Устройство для сопряжения процессора с устройствами ввода вывода

Союз СоеетскнкСоцналнстнческнзРесттублнк ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и 693362 АВТО РСК ВИДЕТЕЛЬС(22) Заявлено 10.06,77 (2 с присоединением заявки М 51) М Кл 2495038/ 1 3/04 ооудорстеекиье конот СССР по делам кзобретоний к откритойДата опубликования описания 79 2) Авторы изобретени Н. Пусенков, Л. 3. Либуркин В. Т, Хмелевский,А. А. Ильин, М. Д. Чирков, Ч. В. Егоров, А. В, Дерновой и Н, Н. Дыиин явитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ПРО Ч УСТРОЙСТВАМИ ВВОДА-ВЫВО ССОР 15 тройств является способность, воз мо ж нос т и вьюо обмена данными есколькими устрой управлениеошью инстора и с понала (УЧК между процессором иИзобретение относится к областивычислительной техники и может бытьиспользовано для. сопряжения процессорас устройствами ввода-вывода,Известны устройства для организацииобмена информации между процессороми устройствами ввода-вывода, содержащее блок сопряжения с памятью,блоксопряжения с внешними устройствами,регистр адреса данных, регистр адресакоманды, регистр адреса внешнего устройства, регистр кода операции, регистры данных, сумматор, счетчик байтов,дешифратор кода операции, триггеры режимов, выполняющие функции организациипоследовательного обмена данными между процессором и высокоскоростными устройствами ввода-вывода (11,Недостатком этих усневысокая пропускнаявследствие отсутствияполнения одновременног Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для связи процессора с устройствами ввода-вывода, содержащее блокобработки инструкций процессора, соедипенный первым выходом с первым входом регистра связи с процессором, первыйвыход которого через регистр масокподключен к первому входу блока анатолиза приоритетов, второй и третий выходы которого подключены соответственнок выходу регистра запросов и второмувыходу блока обработки инструкций процессора, входы которых и второй входрегистра связи с процессором являются соответствующими Входами устройства,блок выдачи адреса и блок выдачи данных,выходы которых являются соответственноадресным и информационным выходамиустройства 21В указанном устройствеобменом производится с помрукций центрального процессмощью управляющих слов ка )3 69336которые хранятся в оперативной памятимультиплексного канала (ОПМК). УСКсодержит адрес памяти центральногопроцессора и информацию, необходимуюдля выполнения операции ввода-вывода.Каждому внешнему устройству соответствует свое УСК. При. установлении связи с данным внешним устройством егоУСК извлекается из ОЛМК и заноситсяв общий регистр УСК, с которого ведется управление обменом. После передачиинформации УСК для данного абонентапередается обратно в ОПМК на хранение.На передачу УСК из ОПМК в регигтрУСК и обратно затрачивается несколько 15машинных тактов, что увеличивает времяна установление связи с внешним устройством. Кроме того, данное устройстводля связи процессора с устройствамиввода-вывода в каждый момент времени 20обменивается информацией только с одним внегпним устройством, что исклгочает возможность о 1 щовременной работынескольких быстродействующих внешнихустройств. Таким образом, недостаток25этого устройства состоит в малой пропускной способности.11 елью изобретения является повышение пропускной способности устройства.Поставленная пель достигается тем,30что в устройгтво введены подканалы почислу ус гройств вода-вывода, каждьгйиз которых содержит регистр управляющих слов, соединенный первым входом спервым выходом формирователя управляю 35щих сигналов, второй и третий выходыкоторого подключены соответсчвенно ковходу регистра записи и первому входурегистра чтения, и управляемый счетчик40машинных тактов, выходом подключенныйко входу формирователя управляющихсигналов, причем, третий выход блокаобработки инструкдкй процессора и второй выход регистра связи подключены45соотвественно ко второму и третьемувходу регистров управляющих слов, выходы которых соединены с соответствуюшими входами блока выдачи данных, четвертые выходы формирователей управляю 50щих сигналов подканалов подключены ксоответствующим входам из группы входов блока анализа приоритетов, выходкоторого подкгцочен ко входам управляемых счетчиков машинных тактов,55выходы регистров записи подключеньг ксоответствующим входам блока выдачиадреса, третий выход регистра связи спроцессором соединен со вторыми входа 2 4ми регистров чтения подканалов, второй вход регистра заггиси, пятьЮ вход форми.д рователя управггяюгггих с игна лов и шх од регистра чтения г -го подканала являются входом и выходом 1-ой группы входов и Выходов устройства,г 1 а чертеже приведена блок-гхемаустройства, содержащая блок 1 обработки инструкций, регистр 2 связи с процессором, регигтр 3 маски, регистр 4запросов, блок 5 анализа приоритетов,блок 6 выдачи адреса, бггок 7 выдачиданных, подканал 8, включающий регистр9 управляющих слов, формирователь 10управляющих сигналов, регистр 11 записи, регистр 12 чтения и управляемыйсчетчик 13 магггинвгх тактов первьгй14, второй 15 и третий 16 входы устройства, адресный 17 и информационный18 выходы устройства и группу 19входов и выходов устройства для подключения устройства ввода-вывода.Устройство работает следующим образом,В блок 1 по входу 14 поступает инструкция - "прием управляющего словаиз процессора с кодом номера устройства ввода-вывода (ВУ). С выхода бг 1 ока 1 сигнал приема управляющего слова поступает в регистр 2, а сигнал,представляющий собой дещифрованныйномер ВУ - в регистр 9 гоответствующего подканала 8. По сигналам блока 1управляющее слово для одного подканала поступает через вход 15 в регистр 2,а затем в регистр 9 соответствующегоподкана па,Во время передачи управляющегослова из процессора в устройство работа блока 5 блокируется сигналом изблока 1.Реализация запросов устройств ввода-вывода на обмен информацией осуществляется в такой последовательности. Запросы устройства ввода-выводана обмен данными поступают на вход 16и регистр 4, связанный г. блоком 5. 11 риналичии управляющего сггода для данного абонента, инициируемого сигналом,поступающим на соответствующий входблока 5 из формирователя 10, и отсутствии сигнала маски запроса в регистре3, запрос анализируется блоком 5.В итоге анализа блок 5 выдает старший по приоритету запрос, который поступает в ооответствуюгций подканал Я,Г 1 9 МГ 1 15 5Звпрск. из блокл 5 поступает л полканал 8 пл упрлвлявнпий счетчик 13 машипшях тактов и запускает его, Тактовые импульсы счетчика постувннт на формирователь 10, который управляет работой подканала Ч.Работа в режиме чт ция из памяти в устройство ввода вывода производится следующим образом. Запрос от абонента через блок 5 запускает управлякииий счетчик 13. С формирователя 10 и регистр 9 выдается сигнал, разрешающий регистру управляющего слова выдачу адреса памяти центрального вычислителя на вход блока 6 адреса, от которого адрес поступает на выход 17 в процессор. Последний, получил адрес, выбирает из памяти информацию и выставляет ее иа вход 15, откуда она поступает в ре 70 гистр 2, Формирователь 10 выдает в регистр 12 разрешение на прием информации, Информация из регистра 2 заносится в регистр 12. Затем по выходам 19 выдается в соответствующее устройство ввода-вывода информация из регистра 12 и формирователя 10, При записи в процессор устройство ввода-вывода выставляет информацию на вход 19, которая при наличии разрешающего гигнала от блока формирователя 10 записывается в регистр 11 записи, формирователь 10 выдает в регистр 9 управляющего слова сигнал, разрешающий выдачу адреса памяти центрального вычислителя в блок 6 и далее по выходу 17 в процессор. Выдача информации из регистра 1 1 осуществляется через блок 7 выдачи данных.Блок индикаторов осуществляет объединение сигналов возбуждения устройств ввода-вывода, анализ их состояния и передачу их в процессор. Каждое из устройств ввода-вывода 45 имеет непосредственный доступ к подканалу, где в регистре 9 хранится управляюцее слово, а в регистрах буферируется, информация. Наличие в подканалах управляющих счетчиков ЕЗ машин О ных тактов позволяет выполнять параллельную и независимую обработку запрогов от нескольких устройств ввода-вывода. Таким образом устройство обеспечиваетпараллельный обмен информацией междупроцессором и несколькими угтройствами ВЛОЛЛ -Вь ВОЛЛ, Ч(1 ПРИВОЛИт К %1 ВЫШЕНЙЮпрои ., хной г пгк области устройства,Формула изобретения,устройство Лля сопряжения процессора с устрой твлми вода-вывода, содержащее блок 1 обработки инструкций процессора, соединенный первым выходом с первым входом регистра связи с процессором, и ервый выход которого через регистр масок подключен к первому входу блока анализа приоритетов, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу регигтра запросов, и второму выходу блока обработки инструкций. процессора, входы которнх и второй вход регистра связи с процессором являются соответствующими входами устройства, блок выдачи адреса и блок выдачи данных, выходы, которых являются гоответственно адреснык 4 и информационным выходами устройства,отличающееся тем, что, г. целью повышения пропускной способности устройства, в него введены подканалы по числу устройств ввода- вывода, каждый из ковэрых содержит регистр управляющих слов, соединенный первым входом: первым лыходом формирователя упрАвляющих сигналов, второй и третий выходы которого подключены соответственно ко входу регистра записи и перв му входу регистра чтения, и управляемый счетчик машинных тактов, выхочом подключенньй ко входу формирователя управляюпих сигналов, причем третий выход блока обработки инструкций процессора и второй выход регистра связи подключены соответственно ко второму и третьему входу регистров управляющих слов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока выдачи данных, четвертые выходы формирователей управляющих сигналов всех подканалов подключены к соответствуюшйм входам из группывходов блока анализа приоритетов, выход которого подключен ко входам управляемых счетчиков машинных тактов,выходы регистров записи подключены ксоответствующим входам блока выдачиадреса, третий выход регистра связис процессором соединен со вторымивходами регистров чтенця подканалов,второй вход регистра записи, пятый выход формирователя управляющих сигналов й выход регистра чтения 1-гоподканала являются входом и выходом)11 Ь ,Ел ТЕ й 4;,е остааитеаь В, БертдибРедактор О, КоеесспикоВа Техрод ИЛстопоп Корректор М. 11 ожо Заказ 6082."19 ГеЕРВх 730И ДПИСЕЕОО ЦеЗЕИ ЕИ Рос;даостаеееао 1.о ко 1;итета СССР по делаеи изобретееТЯ 1",11 откре 1 ти 11