Система ввода-вывода информации

(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторскийинститут по автоматизированномуэлектроприводу в промышленности,сельском, хозяйстве и на транспортеи Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта(54) (57) СИСТЕМА ВВОД-ВЫВОДА ИНФОРМАЦ 1 П 1, содержащая блок памяти, блок сопряжения, содержащий счетчик адресов, регистр приема данных, регистр передачи данных, приемник данных, передатчик данных и генератор тактовых ычпульсов, И блоков ввода-вывода ( где й - количество каналов ввода-вывода), каждый из которых содержит приемник данных, передатчик данных, в триггеров ( где М - разрядность передаваемой информации), п 1 схем сравнения передачи и р схем сравнения приема (гдеразрядность принимаемой информации), причем вход запуска систеьи соединен с входом начальной установки счетчика адресов блока сопряжения и с входом запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входомсчетчика адресов блока сопряжения,с входами синхронизации регистрапередачи данных и Передатчика данных блока сопряжения, а также является выходом синхронизации системы,информационный выход счетчика адресов блока сопряжения соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого соединенс выходом регистра прыема данных, .информационный вход которого соеди-,нен с информационным выходом приемника данных блока сопряжения, управляющий выход которого соединен свходом синхронизации регистра прма данных и с входом записи/чтения блока памяти, информационный вы.ход которого соединен с информационным входом передатчика данных блокасопряжения первые входы схем сравнения приема и передачи каждого блокаввода-вывода являются входами задания собственных адресов системы,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения быстродействия,кавдый блок ввода-вывода дополнительно содержит счетчик адресов, таймер,коммутаторов приема и щкомматуторов передачи, причем выходпередатчика данных блока сопряжениясоединен с входом приемника данныхпервого блока ввода-вывода, выходпередатчика данных 1 -го блока вводавывода, где= 1, (Ь -1), соединенс информационным входом приемникаданных ( +1)-го блока ввода-вывода,выход приемника данных и -го блокаввода-вывода соединен с входом прием211736 О ника данных блока сопряжения, информационный выход приемника данных1 -го блока ввода-вывода ( = 1,й)соединен с информационными входамив триггеров 1 -го блока ввода-вывода и с первым информационным входом первого коммутатора приема-гоблока .ввода-вывода, управляющий выход приемника данных-го блокаввода-вывода соединен с управляющимвходом передатчика данных .-го блока ввода-вывода, с входом запускатаймера-го блокаввода-вывода,со счетным входом счетчика адресовФ-го блока ввода-вывода и с информационными входаья и коммутаторовпередачи 1 -го блока ввода-вывода,управляющий вход " -го коммутаторапередачи1 = 1, е)-го блока ввода-вывода соединен с выходом 1 -йсхемы сравнения-го блока вводавывода, вторые информационные входы схем сравнения передачи и приема1 -го блока ввода-вывода соединеныс информационным выходом счетчи 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть преимущественно использовано в управляющих вычислительных комплексах и системах управления территориально про тяженными объектами. 5Целью изобретения является повышение быстродействияНа чертеже изображена электрическая структурная схема системы ввода-вывода информации.Система содержит блок 1 сопряжения,блок 2 памяти и блоки 3-6 ввода- вывода. Блок сопряжения 1 и блок 2 памяти соединены между собой шиной адреса 7,шинами 8 н 9 данных и управля 5 ющей шиной 10 записи чтения. Блоксопряжения и блоки 3-6 ввода-вывода соединены последовательно двухпроводными линиями 11-15 связи в кольцо.К блоку 1 сопряжения подходят ши на 16 запуска системы и шина 17 выхода синхронизации системы,Блок 1 сопряжения содержит счетчик 18 адресов, регистр 19 приема данных,.регистр 20 передачи данных, 5 ка адресов-го блока ввода-вывода, вход установки в "0 которогосоединен с выходом таймера-гоблока ввода-вывода, выход 1 -го коммутатора передачи-го блока вводавывода соединен с входом синхронизации 1 -го триггера-го блокаввода-вывода, выход которого является информационным выходом 1 -го раэряда-го канала ввода-вывода систеию, выход ц -го коммутатора приема, где= 1, (-1),-го блокаввода-вывода соединен с первым информационным входом+1 -го коммутатора приема-го блока ввода-вывода, выход-го коммутатора приема1 -го блока ввода-вывода соединен синформационным входом передатчикаданных-го блока ввода-вывода,второй информационный вход 5 -го коммутатора приема ( 5 = 1,у-го блока ввода - вывода является информационным входом 5 - го разряда- го канала ввода - вывода систеиы 2приемники 21 данных, передатчик 22 данных и генератор 23 тактовых импульсов.Блоки 3-6 ввода-вывода построены по однотипной схеме. Блок 3 ввода- вывода содержит приемник 24 данных, передатчик 25 данных, триггеры 26 и 27, схеьы 28 и 29 сравнения передачи, схемы 30 и 3 сравнения приема, счетчик 32 адресов, таймер 33, коммутаторы 34 и 35 передачи, коммутаторы 36 и 37 приема. 11 оложения коммутаторов 34 и 35 передачи определяются сигналами на выходах схем 28 и 29 сравнения.Если код на счетчике 32 адресов совпадает с собственным адресом на первом входе схемы сравнения 28, то коммутатор 34 передачи замкнут и сигнал синхронизации с выхода приемника 24 данных поступает на управляющий вход триггера 26, Аналогично при совпадении кода на счетчике 32 адресов с собственным адресом на первом входе схемы 29 сравнения сигнал синхронизации с выхода приемника 24 данных через коммутатор 35 передачи поступает на управляющий вход триггера 27.Положения коммутаторов 36 и 37 приема определяются сигналами соответственно на выходах схем 30 и 31 сравнения приема. Если адрес на счетчике 32 адресов не совпадает ни с одним из собственных адресов на первых входах схем 30 и 31 сравнения приема, оба коммутатора 36 и 37 находятся в состоянии "а",прн котором информационный входпередатчика данньм 25 оказывается присоединенным к информационному выходу приемника 24 данных. При совпадении адреса на счетчике 32 адресов с одним из собственных адресов, например с адресом на первом входе схемы 30 сравнения приема, коммутатор 36 переводится в положение "б" и к входу передатчика 25 данных подключается соответствующая входная шина, идущая,от объекта управления. Аналогично при совпадении адреса на счетчике 32 адресов с адресом на первом входе схемы 31 сравнения приема срабатывает коммутатор 37 приема, присоединяющий к передатчику данных дру- гой вход системы. Работа системы ввода-вывода информации осуществляется путем последовательного повторения рабочих циклов, в каждом из которых произво. дится обмен данньвя между блоком 2 ,памятки блоками 3 - 6 ввода-вывода. Обмен данными ведется блоком 1 сопряжения в порядке возрастания адресов и по всем адресам, имеющимся в системе. При этом между адресамн ячеек блока 2 памяти и адерсами каналов ввода-вывода (адресами входов и выходов) имеется однозначное соответствие. Собственные адреса входов и выходов заданы постоян. но, и в процессе работы системы не изменяются.На этапе, предшествующем очередному рабочему циклу, запрещающий уровень сигнала на шине 16 удерживает генератор 23 тактовых импульсов в заторможенном состоянии, а на счетчике 18, устанавливает. "0". При подаче сигнала запуска системы генератор 23 приводится в действие. Серия тактовых импульсов на счетном входе счетчика 18 адресов вызывает смену адресов на шине 7. Эта же серия,поступающая на входы синхронизациирегистра 20 передачи данных и передатчика 22 данных, приводит к последовательному чтению ячеек блока 2памяти и передаче прочитанной информации по кольцу, образованному блоками 3-6 ввода-вывода и линиями 1115 связи. При поступлении очередноОго импульса серии содержимое ячей,ки блока 2 памяти, адрес которой хранитсяв данный момент на счетчике 18считывается по шине 9 на регистр 20передачи, откуда передатчиком 22;, 15 данных посылается в линию 11 связи.После того, как посылка обойдет всекольцо, она принимается из линии 15связи приемником 21 на регистр 19приема данных. С регистра 19 приема 20 значение принятой переменной по шине 8 заносится в блок 2 памяти потому же адресу, по которому эта переменная была прочитана. Сигналомзаписи служит синхроимпульс, посту пающий с управляющего выхода приемника 21 по шине 10.Пауза в передаче посылок по линии 11 связи на этапе, предшествующем рабочему циклу, приводит к сраЗ 0 батыванию таймера 33, а следовательно, к установке счетчика 2 адресов1 Ив 0 в блоке 3 ввода-вывода.Запуск системы в работу приводитк появлению в линии 11 связи посылок, представляющих собой значенияпеременных, передаваемых в порядкевозрастания адресов. Поступающиепосылки восстанавливаются приемником 24 данных блока ввода-вывода в 40 виде потенциальных сигналов представления переменных и серии разделяющих синхроимпульсов. Разделяющне синхроимпульсы с управляющеговыхода приемника 24 поступает на 45 счетный вход счетчика 32 адресов,содержимое которого увеличиваетсяна единицу с приходом каждой новойпосылки. Так как в момент запускасистемы счетчик 20 адресов в блоке 1сопряжения и счетчик 32 адресов вблоке 3 ввода-вывода находилисьв нулевом состоянии, а каздая новаяпосылка увеличивает их содержимоена единицу, то в течение всегоцикла обмена оба счетчика работаютсинхронно.Разделяющие синхроимпульсы поступают также на вход таймера 33, каж 121736дый раз запуская его заново. Это недает возможности таймеру 3 отсчитать время паузы и выработать сигнал сброса счетчика 32,Поступление синхроимпульсов наинформационные входы коммутаторов34 и 35 передачи. обеспечивает выдачу информации на объект управления. Так, при совпадении адреса на 1 Осчетчике 32 с одним иэ собственныхадресов выходов, заданных в блоке 3ввода-вывода, например, с адресомна первом входе схемы 28 сравненияпередачи 28, срабатывает коммутатор 34 передачи и синхроимпульс,полученный из очередной посылки, поступает на управляющий вход тригге-.ра 26, Наличие на его информационном входе потенциального сигнала той 2 Оже посыпки приводит к занесению значения переменной данной посылки натриггер 26, выход которого являетсяодним из выходов системы и соединенс объектом управления. Аналогично 25совпадение адресов на счетчике 32адресов и первом входе схемы 29 сравнения приводит к срабатыванию коммутатора 35 передачи и занесение эна(чения принятой посылки на триггер 27. ЗОНаконец, поступление синхроимпульсов на управляющий вход передатчика 25 данных обеспечивает формирование посылок в линии 12 связи. Приэтом значение формируемых посылокопределяется состояниями коммутаторов 36 и 37 приема. Если оба коммутатора находятся в положении "а",то информационный вход передатчика 25 данных оказывается соединенным 4 Ос информационным выходом приемника 24 данных и ретрансляция посылокблоком 3 ввода-вывода осуществляется без искажения. Если же адрес на счетчике 32 адресов совпадает с одним из адресов входов системы, например с адресом, поступающим на схему сравнения приема 30, то сигналом с ее выхода коммутатор 36 приема переводится в положение "б" и к информационному входу передатчика 25 данных подключается соответствующий вход системы. Вместо ретрансляции принятой переменной происходит передача посылки с кодом, принятым по данному каналу от объекта управления. Поскольку предполагается, что данный собственный адрес в системе единственный, то все последующие блоки 4, 5 и 6 ввода-вывода ретранслируют данную посыпку без изменений. Аналогично при совпадении текущего адреса на счетчике 32 адресов с собственным адресом на первом входе схемы 31 сравнения в состояние "б" переходит коммутатор 37 и к входу передатчика 25 подключается другой входной канал, В этом случае также блок 3 .ввода-вывода вместо ретрансляции осуществляет передачу значения переменной от объекта управления.Работа блоков 4, 5 и 6 блоков ввода-вывода не отличается от работы блока 3.Таким образом, в течение рабочего цикла происходит. обмен информацией.между всеми ячейками блока 2 памяти и соответствующими входами и выходами системы. Данные иэ ячеек, адреса которых совпадают с адресами выходов, доставляются на объект управления, а в ячейки, адреса которых совпадают с адресами входов системы, принимаются значения переменных от объекта управления.Ре акт ка дписное Тираж 673 енного комитета СССР ений и открытий б д.4 Раушская Заказ 641/53ВНИИПИ Государс по делам иэобр 113035, Москва,ф 3 оставитель Ю.Ланцов ехред З.Палий орректор С.Черни