синхронно работающих мультиплексоровканалов ввода-вывода (не изображены),.сПервый такт. Три мультиплексора вьщают на входы 11, 12 и 13 требования55на ввод данныс, а на входы 8, 9 и 10признаки требования (структура требова. ния мультиплексора состоит из поля. признака режима; поля номера канала,з 10 ры, первые входы которых являются входами первой группы устройства, а вторые входы соединены свыходами соответствующих лешифраторов, входы которых являются входами второй группы устройства, входы группы селекторов соединены с информационными входами регистров первой группы, вькоды которых соединены с информационными входами первого коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом блока приоритета, входы группы которого являются входами трьетьей группы устройства, а вход соединен с входами синхронизации первого и второго регистров, регистров первой и второй групп и является первым входом устройства, первые выходы селекторов соединены с информационными входами соответствующих регистров второй группы, выходы которых соединены с информационными входами второго коммутатора, первый выход которого является первым выходом устройства, а второй выход соединен с информационным входом первого регистра, выход которого является вторым выходом устройства, информационный вход второго регистра является вторым входом устройства, а выходвляется третьим выходом устройства, ,введены третий и четвертый коммутаторы, триггеры и распределитель им- пульсов, входы группы которого соединены с выходами триггеров, входы синхрони зации которых являются первым входом устройства и соединены с входом расцределителя импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом третьего коммутатора и первым информационным входом четвертого коммумто управляющий вход которого соединен с вторым выходом распределителя импульсов, второй информационный вход четвертого коммутатора соединен с аюходом блока приоритета, а выход соединен с управляющим входом второго коммутатора, выход первого коммутатора соединен с первым информационным входом третьего юммутатора, второй, третий и четвертый информационные всоды которого соединены соответственно с первыми, вторыми и третьим выходами регистров первой группы, въасод третьего юммутатора является четвертым выходом устройства, вторые выходы селекторов соединены с единичными входами триггеров, нулевые входы ютораа являются входами четвертой гру- пы устройства. На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для управления каналами ввода-вывода; на фиг. 2 - схема блока приоритета; на фиг. 3 - схема распределителя импульсов; на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства при вводе информации в синхронном режиме; на фиг, 5 - то же при вводе информации в асинхронном режиме (для одного канале); на фиг, 6 - то же, при вводе информации (для одного канала).Устройство (фиг. 1) соаержит второй вход 1, входы 2, 3 и 4 третьей группы, входы 5, 6 и 7 четвертой группы, входы 8, 9 и 10 второй группы, входы 11, 12 и 13 первой группы, первый вход 14, четвертый выход 15, первый выход 16, второй вькод 17, третий выход 18, дещифраторы 19, 20 и 21, селекторы 22, 23 и 24, триггеры 25, 26 и 27, регистры 28, 29 и30 второй группы, регистры 31, 32и ЗЗ первой группы, блок 34 приоритета, распределитель 35 импульсов,первый 36, второй 37, третий 38, чувертый 39 коммутаторы, второй 40 ипервый 41 регистры.Блок 34 приоритета (фиг 2) содержит триггеры 42, 43 и 44, установочполя кода операции (ввод-вывод), поляадреса памяти, поля ключа доступа кпамяти). Под управлением сигнала свыхода дешифрйгора 19 (20,21) признак режима требования поступает на 5второй выход селектора 22 (23,24),а остальные поля требования - на пегвый выход селектора 22 (23,24).Второй такт, После прохождениясинхроимпульса к входу устройства гритгер 25 (26,27) устанавливается в состояние, определяемое признаком режимов требования (при синхронном режиме - состояние 1"), на регистре 28(29,30) запоминаются остальные требования; три мультиплексора выдаютна входы 11, 12 и 13 по одному словуданныс, а на входы 8, 9 и 10 - признаки данных, которые указывают, чтоэти слова должны быть записаны в пр, вые области регистров 31, 32 и 33,Под управлением сигнала с выхода дешифратора 19 (20,21) слово данныхпоступает на выходы группы селектора22 (23,24),25Третий такт, После прохождения синхроимпульса в первой области каждогоиэ регистров 31,32 и 33, соответствующей первому выходу регистра, запоминается по одному слову данньи. Сово- г 30купность этих слов поступает на третийвход третьего юммутатора 38. Наличие 1(с выходов триггеров .25, 26и 27) на всех входах распределителя,35 импульсов обусловливает его работув динамичесюм сдвиговом рекиме,характеризующемся тем, что на еговтором итходе постоянно присутствуеткод, подаваемый на управляющий входчетвертого коммутатора 39 и обеепечивакщий прохождение в этом коммутатореинформации с первого информапионноговхода на выход (для управцения вторымкоммутатором 37); на первом вьаоде .распределителя 35 импульс:ов в течениетрек последовательных тактов (послепрохождения очередных синхроимпульсов) появляются юды, обеспечиваюшиепрохождение информации на жход коммутатора 38 последовательно с второго,третьего и четвертого входов и на выход юммутатора 37 - информации сего входов. Таким образом, в третьемтакте на выход 15 устройства выдается совокупность слов, постуттаюких цовторой группе выходов (г.е, слов, хра;нящихся в первых областях регистров31, 32 и 33), а на выход 16 устройствавыдаются поля копя операции, адреса памяти и ключа доступа к памяти гребо;ввния от первого мультиплексора, хранящегося на регистре 28, Мультиплексотитвыдают нц входы 11, 12 и 13 первойгруппы устройства по второму словуданных, а на соогветствукзцие входы 8,9 и 10 второй группы устройства - признаки данных, указывающие, что этислова должны быть записаны во вторыеобласти данных регистров 31, 32 и ЗЗпервой группы.Четвертый такт. Рабдта устройствааналогична работе в третьем такте. Навыходе 15 устройства формируется строка данных иэ вторых слов муттьжплексоров, на выходе 16 - поля кода операции адреса памяти и ключа доступа кпамяти требования с регистра 29,Пятый такт, Аналогично третьему ичетвертому тактам пятый такт характеризуется выдачей на выход 15 устройствастроки данных (из третьих слов мультиплексоров), а на выход 1 6 устройства -соответсгвуквцих полей требования (с регистра 30). На входы 5. 6 и 7 четвертой груцтты устройства поступают сигналы "Синхронная передача закончена", которые устанавливают триггеры 25, 26и 27 по второму входу (Установка в фО")в состояние "О.Распределитель 35 импульсов работает следующим образом.Признаки режима (синкронный - "1,асинхронный - 0") поступают с выходовтриггеров 25, 26 и 27 на вход элемента И-НЕ 49, на выходе которого в режиме синхронного приема формируется сигнал 0, устанавливающий универсальный сдвиговый регистр 50 в режим сдвига. Таким образом, в третьем такте нажиходах 51 и 52 регистра 50 формируетдся код 0100, в четвертом - 0010, впятом - 0001, и, следовательно, на вто.,ром выходе 52 распределителя 35 присутствует сигнал "0, а на выходе 51 -последовательность кодов 100, 010,001. Сигнал 0" с второго выхода 52используется как управляющий для четвертого коммутатора 39 (разрешаетпрохождение управляющих кодов 100,010, 001 на его выход для управлеииякоммутатором 37), а последовательность.кодов 100, 010, 001 обеспечивает выдачу с коммутаторов 37 и 38 требований от первого, второго и третьегомультиплексоров одновременно с совокупностями первых, вторых и третьих слов,соответственно, в третьем, четвергоми пятом тактах.7 1,086Ввод информации в асинхронном режиме. (фиг, 5) происходит следующим образом.Первый такт. Мультиплексор выдает требование на ввод данных на вход 11 (12,13), в признаки требования - на вход 8 (9, 10). Поля требования номера канала, когда операции, адреса памяти и ключа доступа к памяти записываются в регистр 28 (29,30), а поле признака 10 режима устанавливает триггер 25 (26, 27) в состояние "0". Нулевой сигнал с выхода триггера 25 (26,27), поступая на вход распределителя 35, обусповпива ет формирование на выходе элемента15 И-НЕ 49 сигнала "1", запрещающего режим сдвига и разрешающего параппепь- ный прием информации в регистр 50. Следовательно, после прохождения синхроимпупьса на выходе 52 распредели тепя 35 формируется сигнал "1", а на выходе 51 - код 000. Выходной сигнал "1" в качестве управляющего сигнала, поступающего на коммутатор 39, разрешает прохождение управляющего кода 25 с выхода блока 34 приоритета на управляющий вход второго коммутатора 37, Код 000 с первого выхода 51 распределителя 35 поступает на управляющий вход третьего коммутатора 38, обеспечивая прохождение на выход коммутатора 38 и, следовательно, на выход 15 устройства информации с первого входа третьего коммутатора 38, которая поступает с выхода первого коммутатора 36, управляемого (так же как и коммутатор 37) кодом с выхода блока 34 приоритета. Второй такт. Муттьтиппексор выдает первое слово данных на вход 11 (12, 13) устройства и признак данных - на вход 8 (9, 10), который указывает, в какую область регИстра 31 (32, 33) записать это слово данных. Признак данньв поступает на дешифратор 19 45 (20,21), обеспечивая. прохождение первого слова данных через селектор 22 (23,24) в первую область регистра 31 (32,33). Если осуществляется ввод только одного слова данных, то во втором такте на вход 2 (3;4) устройства поступает сигнал "передача законченаф. Если осуществляется ввод двух(ипи трех) слов, то в третьем (ипичетвертом и третьем) такте повторяетсяпроцедура пиема очередного слова данюх во вторую (третью) область данных регистра 31 (32,33), а сигнал 422 8"Передача закончена" поступает соответственно в третьем (четвергом ) такте. Поступление этого сигнала на вход блока 34 приоритета означает, что сборка данных закончена. На выходе блока 34 приоритета устанавливается код, разрешающий выдачу на выходы 15 и 1 6 устройства слов данных и полей кода операции, адреса памяти и ключа доступа к памяти от одного и того же мультиплексора. Если из-эа асинхронности работы сборка данных закончена сразу в нескольких регистрах, то блок 34 приоритета устанавливает коммутаторы 36 и 37 в такое состояние, при котором на выходы 16 и 15 устройства поступает содержимое только одного из регистров 28, 29, ЗО и соответствующего ему релтстра 31, 32, 33 дпя того мультиплексора, который является старшим по приоритету.Блок 34 приоритета работает следующим образом.Сигналы Передача закончена свходов 2,3 и 4 устройства поступают на входы блока 34 и далее на входы установки в 1" триггеров 42, 43 и 44 соответственно. В следующем такте (после прохождения синхроимпугцса с входа 14 устройства) на выходе триггера 42 элеменгов И 47 и 48 формируется код 100 (010, 001), который поступает на управпякюий вход коммутатора 36 и (через коммутатор 39) на управляю.ший вхоц коммутатора 37, обеспечивая прохождение через них в данном такте данных и требования того мультиплексора, дпя которого поступил сигнап "Передача закончена". Если одновре 4 енно пришло несколько сигналов ,Передача эаконченаф, то старший по приоритету сигнал с выхода триггера блокирует выдачу младшему (например, сигнал с выхода триггера 42 через элемент НЕ 45 и элемент И 47 блокирует выдачу сигнала с выхода триггера 43). С выходов блока 34 приоритета сигиапы, заведенные на входы установки триггеров в "0", сбрасывают после прохождения синхроимпупьса тот триггер, который сФормировал "1" на выходе блока 34 приоритета.Выход информации в асинхронном Режиме (фиг. 6) производится аналоги+- но вводу информации в асинхронном режиме в отношении приема требований и формирования сигналов управления коммутаторами. Отличие заключается9 1086422 10 в направлении передачи информашкою с на вход 1 устройства и далее принимавыхода 16 устройства в память переда- ются по синхроимпульсу в выходной реются поля кода операпии; адреса памяти, гистр 40. Таким образом, на выходах юпоча доступа к памяти, требования, а 17 и 18 устройства появляются но- поле номера канала запоминается на мер канала и данные, предназначен- регистре 41, данные считанные из памя- ные для этого канала, соответстти по выданному требованию, поступаютвенно.18Фадю 6-Ю Ъцзиак Оа 8 а ФРЬ 11" 1 Я иа Син Уходи Гко нак дюхд УИ дЯ Синхроинаульсь Ююхад зтненва Ныкадь Х 8 Я ( в Ршха кпниуюацяо Ьяд ксикупая