Устройство для согласования интер-фейсов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскид Социалистических Реслублик(22) Заявлено 050679 (21) 2774964/18-24с присоединением заявки йо(51)М. Кл.з 6 06 Г 3/04осударстееииый комитет СССР ло делам изобретений и открытийОпубликовано 150481. Бюллетень Йо 14 Дата опубликования описания 25. 04. 81/ .Киевский ордена Трудового Красного Энамеви 1 эавод;,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в управляющих вычислительныхкомплексах, использующих интерфейс1 общая шина" и содержащих периферийные устройства, использующие другиеинтерфейсы,Известны устройства для сопряжения, содержащие дешифратор, регистр управления, блок выполненияпрерывания, блок обмена, коммутатор,переключатель, блоки усиления, первый иэ которых соединен с общей шиной ЭВМ, второй - с общей шиной перифериййой системы.Эти устройства позволяют сопрягать интерферийную магистраль, предназначенную для подключения периферийных устройств, с общей шинойЭВМ 11 .Недостатком этих устройств является низкая пропускная способностьвследствие отсутствия. возможностипрямого обращения программы ЭВМ клюбому периферийному устройству безучета занятости остальных устройств,подключенных к той же интерфейсноймагистрали, Кроме того, известное .устройство требует промежуточнойбуФеризации данных,и команд перифе" рийной системы во внутренних регистрах устройства. Указанные недостатки усложняют программы обращенияк периферийным устройствам и снижают быстродействие обмена с ними,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для сопряжения периферийной системы в ЭВМ, содержащее де- О шифратор, блок обмена, блок выполне-.ния прерывания, блоки усиления, первый из которых соединен с общей шиной вычислительного комплекса, второй - с шинами интерфейса периферий ных устройств, первый вход первогоблока усиления соединен с выходомблока выполнения прерываний, первыйи второй выходы первого блока усиления соединены соответственно с пер вым входом .дешифратьра и первым входом блока выполнения прерываний,первый выход блока обмена соединенс первым входом дешифратора 1.2.Однако данное устройство характе ризуется низкой пропускной способностью, так как оно не предусматривает независимого программного обращения к периферийным устройствам сопрягаемого с "общей шиной" интер грейса, такого яе, как и периферийным устройствам, подключенным непосредственно к "общей шине". Программное обращение к периферийным устройствам сопрягаемого интерфейса осуществляется через.групповое устройство, имеющее собственные адресуемые регистр управления и схему инициирования и чтения запросного слова прерывания, Наличие группового устройст- ва существенио усложняет программное обращение к йодключенным через него периферийным устройствам, особенно в случае многопрограммного режима работы вычислительного комплекса, так как дополнительно необходимым ряд программных действий для исключения возможности возникновения конфликтных ситуаций при обслуживании подключенных устройств. Усложняет программы в этом устройстве также то, что сигналы ответа (признаки результата операции от различных периферийных устройств и регистров) считываются программой С одногО общего регистра и что разрешение-запрет пре рывания устанавливается одновременно на все периферийные устройства. Кроме того, работа с периферийныМи устройствами осуществляется только с использованием прерываний.Цель изобретения - повышение пропускной способности устройства, а также расширения его функциональных возможностей для упрощения программного обеспечения ЭВИ и повышения гибкости управления.1Поставленная цельдостигается тем, что в устройство, содержащее блоки усиления первого и второго интерфейсов, входы-выходы которых являются соответствующими входами-выходами устройства, блок прерываний, осоответственно соединенный первым входом и выходом с первыми выходом и входом блока усиления первого интерфейса, вторые вход й выход которого подключены соответственно к первым выходу и входу блока обмена, третий вход - к выходу коммутатора, а третий, четвертый, пятый и шестой выходы - соответственно к первому входу блока выдачи уцравляющих сигналов,входу селектора и первым входам дешифратора и приемного регистра дан" ных, вторым входом соединенного с вторым выходом блока обмена, трет й, четвертый выходы и второй вход к торого соединены соответственно с .первым входом коммутатора, вторым входом блока выдачи управляющих сигна .лов и выходом селектора, а пятый выход блока обмена - ко второму входу дешифратора, первым выходом соединенного с первым входом блока усиления второго интерфейса, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу. блока выдачи управля ющих сигналов и первому выходу приемного регистра данных, а первый выход - ко второму входу коммутато.ра, введены блок приоритета, шифратор и блок регистров команд и соб 1 ояний, причем первый и второй выходыблока регистров команд и состоянийсоединены соответственнос первымвходом блока приоритета и третьимвходом коммутатора, первый и второйвходы - соответственно со вторымивыходами дешифратора и приемного регистра данных, а третий вход - совторыми входами блока усиления второго интерфейса и блока приоритета, первым вйходом подключенного ковторому входу блока прерываний, авторым выходом - через шифратор кчетвертому входу коммутатора.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит дешифратор1,предназначенный для формирования 20 сигналов выборки устройств, подключенных ко второму интерфейсу, иих регистров команд и состояний,блок 2 обмена, выполняющего процедуры, предусмотренные алгоритмом 25 первого интерфейса; блок 3 прерываний; реализующий операции прерывания программы ЭВМ, блок 4 усиления первого интерфейса, блок 5 усиления второго интерфейса, приемныйрегистр 6 данных, осуществляющийприем и трансляцию данных первогоинтерфейса на линии данных второгоинтерфейса или на соответствующийрегистр команд исостояний; коммутатор 7,. осуществляющий выдачу нашины данных первого интерфейса информации с шин второго интерфейса,шйфратораи с регистров команд исостояний селектор 8, опознающийна адресных шинах первого интер фейса адреса, присвоенные устройствам второгоинтерфейса, и разрешающий работу блока обмена; блок 9выдачи управляющих сигналов, предназначенный для формирования иэ 45 кодов операций и младших адресовпервого интерфейса соответствующих управляющих сипналов второгоинтерфейса блок 10 регистров команд и состояний, содержащий по од ному регистру на каждое устройство,,подключаемое ко второму интерфейсу;шифратор 11, преобразующий номервыбранного устройства в вектор прерывания программ ЭВМ; блок 12 приоритетов, обеспечивающий выбор наиболее приоритетного запроса на обслуживание из всех запросов, поступающих от устройств, подключенныхко второму интерфейсу.60 Первый интерфейс представляетсобой унифицированную систему магистральных связей между процессором,оперативной памятью и периферийными устройствами. Связь между уст ройствами, участвующими в операцииобмена, осуществляется по асинхронному принципу.Второй интерфейс представляет собой унифицированную систему магистральных связей для данных и управляющих сигналов и радиальных связей для сигналов выборки устройств и признаков готовности. Связь между центральной и периферийной частями интерфейса осуществляется под управлением центральной части.Каждому устройству, подключенному ко второму интерфейсу, соответствуют два адреса на адресных шинах первого интерфейса: адрес регист" ра команд и состояний и адрес регистра данных. Устройство осуществляет обмен данными между ЭВМ, использующей первый интерфейс, и устройствами, подкличенными ко второму интерфейсу, как в режиме программного обмена, так и в режиме прерываний.В режиме программного обмена устройство работает следующим образом.Как правило, перед обращением к внешнему устройству осуществляется опрос готовности этого устройства с помощью команд чтения состояния соответствующего регистра в блоке 10 регистров команд и состояний, С этой целью ЭВМ через усилители 4 первого интерфейса выдает: адрес регистра ко-. манд и состояний требуемого устройства, подключенного ко второму интерфейсу. Дешифратор 1 формирует иэ полученного адреса сигнал выборки, поступающий в блок 10;Одновременно селектор 8 определяет принадлежность адреса, выданного по первому интерфейсу, к диапазону адресов устройств, подключенных ко второму интерфейсу, и запускают в работу блок 2 обмена, который обеспечивает чтение выбранного регистра команд и состояний в ЭВМ, через коммутатор 7 и усилители 4 первого интерфейса, причем состояние разряда, соответствующего готовности устройства, считывается непосредственно с радиальной шины готовности заданного устройства. Если разряд готовности будет в "1", то ЭВМ пере.ходит к выполнении операции обмена информацией с соответствующим уст.ройством, подключенным ко втсрому интерфейсу, если же разряд готовности будет в "0", то ЭВМ периодически повторяет операции чтения этого регистра команд и состояний до получения "1", в разряде готовности, При чтении регистров команд и состояний никакие управляющие сигналы во второй интерфейс не выдаются.Выдача или прием информации с устройства, подключенного ко второму интерФейсу, осуществляется одной командой ЭВМ, подключенной к первому интерфейсу. При выдаче информации адрес уст-ройства, подключенного ко второмуинтерфейсу, поступает на селектор8, дешифратор 1 и на блок 9 выдачиуправляющих сигналов, данные черезусилители 4 первого интерфейса -на вход приемного регистра 6 данныхи код операции записи - на блок 9и блок 2 обмена.По сигналу селектора 8 блок 2обмена заносит код данных в приемный регистр 6 и запускает в работудешиФратор 1 и блок 9, Данные сприемного регистра 6 через усилители 5 поступают на линии данных второго интерфейса. Дешифратор 1 выда ет во второй интерфейс сигнал вы борки устройства, соответствующегопринятому адресу. По коду операциии состоянию младших разрядов адресаблок 9 формирует последовательность 20 сигналов, которые записывают в устройство, для которого имеется сигнал выборки, данные, поступившиеот ЭВМ, а также выполняет в устрой"стве другие действия, предусмотренные алгоритмами второго интерфейсаи данного устройства.Прием информацииот устройства,подключенного ко второму интерфейсу,отличается от выдачи информации наустройство тем, что на блок 9 и блок З 2 обмена поступает код операции чтения, по которбму блок 9 выдачи управляющих сигналов формирует с учетомсостояния младших разрядов адресасигналы, йо которым информация от,устройства, для которого имеетсясигнал выборки, по линиям данных через усилители 5, коммутатор 7 иусилители 4 поступает в ЭВМ, Обменнеобходимыми синхрасигналами по пер вому интерфейсу в процессе приема иливыдачи информации осуществляется блоками 2 обмена;Таким образом, в режиме программного обмена каждый такт обмена второ го интерФейса инициируется однимтактом обмена первого интерфейса.Это позволяет одной командой ЭВМ,подключенной к первому интерфейсу,выполнить все необходимые действияпо такту обмена информации с Устрой.ством, подключенным ко второму ин-терфейсу, а также программе ЭВМ, использующей первый интерфейс, обращаться к устройствам, подключаемымчерез второй интерфейс так же как. к 55 устройствам, подключенным к первомуинтерфейсу, -без дополнительных программных действий на согласованиеинтерфейсов.В режиме прерывания устройство щ 0 работает следующим образом.По командам от ЭВМ в регистрыкоманд и состояний,.относящихся квнешним устройствам, которым разрешается работать в режиме прерыва ний, записываются ф 1" вразряды разрешения прерываний, Выходы разрядовразрешения прерываний поступают вблок 12 приоритетов, где разрешают сигналам готовности от соответствующих внешних устройств участвовать в установлении приоритетоввызова прерывания программы ЭВМпо этим сигналам, а также по сигналамошьбок.Из всех одновременно поступившихот внешних устройств сигналов готовности узел 12 приоритетов выделяетнаиболее приоритетный сигнал с учетом наличия раэрешейия на прерывания.для каждого из подключенных ко второмуинтерфейсу устройства. Выделенный сигнал поступает в шифратор 11, которыйпреобразует поступивший на его выходсигнал. и вектор прерывайия данного устройства и на вход блока 3 прерываний,который осущестнляет. обмен необходимыми синхросигналами, предусмотренными алгоритмом первого интерфейса.В частности, этим алгоритмом предусматривается передача в ЭВМ по шинам данных вектора прерывания,.поступающего с шифратора 11 через коммутатор" 7. Передачей в ЭВМ вектора прерывания заканчивается процедура прерывания. Затем ЭВМ переходит к выполнению программы обслуживания данного прерывания.Таким образом, в режиме прерываний, как и.в программном режиме,обеспечивается возможность со стороны программы воспринимать устройства второго интерфейса как подключенные непосредственно к первому .интерфейсу и использовать в полноймере все архитектурные возможности"общей шины". Это йбЬволяет сократить программы обслуживания усторойства, подключенных ко второмуинтерфейсу, уменьшить время их выполнения, и следовательно, повыситьскорооть обмена информацией с этимиустройствами и уменьшить время реакции на сигналы йрерывания от них.Использование предлагаемого устройства для подключения к ЭВМ, использующим интерфейс 1 общая шйнаф,устройств, выходящих на магистрально-радиальный интерфейс, позволяетпо сравнению с изнестными примернов.яна раза сократить программы ввод -вывода данных и время их выполн ния при программном обмене и в чет е и более раз уменьшить время реакции ЭВМ на запросы прерывания приработе с прерываниями,Устройство используется в устройстве согласования сопряжений общаяшина и типа 2 К (УСС ОШ/2 К), применяемых соответственно в моделях СМЗ,СМ 4 и СМ 1 и СМ 2, входящих в системумалых ЭВМ (СМ ЭВМ),Устройство УСС ОИ/2 К позволяетиспольэовать в моделях СМЗ и СМ 4всю номенклатуру периферийных устройств моделей СМ 1 и СМ 2, причем программирование для этих устройств, под включенных к СМЗ и СМ 4, через УССОШ/2 К аналогично программированию для устройств, подключаемых к СМЗ и. СМ 4 непосредственно через "общую шину".Формула изобретенияУстройство для согласования интерфейсов, содержащее блоки усиленияпервого и второго интерфейса, входывыходы которых являются соответствующими входами-выходами устройства, блок прерываний, соединенный15 первым входом и выходом соответственно с первыми выходом и входом блокаусиления первого интерфейса, вторыевход и выход которого подключенысоответственно к первым выходу и20 входу блока обмена 1 третий вход -к выходу коммутатора, а третий, четвертый, пятый и шестой выходы в . соответственно к первому входу блокавыдачи управляющих сигналов, входуселектора и первым входом дешифратора и приемного регистра данных,вторым входом соединенного со вторымвыходом блока обмена, третий, четвертый выходы и второй вход которогосоединены соответственно с первымвходом коммутатора, вторым входом блока выдачн управляющих сигналов ивыходом селектора, а пятый, выход блока обмена - ко второму входу дешифратора, первым выходом соединенного с перным входом блока усилениявторого интерфейса, второй и третийвходы которого подключены соответственно к выходу блока выдачи управляющих сигналов и первому выходу при 40 емного регистра данных, а перный выход - ко второму входу коммутатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения пропускной. способности устройства, в него введены блок45 приоритета, шиФратор и блок регистров команд и состояний, причем первыйи второй выходы блока регистров команд и состояний соединены соответстненно с первым входом блока приори 50 тета и третим входом коммутатора,первый и второй входы - соответственно со вторыми выходами дешифратораи приемного регистра данных, а третийвход - со вторыми входами блока усиления второго интерфейса и блока при 55 оритета, первым выходом подключенного ко второму вхОду блока прерываний,а вторым выходом - через шифратор кчетвертому входу коммутатора.Источники информации,б 0 принятые во внимание при экспертизеоставитель В.В ехредМ.Коштура и ор М.Пет Реда одписноеР ак нного коми ений и от35, Раушс ет ктная,ал П ент ВНИИПИ Гос по делам 113035, Мо