Устройство для управления вводом информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(51) С 06 Г 13/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВВОДОМ ИНФОРМАЦИИ, содержащееблок связи, блок сопряжения, первыйи второй регистры, первый элемент ИЛИи первый триггер, первые вход и выход блока связи являются первымвходом и выходом устройства, выходыгруппы блока связи соединены с входами группы первого регистра, второйвыход блока связи соединен с входомпервого регистра, выходы которогосоединены с входами первой группывторого регистра, выходы которогосоединены с входами группы блокасопряжения, выходы которого являются выходами группы устройства, первый выход блока сопряжения соединенс входом сброса первого триггера,а второй выход - с первым входомпервого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки первого триггера, выход которого соединен с вторым входом блока связи,второй вход первого элемента ИЛИявляется вторым входом устройстваЯО 1161949 А о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействия,в него введены блок формированияданных, логический блок, дешифратор, второй и третий триггеры, элемент задержки, второй и третийэлементы ИЛИ, с первого по третийэлементы И, входы группы логического блока и входы дешифраторасоединены с выходами первого регистра, а выходы логического блока - с входами второй группы второго регистра, первый выход блокаформирования данных соединен с входом управления логического блока,второй выход блока формированияданных соединен с первым входомвторого регистра, а третий выход -с вторыми входами второго регистраи третьего элемента И, вход первого элемента задержки соединен свторым выходом блока связи, а выход - с пятым входом блока формирования данных и с первыми входамипервого и второго элементов И, первый и второй выходы дешифратора соединены с первым и вторым входами бло-ка формирования данных соответственно, третий выход дешифратора соединен с третьим входом блока формирования данных и с первым входом второгоэлемента ИЛИ, четвертый выход дешифратора соединен с четвертым входомблока формирования данных, с вторымвходом первого элемента И с вторымвходом второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с вторым входомвторого элемента И, выход которогосоединен с входом установки второготриггера, выход первого элемента Исоединен с первым входом третьего1161949 едактор ксеенк аказ 3970/5 710 Подписноемитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5 Тираж ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауштент Филиал ППП город, ул.Проектна Составитель А.ТруновТехредЛ.Коцюбняк КорректорА.Тяско949 2 1161 элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока сопряжения, а выход - с входом установки третьего триггера, вход сброса которого соединен с первым выходом блока сопряжения, а выход - с третьим входом третьего элемента И, вход сброса второго триггера соединен с третьим:выходом блока сопряжения, прямой выход соединен с вторым входом блока сопряжения, а инверстый - с первым входом третьего элемента И, выход которого соеди" нен с первым входом блока сопряжения. 2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю ш, е е с я тем, что блок Формирования данных содержит второй элемент задержки, четвертый и пятый триггеры, с четвертого по девятый элементы И, с четвертого по шестой элементы ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, первый вход элемента ИЛИ-НЕ и второй вход пятого элемента И являются первым входом блока, второй вход элемента ИЛИ-НЕ и первый вход шестого элемента ИЛИ являются вторым входом блока, второй и третий входы шестого элемента ИЛИ являются третьим и четвертым входами блока соответственно, вход второго элемента задержки и первые входы с четвертого по шестой элеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления обменом информа-.цией между каналами ввода-вывода цифровой вычислительной машины и устройствами ввода,Цель изобретения - повышение быстродействия вычислительных систем привводе информации.На Фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - схема блока формированияданных; на фиг. 3 - схема блока сопряжения; на фиг, 4 - схема логического блока. 15Устройство для управления вводом(Фиг. 1) содержит блок 1 связи,первый элемент 2 задержки, дешифра-тор 3, первый 5 и второй 7 регистментов И являются пятым входом блока,1выход второго элемента задержкисоединен с первыми входами с седьмого по девятый элементов И, выходэлемента ИЛИ-НЕ соединен с вторымивходами четвертогоседьмого, восьмого и девятого элементов И, выход шестого элемента ИЛИ соединен с вторымвходом шестого элемента И, выход которого соединен с входом сброса пятоготриггера, выход пятого элемента И соединен с входами установки и сброса пятого и четвертого триггеров соответственно,выход четвертого элемента И соединенс входом установки четвертого триггера, прямой выход которого соединенс третьим входом седьмого элемента И,а инверсный - с третьим. входом восьмого элемента И, прямой выход пятоготриггера соединен с четвертыми входамиседьмого и восьмого элементов И и является первым выходом блока, а инверсныйвыход соединен с третьим входом девятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами четвертогои пятого элементов ИЛИ, выходы восьмого и седьмого элементов И соединены с первыми входами пятого и четвертого элементов ИЛИ соответственно,выходы четвертого и пятого элемен,тов ИЛИ являются вторым и третьимвходами блока соответственно. ры, логический блок 6, блок 8 Формирования данных, первый 4, второй 9,третий 13 элементы ИЛИ, первый 10,второй 12 и третий 16 элементы И,первый 11, второй 14 и третий 15триггеры, блок 17 сопряжения, шины 18 и 19 связи с устройством ввода (не показано), шину 20 пуска,шины 21-39 передачи управляющих иинформационных сигналов между блоками устройства, шины 40 сопряженыяс каналом вычислительной системы(не показана),Блок 1 связи представляет собойгруппу усилителей приемников и усилителей передатчиков, осуществляющих согласование по уровню сигналов, которыми обмениваются устройство для управления вводом и устрой1949 4 5 10 5 25 30 35 45 50 5 з 116ство ввода, Конкретное исполнениеусилителей определяется типом.устройства ввода и элементной базойустройства для управления вводом.Дешифратор 3 осуществляет выделениесимволов типа кода двоично-шестнадцатиричного (тип "2-16") и алфавитно-цифрового (тип "А-Ц"), символовначала заголовка (НЗ) и начала текста (НТ) и представляет собой четыревосьмивходовых схемы совпадения игруппу инверторов, число которыхопределяется количеством нулей ввыделяемых кодовых комбинациях. Сигналы с разрядов регистра 5, на которых в данной кодовой комбинации должны быть единицы, подаются на входы1 схемы совпадения непосредственно, .а с разрядов, на которых должныбыть нули - через инверторы. Регистр 7 представляет собой восьми-,раэрядный регистр с раздельной записью информации в старшую и младшуютетрады (шины 32 и 33). Триггеры 11,14, 15 - Р 5 -триггеры,Блок 8 формирования данных (фиг.2)содержит элемент ИЛИ-НЕ 41, четвертый 52, пятый 53 и шестой 42 элементы ИЛИ, второй элемент 43 задержки,четвертый 44, пятый 45, шестой 46,седьмой 49, восьмой 50 и девятый 51элементы И, четвертый 47 и пятый 48триггеры. Триггер 47 - счетный триггер с установочным входом, Триггер 48 - Р 5 .триггер. Блок 17 сопряжения (фиг. 3) содержит третий регист 54, схему 55 срайнения, второй дешифратор 56, десятый 57, одиннадцатый 58, двенадцатый 61, тринадцатый 65, четырнадцатый 65 и пятнадцатый 66 элементы И, седьмой:. элемент ИЛИ 59, шестой 60 и седьмой 69 триггеры, первый 62и второй 63 элементы НЕ,мультиплексор 67, третий элемент 68 задержки, согласующие усилители 70, шины 71-94 передачи управляющих и информацион- ных сигналов. Триггеры 60,69 - Р 5 триггеры. Регистр 54 предназначен для хранения адреса устройства ввода. Цепи установки адреса не показаны, В качестве регистра 54 может использоваться наборное поле. Дешифратор 56 команд выполнен с входом считывания,. на который подается сигнал сопровождения команды, поступающей из канала. Работа мультплексора 67 описывается в таблице. Логический блок 6 (фиг. 4) содержиттретий элемент НЕ 95, первую 96и вторую 97 группы элементов И игруппу 98 элементов ИЛИ. На вход,группы блока 6 поступает по шинам 24восьмиразрядный код, 4-7-й разряды(старшая тетрада) - к шинам 25, 0-3"йразряды на шинах 25 формируются либо из старшей, либо из младшей входных тетрад в зависимости от уровнясигнала на шине 31. Если на шине 31находится нулевой уровень, то сигналс выхода элемента НЕ 95 разблокирует элементы И 97 и на 0-3-й разрядыподается старшая тетрада (О-й разряды), Если на шине 31 единичныйуровень, то через элементы И 96 на0-3-й разряды передается младшаявходная тетрада (4-7-й разряды).Устройство работает следующимобразом.Возможны несколько вариантовввода данных: по инициативе канала,;начальная загрузка; ввод по инициативе абонента,Ввод по инициативе канала осуществляется по команде от канала. Вводинициируется командой "Прочитать",поступающей иэ канала в устройстводля управления вводом, по которой организуется запуск устройства ввода.Начальная загрузка иницируетсянажатием кнопки пуска (не показана).Кнопка может располагаться на панели управления устройства для управления вводом или входить в составорганов управления устройства ввода. В данном режиме информация отустройства ввода должна поступатьв следующем порядке; символ НТ -символ типа кода - управляющее слово для ввода данных - данные, Символ НТ пересылается в канал вводавывода. Канал, получив символ НТ,настраивается на режим начальнойзагрузки и управляет вводом информации, поступающей от устройства дляуправления вводом в оперативнуюпамять ЦВИ, Ввод информации осуществляется без участия процессора(не показан).Ввод по инициативе абонентаначинается также после нажатиякнопки "Пуск", В этом режиме информация от внешнего устройствадолжна поступать в следующем порядке: - символ НЗ - символ типакода - заголовок, в котором дается характеристика вводимых данных -данные. Ввод заголовка и данныхосуществляется в соответствии с управляющими словами, сформированнымиоперационной системой, причем управляющие слова для ввода массиваданных формируются с учетом заголовка.В режиме ввода по инициативе 10канала устройство работает следующим образом.Канал устанавливает связь с устройством ввода, для чего передаетпо информационным шинам 87 его адрес и с задержкой необходимойдля дешифрации адреса, выдает сигнал идентиФикации адреса по шине 88.Код адреса с выхода согласующихусилителей 70 поступает по шинам 72 20на первый вход группы схемы 55 сравнения, на второй вход группы которойподается код адреса устройства срегистра 54. В случае совпадения адресов сигнал с выхода схемы 55 сравнения разрешает прохождение сигнала "Адрес" (шина 78) через элемент И 58. Этим сигналом триггер 60устанавливается в единичное состояние, разблокируя элементы И 61, 64и 65.Единичное состояние триггера 60означает, что устройство логическиподключено к сопряжению 40 и находится в состоянии связи с каналом,Сигнал с шины 78 проходит черезэлементы ИЛИ 59 и И 64 и поступаетпо шине 75 на элемент 68 задержкии на вход считывания мультиплексо"ра 67 разрешая передачу информацииЭ40на выходы мультиплексора 67.На шинах 73 и 74 в это время ну-.левые уровни, что соответствует выбору адреса устройства, поступающего по шинам 71, Таким образом, наинформационные шины 77 абонента вы 45дается ответный адрес устройства.С задержкой, определяемой элементом 68, выдается по шине 81 сигнал.сопровождения "Ответ". Адрес и сигнал "Ответ" поступают в канал.соот-5 Оветственно,по шинам 86 и 91,Канал анализирует адрес устройства и, если связь установлена правильно, опрашивает устройство, для .чегопередает ему код команды опроса сос 55тояния и с задержкой - сигнал иден-,тификации команды по шине 89 Кодкоманды поступает с выхода согласующих усилителей по шинам 72 яадешифратор 56. С приходом по шине 79сигнала "Управление", поступающего на вход опроса дешифратора 56, на шине 76 появляется единичный уровень, который проходит через элемент И 57 на шину 73. На шине 74. в это время находится нулевой уровень, что соответствует выбору выхода мультиплексора, по которому передается байт состояния (не показан, показано формирование только одного сигналасостояния - шина 36)Таким образом,на информационные шины 77 абонентавыдается байт состояния устройства.Сигнал "Управление" проходит черезэлементы ИЛИ 59, И 64, 68 задержки,и на шине 81 формируется сигналсопровождения "Ответ", который выдается через соответствующие усилители 70 в канал по шине 91.Канал анализирует принятый байт. состояяия, и если устройство не занято, выдаетпо шинам 87 каманду "Прочитать" и идентификатор по шине 89, Код команды по шинам 72 поступает яа вход дешифратора 56. Сигнал с шины 89 транслируется на шину 79. С приходом по шине 79 сигнала "Управление" на шине 39 формируется сигнал включения, который про" ходит через элементы ИЛИ 4 и 13 иутанавливает триггеры 11 и 15 в едияичное состояние, Сигнал "Управление" с шины 79 проходит через элемент ИЛИ 59 или элемент И 64, элемент 68 задержки на шину 81, и в канал выдается по шине 91 сигнал ответа, свидетельствующий о приеме команды устройством. Канал разрывает связь с устройством, посыпая по шине.93 сигнал "Конец связи", который по шине 83 сбрасывает триггер 60в нулевое состояние.Единичный уровень с выхода триггера 11 проходит через блок 1 связи на шины 18, разрешая устройству ввода передачу данных. Единичный уровеньс выхода триггера 15 поступает на элемент И 16, разрешая выдачу запросовна ввод данных в канал.Устройство ввода выдает на шины 19 байт данных и сигнал еинхронизации, которые через блок 1 связи по шинам 23 и 24 поступают соответственно на вход группы и вход запи-.си регистра 5. С выхода регистра 5байт данных подается по шинам 24дешифратор 3, блок 6 и регистр 71161949 8 ходом по шине 79 сигнала "Управление" на выходе дешифратора 56 появляетсясигнал выключения, который по шине 38поступает на триггеры 11 и 15 и сбраи блокируется прохождение информационных запросов через элемент И 16.Если в процессе работы от устройства ввода поступает символ типа корует на шине 27 сигнал, который поступает на элементы ИЛИ-НЕ 41 и И 45. Задержанный элементом 2 сигнал синхронизации символа типа кода "2-16" проходит через элемент И 45, устанавливая триггер 47 в нулевое, а триггер 48 в единичное состояние. На счетный вход триггера 47 этот сигнал не проходит так как элемент И 44 заблокирован сигналом с выхода элемента ИЛИ-НЕ 41, Этот же сигнал поступает на элементы И 49, 50 и 51, запрещая формирование сиг" налов записи на шинах 32 и ЗЗТаким образом, символ типа кода в регистр 7 не заносится, и информационный запрос в канал не выдается.С поступлением в устройство следующих двух байтов от устройства ввода осуществляется формирование байта данных в коде "2-16", На блок б по шине 31 поступает единичный. уровень, поэтому на оба входа регистра 7 поступает младшая тетрада регистра 5, Сигнал синхронизации по шине 26 поступает через элемент И 44 на счетный вход триггера 47 и устанавливает его в единичное состояние. Задержанный элементом 43 сигнал синхронизации проходит только через элемент И 49 и поступает через элемент ИЛИ 52 по шине 32 на вход записи старшей тетрады регистра 7, Таким образом, в первом такте младшая тетрада байта, поступившего от устройства ввода, записывается на место старшей тетрады в регистре 7 Информационный запрос в канал не.выдается, Сигнал синхронизации следующего байта данных устанавливает счетный триггер 47 в нулевое состояние, и сигнал записи формируется уже на шине 33. Таким образом, во втором такте осуществляется запись младшей тетрады в регистр 7. Формирование байта данных завершается. Сигнал лючить" и идентификатор команды по шине 89. Код команды поступает ло . шинам 72 на дешифратор 56, и с при 7В исходном состоянии триггеры 47и 48 находятся в нулевом состоянии,На вход блока 6 по шине 31 поступаетнулевой уровень.Единичный уровень с инверсногосывает их в нулевое состояние. Темвыхода триггера 48 поступает на эле- самым снимается сигнал разрешениямент И 51, поэтому, если байт данныхпередачи данных для устройства вводане является символом типа кода, сигнал синхронизации проходит черезэлемент 2 и 43 задержки, И 51, ИЛИ 52 10и 53, и таким образом одновременноформируются сигналы записи старшейда ".2-16", то дешифратор 3 формии младшей тетрад.в регистр 7 на шинах 32 и 33 соответственно.Одновременно сигналзаписи млад- цшей тетрады проходит через элемент И 16 и устанавливает триггер 69в единичное состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 69 выдаетсячерез согласующие усилители 70 на 2 ршину 92 запроса на ввод и поступаетв канал,Канал, отрабатывая запрос наввод, устанавливает связь с устройством в описанном порядке и переда-2ет сигнал "Данные" по шине 90. Сиг,нал "Данные" с шин 90 поступает нашины 80 через согласующие усилите.ли 70 и затем на элемент И 65 иустанавливает триггер 69 в нулевоесостояние, сбрасывая тем самым зап-.рос абонента, Сигнал "Данные", пройдя через элементы ИЛИ 59 и И 64,поступает на элемент 68 задержкии вход считывания мультиплексора 67.На шинах 73 и 74 в это время находятся соответственно нулевой и единичный уровни, что соответствуетвыбору. байта данных, поступающих по .шинам 34, Таким образом, на информа Оционные шины 86 абонента через .согласующие усилители 70 выдается байтданных.. С задержкой, определяемой элемен-.том 68, посылается сигнал "Ответ"по которому канал осуществляет при,ем информации, Приняв байт данных,.иканал .посылает по шине 93 сигнал .Ко-нец.связи", который сбрасываеттриггер 60 в нулевое состояние.Последующие байты данных вводятся аналогичным образом.После приема последнего байтавводимого массива информации каналпосылает по шинам 87 команду "Вык 9 1записи младшей тетрады проходитчерез элемент И 16 в блок 17, гдеформируется информационный запрос,Обратный переход в режим формирования кода "А-Ц" осуществляетсяпри обнаружении дешифратором 3 символа типа кода "А-П". Сигнал с шины 28 проходит через элемент ИЛИ 42на элемент И 46, и сигнал синхронизации устанавливает триггер 48 внулевое исходное состояние,В режиме начальной загрузки усгройство работает следующим образомПо шине 22 от кнопки пуска поступает сигнал пуска, по которомутриггер 11 устанавливаетсЫ в единич ное состояние, и на шины 18 черезблок 1 вьдается сигнал, разрешающийустройству ввода передачу данных.Первым от устройства ввода поступает и заносится в регистр 5 сим"вол НТ. ДешиФратор 3 выделения символа НТ формирует на шине 30 сигнал,который поступает на элемент И 10и проходит через элемент ИЛИ 9 наэлемент И 12, а через. элемент ИЛИ 42 на элемент И 46, Задержанный элементом 2 сигнал синхронизации устанавливает триггеры 14 и 15 в единич ное положение, а триггер 48 - в нулевое, соответствующее формированиекода "А-Ц". При этом формируютсясигналы записи обеих тетрад на шинах 32 и 33, и символ НТ переписывается в регистр 7, но информационныйзапрос не Формируется, так как элемент И 16 заблокирован сигналом синверсного выхода триггера 14.Сигнал требования на. ввод данныхс прямого выхода триггера 14 поступает по шине 36 на мультиплексор 67.По этому же сигналу формируется сигнал прерывания, который вьдаетсячерез согласующие усилители 70 нашину 85 запроса на прерывание дляпередачи в канал .Канал обслуживает запрос на пре.рывание от устройства для чего .устанавливает с ним связь и опрашиваетустройство, описанным образом. Приняв байт состояния, канал посылаетустройству по шине 94 сигнал сбросазапроса на прерывания, который свыхода согласующих усилителей 70по шине 84 проходит через элемент И 61 на шину 37 и устанавливает триггер 14 в нулевое состояние,сбрасывая тем самым запрос на прерывание. Канал анализирует байт161949 10 51 О20 25 30 35 40 4550 состояния устройства и, обнаружив в нем указатель требования на ввод данных, посылает устройству сигнал по шине 89, по которому блок 17 сопряжения с каналом вьдает на информационные шины 86 символ НТ, находящийся в регистре 7 (на шинах 73 и 74. соответственно нулевой и единичный уровни), и формирует сигнал ответа на шине 91, Приняв символ НТ, канал разрывает связь, посылая сигнал "Конец связи" по шине 94.По символу НТ канал настраивается на режим начальной загрузки, длячего формирует фиксированное управляющее слово, которое управляет вводом нового управляющего слова из устройства ввода,После приема управляющего слова вканале осуществляется переход поцепи управляющих слов,и загрузкапамятипроизводится подуправ,пением последнего,Устройство для управления вводом,начиная с байта, следующего за символом НТ, работает как в режиме вво"да по инициативе канала после приемакоманды "Прочитать". После вводавсего массива канал посылает команду выключения, по которой триггер 11и "5 сбрасываются в нулевое состояние, и снимается сигнал разрешенияна передачу данных на шинах 18.Функционирование устройства в режиме ввода по инициативе абонентаотливается от режима начальной загрузки только тем, что по символу НЗне устанавливается в единичное состояние триггер 15.Канал, получив символ НЗ, сообщает процессору о требовании вводапо инициативе абонента. В ЦВМ формируются управляющие слова для вводазаголовка, после чего канал посылает устройству команду "Прочитать".Ввод заголовка в дальнейшем производится как в режиме по инициативе канала. После ввода заголовка в ЦВМФормируются с учетом заголовка управляющие слова для ввода массива данных. При вводе данных устройство функционирует так же, как и в режиме поинициативе карала.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает большее удобство эксплуатации за счет автоматической начальной загрузки ЦВМ и повышение производительности вычислительных систем за счет активного вводаинформации в ЦВМ.1161949 12 11 Шина 73 Шина 74 Шина 75 Шина 71 О О Шина 36 1 Шина 34 Байт данных О Логические уровниуправляющих сигналов 1 О 1 Открываемый информационный вход Сигналы на выходе мульти- плексора Адрес устройства Байт состояния