Устройство для обмена информацией между цвм и внешними устройствами

союз советскихсоцидлистическихРЕСПУБЛИК 05 606 Р 13/ Г" ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ прощение интерГОСУДАРСТВЕНЧЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(56) Авторское свидетельство СССР В 1295404, кл. 6 06 Е 13/00, 1987.Карцев М.А. Архитектура цифровых вычислительных машин, М.: Наука, 1978, с.259-265, рис. 3.5.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОР-: МАЦИЕЙ МЕЖДУ ЦВМ И ВНЕШНИМИ УС- ТРОЙСТВАМИ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в . вычислительных системах для построения интерфейсов сопряжения ЦВМ с удаленными внешними устройства (ВУ). Цель иэобретения - фейса сопряжения.На фиг. 1 приведен схема устройства; на фи синхронизации вывода; селектора адреса; на фи управления вводом-выв схема блока синхрониза -схема блока формирова 7 - структура управляю 8- временная диаграмм хронизации вывода; на диаграмма работы устро редачи информации иэ Ц - временная диаграмма а функциональнаяг. 2 - схема блока на фиг, 3 - схема г. 4 - схема блока одом; на фиг. 5 - ции ввода; на фиг, 6 ния адреса; на фиг. щего слова; на фиг. а работы блока синфиг, 9 - временная йства в режиме пе- ВМ в ВУ; на фиг. 10 работы устройства(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах для построения интерфейсов сопряжения ЦВМ с удаленными внешними устройствами. Целью изобретения является упрощение интерфейса сопряжения. С этой целью в устройство. содержащее регистр управляющего слова, селектор адреса и блок Формирования адреса. введены первый и второй регистры ввода информации, первый и второй регистры вывода информации, блок синхронизации вво. да, блок синхронизации вывода, переключатель адреса и блок управления вводом - выводом. 1 з,п.ф-лы, 1 табл., 10 ил. в режиме передачи информации иэ ВУ в ЦВМ.Устройство для олтмена информацией между ЦВМ и внешними устройствами содержит первый регистр 1 вывода информации, реги".тр 2 управляющего слова, первый регистр 3 ввода информации, блок 4 синхронизации вывода, блок 5 синхронизации ввода, второй регистр б вывода информации, второй регистр 7 ввода информации, блок 8 управления вводом-выводом, селектор 9 адреса, переключатель 10 адреса, блок 1". Формирования адреса.Устройство имеет также шину 12 сброса, шину 13 тактов, кодовые шины 14 вывода ЦВМ, шины 15 и 16 признаков операций вывода, кодовые шины 17 ввода ЦВМ, шины 18 и 19 считывания управляющего слова и информации, шины 20-22 синхронизации байтов информации ВУ, шины 23 информации ЦВМ, шины 24 информации ВУ, шины(69 70 ЭЯ Я 8) Г 21) гО ерация дд Р. 70 Реда Б.федотов эказ 3815 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгор Гагарина, 10125 и 26 синхронизации ЦВМ, шину 27 признакауправляющего слова(ПУСл), шины 2830 синхронизации ВУ, шину 31 готовности,шину 32 записи, шину 33 стробирования,шины 34-36 синхронизации байтов инфорации ЦВМ, шину 37 стробирования информации ВУ, кодовые шины 38 вывода ВУ,кодовые шины 39 ввода ВУ, шину 40 идентификации ВУ.При этом регистры 1-3, блок 4 синхронизации вывода, блок 5 синхронизации ввода входят в состав устройства обмена ЦВМ,а регистры 6 и 7, блок 8 управления, селектор 9 адреса, переключатель 10 адреса, блок11 формирования адреса являютея составной частью контроллера ВУ.Блок 4 синхронизации вывода (фиг. 2)содержит четыре триггера 41-44, счетчик45, два регистра 46 и 47 сдвига, формирователь 48 импульсов, шесть элементов И 4954, два элемента НЕ 55,56, элемент ИЛИ 57,элемент 2 И - ИЛИ 58.Селектор 9 адреса (фиг. 3) содержит схему 59 сравнения, два триггера 60 и 61, элемент И 62, формирователь 63 импульсов.Блок 8 управления вводом-выводом(фиг. 4) содержит три триггера 64-66, триформирователя 67-69 импульсов, двэ элемента ИЛИ 70, 71, семь элементов И 72-78,три элемента НЕ 79-81.В таблице приведен перечень шин интерфейса и пояснено их назначение,Блок 5(фиг. 5) синхронизации ввода содержит два тригера 82, 83, три формирователя 84-86 импульсов, элемент НЕ 87.Блок 11 (фиг. 6) формирования адресасодержит регистр 88 и дешифратор 89,Работа устройства описывается с учетом использования 24-раэрядной ЦВМ,Устройство работает в двух режимах:- выдача информации из ЦВМ во внешние устройства (ВУ),- прием информации в ЦВМ из внешнихустройств.Выдача иформац из ЦВМ в ВУ.Этот режим обеспечивается последовательным выполнением в ЦВМ двух командвывода (В 1 П, В 2 П). Временная диаграммарежима приведена на фиг, 8, 9.Первой командой выдается управляющее слово (УСл), определяющее адрес группы ВУ (прибора), адрес ВУ в группе (вприборе), признак направления обмена(ввод-вывод). Вариант структуры управляющего слова показан на фиг. 7.В данном устройстве не задается использование 1-4 разрядов 1-го байта и всего3-го байт УСл. Их назначение может бытьпроизвольным, с учетом алгоритмов обменаи временных диаграмм работы устройства, Второй командой выдается информация из ЦВМ в адресуемое первой командой ВУ. Обе команды вывода сопровождаются выдачей из ЦВМ соответствующих признаков - ПВ 1 П по шине 16 и ПВ 2 П по шине 15. Управляющее слово и информация выдаются по шинам 14. Задним фронтом признака ПВ 1 П 24-разрядное управляющее слово, выданное из ЦВМ, записывается в регистр 2, Одновременно этот признак фиксируется триггером 41, и через элементы НЕ 55 и ИЛИ 10 57 осуществляется запись "1" в первый разряд регистра 46 и кода "ОО" в регистр 47(см. фиг. 2). В триггере 42 осуществляется синхронизация ("привязка") выходного сигнала триггера 41 к положительному фронту импульса тактов, выдаваемых из ЦВМ по шине 13. На выходе триггера 42 формируется приформация задним фронтом признака ПВ 2 П записывается в регистр 1, а сам признак фиксируется триггером 43. Одновременно "1" пятого разряда УСл передним фронтом признака ПВ 2 П принимается в триггер 82, а задним переписывается в триггер 83, формируя на шине 31 постоянный сигнал "Готовность". Выходным сигналом триггера.42 разрешается поступление тактовых импульсов по шине 13 через элемент 2 И-ИЛИ 58 на вход одноразрядного счетчика 45, с выхода кото 30 рого импульсы сдвига поступают на С-вход (вход сдвига) регистра 46, а инверсные зна 35 чения этих импульсов - на С-вход регистра 47, Тремя первыми сдвигами из выходных сигналов регистра 46 на элементах И 49-51 формируется три сигнала считывания"Счит. 1 УСл", "Счит.2 УСл", "Счит. 3 УСл", которые по шинам 18 поступают на вход регистра 2. Этими сигналами осуществляется поочередная передача трех байтов управляющего слова по шинам 23 "Инф. ЦВМ" во внешние устройства, Одновременно на вы ходах регистра 47 формируются два сигнала синхронизации "Синхр.1 ЦВМ", "Синхр.2 ЦВМ", передаваемые по шинам 25, 26 во внешние устройства как сигналы. синхрониэдции управляющего слова,Четвертым сдвигом формируется сигнал на четвертом выходе регистра 47. Этим сигналом осуществляется установка в единичное состояние триггера.44, в нулевое состояние - триггера 42, завершая формированиэ сигнала ПУСл, и сбрасывается через формирователь 48 в нулевое состояние счетчик 45, Передним фронтом выходного сигнала с триггера 44 через элемент ИЛИ 57 обеспечивается запись .в регистры 46, 47 20 знак управляющего слова (ПУСл). Выдаваемая из ЦВМ по шинам 14 ин 16899615 10 15 20 25 30 40 50 55 кодов "0001", "00" соответственно. Поступающими через элемент 2 И-ИЛИ 58 тактовыми сигналами запускается в режим счета счетчик 45, выходными импульсами которого осуществляется сдвиг регистров 46, 47. Из выходных сигналов регистра 46 на элементах И 52-54 формируются три сигнала считывания из регистра 1 трех байтов информации, что обеспечивает их передачу по шинам 23 "Инф. ЦВМ" во внешние устройства. Одновременно на выходах регистра 47 формируются два сигнала синхронизации этих байтов информации, передаваемые по шинам 25, 26 в ВУ, где обеспечивается прием этих байтов информации. Задним фронтом сигнала "Счит.3 Инф" (одна иэ шин 19) устанавливается в нулевое состояние триггер 43, а затем сигналом с четвертого выхода регистра 47 устанавливается в нулевое состояние триггер 44. На этом завершается работа аппаратуры устройства обмена ЦВМ и она приводится в исходное состояние.Работа контроллера ВУ начинается с приема от УО управляющего слова, Управляющее слово с выхода регистра 2 поступает на вход схемы 59 сравнения, стробируемой признаком управляющего слова ПУСл на шине 27. При сравнении кода номера группы ВУ (разряды 6-8 УСл) с предварительно установленным на переключателе 10 адреса ВУ передним фронтом сигнала "Синхр,1 ЦВМ" на шине 25 устанавливается в единичное состояние триггер 60. Одновременно этим фронтом единица пятого разряда УСл через элемент И 72 фиксируется триггером 64, Передним фронтом сигнала, сформированным на триггере 61, через элемент И 62 в регистр 88 принимается второй байт УСл (адрес ВУ в группе). Выходным потенциалом триггера 64 разрешается формирование на элементах И 74, 75 и НЕ 79 сигналов синхронизации, обеспечивающих прием трех байтов информации, поступающих по шинам 23 в регистр 7. На формирователе 67 от.заднего фронта сигнала на шине 36 формируется сигнал, который через элемент ИЛИ 70 по шине 33 поступает на вход стробирования дешифратора 89. Ка одном из выходов дешифратора 89 формируется сигнал, соответствующий коду адреса в регистре 88. Этим сигналом осуществляется ввод в ВУ 24-разрядного кода информации, принятого в регистр 7.Прием информации в ЦВМ из ВУ.Этот. режим обеспечивается последовательным выполнением в ЦВМ двух команд вывода (В 1 П, В 2 П) и команды ввода (ВВП), Временная диаграмма режима приведена на фиг. 8, 10. Первой командой из ЦВМ выдается 24-разрядное управляющее слово(УСл), которое задним фронтом признака ПВ 1 П записывается в регистр 2 управляющего слова. Одновременно этот признак фиксируется триггером 41, и через элементы НЕ 55 и ИЛИ 57 осуществляется запись "1" в первый разряд регистра 46 и кода "00" в регистр 47 (см. фиг, 2), На триггере 42 осуществляется синхронизация ("привязка" ) выходного сигнала триггера 41 к положительному Фронту импульса тактов, выдаваемых из ЦВЫ по шине 13. На выходе триггера 42 формируется признак управляющего слова (ПУСл),Во второй команде (В 2 П) из ЦВМ нз шины информации выдается код "ОС", Эта команда в рассматриваемом режиме служит в качестве управляющей для формирования сигналсв синхронизации контролл ра внешнегоустройства, Признак ПВ 2 П фиксируется триггером 43 н одновременно "Г пятого разряда УСл передним фронтом признака ПВ 2 П принимается в триггер 82, а задним переписывается в тоиггер 83, снимая после завершения команды В 2 П сигнал "Готовность" с входа ЦРМ (на шине 31). В этом случае в ЦВМ задерживается выполнение следующей команды (ВвП) до восстановления на входе ЦВМ сигнала Тотовнрсть".Формирование сигналов считывания на шинах 18. 19, сигналов синхронизации на шинах 25, 26 и передача в ВУ байтов управляющего слова и информации осуществляется аналогично режиму вывода информации иэ ЦВМ. При этом в.регистр 7 записывается код "00".Управляющее слово с выхода регистра 2 поступает на вход схемы 59 сравнения, стробируемой признаком управляющего слова ПУСл на шине 27. При сравнении кода номера группы ВУ(разряды 6-8 УСл) с предварительно установленным на переклюцателе 10 адреса ВУ передним фронтом сигнала "Синхр.1 ЦВМ" на шине 25 устанавливается в единичное состояние триггер 60. Одновременно этим фронтом нуль пятого разряда УСл через элементы НЕ 80, И 73 фиксируется триггером 65. Передним фронтом сигнала, сформированным на триггере 61, через элемент И 62 в регистр 88 принимается второй байт управляющего слова, Выходным потенциалом триггера 65 разрешается формирование на элементе И 73, формирователе 69 и элементе ИЛИ 70 строба дешифратора 89. При этом на одном из его выходов формируется сигнал, соответствующий коду адреса в регистре 88 и служащий в качестве признака запроса о ВУ на выдачу информации. Из ВУ по шинам 38 поступает информация, записываемая в ре 168996115 20 25 30 гистр 6 сигналом синхронизации на шиНе 37.Выходным потенциалом триггера 65 из сигналов Синхр.1 ЦБМ", Синхр.2 ЦБМ", поступающих в операции В 2 П отсутствие признака ПУСл), на злементах А 76, 77 и триггере 66 1)аам)руОтся сигналы считывания байтов информации из регистра 6. При атом сигналы "Синхр.1 ВУ", "Синхр.2 БУ" р а шинах 28, 29 посгупаОт на вход блока 5 синхронизации Ввода как сигналы синхронизации байтов инфармац)л ВУ,Задним фрОнтом сигииа "Сирхр.2 БУ" через формирователь 68 и злемент ИЛИ 71 сбрасывается В нулевое состояние триггер 65, приВОДЯ тем самьм аппаратуру контрсллерз ВУ в исхаДн 08 сбстОЯние.И:) сигналов "Синхр,1 БУ", "Синхр.2 ВУ" на злемеГге НЕ 87 и формирователях 84-86 фармраотся сигналы приема отдельных байтов информации ВУ В регистр 3. Сигналом синхронизации третьего байта с выхода формирователя 86 устанавливаются В уле- ВОВ састОЯни 8 триГГеры 82, 83, формируя на иин 831 сигнал "Гатовност ", поступающий на вход ЦВМ. После этого ЦВМ Выполняет команду Ввода ВВ ) содержимаГО регистра 3. На этом завершается 1)ассматривземый : режим работы устройства,Фарр)ула изобретения 1. Устройства для обмена информацией между ЦВМ и Внешними устройствами, содер)кащее реГиста управляк)щеГО слава, селектор адреса и блок формирования адреса, информационный Выход которога являетсл Выходом устралства для подключения к адресному Входу Вн 8 шВга устаайства, лнфармацианные Выходы регистра управляющего спова с п 8 рВОГО па третий соединены с первым информационным входом селектора адреса и информационным входам блока формирования адреса, информационный Вход регистра управляющего слова является входам устраЙства для падклГОчсния к информационному выходу ЦВМ, а первый выход селектора адреса падкгначен к Входу записи блока формированиЯ адреса, 0 т л и" ч а ю щ е О с я тем, что, с цельа упрощания интерфейса сопряжения, В нега введены первый и второй регистры Ввода информации, первый и второй регистры Вывода информации, блок синхронизации овода, блок синхранлэаци 3 г Вывода, переклк)чатель адреса и блок управления Ввадари-выводам, р)Чем информацианЙ Вход первого реГистрз Вывода иФормации соединен с Вхбдом устройства для подключения к инфаррлацианнаму Выходу ЦВМ, инфармациОнны 8 Выходы перВОГО реГистра ВыВОда инфармаЦии с ГерВОГО р)0 третий ОбъеДинены с одноименными выходами регистра управляющего слова и подключены к одноименным информационным Входам второго регистра Ввода информации, один из разрядов первого информационного выхода регистра управляющего слова соединен с первым входом разрешения приема блока управления вводом-выводом, первый вход запуска блока синхронизации вывода и сихровход регистра управляющего слова объединены и образуют вход устройства для подключения к первому выходу признака операции ЦВМ, Второй вход запуска блока синхронизации вывода, си.)хровход первого регистра Вывода информации и первый тактовый вход блока синхронизации ввода обьединены и образуют вход устройства для подклОчения к второму выходу признака операции ЦВМ, вход запуска блока синхронизации ввода обьединен с о Вним из разрядов информационного входа первого регистра вывода информации, вход разрешения Приема которого подключен к первому выходу блока синхронизации вывода, Второй выход которого соединен с входом разрешения приема регистра управляющего слова, тактовый вход блока синхронизации вывода является входом устройства для подключения к тактовому выходу ЦВМ, третий выход блока синхронизации вывода подключен к синхровходу селектора адреса и первому синхровходу блока управления вводом-выводом, четвертый выход блока синхронизации вывода соединен с входом начальной установки селектора адреса и Вторым синхровходом блока управления вводом-выводом, пятый выход блока синхронизации вывода подключен к входу разрешения приема селектора адреса и входу признака операции блока управления вводом-выводорл, второй выход селектора адреса соединен с вторым входом разрешения приема блока управления вводом-выводом, Выходы с первого по третий которого подключены к одноименным синхровходам второго регистра ввода информации, четвертый и пятый выходы блока управления вводом-Выводам соединены соответственна с входам начальной установки и входом )азрешения приема блока формирования адреса, информационный выход второго регистра ввода информации является выходам устройства для подключения к информационному входу Внешнего устройства, в;оды разрешения приема второго реГистра вывода информации с п 8 рВОГО по третий подключены к выходам блока управления вводом-Выводом с шестого по восьмой, кроме того, шестой и седьмой выходы блока уп ра Вл 8 н ия Вводам" Вы ВОДОМ сОРДиНаправление пе е ачи Количество Назначение ЦВМ - ВУ Передача Усл и информации изЦВМ в ВУ Передача информации из ВУв ЦВМ Идентификация УСл ВУ - е ЦВМ ЦВМ - +ВУ ЦВМ - -ВУ ВУ - рЦВМ Инф,1 ВУ.,Инф.ЗВУ ПУСлСинхр.1 ЦВМ, Синхр.2 ЦВМ СинхрониэацияУСли информацииСинхронизацияин о мацииВУ Синхр.1 ВУ,Синхр.2 ВУ нены соответственно с вторым тактовым входом и входом останова блока синхронизации ввода, информационный вход и синхровход второго регистра вывода информации являются входами устройства 5 для подключения соответственно к информационному выходу и выходу синхронизации вывода внешнего устройства, информационный выход второго регистра вывода информации подключен к информа ционным входам с первого по третий первого регистра ввода информации, выход которого является выходом устройства для подключения к информационному входу ЦВМ, второй информационный вход селек тора адреса соединен с выходом переключателя адреса, синхровходы первого регистра ввода информации с первого по третий подключены к выходам блока синхронизации ввода с первого по третий, чет вертый выход которого является выходом устройства для подключения к входу готовности ЦВМ. 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления вводом-выводом содержит три триггера, три формирователя импульсов, два элемента ИЛИ, семь элементов И и три элемента НЕ, причем первый вход разрешения приема блока со единен с первым входом первого элемента И и через второй элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, первый синхровход блока подключен к вторым входам первого и второго элементов И, первым вхо дам третьего, пятого, шестого элементов И и синхровходу третьего триггера, второй синхровход блока соединен с первым входом четвертого элемента И, входом сброса,40 Инф.1 ЦВМИнф.8 ЦВМ третьего триггера и первым входом седьмого элемента И, второй вход разрешения приема блока подключен к третьим входам первого и второго элементов И, вход признака операции блока соединен с вторым входом седьмого элемента И, а через третий элемент НЕ - с вторыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, выход первого триггера подключен к третьим входам третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И соединен с первым выходом блока, а через первый элемент НЕ - с вторым его выходом, выход четвертого элемента И подключен к третьему выходу блока, а через первый формирователь импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход второго триггера соединен с третьими входами пятого, шестого, седьмого элементов И и информационным входом третьего триггера, выход пятого элемента И является седьмым выходом блока, выход шестого элемента И подключен к шестому выходу блока и через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к входам сброса первого и второго триггеров и является четвертым выходом блока, выходы первого и второго элементов И соединены с синхровходами соответственно первого и второго триггеров, выход третьего триггера является восьмым выходом блока, выход седьмого элемента И через третий формирователь импульсов подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с пятым выходом блока, а информационные входы первого и второго триггеров подключены к шине единичного потенциала блока.