Устройство для сопряжения эвм с внешними устройствами

)5 6 ИЗОБРЕТЕ НИ СПИ ЕЛЬСТ В АВТОРСКО(71) Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭВМ С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для связи каналов ввода-выводаеЭВМ с внешними устройствами. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения номенклатуры подключаемых внешних устройств. Устройство содержит К блоков обмена с внешними устройствами, К блоков инициализации информационных шин, блок обмена с ЭВМ, блок управления, блок настройки линий управления, память, коммутатор, блок микропрограммного управления. 3 з,п, ф-лы, 10 ил. Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для связи каналов ввода-вывода ЭВМ с внешними устройствами.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения номенклатуры подключаемых внешних устройств.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока настройки линий управления; на фиг. 3 - блок-схема блока управления; на фиг. 4 - блок-схема узла управления; на фиг, 5 - схема триггера управления; на фиг. б - временная диаграмма работы триггера управления; на фиг. 7 - схема блока инициализации информационных шин; на фиг, 8 - схема блока обмена с внешним устройством; на фиг. 9 - схема блока обмена с ЭВМ; на фиг. 10 - схема блока микропрограммного управления,Устройство (фиг, 1) содержит К блоков 3 обмена с внешними устройствами, К блоков 3, 4 инициализации информационных шин, блок 5 обмена с ЭВМ, блок б управления, блок 7 настройки линий управления, память 8, коммутатор 9. блок 10 микропрограммного управления,Блок 7 настройки линий управления (фиг, 2) содержит К+1 регистров 11.Блок 3, 4 инициализации информационных шин (фиг. 7) содержит элемент НЕ-И 12, триггеры 13, 14.блок 1, 2 обмена с внешним устройством (фиг, 8) содержит передатчики 15, приемники 16, регистры 17-19, счетчики 20, 21, триггеры 22, 23, элементы ИЛИ 24, элемент И 25, триггер 26, элемент И 27, триггеры 28, 29, элементы И 30, элемент ИЛИ 31, элемент И 32,(фиг. 4) содергруппу переков 35, группу вую 37 и вто- И, третью 39,правления мутатор ЗЗ у приемни вления, пер ментов ИЛ Каждый узел у жит выходной ком датчиков 34, групп триггеров 36 упра рую 38 группы эл СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ И ГКНТ СССР 1777144 А 1ОИ Подписное ям и открытиям при ГКНТ СССР наб., 4/5первую 40 и вторую 41 группы элементов И,группу комбинационных узлов 42, 43, вторую 44 и первую 45 группы дешифраторов,группу 46 информационных входов, причемкаждый комбинационный элемент состоитиз одноразрядного операционного подэлемента 47 и двух счетчиков 48 и 49. Узелуправления содержит также третью группудешифраторов 50, две группы коммутаторов 51, 52 и группу регистров 53.Каждый триггер 36 управления (фиг, 5)содержит триггер 54, элемент ИЛИ 55, элемент И 56, триггер 57, элемент НЕ 58, триггер 59, элемент И 60,Блок 10 микропрограммного управления (фиг. 10) содержит триггеры 61, 62, коммутаторы 63, 64, регистр 65, сумматор 66,регистр 67, арифметико-логические узлы68-69, регистр 70, коммутатор 71, дешифратор 72, коммутатор 73, регистр 74, элементИ 75, элемент ИЛ И 76, регистр 77, генератор78 синхроимпульсов,Блок 5 обмена с ЭВМ (фиг, 9) содержитпередатчики 79, приемники 80, регистры 8183, счетчики 84, 85, триггеры 86, 87, элементИЛИ 88. элемент И 89, регистры 90, 91, триггер 92, элемент И 93, триггеры 94, 95, элементИ 96, элемент ИЛИ 97, элемент И 98.Назначением блока 7 является управление передатчиками и приемниками сигналовуправления внешнего устройства и ЭВМ.Код 10 в двух первых триггерах регистра11 обеспечивает передачу первого управляющего сигнала первому внешнему устройству(ВУ), код 01 - прием первого управляющегосигнала первого ВЧ, код 00 блокирует приеми передачу соответствующего сигнала. Код11 является запрещенным.Назначением блока 3, 4 является управление передатчиками и приемниками информации для соответствующего ВУ.По соответствующей команде блока 10информация из памяти 8 принимается в триггеры 13 и 14. Если в этих триггерах записанкод "00", то передатчики 15 и приемники 16"закрыты", на выходе элемента НЕ-И 12 -высокий уровень. В этом режиме информационный обмен с соответствующим ВУ заблокирован, но включено "кольцо" для запускатестов проверки; информация с выхода регистра 17 замыкается на вход регистра 18.Если в указанных триггерах содеркитсякод "01", то блокируется выдача информацииВУ, но прием информации от ВУ вь полняется.Если в указанных триггерах содержитсякод "11", обмен информацией разрешен вобе стороны.Перед началом работы производитсяпрограммная настройка блока обмена с ВУ,По соответствующим командам блока10 в регистр 19, счетчик 20. счетчик 21 записывается необходимая информация из памяти 8.5 Регистр 19 состоит из нескольких полей.Полеопределяет номер триггера в блок6, сигналы от которого рассматриваются какимпульс сопровождения информации (И С).10 Поле ) определяет номер триггера вблок 6, который будет установлен в "1" поокончании обмена (по сигналу "Конец обмена" - КО).Поле вывод-ввод определяет направле 15 ние обмена,В регистре 19 могут содержаться ещеряд полей (например, величина кольцевогобуфера, признак однократности обмена ит,д,),20 В счетчиках 20 записывается начальныйадрес памяти, с которого начинается обмен,в счетчик 21 заносится количество обменов,которое необходимо осуществить.Рассмотрим вначале прием информа 25 ции от ВУ.Информация от ВУ по ШИН - А черезприемники 16 поступает на О-вход регистра18. В качестве синхросигналов приема используется ИС из блока 6, Одновременно30 ИС поступает на схему синхронизации, состоящую из триггеров 26, 28, 29 и элементовИ 27, ИЛИ 31.Схема синхронизации обеспечивает, "привязку" несинхронного ( в общем случае)35 импульса сопровождения (ИС) к внутреннейчастоте устройства (СИ), В регистр 23 принимается информация по СИ.Одновременно с приемом информациив регистр 23 вырабатывается сигнал ЗпЗУ40 (на элементе И 32), производится записьинформации с регистра 23 в память 8.Когда обмен закончится (содержимоесчетчика 21 станет равным нулю), вырабатывается сигнал КО, поступающий в блок 6, где45 устанавливает в "1" триггер, номер которогоопределяется полем ) регистра 19.Аналогично выполняется передача информации ВУ по ШИН - К,ИС из блока 6 после схемы синхрониза 50 ции вырабатывает сигнал ЧтЗУ (выход элемента И 30), и информация из памятипринимается в триггер 22, По заднему фронту ИС информация из триггера 22 принимается в регистр 17 и через передатчик 1555 поступает в ВУ,Для воэможности засылки информациииз памяти 8 в триггер 22 по команде блока10 используется элемент ИЛИ. 24, 1777144Модификация счетчика 20 и счетчика 21 выполняются соответственно по выходному сигналу ТЗС с триггера 29 и ИС.Работа блока 5 аналогична работе блоков 1 и 2.В блок 5 обмена с ЭВМ кроме информации поступает также сообщение от канала, которое затем передается блоку 10.Сообщение от канала принимается в регистр 91 блока 5 и одновременно происходит прерывание блока 10 (по соответствующему сигналу управления от канала, который используется как импульс сопровождения сообщения),Сообщение к каналу передается с регистра 90, информация в который принимается из памяти 8 по команде блока 10,На входы разрешения передатчиков 79 и приемников 80 подан постоянно разрешающий уровень (в данном случае - положительный. Е), "кольцо" приемников 80 разомкнуто эа счет запрещающего уровня Е,На счетчик 84 заведен постоянный уровень Е, соответствующий формату информации канала.В остальном выполнение такое же, как в блоках 1 и 2.Каждый регистр 53 блока 6 содержит командное слово, состоящее иэ ряда полей: поля кода операции (КОП), поля первого операнда (01), поля второго операнда (02) и двух полей констант (сопзт 1 и сопи 2),Но команде блока 10 информация иэ памяти 8 заносится в регистр 53,Поле 01 данного командного слова определяет нойер триггера управления, который используется в элементе 47 как первый операнд, поле 02 - номер триггера управления, который используется как второй операнд.Поля сопя 1 и сопз 1 2 регистра 53 определяют соответственно положение переднего фронта и длительность результирующего сигнала. Если прищеп сигнал КО (конец обмена), то расшифровывается поле) командного слова обмена с ВУ (или с каналом) на дешифраторе 44 и через элементы И 39 и ИЛИ 37 соответствующий триггер 36 устанавливается в "1",По команде блока 10 любой триггер 36 может устанавливаться либо в "1", либо в "0". После расшифровки на дешифраторе 45 номера триггера управления, заданного в именном поле команды блока 10, в зависимости от кода операции блока 10 соответствующий триггер устанавливается в "1" или "0". Если в команде блока 10 была задана установка "1", то через элементы И 40, ИЛИ50 55 5 102025 3035 4045 37 устанавливается в "1":ос;етс-ьукиш й триггер 36.Еслиже в команде блока 10 была задана установка "0"; то через элементы И 41, ИЛИ 38 устанавливается в "0" соответствующий триггер 36Аналогично производится управление триггерами управления по информации в регистре 53. Сигнал с выхода счетчика 48 через элемент ИЛИ 37 устанавливает в "1"соответствующий триггер. Сигнал с выхода счетчика 49 через элемент ИЛИ 38 устанавливает в "0" соответствующий триггер.Коммутатор 33 пропускает на выходсигналы с того триггера 36. который был указанв командном слове соответствующего ВУ или канала (в поле 1). Эти сигналы используются в соответствующем блоке 1, 2 или блоке 5 как импульс сопровождения,Как видно из приведенного выше примера конкретной реализации блока 6 управления, основная особенность данного узла состоит в том, что каждому триггеру Зб управления ставится в соответствие регистр 53 и схема преобразования этих сигналов, состоящая из элемента 47, счетчиков 48 и 49,Такое построение еще более расширяет класс интерфейсов обмена, с которыми может работать данное устройство.Кроме этого, данное решение позволяет отказаться от используемого в прототипе коммутационного поля, что особенно актуально для систем элементов с большой степенью интеграции, для которых в значительной степени характерно ограничение по количеству контактов, а не по количеству используемых ветилей.Наконец, однотипность триггеров 36 также способствует расширению класса используемых интерфейсов обмена. Блок 10 обеспечивает взаимодействие всех узлов устройства. Информация из памяти 8 поступает в регистр команд, состоящий иэ триггеров 61 и 62. После дешифрации кода операции в дешифраторе 72 выполняются соответствующие действия, Если, например, был задан код арифметической операции, то, в соответствии с сигналом "Код опер. АЛУ чисел" в АЛУ чисел 69 выполняются соответствующие преобразования и результат принимается в один из регистров 70, номер которого указан в коде операции. Источниками операндов для АЛУ чисел 69 являются регистр 70 и память 8.Информация с выходов регистра 70 через коммутатор 71 по команде "Запись" (на10 20 30 40 45 50 55 выходе дешифратора 72 сигнал Зп) запоминается в памяти 8,По сигналам прерывания, поступающим иэ блока 6, устанавливаются в "1" соответствующие триггеры регистра 74, Каждому такому триггеру соответствует триггер маски в регистре 77.Если два одноименных разряда регистра 74 и регистра 77 одновременно в "1". то формируется сигнал прерывания, поступающий на коммутационное поле адресовпрерывания - коммутатор 63.В зависимости. от причины прерывания а коммутаторе 63 выбирается соответствующее значение адреса, по которому выполняется безусловный переход.Адрес первой невыполненной команды текущей последовательности из сумматора 66 передается в регистр 67. После окончания прерывающей программы следует команда "Возврат", по которой содержимое Реистра 67 через коммутатор 64 передается в регистр 65, Таким образом, возобновляется прерванная последовательность команд,При выполнении команд перехода содержимое триггера 61 через коммутатор 64 принимается в регистр 65,Прием информации из памяти 8 в регистры устройства выполняется по сигналу "Пр. в регистры", вырабатываемому в дешифраторе 72.Этот сигнал поступает в различные узлы устройства и обеспечивает их программную настройку.Формула изобретения 1. Устройство для сопряжения ЭВМ с внешними устройствами, содержащее блок микропрограммного управления, блок управления, блок обмена с ЭВМ, и блоков обмена с внешними устройствами, где ив число внешних устройств, коммутатор, память, и блоков инициализации информационных шин, причем первые группы информационных входов и выходов блоков обмена с внешними устройствами образуют группы входов и выходов устройства для подключения к группам информационных выходов и входов внешних устройств, первая группа входов-выходов логического условия блока управления образует группу входоа-выходов устройства для подключения к группам командных входов-выходов внешних устройств, вторая группа входоввыходов логического условия блока управления образует группу входов-выходов устройства для подключения к первой группе командных входов-выходов ЭВМ, группа командных входов-выходов блока обмена с ЭВМ образует группу входов-выходов устройства для подключения к второй группе командных входов-выходов ЭВМ, группа информационных входов-выходов блока обмена с ЭВМ образует группу входов-выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов ЭВМ, при этом вторые группы информационных выходов и блоков обмена с внешними устройствами и первая группа информационных выходов блока обмена с ЭВМ соединены с соответствующими группами информационных входов коммутатора, группа управляющих входов и группа информационных выходов. которого соединены соответственно с первой группой выходов блока микропрограммного управления и с группой адресных входов памяти, группа информационных выходов которой соединена с первой группой входов логического условия блока микропрограммного управления, с группами информационных . входов и блоков обмена с внешними устройствами, блока обмена с ЭВМ, блока управления и с группами кодовых входов и блоков инициализации информационных шин, первые, вторые и третьи командные выходы которых соединены с первыми, вторыми и третьими разрешающими входами соответствующих блоков обмена с внешними устройствами, группы синхровходов и блоков обмена с внешними устройствами, блока обмена с ЭВМ, блока управления, синхровходы п блоков инициализации информационных шин соединены с группой синхровходов блока микропрограммного управления, вторая группа входов логического условия которого соединена с группой выходов блока управления, первая группа входов логического условия которого соединена с второй группой выходов блока микропрограммного управления, вход. логического условия которого соединен с командным выходом блока обмена с ЭВМ, группа синхровыходов блока управления соединена с синхровходами п блоков обмена с внешними. устройствами и блока обмена с ЭВМ, третьи группы информационных выходов и блоков обмена с внешними устройствами и вторая группа информационных выходов блока обмена с ЭВМ соединены с второй группой входов логического условия блока управления, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет увеличения номенклатуры подключаемых внешних устройств, в устройство введен блок настройки линий управления, при этом группа информационных выходов памяти и группа синхровходов блока микропрограммного управления соединены соответственно с5 10 15 20 30 35 40 45 ментов группы. 50 55 группой информационных входов и с группой синхро- и разрешающих входов блока настройки линий управления, группа выходов которого соединена с третьей группой входов логического условия блока управления,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит К+1 узлов управления, причем группы информационных входов К+1 узлов управления образуют группу информационных входов блока, группы входов-выходов логического условия К узлов управления образуют первую группу входов-выходов логического условия блока, первая группа входов-выходов логического условия К+1)-го узла управления образует вторую группу входов-выходов логического условия блока, группы синхровходов К+1 узлов управления образуют группу синхровходов блока, группы выходов и первые группы входов логического условия К+1 узлов управления образуют соответственно группу выходов и первую группу входов логического условия блока, синхровыходы К+1 узлов управления образуют группу синхровыходов блока, вторые и третьи группы входов логического условия К+1 узлов управления образуют соответственно вторую и третью группы входов логического условия блока.3, Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что узел управления содержит группу передатчиков, группу приемников, выходной коммутатор, группу триггеров управления, две группы элементов ИЛИ, три группы элементов И, три группы дешифраторов, две группы коммутаторов, группу регистров, группу комбинационных элементов, причем информационные входы регистров группы образуют группу информационных входов узла, выход выходного коммутатора является синхровыходом узла, информационные выходы передатчиков группы и информационные входы приемников группы образуют группу входов-выходов логического условия узла. первые входы элементов И первой группы, первые входы элементов И второй группы, информационные входы дешифраторов первой группы образуют первую группу входов логического условия узла, группа управляющих входов выходного коммутатора, первые входы элементов И третьей группы и информационные входы дешифраторов второй группы образуют вторую группу входов логического условия глэ, уп равлгнощие входы приемников группы и передатчиков группы образуют третью группу входов логического условия узла, выходы триггеров управления группы соединены с информационными входами передатчиков группы, с группой информационных входов выходного коммутатора, с информационными входами коммутаторов первой, второй групп и образуют группу выходов узла, синхровходы регистров группы, комбинационных элементов группы,. триггеров управления группы образуют группу синхровходов узла, при этом в узле управления информационные выходы приемников группы соединены с первыми и вторыми информационными входами триггеров управления группы, единичные и нулевые входы которых соединенысоответственно с выходами элементов ИЛИ первой и второй групп, выходы дешифраторов первой группы соединены с вторыми входами элементов И первой и второй групп, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ первой и второй групп, вторые входы элементов ИЛИ первой группы соединены с выходами элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с выходами дешифраторов второй группы, третьи входы элементов ИЛИ первой группы и вторые входы элементов ИЛИ второй группы соединены соответственно с первыми и вторыми выходами комбинационных элементов группы, первые и вторые информационные входы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами регистров группы, третьи, четвертые и пятые выходы которых соединены соответственно с информационными входами дешифраторов третьей группы, с управляющими входами коммутаторов первой и второй групп, выхо ды которых соединены соответственно с третьими, четвертыми и пятыми информационными входами комбинационных эле 4. Устройство по п.1, отл и ч а ю щеес я тем, что блок настройки линий управления содержит и+1 групп регистров, причем информационные входы регистров образуют группу информационных входов блока, синхровходы и разрешающие входы регистров образуют. группу синхро- и разрешающих входов блока, выходы регистров образуют группу выходов блока.диелы уараРл. Юу И Гигналы ул мумла 1777144 юпяы уараЮл юрою