Устройство для сопряжения двух электронно-вычислительных машин

1594555С ос тавит ель С . Дрыг инедактор С.Пекарь Техред М,дидык Корректор О.Ципле Заказ 283 Тираж 566 Подписноекомитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР 1 осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НИИИИ Госуд ственног 113035 од, ул. Гагарина, 10 Уж 1 влвмент2 злеменамасс да д 1 нПроизводственно-издательский комбинат Патент л- янемент иассцда3 15945 рования кодаоперации,узлы 5 и 6 микропрограммного управления, узлы 7 и 8 обмена информацией, элементы И 9 и 1 О, первый 11 и второй 12 элементы ИЛИ, узлы 13 и 14 сравнения, эле 5 менты 15 и 16 задержки, регистры 17 и 18 управления, вторые элементы И 19 и 20, первые элементы И 21 и 22, третий 23 и четвертый 24 элементы ИЛИ, шинные формирователи 25 и 26, группы 27 и 28 командных входов/выходов блоков связи, группы 29 и 30 адресных/информационных входов/выходов блоков связи, выходы 31 и 32 шинных формирователей, входы 33 и 34 группового адреса, линии 35 и 36 группы входов/выходов первого и второго блоков связи, линии 37 и 38 группы выходов первого и второго бло ков формирования кода операции, линии 39 и 40 выходов первого и второго блоков формирования кода операции. (цепь кода операции "Ввод" ), линии 41 и 42 выходов первого и второго 25 блоков формирования кода операции (цепь кода операции "Вывод" ).Узел микропрограммного управления содержит (фиг.2) буферные усилители 43 и 44, мультиплексор 45, задающий генератор 46, регистр 47 адреса микрокоманд, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 48, группу входов 49 узла микропрограммного управления, выходы 50-54 узла микропрограммного управления, группу выходов 55 узла микропрограммного управления.Узел обмена содержит (фиг.3) дешифратор 56, дешифратор 57 команд, группу элементов И 58-68, элементы ИЛИ 69 и 70, счетчик 71 адреса, ре гистр 72 данных, элемент ИЛИ 73, регистр 74 команд, вторую группу входов 75 узла обмена, первый вход 76 узла обмена, третий 77 и второй 78 вхоцы 45 узла обмена, первую группу входов 79.узла обмена, четвертый вход 80 узла обмена, первую 81, вторую 82 и третью 83 группы входов/выходов узла обмена, группу выходов 84 узпаобмена, выход 85 узла обмена, группы элементов И 86-89, регистр 90 адреса (второй регистр данных). Работу устройства рассмотрим на примере использования его для сопряжения двух универсальных: ЭВМ типа "Электроника", имеющих интерфейс типа "Общая шина". При этом входы/выходы 27. и 28 подключают к группам сигналов управления интерфейсом соответственно от первой и второй ЭВМ.На входы 29 и 30 подают группы сигналов адреса данных соответственно от первой и второй ЭВМ. Выходы 31 и 32,шинных формирователей соединяют с цепями СИП интерфейса ЭВМ 1 и ЭВМ 2.В начальный момент ЭВМ 1 и ЭВМ 2 в группах сигналов управления интерфейсом формируют сигналы "Сброс, поступающие по одной из цепей входов/выходов 27 (28) блока связи на вход установки в "О" регистра 47 адреса микрокоманд (РАМ), и обеспечивают на выходах РАМ 47 адрес первой микрокоманды рабочей микропрограммы. Узел 5 (6) представляет собой микропрограммный автомат (МА), реализованный на регистре 47 (элементы памяти автомата), постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) 48 (память микропрограмм автомата), мультиплексоре45 (элемент, обеспечивающий условные переходы автомата), при этом синхронизация автомата осуществляется задающим генератором 46, формирующим импульсную последовательность, подаваемую на динамический управляющий вход РАМ 47.В исходном состоянии МА на выходах 53-55 формирует код, поступающий на входы 7 Д и 76 узла 7.(8) обмена и вход элемента И 9. Этот код обеспечивает на выходе дешифратора 56 сигнал, открывающий элементы И 62, При этом сигналы с магистрали 29 (30) через группу входов/выходов 81 узла 7 (8) обмена через элементы И 62 поступают на группу входов/выходов 82.узла обмена. Подготовка устройства сопряжения к работе и передаче информации осуществляется циклами записи (чтения) информации в (из) регистры 72 (90), 74 и счетчик 71 адреса узла 8 (7) обмена.Передача первого слова информации из ЭВМ 1 и ЭВМ 2 по инициативе ЭВМ 1 .включает цикл записи в счетчик 71 адреса узла 8 обмена адреса первой ячейки памяти ЭВМ 2 для первого элемента массива передаваемой информа" ции, цикл записи в регистр 72 (или 90) узла 8 обмена передаваемых дакнйх и5 159455цикл записи в регистр 74 узла 8 обме 11на кода операции ВыводПередача информаци иэ ЭВМ 2 вЭВМ 1 по инициативе ЭВМ 1 включаетцикл записи в счетчик 71 адреса узла58 обмена адреса первой ячейки памятиЭВМ 2 для первого элемента массивапередаваемой информации, циклзаписи в регистр 74 узла 8 обменакода операции "Ввод" и цикл чтенияиз регистра 72 (или 90) узла 8 обмена требуемой информации,Передача информации по инициативе ЭВМ 2 происходит аналогично, ноиспользуются регистры узла 7 обмена.Операция обмена информацией междурегистром 72 (или 90) и памятьюЭВМ 2 (1) осуществляется в режимепрямого доступа к памяти под управлением МА соответствующего узла6 (5) по окончании цикла записикода операции в регистр 74. Одновременность работы ЭВМ 1 и ЭВМ 2 обеспечивается наличием двух магистралей связи 35, 37, 39, 41 и 36, 38,40, 42, позволяющих каждой из ЭВМосуществлять независимый обмен срегистрами 74 и 72 и счетчиком 71адреса .соответствующих узлов 8 (7) 30обмена.Рассмфтрим циклы записи (чтения)информации из ЭВМ 1 в (иэ) регистры72, 74 и счетчик 21 адреса узла8 обмена.35В соответствии с логикой работыинтерфейса "Общая шина" в первой фазе каждого цикла обмена по группеадресных/информационных входов/выходов 29.передается адрес регистра,с которым будет осуществляться обмен,с некоторой задержкой по отношениюк передаче адреса выдается сигналСИА по группе входов/выходов 27.Сигналы адреса транслируются узломобмена с входов/выходов 81 черезэлементы И 62 на выходы 82, старшиеразряды поступают на вторые входы узлов 13 сравнения, на первые входы узлов 13 сравнения, подают код группо Ового адреса устройства сопряжения,присвоенный ему в адресном пространстве ЗВМ. При совпадении адреса на вторых входах 33 узла 13 сравнения с ко.":дом первых входов на его выходе фор, мируется сигнал логической единицы,поступающей на информационный входрегистра 17 управления. На группу.входов регистра 17 управления посту 5 6пают с магистрали 35 младшие разряды адреса, определяющие адрес одного из регистров 72, 74 или счетчика 71 . Сигнал СИА через усилители 44 поступает на выход 52 узла 5 и далее на вход установки в "0" регистра 17 управления и вход элемента 15 задержки. При этом наличие сигнала СИА на установочном входе регистра 17 обеспечивает неактивное состояние данноговхода.С выхода элемента 15 задержки сиг-. нал СИА активным уровнем поступает на вход записи регистра 17 и осуществляет запись кода адреса одного из регистров 72, 74 или счетчика 71, поданного на группу информационных входов регистра 17 управления, и сигнала с выхода узла 13 сравнения,Вторую фазу цикла обмена рассмотрим отдельно для операции записи и чтения регистров 72, 74 и счетчика 71 узла 8 обмена.Операция "Запись". Вторая фазацикла обмена начинается со снятия адреса с группы адресных/информационных входов/выходов 29, установки записываемой информации и поступления сигнала "Вывод" из интерфейса ЭВМ 1 по одной из цепей группы входов/выходов 27 через усилители 44 узла 5 на его выход 51 и выход блока 1 связи, на вход блока 3 Формирования кода операции и вход перво-. го элемента И 2 блока 3 Формирования кода операции. Зписываемая информация поступает по цепям 29, 81 через элементы И 62 узла 7 обмена на группу входов/выходов 82 узла 7 обмена и через магистраль 35 далее на группу входов/выходов 83 узла 8 обмена второго блока 2 связи. При совпадении сигналов на двух входах первого элемента И 21 (сигнал "Вывод" и записанная информация с элемента 13) блока 3 формирования кода операции на выходе элемента И 21 формируется сигнал, подаваемый черезцепь 41 на вход 78 узла 8 обмена,который совместно с группой сигналовкода адреса с выходов регистра 17управления, подаваемых по цепям 37на группу входов 79 узла 8 обмена,обеспечивает на выходе дешифратора57 сигнал записи информации с группывходов/выходов 83 узла 8 обмена водин изрегистров 72, 74 или счетчик71 адреса узла 8 обмена.Номер регистра или счетчика адре са обеспечивается кодом, подаваемым с выходов регистра 17 управления по цепям 37 на группы входов 79 узла 8 обмена, и сигналом на входе 785 Сигналы с выхода дешифратора 57 (сигналы записи) обеспечивают открытие одной из групп элементов И 59 и 61 и подачу информации на регистры 72 и 74 и счетчик 7. Одновременно через соответствующие элементы ИЛИ 70 и 73 сигналы записи поступают, на входы записи одного из регистров 72 74 или прямо на вход "0" счетчика 71 адреса и осуществляют запись информации в выбранный узел, формирование сигнала ответа (СИП) в .интерфейсе ЭВМ осуществляется элементом ИЛИ 23 и шинным формирователем 25, с выхода которого сигнал СИП подается в интерфейс ЭВМ.ЭВМ,получив сигнал СИП от устройства, снимает сигнал "Вывод", что приводит к снятию сигнала записи, фор мируемого дешифратором 57.Снятие сигнала "Вывод" обеспечивает снятие сигнала СИП, формируемого элементом ИЛИ 23 и шинным формирователем 25. 30Фаза "Вывод" завершается снятием сигнала СИА на входах/выходах 27 первого блока 1 связи. При этом на выходе установки в "0" регистра 17 управления устанавливается активный35 уровень и регистр 17 сбрасывается в нулевое состояние, обеспечивая снятие разрешающего сигнала на входе первого элемента И 21.Это вызывает формирование на вы 40 ходе элемента И 21 логического нуля, что приводит к установке дешифратора 57 узла обмена в нейтральное состояние.Операция "Чтение . Вторая фаза цикла обмена начинается со снятия адреса с группы адресных/информационных входов/выходов 29 и поступления сигнала "Ввод" из интерфейса ЭВМ по Однои из цепеи Гр ппы ВходОВ ВыхОдОВ 50 27 через усилители 44 узла 5 на выход 50 узла управления и далее на вход второго элемента И 19 блока 3 формирования кода операции. С выхода второго элемента И 19 сигнал совпадения (сигнал "Ввод" и записанная информация с элемента 13) поступает на вход элемента ИЛИ 1 блока 1 связи, на один из входов элемента ИЛИ 23 и по цепи 39 на .вход 77 узла 8 обмена.С выхода элемента ИЛИ 1 1 сигнал поступает на вход 76 узла 7 обмена первогоблока связи и обеспечивает формирование на выходе дешифратора 56 узла 7обмена сигнала, открывающего элементы И 63 и блокирующего элементы. И 62Далее процессы аналогичны операции3Запись, за исключением того, чтоикод на дешифратор 57 узла 8 обмена.подается совместно по цепям 37, 39и дешифратор 57 узла 8 обмена формирует один из сигналов (сигнал чтения),открывающий один из элементов И 6668 и обеспечивающий трансляцию содержимого одного из регистров 72, 74или счетчика 71 адреса на группу входов/выходов 83 узла 8 обмена и далеечерез группу входов/выходов 82 узла7 обмена, элементы И 63, группу входов/выходов 81 узла 7 обмена, цепь29 в интерфейс ЭВМ 1,Порядок функционирования МА. Послеустановки РАМ 4 в нулевое состояниеиз ПЗУ 48 выбирается первая микрокоманда микропрограммы, обеспечивающей логику функционирования узла7 (8).На Фиг.4 и 5 приведен алгоритмфункционирования узла 7 (8) дляЭВМ типа "Электроника".Выполнение микропрограммы начинается с анализа сигналов, поступающихиз регистра 74 по цепям 84 и 85 ипредставляющих код команды для МАна группе входов 49 узла 6 (5), исигнала управления, поступающегона первый вход элемента И 9. При обнаружении кода одной из команд(" Ввод" или "Вывод" ) МА осуществляет выдачу из ПЗУ 48 через усилители43 по одной из цепей входов/выходов27 (28) сигнала ТПД, обеспечиваятребование на доступ к интерфейсуЭВМ 2 (1). Поступление сигнала подтверждения ППД от ЭВМ 2 (1) по одной из цепей группы входов/выходов27 (28) через усилители 44 на мультиплексор 45 обеспечивает Ветвлениемикропрограммы и установку на выходеПЗУ 48 сигнала НВ, поступающего через усилители 43 на интерфейс ЭВМ 2(1). Данный сигнал сохраняется МАдо завершения операций передачи инФОРмации в (из) память ЭВМ.Передача информации в (из) ЭВМначинается с установки на выходах55 и 54 узла 6 (5) кода, поступаю 1594555 1 Ощего соответственно на группу входов 75 узла 8 обмена и через элемент ИЛИ 12 на вход 76 узла 8 обмена и обеспечивающего на выходе дешифратора 56 сигнал, открывающей элемент И 64, При этом содержимое счетчика 71 адресапоступает через группу вхо-, дов/выходов 81 на магистраль 30 (29) адрес/данные ЭВМ 2 (1) и интерпретируется ЭВМ как адрес ячейки, с ко" торой будет осуществляться работа, Затем на выходе ПЗУ 48 формируется сигнал СИА, поступающий через усилители 43, входы/выходы 28 (27) в интерфейс ЭВМ 2 (1).После этого МА через мультиплексор 45 осуществляет анализ типа команды на группе входов 49 и переходит к выполнению операций "Ввод" и "Вывод". При обнаружении команды "Вывод" МА на выходах 55, 54 и 53 формирует код, поступающий соответственно на входы 75 и 76 узла 8 обмена и через элемент И 10 на вход 80 узла 8 обмена. Этот код обеспечивает на выходе дешифратора 56 снятие сигнала, открывающего элемент И 64, и появление сигнала, открывающего элемент И 65 и увеличивающего .содержимое счетчика 71 адреса, на цепи 53, входе элемента И 10 и входе 80 узла 8 обмена.При этом содержимое регистра 72 данных поступает через группу вхо-" дов/выходов 81 узла 8 (7) обмена в ЭВМ 2 (1), а содержимое счетчика 71 адреса увеличивается на единицу. Затем из ПЗУ 48 через усилители 43 на входы/выходы 27 (28) в ЭВМ выдается сигнал "Вывод", затем МА осуществляет ожидание от ЭВМ 2 (1) сигнала подтверждения СИП, который поступает от ЭВМ 2 (1) по одной из цепей через усилители 44 к мультиплексору 45, При поступлении сигнала СИП МА снимает с выхода ПЗУ 48 ранее сформированный сигнал Вывод" на выход 28 (27). Затем МА осуществляет анализ сигнала СИП,.поступающего из интерфейса ЭВМ 2, одновременно повторно активизирует сигнал на входе 80, увеличивая срдержимое счетчика 71 на единицу. При сбросе в интерфейсе ЭВМ сигнала СИП МА осуществляет сброс всех ранее сформированных сигналов (конец выполнения цикла) и возвращается в исходноесостояние. При этом на выходах 55 и10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 54 формирует код, обеспечивающий появление на выходе дешнфратора 56сигнала сброса регистра 74 команд.При обнаружении на входах 49 команды"Ввод" МА осуществляет выдачу изПЗУ через усилители 43 сигнала "Ввод"на входы/выходы 28 (27) устройства.Поступление от ЭВМ сигнала СИП поодной из цепей входов/выходов 27 (28)через усилители 44 к мультиплексору45 означает, что на цепи 30 (29)подана требуемая информация. МА осу-.ществляет формирование на выходеПЗУ 48 и на выходах 55 и 54 кода,обеспечивающего снятие сигнала,открывающего элемент И 64, и появление на выходе дешифратора 56 сигнала, открывающего элемент И 60 и через элемент ИЛИ 70 записывающего врегистр 72 данных информацию с входов/выходов 81. Одновременно активизируется сигнал на входе 80, обеспечивая увеличение содержимого счетчика адреса на единицу. Далее МА завершает выполнение операции "Ввод" аналогично завершению операции "Вывод".Во .время выполнения МА операции"Ввод" нлн "Вывод" ЭВМ 1 производитаналогично описанному цикл записи(чтения) инФормации в (из) второйрегистр 90 данных.Передача адреса регистра 90 иформирование управляющих сигналовна выходе блока формирования кодаоперации происходит аналогично первой фазе цикла обмена.Во второй фазе цикла обменаоперации "Запись" и "Чтение" происходит аналогично операциям с регистром72 данных.Одновременно с рассмотреннымиоперациями, выполняемыми первой ЭВМ,аналогичным образом осуществляютсяоперации обмена по инициативе второйЭВМ,При этом передача информации между блоками связи осуществляется помагистрали 36, управляющая информа-,ция передается по линиям 38, 30 и42, т.е. осуществляется одновременнаяпередача информационных слов от первой и второй ЭВМ с одновременным увеличением на два содержимого счетчика71 адреса.Увеличение на два содержимогосчетчика 71 адреса происходит толькопри пересылке массива информациипосле выполнения определенной коман 1594555 12ды, засылаемой в регистр команд (например, "Ввод" +1/"Вывод" +1). В остальных случаях происходит блоки. ровка входа "+1" счетчика 71 адреса путем пересылки в регистр команд команды "Ввод"/"Вьвод", при которой в дополнительном разряде появляется пртенциал, запрещающий прохождениепульсов через вентиль 9 (10) на с етный вход счетчика адреса. Формула изобретенияУстройство дпя сопряжения двух электронно-вычислительных машин по ат.св. У 1291996, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в каждый блок связи введены элемент И, а в каждый узел обмена - счетчик адреса и с двенадцатойпо пятнадцатую группы .элементов И, причем в блоке связи первый вход элемента И соединен с выходом разряда приращения адреса ре гистра команд, а второй вход элемента И соединен с пятым кодовым выходом узла микропрограммного управления, выход элемента И соединен сосчетным входом счетчика адреса узла 5обмена, в котором группа информационных входов счетчика адреса соединенас попарно объединенными выходамиэлементов И двенадцатой и тринадцатойгрупп, а вход синхронизации счетчикаадреса соединен с седьмым выходомпервого дешифратора и вторыми входами элементов И тринадцатой группы,группа информационных выходов счетчика адреса соединена с объединеннымипервыми входами элементов И четырнадцатой и пятнадцатой групп, выходыкоторых соответственно соединены свыходами элементов И.третьей,иседьмой групп, девятый и десятыйвыходы второго дешифратора соединены с вторыми входами элементов Ичетырнадцатой и двенадцатой группсоответственно, а восьмой выходпервого дешифратора соединен с вторы ми входами элементов И пятнадцатойгруппы.1594555 А Нет Нет Снятие сигналов ВВОД ЯЫВОД)и сигнала 80 Анализ сигнала СИП, активизация сигнала 80 игнал СИП винтерфейсе сброшен Нет Сброс всех сигналов навыходе ПЗУ 48, сброскоманды в РЯ 74 КОНЕЦ Установка на вых.53,54,55кода ЧТЕНИЕ РЯ 72, активизация сигнала 80 Установка сигнала ВЫВОД, на первой группе входов/выходов 27 Анализ сигнала подтверждения СИПигнал С с входа 47 поступил у Установка сигнала ВВОД на первой группе входов/выходов 27 Анализ сигналаподтверждения СИП игнал С с входа 27 поступил Установка на вых. 53,54,55 кода ЗАПИСЬ в РЯ 72, активизация сигнала 80