Устройство для сопряжения процессора с группой устройств памяти

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1 РЕСПУБЛИ 51) 4 Р 13 ЕТЕНИЯ ВУ 4 Бюл нстит о СССР 1981. СССР 1984, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗВТОРСКОМУ СВИДЕТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ПР ЦЕССОРА С ГРУППОЙ УСТРОЙСТВ ПАМЯТ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для увеличения объемаоперативной памяти при построениицифровых систем на базе мини(микро)ЭВМ, в частности, с многопользовательским, мультипрограммным режимомработы, Цель изобретения состоит в13 упрощении устройства, повышении быстродействия и эффективности использования многоблочной памяти, Устройство содержит узел канальных приемо- передатчиков 7, дешифратор 8 адреса, регистр 9 управления и состояния, содержащий триггер 15 режима и триггер 16 ошибки, блок 11 оперативной памяти, регистр 12 номера блока, дешифратор 14 номера блока, два элемента ИЛИ 18 и 23, два элемента И 19 и 25. После включения питания системы (или при начальной установке в процессе работы) по командам процессора в блок 11 заносится информация об управлении работой разделов 4 (устройств) памяти, В режиме Пользовательский , т,е, когда установлен триггер 15, сигнал с инверсного вы 48843хода этого триггера блокирует прохождение канального сигнала "Выбор устройства", что позволяет более эффективно испольэовать многоблочные устройства памяти, После записи управляющей информации в блок 11 в адресной части цикла при обращении к памяти производится выборка соответствующего кода иэ блока 11, содержимое которого определяет выбираемый дешифратором 14 раздел памяти и разрешенный вид доступа к этому разделу; запись и/или чтение. При ошибке обращения на регистр 12 фиксируется адрес раздела, к которому производилось обращение, и устанавливается триггер 16, что позволяет управляющей программе определить причину возникновения ошибки, 1 ил, Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления памятью, и можетбыть использовано для увеличения объема оперативной памяти при построении цифровых систем на базе мини(микро)ЭВМ, в том числе с многопользовательским, мультипрограммным режимомработы.Целью изобретения является повышение быстродействия и сокращение аппаратурных затрат устройства,На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.На чертеже показаны микроЭВМ 1,содержащая центральный процессор 2,блок 3 постоянной памяти (ПЗУ), группа устройств 4 памяти (разделы), связанные с устройством 5 для сопряженияпосредством магистрали 6.Устройство 5 содержит узел 7 канальных приемопередатчиков, дешифратор 8 адреса, регистр 9 управленияи состояния, управляющую магистраль10, блок 11 оперативной памяти (ОЗУ),регистр 12 номера блока, адресную магистраль 13, дешифратор 14 номераблока, Регистр 9 состоит из триггеров режима 15 и ошибки 16, синхровходы которых соединены шиной 17 с первым выходом дешифратора 8. На черте же также показаны элемент ИЛИ 18, элемент И 19, шины 20 и 21 третьего и второго выходов дешифратора 8, шина 22 входа записи ОЗУ 11, элемент ИЛИ 23, шиной 24 подключенный к входу элемента И 25, шины сигналов ошибки 26, сброса 27 и синхронизации 28,Пространство ячеек памяти, адресуемое всеми разрядами процессорного слова, определено как блок памяти, который состоит из совокупности банков памяти. Виртуальный адрес, т,е, адрес, формируемый командами процессора, содержит два поля: поле номера банка в данном блоке памяти и адрес ячейки (смещение) в данном банке памяти. Физический (исполнительный) ад 20 25 30(устройства), номер блока памяти вразделе, номер банка и смещение адреса,Устройство 5 при помощи ОЗУ 11формирует физический адрес памяти,причем в ОЗУ 11 заносятся поля физического адреса, определяющие действительный физический адрес банкапамяти, Например, для 16-разрядногослова процессора старшие три разряда 13-15 виртуального адреса интерпретируются как номер одной из вось3 13488 ми ячеек ОЗУ 11. Содержимое ячейки ОЗУ 11 пристыковынается к виртуальному адресу, определяя физический номер блока в разделе, в котором находится нужный банк, и физический номер раздела, к которому производится обращение. Доступность данного банка обеспечивается соответствующей установкой двухраэрядного кода, который интерпретируется как разрешение банка для чтения и записи, только для чтения и чтение и запись запрещены, Последнее обозначает, что поле адресов, соответствующее этому банку памяти, не может быть использовано при решении задач. Это позволяет обеспечить защиту памяти от влияния одной задачи на другие. ОКаждый раздел 4 памяти имеет управляющие входы "Выборка", "Разрешение ввода , Разрешение вывода", спомощью которых данному разделу памяти либо разрешается, либо запреща-25ется работа с магистралью "Общая шина".Устройство работает следующим образом.Под все адреса ячеек ОЗУ 11 реали- З 0эуются адреса внешних устройств, накоторые реагирует дешифратор 8, Вадресной части цикла при обращении кпамяти производится выборка соответствующего кода иэ ОЗУ 11, содержимое35которого определяет выбираемый дешифратором 14 раздел 4 памяти и разрешенный вид доступа запись и/или чтение к этому разделу. В случае, еслипроизошел запрещенный для данногораздела 4 памяти вид обращения, тона регистре 12 фиксируется номер раздела памяти, к которому производилось ошибочное обращение, а такжеустанавливается триггер 16 что позФ45воляет программе обслуживания ошибки обращения к каналу определить,вызван ли этот сбой аппаратурой либоошибкой программирования,При включении питания системы мини(микро)ЭВМ или при канальной уста 50новке в процессе работы процессор 2вырабатывает сигнал "Сброс", устанавливающий триггер 15 в нулевое состояние, что соответствует режиму работыустройства "Системный", В этом режимепроизводится запись информации в ОЗУ11. Сигнал с инверсного выхода триггера 15 через элемент И 19 по сиг 43налу с дешифратора 8 производит запись информации в ОЗУ 11,В адресных частях процессор 2 последовательно выставляет эарезервированные адреса внешних устройств. В информационной части цикла магистрали 6, когда на шинах выставлены данные, старшие и разрядов адресуют ячейку памяти ОЗУ 11, младшие ш разрядов являются информацией для этой ячейки.В режиме Пользовательский", т.е. когда установлен триггер 15 в единичное состояние, сигнал с инверсного выхода триггера 15 блокирует прохождение канального сигнала "Выбор устройства" из процессора 2, Таким образом,в режиме "Пользовательский" появляется возможность использования банка памяти, отводимого под адреса внешних устройств.При обращении к памяти старшие разряды адреса (номер банка) поступают на вход ОЗУ 11, на выходе которого появляется информация соответствующей ячейки ОЗУ 11. В отсутствие сигнала синхронизации адреса регистр 12 работает в режиме прозрачности, т.е. информация с выхода ОЗУ 11 поступает на вход дешифратора 14, который дает разрешение на подключение заданного раздела 4 памяти. По переднему фронту в шине 28 информация с выхода ОЗУ 11 запоминается в регистре 12, в результате запрещается прохождение информации с выхода ОЗУ 11 на вход дешифратора 14 в информационной части цикла магистрали 6. Если производится запрещенный для данного раздела 4 вид обращения, то процессор 2 вырабатывает сигнал "Ошибка обращения" к магистрали 6, который по совпадению с сигналом с выхода элемента ИЛИ 23 устанавливает триггер 16 в единичное состояние. Сигнал с выхода триггера 16 запрещает работу дешифратора 14 и запрещает изменение информации в регистре 12, Обрабатывая прерывание по ошибке обращения к каналу, процессор 2 вырабатывает канальный сигнал "Сброс" и обращается к регистру 9 устройства, анализирует его, и если триггер 16 установлен, считывает информацию из регистра 12 и выполняет необходимые действия для выявления причины возникновения ошибки обращения к каналу, В случае выявления причин, выз1348843 Формула изобретения Составитель В.Вертлиб Редактор Е.Копча Техред А,Кравчук Корректор В.БутягаЗаказ 4803/49 Тираж 670 Подписное ВНИИ 11 И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5ванных аппаратурными сбоями, осуществляется повторный запуск команды либо участка программы, на котором произошел сбой. В случае ошибки про 5 граммирования производится выдача сообщения об этом на терминал . 10Устройство для сопряжения процессора с группой устройств памяти, содержащее узел канальных приемопередатчиков, выходом соединенный с информационным входом регистра управления и состояния и входом дешифратора адреса, первым и вторым выходами подключенного соответственно к синхровходу регистра управления и состояния и управляющему входу узла канальных приемопередатчиков, вход-выход которого является входом-выходом устройства для подключения к шине адреса данных процессора, два элемента И, первый элемент ИЛИ и регистр номера блока, подключенный группой выходов к группе информационных входов дешифратора номера блока, группа выходов которого является группой выходов устройства для подключения к входам выборки устройств памяти группы, первый выход регистра управления и состояния соединен с первым входом первого элемента И и является выходом устройства для подключения к входу запрета выбора внешнего устройства процессора, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок оперативной памяти и второй элемент. ИЛИ, причемвходы адреса и данных блока оперативной памяти являются входами устройства для соединения с шиной адреса данных процессора, вход записии выход блока оперативной памяти соединены соответственно с выходом первого элемента И и информационным входом регистра номера блока, управляющий вход которого соединен с выходомпервого элемента ИЛИ, первым входомподключенного к второму выходу регистра управления и состояния и управляющему входу дешифратора номера блока, выход и первый вход установкирегистра управления и состояния соединены с выходом второго элемента И,подключенного первым входом к выходувторого элемента ИЛИ, первый и вто-рой входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходамирегистра номера блока, информационный вход узла канальных приемопередатчиков соединен с вторым и третьимвыходами регистра управления и состояния и группой выходов регистраномера блока, первый и второй выходыкоторого являются соответствующимивыходами устройства для подключенияк входам запрета ввода и вывода устройств памяти группы, второй вход установки регистра управления и состояния, вторые входы первого элементаИЛИ и второго элемента И являются соответствующими входами устройствадля подключения к шинам сброса, синхронизации и ошибки процессора,третий выход дешифратора адреса соединенс вторым входом первого элемента И,