Устройство для ввода-вывода информации

(54) ИНФО (57) тель зова в ка ЫВОДА УСТРОЙСТВО ДЛЯ1 лАЦИИИзобретение отнои ехнике и глсо в системах обестве устройств к вычислиь испольобщениями жения разоситс жет б мена с а сспр Изобретение относится к вычисл ьной технике и может быть испо зовано в систе качестве устро ,личных по скор источников и и и обеспечивает ах обмства сстным анными пряжения разарактеристикав информациивательный дос емник осле,ц туп к ячеик ам памяти при обм и приемником инфо е междации,источником работающимЦель из на произвольныхр етения - повыше стотахе быстфункци ывода ин 1 разрешениямационныйсть вводимых ввода, вход выход 5 раз ный информа лов 30 памяти. Госуд тенн 11 и ко 1 итетпо изоБРетениям и открытиямпри гннт ссср рсдеиствия,На чертеже представленнальная схема устройства.Устройство для ввода-вформации содержит выходввода, И-разрядный инфорвход 2, где Р - разрядноданных, вход 3 признака4 признака конца ввода,решения вывода, Р-разряд личных по скоростным характеристикаминформационных каналов. Цель изобретения - повьппение быстродействия,Устройство содержит четыре элементаИ, группу элементов И, четыре элемен та ИЛИ, три кольцевых регистра, два счетчика адреса, реверсный счетчик, Е блоков хранения, каждый из кото- рых содержит К блоков памяти, коммутатор адреса, коммутатор данных, группу элементов И, группу элементов ИЛИ, Поставленная цель достигается за счет совмещения во времени процес сов ввода и вывода, а также за счет согласования потоков информации различногс формата, 1 ил. ционныи выход 6, где Р-разрядностьвыводимых данных Р=ИхК, К=2 , 1.0,1,2 вход 7 признака вывода, вход 8 признака конца вывода, третий элемент И 9, первый К-разрядный кольцевой регистр 10, счетчик 1 адресов ввода, первый элемент ИЛИ 12, первый элемент И 13, второй элемент ИЛИ 14, второй И-разрядный кольцевой регистр 5, четвертый элемент И 16, счетчик 17 адресов вывода, четвертый элемент ИЛИ 18, второй элемент И 19, пятый элемент ИЛИ 20, третий И-разрядный кольцевой регистр 21, группу элемен-, тов И 22, счетчик 23 занятости, третий элемент ИЛИ 24, М блоков 25 хранения, каждый из которых содержит К коммутаторов данных 26, коммутатор адреса 27, узел элементов И 28, группу элементов ИЛИ 29 и 1 Л-разрядных1536366 Вход 3 устройства соединен с перь 1 ым входом элемента И 9, выход которого соединен с первыми входами узлов элементов И 28 и с входом сдвига кольцевого регистра 10, 1( выходов которого подключены к вторым входам узЛов элементов И 28 Б блоков 25 хранесия, а последний 1("вход кольцевого Регистра 10 подключен к счетному вхо Щу счетчика 11, выход переполнения которого соединен с вторым входом лемента ИЛИ 14, вход 7 устройства соединен с первым входом элемента Й 16, выход которого соединен с первыми входами группы элементов И 22 и со счетным входом счетчика 17, выход 1 ьереполнения которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 20, вход 4 устройства соединен с входами наЧальной установки кольцевого регистра 10 и счетчика 11 и с вторым входом элемента И 13, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ 14, выход которого сое,цинен с входом сдвига кольцевого регистра 15 и с входом сложения счетчика 23 занятости, вход 8 устройства соединен с входом начальной установки счетчика 17 и с вторым входом элемента И 19, первый вход которого соединен с выходом. элемента ИЛИ 18, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ 20, выход которсго соединен с,входом сдвига кольцевого регистра 21 и е входом вычита;я счетчика 23 занятости, выходы счетчиков 11 и 17 подключены соответственно к второй и к первой группам входов коммутаторов 27 блоков 25,1-25.11 хранения и к вхо 40 дам элементов ИЛИ 12 и 18 соответственно, выходы счетчика занятости 23 соединены с входами элемента ИЛИ 24, выход которого соединен с вторым входом элемента И 16 и является. выходом45 5 устройства, а выход переполнения счетчика 23 соединен с вторым входом элемента И 9 и является выходом 1 устройства, выходы кольцевого регистра 15 соединены соответственно с вто 50 рыми управляющими входами коммутато ра 27 и с третьими входами узлов элементов И 28 блоков хранения 25.1- 25.11, выходы кольцевого регистра 21 соединены со вторыми входами группы55 элементов И 22, выходы которой соединены соответственно с первыми управляющими входами коммутаторов 27, с входом управления коммутаторов данных 26, с вторыми входами группы элементов ИЛИ 29 и с входом управления режимом узлов 30.1-30 К памяти блоков хранения 25.1-25.Б, информационный М-разрядный вход 2 устройства соединен с 1( информациониыми входами коммутаторов данных 26 блоков хранения 25.1-25,И, информационные выходы коммутаторов данных 26 являются инФормационным выходом б устройства, выходы узла элементов И 28 блоков 25.1-25.Ю памяти соединены с первыми входами группы элементов ИЛИ 29, выходы которой соединены соответственно с входами выборки кристалла узлов 30,1-30.1( памяти, адресные входы которых подключены к выходу коммутатора 27 адреса, информационные входы-выходы узлов 30.1-30.К памяти соединены с входами-выходами коммутаторов 26 данных.Устройство для ввода-вывода информации работает следующим образом.В начальный момент производится установка в нулевое состояние счетчиков 11, 17 и 23, в единичное состояние первых выходов и в нулевое состояние всех остальных выходов кольцевых регистров 10, 15, 21, при этом на выходе 1 устройства Формируется единичный сигнал, разреиающий ввод информации в устройство, а на выходе 5 - нулевой сигнал, запрещающий вывод информации из устройства (цепи начальной установки на чертеже не показаны).Регистры 15 и 21, число разрядов которых равно числу блоков 25 хранения, определяют блоки 25 хранения, в которые соответственно осуществляется ввод или вывод информации, регистр 10 число разрядов которого равно числу 1( узлов 30 памяти в каждом блоке 25 хранения, определяетнепосредственно 30.1 (1=1-1, в которое производится ввод информации.Ввод информации в узел 30 памяти осуществляется при наличии единичного сигнала на входе выборки кристалла, соединенного с выходом элемента ИЛИ 29, вывод информации из узла 30 памяти осуществляется.при наличии единичных сигналов на входах выборки кристалла и режима узла памяти, коммутаторы 26 блоков 25 хранения при наличии нулевого сигнала на управляющем входе, соединенном с выходом элемента5 15363И 22, производят передачу информации ции адреса ячеек памяти узла 30 памяти задаются счетчиком 11, а в процес 15 одновременный вывод Р-разрядных слов. 20 25 30 35 На информационных входах 2 устройства устанавливается вводимое инфор 45 50 с входа 2 устройства на информационные входы узла 30 памяти, а при наличии единичного сигнала на управляющем входе производят передачу информации из узла 30 памяти на выходы 6устройства. В процессе ввода информасе вывода информации - счетчиком 17, ввод информации в устройство производится И-разрядными словами, а вывод информации - Р-разрядными словами, причем Р = М К, где К = 2 , ЬЬ0,1,2 каждый узел памяти ЗО.Т (11-1;) обеспечивает ввод-вывод М-разрядных слов, а все узлы памяти 30.1-30.К каждого блока 25 хранения -Так как в начальный момент на выходах элементов ИЛИ 24, И 16 и 22 имеют место нулевые сигналы, коммутаторы 26 всех блоков 25 хранения обеспечивают передачу информации с входов 2 устройства на входы 30 узловпамяти и во всех 30 блоков узлов 25.1-25,Б памяти хранения установлен режим записи (нулевые сигналы на выходах группы элементов И .22), однако за счет единичных сигналов на первых выходах регистров 15 и 10 изменениеадресов ячеек узла 30 памяти, а также формирование выборок кристаллаосуществляется только в блоке 25,1хранения. Процесс ввода информации в устройство осуществляется следующим образом. мационное слово разрядностью М, а на входе 3 признака ввода - стробирующий положительный импульс, минимальная длительность которого равна циклу записи данных в узле 30 памяти.Во время действия сигнала на входе 3на первом выходе группы элементовИЛИ 29 блока 25,1 хранения формируется единичный сигнал, так как единичные сигналы имеют место на первых выходах регистров 10 и 15, поэтомузапись первого слова осуществляется.в узле 301 памяти блока 25,1 хранения по нулевому адресу, задаваемомусчетчиком 11, задним фронтом сигналана входе 3, стробирующего вводимыеданные, осуществляется установка вединичное состояние второго разряда 66 6и в нулевое состояние первого разряда регистра 10, поэтому во времяввода следующего слова данных (единичный сигнал на входе 3) единичный 5сигнал сформируется на втором выходегруппы элементов ИЛИ 29 и запись следующего слова осуществляется в узле30.2 памяти первого блока 25,1 хранения также по нулевому адресу, Послезаписи первых К слов вводимых данныхво все узлы 30.1-30.К памяти первогоблока 25.1 хранения задним фронтомсигнала с К-ого выхода кольцевого регистра 1 О счетчик 11 увеличивает своесодержимое на единицу, поэтому записьследующих К вводимых слов осуществляется последовательно в узел 30,1-30.Кпамяти блока 25.1 хранения по первому адресу, задаваемому счетчиком 11и т.д.После окончания ввода массива данных на входе 4 признака конца вводасформируется положительный импульс,который осуществляет установку в исходное состояние регистра 10, счетчика 11 в единичное состояние второгоразряда и в нулевое состояние первого разряда регистра 15, поэтому запись следующего массива данных производится в блок 25,2 хранения в. узелпамяти 30,1 по нулевому адресу, кроме того, сигналом с выхода 4 осуществляется увеличение на единицу содержимого счетчика 23, что приводит кформированию единичного сигнала навыходе элемента 24 ИЛИ, а следовательно, к разрешению вывода информации из устройства, а именно из блока25.1 хранения, Если длина вводимогомассива больше емкости блока 25 хранения, то в момент переполнения емкости счетчика 11 на выходе переполнения сформируется единичный сигнал,который так же, как и сигнал на входе 4 устройства, осуществляет сдвигеединичного сигнала в кольцевом регистре 15, увеличит содержимое счетчика 23.и, тем самым, ввод массива данных продолжается в блок 25.2 хранения в узел памяти 30.1 по нулевомуадресу, для исключения двойного срабатывания кольцевого регистра 15 исчетчика 23 при вводе массивов длиной, равной емкости узла памяти одного блока 25 хранения, введена блокировка входа 4 нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 12, поступающимна второй вход элемента И 13.Если все блоки хранения 25.1-25.Бзаполнены, то на выходе переполнениясчетчика 23, а следовательно, и навыходе 1 устройства сформируется ну 5левой сигнал, который запретит дальнейший ввод информации до тех пор,пока не освободится хотя бы один блоК25 хранения,Вывод информации из устройствавозможен только после заполнения массивом данных хотя бы одного блока 25хранения и осуществляется Р-разрядными словами при наличии единичногосигнала на выходе 5 устройства следующим образом,Иа входе 7 устройства .устанавливается единичный сигнал, стробирующий выводимые данные, с минимальнойдлительностью, равной циклу чтенияиз узла 30 хранения, во время действия единичного сигнала на входе 7устройства, на выходе элемента И 16,а следовательно, и на первом выходегруппы элементов И 22 сформируется 25единичный сигнал, который приводит кформированию единичных сигналов навходах задания режима всех узпов 30памяти блока хранения 25.1 на всехвыхоцах группы элементов ИЛИ 29 блока сигнала, на управляющих входахкоммутатора 26 блока хранения 25.1,поэтому данные, выводимые из узла30.1-30.Е памяти блока 25,1 хранения. по нулевому адресу, задаваемомусчетчиком 17, через коммутатор 26поступают на выход 6тройства. Задним Фронтом единичного сигнала с выхода элемента И 16 счетчик 7 адресов вывода увеличивает свое содержимое на единицу, поэтому во время действия следующего единичного сигналана входе 7 устройства вывоц данныхпроизводится одновременно из узлов30,1-30.1 памяти блока 25,1 храненияпо следующему адресу, задаваемомусчетчиком 17,В моменг окончания выводамассиваданных единичный сигнал сформируетсяна входе 8 устройства, при этом вкольцевом регистре 21 происходитсдвиг информации, а счетчик 23 уменьшает свое содержимое на единицу, аналогично режиму записи при выводе массивов длиной большей емкости блока95525 хранения, на выходе переполнениясчетчика 1 сформируется единичныйсигнал, Функции которого аналогичныФункциям сигнала на входе 8. Для исключения двойного срабатывания так же, как и при записи, введена блокировка входа 8 нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 18,Если после чтения массива информации отсутствуют заполненные блоки 25 хранения (счетчик 23 установился в нулевое состояние) дальнейший вывод информации приостанавливается до появления заполненных, готовых к выводу, блоков хранения 25коммутатор адреса 27 представляет собой группу элементов И-ИЛИ, количество элементов И-ИЛИ равно разрядности счетчиков 11 и 17. и соответствует объему одного узла 30 памяти. Емкость счетчика 23 занятости равна числу блоков 25 хранения.Формула изобретения Устройство для ввода-вывода информации, содержащее два элемента И, пять элементов ИЛИ, счетчик занятости, счетчик адресов вывода, счетчик адресов ввода разрядные выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом признака конца ввода устройства, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу переполнения счетчика адресов ввода, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сложения счетчика занятости, разрядные выходы которого соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом разрешения вывода устройства, выходом разрешения ввода которого является выход переполнения счетчика занятости, разрядные выходы счетчика адресов вывода соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входом признака конца вывода устройства, выход второго элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнения счетчика адресов вывода, выход пятого элемента ИЛИ соединен с входом вычитания счетчика занятости, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены третий и четвертый элементы И,9 15 Э 63три кольцевых регистра, группа элементов И, М блоков хранения данных,каждый из которых содержит коммутаторданных коммутатор адреса, узел элеУ5ментов И, группу элементов ИЛИ, Кузлов памяти, (где И=2", и 0,1,2,),причем первый вход третьего элементаИ является входом признака вводаустройства, второй вход третьего элемента И соединен с выходом переполнения счетчика занятости, выход третьего элемента И соединен с первыми входами узлов элементов И блоков хранения данных и с синхровходом первогокольцевого регистра, параллельныевыходы которого соединены с вторымивходами узлов элементов И .Б блоковхранения данных, выход старшего разряда первого кольцевого регистра соединен со счетным входом счетчика адресов ввода, вход сброса которогосоединен с входом установки в исходное состояние первого кольцевого регистра и входом признака конца ввода 25устройства, вход признака вывода устройства соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход кото-., рого соединен с выходом третьего элемента ИЛЦ, выход четвертого элементаИ соединен с первыми вхОдами элементов И группы и со счетным входомсчетчика адресов вывода, вход сбросакоторого соединен с входом признакаконца вывода устройства, вывод второго элемента ИЛИ соединен с синхровходом второго кольцевого регистра,66. О1 - М выходы которого соединены с первыми управляющими входами коммутаторов адреса и третьими входами узлов элементов И соответственно- Ю блоков хранения данных, выход пятого элемента ИЛИ соединен с синхровходом третьего кольцевого регистра, параллельные выходы которого соединены с вторыми входами элементов И группы, 1-Н выходы которых соединены с уп-, равляющими входами коммутаторов ад-, реса, с первыми входами элементов ИЛИ группы, с управляющими входами коммутаторов данных и входами режима узлов памяти соответственно 1-Бблоков хранения данных, первый и второй информационные входы коммутаторов адреса Б блоков хранения данных соединены с разрядными выходами счет" чиков адресов ввода и вывода соответственно, причем в каждом блоке хранения данных выходы узла элементов И соединены с .вторыми входами элементов ИЛИ группы, 1-К выходы элементов ИЛИ группы соединены с входами выборки кристалла соответственно 1 - К узлов памяти, адресные входы которых объединены и подключены к выходу коммутатора адреса, информационные входы-выходы узлов памяти подключены к группе информационных входов-выходов коммутаторов данных, информационные. входы-выходы коммутаторов данных.В блоков хранения данных являются соответственно информационными входами- выходами устройства.153 б 36 б 1 о ставите ль Р: ЗасорилГехред с 1.;ждали"; едактор М,Недолуженко Корректор Л, йат 8 писно ГКЧТ ССС Производственно-издательский коибин г .антант, Ужгород, ул, агарина, 1 Государственного коапп113035,. Москвг га по изооретения и открытиям Ж 3-;, гауиская наб: д. /3