Устройство для сопряжения внешних устройств с электронной вычислительной машиной

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский институт ядерной физики им. Б.П, Константинова (53) 681.325(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР В 554534, кл. С 06 Р 3/04, 1975.Елкин Ю.В. Основные и дополнитель. ные контроллеры крейтов КАМАК для сопряжения с ЭВМ СМЗ и Электроника. Препринт ЛИЯФ У 629, Л., 1980, с. 9-10.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕ- НИЯ ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ С ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНОЙ, содержащее первый и второй блоки связи, первые входы-выходы которых являются соответственно первым и вторым входами-выходами устройства, а вторые входы-выходы подключены соответственно к первому и второму входам-выходам блока управления, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно к первым входам-выходам блока прерываний и блока приоритета, а пятый и шестой входы-выходы - соответственно к первому и второму входам-выходам блока регистров, третий вход-выход которого подключен к второму входу в выхо блока приоритета, четвертый вход-выход блока регистров и выход блока приоритета через шину данных соединены с третьими входами-выходами пер вого и второго блока связи, выход второго блока связи соединен с входом блока приоритета, выход которого подключен ко входу блока срерываний, вторым входом-выходом подключенного к четвертому входу-выходу первого блока связи, первый выход кото рого соединен с первыми входами блока управления и дешифратора, второйвыход - со вторым входом дешифратора, выход которого соединен с вторымвходом блока управления, а третийвход - с выходом переключателя,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения класса решаемыхзадач, в устройство введен шифраторбазового адреса прерывания, причемпервый информационный и управляющийвходь. шифратора базового адреса прерывания соединены соответственнос вьгсодамн переключателя и блокауправления, второй информационныйвход - с первым входом-выходом блокарегистров н четвертым входом дешифратора, а выход - через шину данныхс третьими входами-выходами первогои второго блоков связи,2, Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, выходом соединенного со счетным входом счетчика тактоввыход и входы сброса и счета которого соединены соответственно спервыми группами входов и выходовшифратора микрокоманд, и две группыэлементов И, причем первые входыэлементовИ первой группы соединеныс первым входом блока и второй группой входов шифратора микрокоманд, певые входы элементов И второй группыподключены к третим группам входови выходов шифратора микрокоманди образуют пятый вход-выход блока,1176341 Составитель В. Вертлор И, Ковальчук Техред З.Палий Корректор В, Бутяг аказ 5363/49 Тирак 710 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Рауаская наб. Ф1176341ют соответственно выход и второй вход блока, вторые входы элементов И первой и второй групп подсоединены, к соответствующей разрядной шине второй группы выходов шифратора микро- команд. 2 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обмена информацией междуЭВМ, имеющей интерфейс типа "Общаяшина" и внешними устройствами, выходящими на интерфейс типа КАМАК.Цель изобретения - сокращениеаппаратурных затрат.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления;на фиг. 3-6 - Функциональные схемыпервого и второго блоков связи, блока прерываний и блока приоритета;на Фиг, 7 и 8 - блок-схемы алгоритмов работы устройства,Устройство содержит (фиг. 1) первый блок 1 свйзи, через шины 2 которого устройство подключается к интерфейсу "Общая шина" ЭВМ, второйблок 3 связи, через шины 4 которогоустройство соединяется с магистральюКЛМАК, объединяющей внешние устройства, блок 5 управления, дешифратор 6, переключатель 7, блок 8 приоритета, блок 9 прерываний, блок10 регистров, включающий регистр 11маски и регистр 12 управления, шину13 данных, шифратор 14 базового адреса прерывания, составляющий вместес дешифратором 6 блок 15 выбора устройства, адресную шину 16, шину 171сопровождения адреса. шину 18 управляющих сигналов интерфейса "Общая шина", шину 19 кода областиадресации, шину 20. кода базовоговектора прерывания, шину 21 выходадешифратора 6 для пуска блока 5 управления, шину 22 управляющих сигналов интерфейса КАМАК, шину 23 сигналов управления регистром 12 маски,шину 24 управления шифратором 14,шину 25 базового вектора прерываний,четвертые, пятые, шестые, седьмыеи восьмые группы выходов шифраторамикрокоманд образуют соответственнопервый, второй, третий, четвертыйи шестой входы-выходы блока, а выход и девятая группа входов образу" шину 26 сигналов запросов прерывания от внешних устройств, шину 27сигналов управления блоком 8 приоритета, шину 28 кода маски, шину 29 5 пуска блока 9 прерываний, шину 30кода вектора прерываний, шину 31 сигнала сопровождения вектора прерывания, шину 32 управления блоком 9прерываний.Блок 5 управления содержит (фиг.2)генератор 33 тактовых импульсов,счетчик 34 тактов, шифратор 35 микрокоманд, элементы И 36, шины 37 и38 сигналов управления счетчиком34, шины 39 и 40 входных и выходныхсигналов счетчика 34, шины 41 сигналов состояния шифратора 35. Блок 1 связи (фиг. 3) состоит изэлемента И 42, элементов И 43 и 44 20 первой и второй групп и элементовНЕ 45. Блок 3 связи фиг. 4) содержитдешифратор 46, элементы И 47 и 48первой и второй групп и элементыНЕ 49. Блок 9 прерываний содержит 25 (фиг, 5) два триггера 50 и 51 и элемент И 52. Блок 8 приоритета содержит (фиг, 6) элементы И группы 53и дешифратор 54 приоритета.На фиг. 7 и 8 позициями 55-59 30 обозначены соответствующие процедурыалгоритма работы. Блок 1 обеспечивает согласованиесигналов интерфейса "Общая шина" ЭВМ , с внутренними сигналами устройства, З 5 аналогжным обраеом блок 3 обеспечивает согласование сигналов интерфейса КАМАК сопрягаемой системы с внутренними сигналами устройства.Дешифратор 6 декодирует адрес в ф шине 16 и разрешает по шине 21 работу блока 5. Шифратор 14 вырабатываетв шине 25 базовый вектор прерыванияйо управляющему сигналу на шине 24.3 1176 Переключатель 7 по шине 19, а регистр 12 управления по шине 20 задают для дешифратора 6 и шифратора 14 область адресации и базовый вектор прерывания устройства.5Блок 8 принимает запросы на шине 26 и при наличии маски в шине 28 и разрешающих сигналов на шине 27 запус . кает по шине 29 блок 9, который выполняет захват интерфейса ЭВМ О для передачи в процессор ЭВМ вектора прерывания. Вектор прерывания образуется кодом на шине 30, вырабатываемым блоком 8 в зависимости от номера обрабатываемого запроса .15 в линиях шины 26, и базбвым вектором в шине 25. Регистр 12 маски обеспечивает маскирование (разрешение) запросов на шине 26. Регистр 12 определяет также режимы работы бло ка 5, который генерирует и принимает сигналы, определяющие взаимодействие всех блоков устройства.В. блоке 5 шифратор 35 представляет собой программируемую логическую мат рицу или может быть выполнен в виде комбинации элементов И, ИЛИ,. НЕ. Элементы И 36 предназначены для формирования операций на шинах 4 в интерфейсе сопрягаемой системы. 30Шина 13 данных используется для обмена информацией между ЭВМ и сопрягаемой системой (через блоки 1 и 3), для обмена информацией между регистрами 11, 12 и ЭВМ и для передачи вектора прерывания от шифратора 14 и блока 8 на ЭВМ.Устройство работает в следующих основных режимах: обмен информацией между ЭВМ и регистрами 11, .12; 40 обмен информацией между ЭВМ и сонрягаемой системой; чтение со стороны ЭВМ базового вектора прерывания; прерывание ЭВМ по запросам сопрягаемой системы с передачей вектора прерывания.В первом режиме ЭВМ через блок 1 выставляет по шине 16 на дешифратор 6 и блок 5 адрес н соответствующие сопровождающие сигналы по шинам 50 17 и 18. При совпадении адреса с областью адресации устройства, определяемой положением переключателя 7 и состоянием регистра 12, производится запуск блока 5 по шине 21. 55 Блок 5 генерирует и принимает сигналы в шинах 8 и 23, обеспечивающие обмен информацией между регистрами 341 41, 12 и шинами, 4, данные передаются при этом через блок . 1.и шину 13. Некоторые из разрядов регистра 12 по шине 20 модифицируют области адресации (в дешифраторе 6) и векторов прерывания (в шифраторе 14) устройства.При обмене информацией между ЭВМ и сопрягаемой системой (второй режим) запуск блока 5 происходит по шине 21 аиапогичным образом. Данные передаются при этом через блоки 1,3 и шину 13, управление осуществляется при помощи сигналов в шинах 18 и 22.При чтении базового вектора прерывания (третий режим) запуск блока 5 по шине 21 приводит к появлению сигнала на шине 24, управляющего шифратором 14, который по шинам 25 и 13 через блок 1 выдает иа ЭВМ базовый вектор прерывания устройства,Прерывание процессора ЭВМ по запросам сопрягаемой системы (четвертый режим), поступающим через блок 3 по линиям шины 26, осуществляется при наличии разрешающих сигналов в шине 27 и маски в шине 28, определяемой содержимым регистра 11. Блок 8 запускает блок 9, который по шинам 31 и 32 взаимодействует с ЭВМ и блоком 5, захватывает шины 2 интерфейса ЭВМ, Блок 5 вырабатывает сигналы в шинах 24 и 27, по которым шифратор 14 выдает в шину 25 базовый вектор прерывания, а блок 8 выдает в шину 30 младшие разряды векто" ра прерывания, соответствующие наиболее приоритетному из разрешенных и присутствующих на шине 26 запросов, Вектор прерывания по шине 13 через блок 1 передается на ЭВМ, сопровождающие сигнапы управления вырабатываются блоком 5 на шине 18,На фиг. 7 и 8 показаны алгоритмы устройства сопряжения. Обведенные рамкой процедуры реализуются блоком 5 и шифратором 35. Сигналы в линиях шин связи обозначаются прИ помсщи цифры, соответствующей позиции шины на фиг. 1, 2 и номеру линии в шине, вместе с этим после разделительной точки дается общепринятое сокращенное обозначение сигнала после разделительной точки.По сигналу обращения от ЭВМ пошине 17 проводится фиг. 7) в дешифраторе 6 процедура 55 сравнения ацре 1176341са в шине б с адресом устройства,задаваемым переключателем 7 и регистром 12. При их соответствии вырабатывается условие 59 выборки и опре 5 деляется (процедура 56) режим работы; РЕГ (лнния 21.) - обращение к регистрам 11, 12, СИСТ (линия 21.3) - обращение к сопрягаемой по шинам 4 системе, ВЕКТ (линия 21,2) - чтение вектора прерывания по инициативе ЭВМ. Сигналы в линиях 21.1; 21.3 и 21.2 в зависимости от операции в интерфейсе шины 2 ЭВМ (сигнал УПР 1) инициируют одну из последовательностей процедур обмена:Прием данных от ЭВМ на шину 13 по сигналу ПРИЕМ (линия 18.3) и запись в соответствующий регистр линии 23.3;23. 2, 20Чтение данных из регистра 23,3;23,1 на шину 13 и передача на ЭВМ по сигналу в линии 18.2.Чтение вектора прерывания (24.1 и 27,1) на шину 13 и передача его на ЭВМ по сигналу 18.2.Формирование операции в линиях 22.6 - 22.19 в интерфейсе шин 4 сопрягаемой системы по сигналу в линии 22.5, прием данных из ЭВМ по сигналу З 0 18.3 и запись в сопрягаемую систему по сигналам 22.2 и 22.3.Формирование операции по линиям 22.б.19 в интерфейсе шин 4 по сигналу 22.4, чтение данных. из интер фейса шин 4 на шину 13 по сигналам 22,1 и 22.3 и передача на ЭВМ по сигналу в линии 18,2.После выполнения этих последовательных процедур на ЭВМ выдается 40 синхросигнал ответа в линии 18.1, ожидается сброс сигнала в линии 18,5 и устройство освобождается (состояние 57).45Прерывание процессора ЭВМ по запросам сопрягаемой системы по линиям 26 (фиг, 8) осуществляется, если в результате процедуры 58 сравнения запросов с содержимым регистра 11 (шина 28) вырабатывается но крайней мере один разрешенный запрос в линии 27.3 и блок 5 выдает разрешение прерывания 27,2. В этом случае сигнал в линии 29 запуска блока55 9 инициирует последовательность процецур .э.хвата интерфейса ЭВМ: выставляется э.прос на прерывание в линии 31.2, ожидается разрешение прерывания по линии 31.5, по его приходу вырабатывается подтверждение выработ ки по линии 31.3 и сообщается блоку 5 о захвате интерфейса ЭВМ (линия 32,3), блок 5 ожидает освобождения интерфейса ЭВМ (линия 18.1 = 0) и разрешает выдачу вектора прерывания (сигналы в линиях 32.2; 24.1; 27.1), данные выдаются на шину 13 и по сигналу в линии 31,4 передаются на ЭВМ, одновременно выдается сигнал в линию 31.1, подтверждающий занятость шин 2 интерфейса ЭВМ; блок 5 ожидает прихода от процессора ЭВМ по линии 18. ответного сигнала процессора о приеме вектора прерывания и вырабатывает сигнал сброса в линии 32.2 для блока 9, по которому освобожцается интерфейс ЭВМ (снимаются сигналы в линиях 31.1; 31.4 и 31.3) и устройство сопряжения переходит в состояние 57.Наличие в устройстве шифратора при рассмотренных соединениях делает возможной модификацию со стороны ЭВМ областей адресации .и векторов прерывания устройства. Чтение со стороны ЭВМ базового вектора прерывания позволяет контролировать такую модификацию, определять состояние переключателя, определять конфигурацию подключенной к ЭВМ системы с несколькими подобными устройствами сопряжения. Это позволяет диагностировать и динамически модифицировать конфигурацию сложных систем, облегчает создание тестов, позволяет использовать совместно программное обеспечение, разработанное для различных конфигураций системы различными фирмами и использователями, что улучшает эксплуатацию характеристики и облегчает проектирование н создание информационно-измерительных систем.Выполнение дешифратора и шифратора в виде программируемой логической матрицы как блока 15 приводит к увеличению числа допустимых вариантов задания областей адресациии векторовпрерываОния,а устройствоупрощается засчет объединения двухблоков иприменения элемента с более высокимуровнем интеграции .Таким образом, устройство обеспечивает расширение класса решаемых задач при выполнении обмена данными между ЭВМ и внешними устройствами, осуществляя инициативу обмена либо от ЭВМ, либо от внешнего устройства,