Устройство для сопряжения цифровой вычислительной машины с внешними устройствами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 06 Р 13 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 849190, кл. 0 06 Р 3/04, 1979.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ СВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ по авт.св.9849190, отличающееся,тем, что, с целью повышения пропускной способности устройства, в неговведены триггер заявки непосредственного доступа, триггер непосредственного доступа и триггер направленияобмена при непосредственном доступе,причем четвертый, пятый, шестой, седьмой , восьмой и девятый выходы блока согласования соединены соответственно с входом сброса триггера непосредственного доступа, входом усОПИСАНК АВТОРСКОМУ тановки триггера заявки непосредственного доступа, входами сброса иустановки триггера направления обмена при непосредственном доступе,выходом синхронизации внешнего устройства и вторым входом блока адресации, выход которого является адреным выходом устройства, вход установки триггера непосредственного дотупа и триггера заявки непосредственного доступа соединены с входомразрешения непосредственного достпа устройства а выходы являются соответственно выходом подтвержденияприема разрешения передачи в режименепосредственного доступа и выходомзапроса непосредственного доступаустройства, инверсный и прямой выходй триггера направления обмена принепосредственном доступе образуютвыход задания направления обмена в:устройства, седьмой вход блока согласования является входом синхронизации пассивного устройства.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматическогоконтроля, имеющих цифровую вычислительную машину, (ЦВМ) и являетсяусовершенствованием устройства поавт.св.849190.Целью изобретения является повышение пропусконой способности устройства.На фиг.1 представлена блок-схемаустройства; на фиг.2 - пример выполнения развязывающих элементов блокасогласования,Устройство содержит (фиг,1) регистр 1 связи, блок (регистр) 2 адресации, регистр 3 управляющего слова, элемент И 4, коммутатор 5 режимов, блок 6 согласования, соединенный с ЦВМ 7 и внешним устройством 8,шифратор 9, регистр 10 прерываний,триггер 11 направления обмена, генератор 12 импульсов, элемент И 13,сдвигающий регистр 14, элементы И 15и 16, триггер 17 заявки непосредственного доступа (НД), триггер 18 (НД),триггер 19 направления обмена приНД , шины 20 и 21 направления обменаи шину 22 расширения обмена, шину 23сигнала конца обмена, шины 24 и 25запроса прерываний и сброса векторапрерываний, шины 26 и 27 адреса,шины 28 и 29 запроса и разрешения НД,шину 30 подтверждения приема разрешения передачи в режиме НД, шины 31и 32 задания направления обмена врежиме непосредственного обмена,шины 33 и 34 синхронизации обмена врежиме НД, шины 35 и 36 данных.Регистр 1 связи служит для запоминания данных, передаваемых из внешнего устройства в ЦВМ или в обратномнаправлении. Блок 2 адресации предназначен для записи адреса, по которому производится обмен информацией.Регистр 3 управляющего слова обеспечивает запись и хранение адреса вектора прерывания. Коммутатор 5 режимов служит для задания режимов чте-ния или записи информации .при работеустройств в режиме обмена данными сиспользованием программных средств.Блок 6 согласования обеспечиваетгальваническую развязку между внешним устройством и устройством сопряжения и представляет собой наборразвязывающих элементов, количествокоторых определяется числом входови выходов блока. Пример возможной 5 10 15 20 25 30 35 Ф 40 45 50 структуры развязывающих элементов приведен на фиг.2. В данном случае оптроны 37 предназначены для реализации гальванической развязки между входами и выходами блока 6 согласования. Магистральный усилитель 38 и элемент НЕ 39 являются согласующими элементами. На фиг.2 представлены: а - развязывающий элемент, передающий сигнал от внешнего устройства к устройству сопряжения, .б - развязывающей элемент, передающий сигнал от устройства сопряжения к внешнему устройству.Шифратор 9 служит для формирования кода адреса вектора прерывания. Регистр 10 прерывания предназначен для записи сигнала запроса прерывания.Триггер 11 направления обмена предназначен для записи сигнала, определяющего направление обмена информацией при обмене данными с использованием программных средств. Генератор 12 вырабатывает тактовые импульсы. Элемент И 13 обеспечивает прохождение импульсов с генератора 12 в сдвигающий регистр 14, служащий для формирования сигналов "Чтение", "Сброс", "Запись", "Конец обмена", при наличии на шине 22 разрешающего сигнала, вырабатываемого ЦВМ 7.Элементы И 15, 16, 4 обеспечивают прохождение во внешнее устройство через блок 6 сигналов "Чтение", "Сброс", "Запись", вырабатываемых регистром 14 в соответствии с состоянием триггера 11, определяющим направление обмена.Триггер 17 заявки НД служит для формирования сигнала запроса НД к каналу, Триггер 18 НД вырабатывает сигнал, подтверждающий прием разрешения передачи канала и запрещающий удовлетворение других запросов канала. Триггер 19 направления обмена при НД определяет направление обмена информацией в режиме непосредственного доступа.Устройство работает следующим образом.Устройство обеспечивает два режима работы: в . режим обмена даннымимежду внешним устройством и вычислительной машиной с использованиемпрограммных средств и режим непосредственного доступа. При необходимости связи с ЦВМ,которая в настоящий момент выполня51 О15 20 50 55 ет самостоятельную задачу или находится на фоновой программе Ожиданиевнешнее устройство по однойиз шин запроса прерывания черезблок 6 выдает сигнал в регистр 10,каждый триггер которого соединен содной из шин 24, и определяет уровень приоритета данного запроса.Одновременно сигнал запроса пос. тупает на входы шифратора 9, который формирует адрес вектора прерывания. Сформированный адрес векторапоступает на входы регистра 3 ихранится в нем до момента считыванияего ЦВМ 7,ЦВМ 7, получив сигнал из регистра 10 по одной из шин 24, производит оценку уровня приоритета выполняемой программы. Если приоритетзапроса оказывается выше, ЦВМ 7 прекращает выполнение текущей программы и выдает в устройство по шине 25сигнал, сбрасывающий регистр 10 иразрешающий прохождение адреса вектора прерывания с регистра 3 по шине 36 в ЦВМ 7.Получив начальный адрес новойпрограммы, ЦВМ 7 переходит на еевыполнение. Если приоритет текущейпрограммы выше приоритета сигналапрерывания, ЦВМ 7 его игнорирует домомента окончания выполнения программы.Таким образом, внешнее устройство 8 может активно вмешаться в ходвыполнения программы и задавать режимы обмена данными.. При необходимости записи информа.ции в один из абонентов внешнего устройства 8 в процессе выполнения запрошенной программы ЦВМ 7 по адресным шинам 26 вьщает в блок 2 адрес данного абонента, по шинам 35 данных передает в регистр 1 информацию, которую необходимо записать в выбранный абонент, и устанавливает триггер 11 в состояние, разрешающее прохождение сигналов "Сброс", и "Запись" во внешнее устройство 8. Затем по шине 22 канала ЦВМ 7 подает на вход элемента И 13 сигнал, разрешающий начало работы сдвигающего регистра 14. По мере поступления импульсов с генератора 12 на вход сдвигающего регистра 14 вырабатываются последовательно сигналы "Чтение", "Сброс", "Запись" и "Конец обмена", последний из которых 25 30 35 40 45 по шине 23 поступает в ЦВМ 7 и сообщает об окончании процесса записи.В режиме чтения информации из внешнего устройства 8 ЦВМ 7 по адресным шинам 26 вьщает в блок 2 адрес абонента внешнего устройства 8 и по шине 0 устанавливает триггер 11 в состояние, разрешающее прохождение во внешнее устройство 8 только сигнала "Чтение". Затем по шине 22 ЦВМ 7 подает на входы элемента И 13 сигнал, разрешающий начало работы сдвигающего регистра 14, на выходах которого по мере поступления импульсов с генератора 12 формируются сигналы "Чтение", "Сброс", "Запись"и 11 11Конец обмена , а во внешнее устройство 8 разрешает прохождение только сигнала "Чтение", по которому производится чтение информации с абонента внешнего устройства 8 и запись в регистр 1, с которого информация считывается в ЦВМ 7. СигналКонец обмена", поступающий в ЦВМ 7, сообщает об окончании обмена, при этом снимается сигнал со входа элемента И 13, поступающий с ЦВМ 7.Таким образом, данный режим обмена реализуется с помощью программных средств.Устройство обеспечивает совместную работу ЦВМ 7 и внешнего устройства 8 в режиме НД. При необходимости обмена в режиме НД внешнее устройство 8 через блок 6 взводит триггер 17. На выходе триггера 17 вырабатывается сигнал запроса непосредственного доступа к каналу, поступающий по шине 28 в ЦВМ 7, которая, приняв запрос,освобождает канал, независимо от приоритета выполняемой программы, и выдает на шину 29 сигнал разрешения НД к каналу, сбрасывающий триггер 17 и устанавливающий триггер 18, с выхода которого по шине 30 выдается сигнал, подтверждающий прием разрешения передачи канала и запрещающий удовлетворение других запросов канала. При необходимости записи большого массива информации из ЗУ внешнего устройства 8 в ОЗУ ЦВМ 7 внешнее устройство 8 через блок 6 устанавливает триггер 19 направления обмена при НД в состояние, подготавливающее ЦВМ 7 к режиму записи данных в ОЗУ ЦВМ 7. Далее внешнее устройство 8 выдает в блок 2 через блок 6 адрес ячейки ОЗУ ЦВМ 7 и записывает в регистр 1 ин5 12 формацию, которую необходимо передать по данному адресу, Затем внешнее устройство 8 через блок 6 выдает по шине 33 сигнал "Синхронизация активного устройства", по которому ЦВМ 7 осуществляет запись содержимо.го регистра 1 связи в ячейку ОЗУ ЦВМ 7, адрес которой был указан в блоке 2.По окончании цикла записи ЦВМ 7 выдает по шине 34 сигнал синхронизации пассивного устрОйства, поступающий на девятый вход устройства.Получив данный сигнал, внешнее устройство 8 модифицирует адрес ячейки ОЗУ ЦВМ 7 в блоке 2, записывает новые данные в регистр 1, снова выдает сигнал синхронизации активного устройства и т,д. После записи всего массива информации в ОЗУ ЦВМ 7 внешнее устройство 8 осуществляет сброс триггера 18, тем самым сообщая ЦВМ 7 об окончании режима обмена, ЦВМ 7 переходит на выполнение прерванной программы.При необходимости чтения большого массива информации из ОЗУ ЦВМ 7 в ЗУ внешнего устройства 8 последнее устанавливает триггер 19 в состояние, подготавливающее ЦВМ 7 к режиму чтения информации из ОЗУ, записывает в 11743 Ьблок 2 адрес ячейки ОЗУ ЦВМ 7, с которойбудет производиться чтение информации, и по шине 33 выдает сигнал .синхронизации активного устройства, 5 ЦВМ 7 записывает содержимое указан-ной в блок 2 ячейки в регистр 1 ивыдает по шине 34 сигнал синхронизации пассивного устройства, по которому внешнее устройство 8 считывает 10 данные с регистра 1 в свое ЗУ, затем модифицирует адрес ячейки в блоке 2 и в снова выдает на шине 33 сигнал синхронизация активного устройства и т.д, Процесс продолжается до 15 приема всего массива информации в ЗУвнешнего устройства 8, после чеговнешнее устройство 8 сбрасывает триггер 18, тем самым сообщая ЦВМ 7 обокончании режима обмена. После этого 20 ЦВМ переходит на выполнение прерванной программыТаким образом, предлагаемое устройство сопряжения в сравнении спрототипом обеспечивает повышение 25 пропускной способности за счет реализации режима непосредственногодоступа, что позволяет производитьпо инициативе внешнего устройствавысокоскоростной обмен большими масЗ 0 сивами информации без использованияпрограммных средств ЦВМ.1211743 Выход онешнего устойспЯа Вхоо онеинего усмройстбадхоо Йома дыхоо илонаЙния алания,д олона согласодания Вход алана согласооания а. Ю Фиг.2Составитель В.Вертлибедактор Т.Парфенова Техред Л.Микеш Коррек тяг Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная аказ 642/54ВНИИПИ Гопо делам113035, Мо Тираж 6.7ударствен изобретеква, ЖПодписиго комитета СССРй и открытийРаушская наб., д.4/