Устройство для управления обменом

.(56) Авторское свидетельство СССР В 723559, кл. С 06 Р 304, 1976.Авторское свидетельство СССР В 750471, кл. С 06 Р 3/04, 1976.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБИЕНОИ, содержащее первый двунаправленный коммутатор, буферный регистр, регистр состояния, счетчик информации и счетчик первого адреса, установочные входы и информационные выходы которого соединены. с первой группой информационных входов и выходов устройства, первая группа информационных входов-выходов первого двунаправленного коквутатора, информационные входы и выходы регистра состояния, установочный вход и первый информационный выход счетчика инаюрмации соединены с первой группой информационных входов-выходов устройства, вторая группа информационных входов-выходов первого двунаправленного коммутатора соединена с первой группой выходов-входов буферного регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введены счетчик второго адреса, генератор одиночных импульсов второй двунаправленный Йомеутатор, дешифратор выборки и блок управления причем блок управления содержит первый и второй узлы приема " передачи, регистрпризнаков, дешифраторы адре" са и направления обмена, формировате ли записи и чтения, узел элементов И, узел элементов И-ИЛИ, причем кодовый вход дешифратора выборки соединен с первым кодовым выходом регистра состояния 1 стробирующий вход дешифра. тора выборки соединен с первым выходом узла элементов И блока управления, а второй и третий кодовые выходы регистра состояния соединены соответственно с кодовыми входами генератора одиночных нмульсов, дешифратора направления обмена, регистра признаков, с первыми входами узла элемен. тов И и узла элементов И-ЮЖ блока управления, первый и второй выходы дешифратора направления обмена блока управления соединены соответственно с управляющими входами первого и второго двунаправленных коммутаторов, вторая группа входов-выходов Б буферного регистра соединена с первой группой выходов-входов второго двунаправленного коммутатора, вторая группа входов-выходов которого соединена с второй информационной группой входов-выходов устройства, а первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы узла элементов И-ИЛИ блоха управления соединены соответственно со стробирушщими входами счетчика информации, счетчиков первого и второго адресов, регистра состояния, с управляющим входом буферного рее гистра, второй выход узла элементов И блока управления соединен с входомпуска генератора одиночных Импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно со счетицми входами счетчиковпервого и второго адресов, а третийи четвертый выходы узла элементов Иблока управления соединены соответственно со счетным входом счетчикаинформации и с первым кодовым входомрегистра состояния, второй кодовыйвход которого соединен с первымвыходом регистра признаков блокауправления, третий и четвертый кодовые входы регистра состояния соединены соответственно с первыми выходами первого и второго узлов приема -передачи блока управления, второйинформационный выход счетчика информации соединен с вторым входом узлаэлементов И блока управления группы входов-выходов синхронизации первого и второго узлов приема - передачи блока управления соединены соответственно с первой и второй группамивходов-выходов синхронизации устройства, индивидуальные выходы выборабуферной памяти которого соединеныс выходами дешифратора выборки, установочные входы второго счетчика адреса соединены с первой группой информационных входов устройства, а информационные выходы второго счетчика адреса - с первой и второй группамиинформационных выходов устройства,адресные входы которых соединеныс первой группой входов дешифратораадресов блока управления, выходыкоторого соединены с адресными вхо- .дами регистра признаков блока управления, а в блоке управления группавыходов признаков первого узла при 1976ема - передачи соединена с второйгруппой входов дешифратора адресови группой установочных входов регистра признаков, группа выходов при- .знаков которого соединена с группойрежимных входов первого узла приема -передачи, выход тактирования которогосоединен с третьим входом узлаэлементов И, пятый, шестой и седьмойвыходы которого соединены соответственно с входами тактирования первогои второго узлов приема - передачии с управляющим входом дешифраторанаправления обмена, первая и втораягруппы выходов которого соединеныс группами входов переключения первого и второго узлов приема - передачи, группа выходов признаковвторого узла приема - передачи соединена с первой группой входов узлаэлементов И, второй и третий выходы регистра признаков соединены соответственно с входом признака дешифратора направления обмена и с четвертым входом узла элементов И,а группа выходов сигналов идентификации записи-чтения регистра признаков соединена с группой входов узлаэлементов И-ИЛИ, восьмой и девятыйвыходы узла элементов И соединенысоответственно с входами формирователей чтения и записи, первые ивторые выходы которых соединены со-.ответственно с пятым и шестым входами узла элементов И и с вторыми третьим входами узла элементов ИИЛИ.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления обменом информацией между элементами вычислительной системы, минуя центральный процессор.Цель изобретения - повыщение быстродействия устройства,На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления обменом; на фиг. 2 - Функциональная схема блока управления. Устройство для управления обменом содержит двунаправленные коммутато,ры 1 и 2, счетчик Э информации, счетчик 4 первого адреса, счетчик 5 второго адреса, буферный регистр 6, регистр 7 состояния, блок 8 управления, генератор 9 одиночных импульсов, дешифратор 10 выборки.Кроме того, устройство содержит первый 11, второй 12 и третий 13 кодовые входы регистра состояния, первый 14, второй 15, третий 16,3 1151четвертый 17 и стробирующий 18 входырегистра состояния, стробирующий 19и счетный 20 входы счетчика информации, первый 21 и второй 22 информационные выходы счетчика информации, 5стробирующий 23 и счетный 24 входысчетчика первого адреса, управляющиевходы первого 25, второго 26 двунаправленнйх коммутаторов и буферного .регистра 27, кодовый 28 и стробирующий 29 входы дешифратора выборки,выходы 30 дешифратора выборки, индивидуальные выходы 31 устройства выбора буферной памяти, кодовый вход 32и вход 33 пуска генератора одиночных 15импульсов, первый 34 и второй 35выходы генератора одиночных импульсов,счетный 36, стробирующий 37 и установочные 38 входы счетчика второгоадреса, информационные выходы 39 счетчика второго адреса, первый 40,второй 41 и третий 42 входы блока управления, первая 43 и вторая 44. грунпы входов-выходов блока .управления,.первый 45, второй 46, третий 47, .25четвертый 48, пятый 49, шестой 50,седьмой 51, восьмой 52, девятый 53,десятый 54, одиннадцатый 55, двенадцатьгЛ 56, тринадцатый 57 и четырнадцатый 58 выходы блока управления. ЗОБлок 8 управления содераит первый 59 и второй 60 узлы приема - передачи, дешифраторы адреса 61 и направления 62 обмена, регистр 63 признаков, Формирователи чтения 64и записи 65, узлы элементов И-ИЛИ 66и элементов И 67,Позициямн на Фиг. 2 обозначеныгруппа выходов 68 признаков и выход 69 тактирования первого узла приОема - передачи, группа резимных входов 70, вход 71 тактирования и группа входов 72 переключения первого узла приема - передачи, адресные входы 73 и группа установочньп рходов 74 регистра признаков, группавыходов 75 признаков, второй выход 76,группа выходов 77 сигйалов идентификации записи-чтения и третий выход 78 регистра признаков, втораягруппа входов 79 дешифратора адреса,пятый 80, шестой 81, седьмой 82,восьмой 8 З и девятый 84 выходы узлаэлементов И, первая группа входов 85,третий 86, четвертый 87, пятый 88и шестой 89 входы узла элементов И,группа входов 90 переключения ивход 91 тактирования второго узла 976 4приема - передачи, группа выходов 92признаков второго узла приема - передачи, первый 93 и второй 94 выходыформирователя чтения, первый 95 ивторой 96 выходы Формирователя записи,группа входов 97, второй 98 и третий 99 входы узда элементов И-ИЛИ,вход 100 признака и управляющийвход 101 дешифратора направленияобмена, первая 102 и вторая 103группы. выходов дешифратора направления обмена.На фиг, 1 и 2 позициями обозначены первый вход 40 блока управления,кодовый вход. 40 дешифратора направления обмена, кодовый вход 40 регистра признаков, первый вход 40 зузла элементов И, первый вход 404узла элементов И-ИЛИ, второй вход 41блока управления - второй вход узлаэлементов И, третий вход 42 блокауправления - первая группа входовдешифратора адреса, первая группа.входов - выходов 43 блока управления - группа, входов-выходов синхронизации первого узла приема - передачи, вторая группа входов - выходов 44 блока управления - группа входов-выходов второго узла приема "передачи, первый выход 45 блока управления - первый выход дешифраторанаправления обмена, второй выход 46блока управления - второй выход дешифратора направления обмена,третий выход 47 блока управленияпервый выход узла элементов И,четвертый выход 48 блока управления - второй выход узла элементов И,пятый выход 49 блока управления -третий выход узла элементов И, шес-.той выход 50 блока управления - четвертый выход узла элементов И, седьмойвыход 51 блока управления - первый выход узла элементов И-ИЛИ, восьмой выход 52 блока управления - второй выход узла элементов И-ИЛИ,девятый выход 53 блока управления -третий выход узла элементов И-ИЛИ,десятый выход 54 блока управления -четвертый выход узла элементов И-ИЛИ,одиннадцатый выход 55 блока управления - пятый выход узла элементов ИИЛИ, двенадцатый выход 56 блока управления - первнй выход регистрапризнаков, тринадцатый выход 57 блока управления - первый выход первогоузла приема - передачи, четырнадцатый выход 58 блока управления - перКод выборабуферной памяти ирав ляю циищее Код направления передачи информ Код модификации счетчиков адрес Начало работы Конец работы Нет разрешения захвата магистрали Зависание при чтенииЗависание при записи Ошибка 1 храненияОшибка 2 храненияРезерв 5И 6И71 Т 12 щаяинформация формации со сторовходов - выходов вляется в соответ- .903-80.работы устройства следующим образом: в котором произво ством необходимых од вывод ин Формационных яства осущест с ОСТ 11.305 новные этапы представить овочный этап,прием устрой.ны ин устро вии ожно вый выход второго узла приема - передачи.Коммутаторы 1 и 2 (фиг. 1) обеспечивают обмен информацией между буферным регистром и магистралями, подсое диненными к устройству, Счетчик 3 информации определяет длину пересылаемого массива, счетчики 4 и 5 адресов обеспечивают адресное обращение устройства на магистралях,1 Регистр 7 состояния принимает управляющее слово при записи исходной инструкции и обеспечивает хранение текущей информации о работе устройст ва. Блок 8 управления обеспечивает необходимый алгоритм обмена для взаимодействия устройства с магистралями. Генератор 9 одиночных импульсов обеспечивает индексную модификацию содержимого счетчиков 4 и 5 адресов по сигналам блока управления. Дешифратор 10 выборки определяет номер выбранного блока буферной памяти. Узлы 59 и 60 (фиг. 2) приема - передачи под управлением дешифратора 62 направления обмена осуществляют синхронизацию между магистралями и дешифраторами 61 адреса, регистром 63 признаков, узлом 67 элементов И. Дешифратор 61 адреса обеспечивает адресное. обращение к регистрам и счетчикам устройства. Регистр 63 признаков осуществляет захват магистрали через первый узел приема - передачи и управление регистрами и счетчиками устройства. Узел 67 элементов И передает в регистр 7 состояния кодовые сигналы о текущей работе составных частей устройства и обеспечивает коммутацию входных и выходных сигналов формирователей 64 и 65 в режиме чтения и записи. Формирова.тели 64 н 65 вырабатывают сигналы синхронизации и управления регистрами и счетчиками устройства в режиме чтения и записи, Через узел элементов И-ИЛИ 66 осуществляется управление регистрами и счетчиками устройства от регистра 63 признаков н формирователей 64 и 65,Структура регистра 7 состояния. инструкций для самостоятельной работы; этап организации режима прямогодоступа; этап организации режимапословного чтения и записи информа ции через буферный регистр; прекращение режима прямого доступа.Устройство работаег следующимобразом,Для обеспечения передачи информации в устройство вводится исходная информация - н счетчик 3 информации длина пересылаемого массива, н счетчик 4 первого адреса начальный адрес 5 абонента со стороны первой группы информационных входов - выходов устройства, в счетчик 5 нторого адреса начальный адрес абонента со стороны второй группы информационных входов - выходов устройства, в регистр 7 состояния управляющее слово. Информация н регистр 7 должна заноситься в последнюю очередь. После зайесения управляющего слона в регистр 7 15 по совпадению сигнала начала работы (8 разряд регистра 7) с соотвегствующей фазой сигнала на установочном входе н регистре 63 признаков Формируется сигнал запроса магистрали, 20 который транслируется из регистра 63 через узел 59 на выходы-входы 43; сигнал разрешения захвата магистрали со входов-выходов 43 уз. - лом 59 передается в регистр призна ков, .где и запоминается, Захватив магистраль регистр 63 формирует на выходе 78. сигнал начального пуска, который через узел 67 элементов И запускает Формирователь 64 30 чтения. С выхода 93 Формирователя чтения сигналы тактирования через узел 67 в зависимости от кода направления обмена (вход 405) транслируются абоненту либо через узел 59, либо через узел 60, Узлы 59 и 60 подготавливаются для приема или передачи под управлением сигнала на входе 101 в зависимости от кода направления обмена (вход 401); Ответные 40 сигналы от абонента аналогичным образом транслируются на вход формирователя 64 через узел 67. Второй выход 94 формирователя чтения используется для передачи через узел 66 сиг налов к буферному регистру 6 и счетчикам 3, 4 и 5 в зависимости от кода направления обмена (вход 40,1). В конце чтения слона формирователь 64 через узел 67 запускает формирова тель 65 записи, который на выходе 95 вырабатывает сигналы тактирования для второго абонента. Эти сигналы (как и сигналы с выхода 93 формирователя 64) через узел 67 направляются 55 второму абоненту через выбранный узел приема - передачи, а ответные сигналы от второго абонента аналогично транслируются на вход формирователя 65 записи На выходе 96 вырабатываются сигналы, которые в узле 67, в зависимости от кода направления обмена (вход 40), передаются к соответствующему регистру или счетчику устройства.После чтения слова от первого абонента и записи его в буферном регистре 6 формирователь 64 модифицирует через узел 67 содержимое счетчи"ка 3 информации и соответствующего счетчика адреса. Счетчик информации производит счет на уменьшение, Поэтому после передачи последнего слова массива в счетчике 3 информации содержимое равнонулю при подаче импульса на его счетный вход, на выходе 22 вырабатывается сигнал окончания обмена, который поступает на вход 41 узла 67 элементов И и заблокирует возобновление чтения и модификацию счетчика адреса второго абонента. Сигнал окончания обмена с выхода 80 узла 67 поступает в узел 59 и оттуда через один из выходов 43 передается в магистраль как сигнал прерывания и, кроме того,с выхода 68 поступает в регистр 63признаков, где устанавливает н исходное состояние разряды, обеспечивающие захват магистрали. Поступивший в регистр 63 сигнал окончания обмена через выход 56 передается в регистр 7 состояния, где запоминается в девятом разряде. Если при чтении формирователь 64 не получает в течение определенного времени ответных сигналовот абонента, то он прекращает чтениеи формирует свой признак окончания:обмена, который с выхода 93 поступаетв узел 67, где производит аналогичныедействия что и сигнал окончания обмена. С входа 40 через первый узел 59 приема-передачи передается сигнал прерынания и устанавливаются в исходное состояние разряды регистра признаков, обеспечивающие захват магистрали, и вырабатывается сигнал с выхода 56 в регистр состояния. Признак окончания. обмена, поступивший из формирователя 64, кроме того, Фиксируется в 11-м разряде регистра 7 состояния сигналом на выходе 50 узла 67, Аналогичный признак окончания обмена в случае неполученияответных сигналов от абонента вырабатывает формирователь 65 записи, 9 11519 Этот признак фиксируется в 12"м разряде регистра состояния сигналом на выходе 49 узла б 7 элементов И.Сигналы на выходах 57 и 58 узлов 59 и бО вырабатываются в том случае, когда от соответствующего абонента в режиме чтения, приходит на один из входов 43 или 44 сигнал "Ошибка хранения". В этом случае также происходит выработка в узле б 7 . 1 О сигнала окончания обмена с установкой в исходное состояние разрядов регистра признаков, обеспечивающих захват магистрали, Сигналы, поступив 76 1 Ошие с выходов 57 и 58 запоминаютсяв 13 и 14 разрядах регистра 7 состояния,Таким образом обеспечивается обмен информацией между магистралями без привлечения к обмену процессора,Предлагаемое устройство позволяет организовать эффективную конвейерную систему обработки цифровой информации и повысить быстродействие вычислительных сетей, где требуется перемещение больших массивов информа- цниа. Составитель Г.Стернин актор АЛандор Техред З,Палий Корректор И.ИускППП "Пате Фил г.Ужгород, ул.Проектная,Заказ 2325/38ВНИИПИ Гопо113035, Москв раж дар лам 710Подписное твенного комитета СССР изобретений и открытий 5, Раушская наб., д, 4