Устройство для обмена информацией

(19) (11) 06 Г 3/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОР(К СВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(7) Харьковское научно-производственное Ъбъединение по системам автоматизированного. управления(56) 1. Авторское свидетельство СССР636603, кл. б 06 Р 3/04, 1978.2. Авторское свидетельство СССР по заявке3491863/18-24, кл. б 06 Р 3/04, 10.09.82 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ, содержащее буферный регистр информации, первый вход-выход которого является информационным входом- выходом устройства, и М каналов, каждый из которых включает блок сопряжения, причем первые управляющие входы-выходы блоков сопряжения каналов соединены через. управляющую шину между собой и с управляющим входом;выходом устройства, а вторые управляющие входы-выходы образуют группу управляющих входов-выходов устройства, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, в него введены блок коммутации, а в каждый канал - блок. шифрации информационного слова, причем адресные входы блока коммутации и блоков сопряжения и шифрации информационного слова каналов через адресную шину соединены с адресным входом устройства, пер вые информационные входы- выходы блоков сопряжения каналов, информационные входы блоков шифрации информационного слова каналов и блока коммутации через информационную шину соединены между собой и вторым входом- выходом буферного регистра информации, в 1-м канале (1=1, М) второй информаци-. онный вход-выход блока сопряжения соединен с информационным входом-выходом блокашифрации информационного словаи является 1 -м информационным входом- выходом из группы информационных входов- выходов устройства, первый и второй синхронизирующие входы блока шифрации управляющего слова соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока сопряжения, управляющий вход блока коммутации соединен через управляющую шину с первым управляющим входом буферного регистра информации и управляющим входом-выходом устройства, а первый и второй выходы - соответственно с вторым управляющим входом буферного регистра информации и информационным входом-выходом устройства, причем блок сопряжения содержит два регистра, пять а элементов И, два элемента ИЛИ, дешифра- Е тор адреса и два формирователя импульсов, причем вход дешифратора адреса соединен с адресным входом блока, а выход - с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, первый вход четвертого эле- О мента И соединен с соответствующей шиной ардесного входа блока и через первый элемент НЕ с первым входом пятого элемента И выход четвертого элемента И соединен с ф входом первого формирователя импульсов, 1 выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, входом второго формирователя импульсов, первым управляющим выходом блока и через второй элемент НЕ с вторым входом третьего элемента И, СЛ выход первого элемента И подключен к вто- век рому входу первого элемента ИЛИ и стробирующему входу первого регистра, выход пятого элемента И подключен к стробирующему входу второго регистра и первому входу второго элемента ИЛИ, вторым входом соединенного с выходом второго. формирователя импульсов и вторым управляющим выходом блока, вторые входы первого. и второго элементов И и выход третьегоэлемента И образуют первый управляющийвход-выход блока, выходы первого и второго1091151 элементов ИЛИ и третий вход третьего элемента И образуют второй управляющий вход-выход блока, вторые входы четвертого и пятого элементов И соединены с выходом второго элемента И, информационный выход первого регистра и вход второго регистра соединены с первым информационным входом-выходом блока, а информационные вход первого регистра и выход второго регистра соединены с вторым информационным входом-выходом блока. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок шифрации информационного слова содержит коммутатор, два регистра и два элемента задержки, причем информацион 4Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных системах автоматического управления, где решается задача логического управления технологическими агрегатами и установками по заданной программе или в соответствии со значениями логических функций, характеризующих состояние управляемого объекта.Известно устройство для обмена, содержащее регистры, блок управления, блок10 формирования сигналов группового управления, операционные блоки, дешифраторы и коммутаторы 1 .Недостатком устройства является низкая производительность, так как оно допускает обмен только многоразрядными словами. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для обмена информацией между ЦВМ и внешними устройствами, содержащее группу каналов обмена, каждый из которых содержит блок подготовки канала, блок обработки запросов, блок управления, блок селекции внешних запросов, счетчик слов и счетчик текущего адреса, регистр информации, вход и выход которого соединены соответственно с первыми информационными входом и выходом устройства, блок синхронизации, входы которого подключены к синхронизирую- щим входам устройства, шифратора команд и Каналов обмена, а выход - через шинусинхронизации с входами синхронизации каналов обмена, выходы шифратора команд и командные выходы каналов обмена подключены через шину команд к выходу команд устройства, выходы опроса каналов соединены через шифратор опросов с выходом опроса устройства, а входы запроса ный, адресный и стробирующий входы коммутатора соединены соответственно с адресным,информационным и вторым синхронизирующим входами блока, группа выхо. дов - с соответствующими установочными входами разрядов первого регистра, стробирующий вход которого соединен через первый элемент задержки с первым синхронизирующим входом блока, а информационный выход - с информационным входом второго регистра, стробирующий вход которого соединен через второй элемент задержки с вторым синхронизирующим входом блока, информационные вход первого регистра и выход второго регистра соединены с информационным входом-выходом блока. и признака направления передачи - с группами входов запроса и управления устройства. Блок селекции внешних запросов канала обмена содержит два элемента И, элемент НЕ и элемент задержки. Блок обработки запросов канала обмена содержит четыре триггера,три элемента И и элемент НЕ, Блок управления канала обмена содержит четыре элемента И, элемент ИЛИ и элемент НЕ. Блок подготовки канала содержит два триггера и три элемента И. Блок синхронизации устройства содержит группу элементов И, генератор, триггер, счетчик, распределитель импульсов, два элемента И-ИЛИ и элемент ИЛИ 12.Недостатки данного устройства состоятв больших аппаратурных затратах и ограниченных функциональных возможностях, сни(жаюших производительность технологической системы при бытовых обменах,Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обмена информацией, содержащее буферный регистр информации, первый вход-выход которого является информационным входом-выходом устройства, и М каналов, каждый из которых включает блок сопряжения, причем первые управляющие входы-выходы блоков сопряжения каналов соединены через управляющую шину между собой и с управляющим входом-выхо.дом устройства, а вторые управляющие входы-выходы образуют группу управляющих входов-выходов устройства, введены блок коммутации, а в каждый канал - блок шифрации информационного слова, причем адресные входы блока коммутации и блоков1091151 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3сопряжения и шифрации информационного слова каналов через адресную шину соединены с адресным входом устройства, первые информационные входы-выходы блоков сопряжения каналов, информационные входы блоков шифрации информационного слова каналов и блока коммутации через информационную шину соединены между собой и вторым входом-выходом буферного регистра информации, в 1-м канале (1=1,М) второй информационный вход-выход блока сопряжения соединен с информационным входом-выходом блока шифрации информационного слова и является 1-м информационным входом-выходом из группы информационных входов-выходов устройства, первый и второй син хронизирующие входы блока шифрации управляющего слова соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока сопряжения, управляющий вход блока коммутации соединен через управляющую шину с первым управляющим входом буферного регистра информации и управляющим входом-выходом устройства, а первый и второй выходы - соответственно с вторым управляющим входом буферного регистра информации и информационным входом-выходом устройства, причем блок сопряжения содержит два регистра, пять элементов И, два элемента ИЛИ 1 дешифратор адреса и два формирователя импульсов, причем вход дешифратора адреса соединен с адресным входом блока, а выход с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, первый вход четвертого элемента И соединен с соответствующей шиной адресного входа блока и через первый элемент НЕ с первым входом пятого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, входом второго форьФрователя импульсов, первым управляющим выходом блока и через второй элемент НЕ с вторым входом третьего элемента И, выход первого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и стробирующему входу первого регистра, выход пятого элемента И подключен к стробирующему входу второго регистра и первому входу второго элемента ИЛИ, вторым входом соединенного с выходом второго формирователя импульсов и вторым управляющим выходом блока, вторые входы первого и второго элементов И и выход третьего элемента И образуют первый управляющий вход-выход блока, выходы первого и второго элементов ИЛИ и третий вход третьего элемента И образуют второй управляющий вход-выход блока, вторые входы четвертого и пятого элементов И соединены с выходом второго элемента И, информационные выход первого регистра и вход второго регистра Соединены с первым информационным входом-выходом блока, а информационные вход 1первого регистра и выход второго регистра соединены с вторым информационным входом-выходом блока.Блок шифрации информационного словасодержит коммутатор, два регистра и два 5 элемента задержки, причем информационный, адресный и стробирующий входы коммутатора соединены соответственно с адресным, информационным и вторым синхронизирующим входами блока, группа выходов с соответствующими установочными входами разрядов первого регистра, стробирующий вход которого соединен через первый элемент задержки с первым синхронизирующим входом блока, а информационный выход - с информационным входом второго. регистра, стробирующий вход которого соединен через второй элемент задержки с вторым синхронизирующим входом блока, информационные вход первого регистра и выход второго регистра соединены с информационным входом-выходом блока.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - 4 временные диаграммы его работы,Устройство (фиг. 1) содержит буферный регистр 1 информации, блок 2 коммутации, а в каждом канале обмена блок 3 сопряжения и блок 4 шифрации информационного слова, управляющую 5 и адресную 6 шины, шину 7 информационного входа-выхода устройства. Буферный регистр 1 информации состоит из регистров 8 и 9 и элемента И 10. Блок 2 коммутации содержит элемент И 11; коммутатор 12 и элемент НЕ 13. Блок 3 сопряжения каждого канала состоит из второго 14 и первого 15 регистров, элементов И 16 - 20, дешифратора 21 адреса, второго и первого элементов НЕ 22 и 23, формирователей 24 и 25 импульсов и элементов ИЛИ 26 и 27. Блок 4 шифрации информационного слова каждого канала содержит коммутатор 28, регистры 29 и 30 и элементы 31 и 32 задержки,Шинами 5 - 7 устройство подключается к управляющей вычислительной машине (УВМ), а шинами 33 и, 34 вторых информационного и управляющего входов-выходов к соответствующим внешним устройствам (ВУ).Устройство работает следующим образом.В начале цикла обмена УВМ выдает на управляющую шину 5 управления команду, определяющую направление передачи информации; на адресную шину 6 адрес (фиг. 2 а - 4 а). ВУ, с которым будет производиться обмен, признак формата обмена - логический нуль для обмена многозарядным словом фиксированной длины или логическую единицу и номер разряда в слове, если обмен будет производиться отдельным битом;5на шину 7 информационное слово или отдельный бит (фиг. 2 б и 4 б).В блоке 3, соответствующем выставленному адресу, код адреса опознается дешифратором 21. В результате на его выходе появляется логическая единица, которая поступает на входы элементов И 16 - 18, Признак формата обмена поступает на вход элемента И 19 и через элемент НЕ 23 на вход элемента И 20. При этом в случае обмена словом на выходе элемента И 19 устанавливается логический нуль, а на выходе элемента И 20 - логическая единица, при обмене битом - наоборот.Код номера разряда бита в слове поступает на адресные входы коммутатора 12 и коммутатора 28.При передаче информации из УВМ в ВУ команда (фиг. 2 в и 4 в) поступает на стробирующий вход регистра 8, разрешая прохождение информации через него, а в блоке 3 на второй вход элемента И 17 и с его выхода на входы элементов И 19 и 20.При обмене словом на выходе элемента И 20 будет логическая единица, которая поступает на стробирующий вход регистра 14 и через эле(ент ИЛИ 27 в ВУ. Для ВУ она является командой к приему информации от УВМ, а для регистра 14 - разрешением прохождения информации через него. В результате слово из УВМ по шине 7 через регистры 8 и 14 проходит в ВУ. Прием слова ВУ подтверждает сигналом Ответ (фиг, 2 г) который через элемент И 18 проходит в УВМПри обмене битом логическая единица будет на выходе элемента И 19, По ней происходит запуск формирователя 24, длительность выходного сигнала которого выбирается в зависимости от времени реакции ВУ на команду выдачи им информации. С выхода формирователя 24 сигнал (фиг. 4 г) поступает через элемент ИЛИ 26 в ВУ, через элемент 31 задержки на стробирующий вход регистра 29 блока 4 и через элемент НЕ 22 на второй вход элемента И 18. По этому сигналу ВУ выдает слово состояния (фиг. 4 д) в регистр 29; регистр 29 принимает это слово, а элемент И 18 блокирует прохождение из ВУ в УВМ сигнала Ответ (фиг. 4 ж, пунктиром).Время задержки элементом 31 задержки выбирается в зависимости от времени переходных процессов установления данной команды в ВУ.По окончании действия сигнала на выходе формирователя 24 сним ается блокировка с элемента И 18 и запускается форм ирователь 25, длительность выходного сигнала которого выбирается в зависимости от времени реакции ВУ на команду приема им информации. С выхода формирователя 25 сигнал (фиг. 4 е) поступает через элемент ИЛИ 27 в ВУ, непосредственно на стробирующий вход коммутатора 28 и через эле 40 45 50 При обмене отдельным битом на выходе элемента И 11 будет логическая единица. Поступая на стробирующий вход коммутатора 12, она разрешает его работу, а через элемент НЕ 13 и элемент И 10 блокирует регистр 9, После этого коммутатор 12 из поступившего через регистр5 информационного слова выбирает один бит по номеру (адресу) его в слове и выдает на свой одноразрядный выход, с которого выбранный бит поступает на фиксированный разрядшины 7 и по ней в УВМ. Выдачу слова или бита ВУ сопровождает сигналом Ответ (фиг. Зг). На этом цикл обмена по передаче слова или бита из ВУ в УВМ заканчивается.Таким образом, устройство при меньшихаппаратурных затратах по сравнению с прототипом осуществляет обмен информацией многоразрядными словами и отдельными битами. мент 32 задержки на стробирующий входрегистра 30,По этому сигналу коммутатор 28 выдаетбит с фиксированного разряда шины 7 вуказанный по шине 6 номер разряда регистра 29, который соответствует логическомузначению бита. Для этого младший разрядвхода коммутатора 28 соединен с информационной шиной устройства, в результатечего в коммутаторе 28 для каждого логи 10 ческого значения бита устанавливается па.рафазный выход.По окончании выдержки, длительностькоторой выбирается в зависимости от времени переходных процессов в коммутаторе 28и регистре 29, сигнал с выхода элемента 32задержки поступает на стробирующий входрегистра 30, разрешая прохождение словас измененным битом из регистра 29 в ВУ.Прием измененного слова ВУ подтверждаетсигналом Ответ (фиг. 4 ж), который черезэлемент И 18 по шине 5 поступает в УВМ.На этом цикл обмена по передаче словаили бита из УВМ в ВУ заканчивается.При передаче информации из ВУ в УВМкоманда (фиг, Зб) из УВМ поступает напервый вход элемента И 1 О, на первый входэлемента И 11, на второй вход которогоподается признак формата обмена, и навторой вход элемента И 16. На выходе элемента И 16 в этом случае будет логическаяединица. Поступая через элемент ИЛИ 26в ВУ, она является для него командой выдачи информации, а поступая на стробирующий вход регистра 15, разрешает прохождение через него информации из ВУ,При обмене словом на выходе элементаИ И будет логический нуль. Поступая настробирующий вход коммутатора 12, онблокирует прохождение. слова через него,а поступая через элемент НЕ 13 на второйвход элемента И 10, разрешает прохождениеслова (фиг. Зв) с регистра 15 через регистр 9по шине 7 в УВМ.