Двухпортовое устройство сопряжения в вычислительной системе

СОЮЗ СОВЕТСКИХНМФлюпнеснцРЕСПУБЛИК 4 рц С 06 Г 13/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТ И АВТОРСКОЮ(56) Авторское свидетельство СССРВ 941979, кл. С 06 В 3/06, 1980.Авторское свидетельство СССРВ 809143, кл. С 06 В 3/041979,(54)(57) ДВУХПОРТОВОЕ УСТРОЙСТВОСОПРЯЖЕНИЯ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕИЕ,содержащее три триггера, шесть элементов И, первый элемент ИЛИ и первыйФормирователь импульса, о т л и ч аю щ е. е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержитшесть групп элементов И, две группыэлементов ИЛИ, два счетчика, второйФормирователь, импульса, четвертыйтриггер, седьмой и восьмой элементыИ, второй, третий, четвертый, пятыйи шестой элементы ИЛИ и блок буфернойпамятипричем первый и второй информационные входы устройства подключены соответственно к первым входамэлементов И первой и второй групп,выходы которых соединены с. входамиэлементов ИЛИ первой группы, выходыкоторых соединены с информационнымивходами блока буферной памяти, адресные входы которого соединены с выходами элементов ИЛИ второй группы,.первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И третьеч и четвертой групп,первые входы которых. соединены соответственно с выходами первого ивторого счетчиков, информационныевходы .которых соединены соответствен 801156080 А но с выходами элементов И пятой и шестой групп, первые входы которых подключены соответственно к первым 1и вторым информационным входам устройства, выход блока буферной памяти подключен к первому и второму информационным выходам устройства, входы чтения и записи блока буферной памяти,.подключены соответственно к выходам первого и второго элементов ИЛИ, первые и вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого, второго и третьего и четвертого элементов И, прямой выход первого триггера подключен к вторым входам элементов И первой и третьей групп, к первому выходу представления прерывания устройства и к первым входам первого и второго элементов И, к вторым входам которых подключены соответственно первый и второй управляющие входы устройства, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика, вторые входы элементов И пятой и шестой групп подключены соответственно к первому и третьему управляющим входам устройства, а инверсные входы - соответственно к первому ивторому запросным входам устройства,первый запросный вход устройства соединен с нулевым входом первого триггера, а через первый формирователь импульса - с первым входом пятого элемента И, с инверсным входом шестогоэлемента Н и с единичным входом второго триггера, нулевой вход которогосоединен с инверсным выходом первоготриггера и с первыми входами шестого11560 и седьмого элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу третьего триггера, нулевой вход которого соединен с вторым запросным входом устройства, а через второй формирователь импульса - с вторым входом шестого элемента И и с единичным входом четвертого триггера, нулевой вход которого соединен с нулевым выходом третьего триггера, с вторым входом пятого элемента И и первым входом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, выходы пятого и восьмого элементов И соединены с входами пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным 80входом первого триггера, третий входпятого элемента И соединен с инверснымвыходом четвертого триггера, прямойвыход которого соединен с вторым ,входом седьмого элемента И, инверсныйвыход второго триггера со динен стретьим входом шестого элемента И,прямой выход третьего триггера соединен с вторыми входами элементов Ивторой и четвертой групп, с вторымвыходом представления прерыванияустройства и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторыевходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому управляющим входам устройства, а выход - квходам шестого элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с установочнымвходом второго счетчика.На фиг. 1 показана схема предлагаемого двухпортового устройства сопряжения в вычислительной системе; на фиг. 2 - временные диаграммы работы двухпортового устройства сопряжения в вычислительной системе в режиме обращения одной машины и последовательного обращения двух вычислительных машин; на фиг, 3 то же, в режиме одновременного обращения двух вычислительных машин.Двухпортовое устройство сопряжения сод=ржит элементы И 1 и 2 первой и второй групп, первые входы которых подключены соответственно к информационным входам 3 и 4 устройства, а выходы - к входам элементов ИЛИ 5 первой группы, выходы .которых соединены с информационными входами блока 6 буферной памяти, адресными входами 30 Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к структурам цифровых вычислительных систем,и может быть использовано при построении многопрограммных вычислительных 5систем, работающих в реальном масштабевремени.Дель изобретения - повышениебыстродействия вычислительной системывведением двухпортовых устройств 10сопряжения,2соединенного с входами элементов ИЛИ 7 второй группы. Первые и вторые входы элементов ИЛИ 7 соединены соответственно с выходами элементов И 8 и 9 третьей и четвертой групп, первые входы которых соединены соответственно с выходами счетчиков 10 и 11, информационные входы которых . соединены соответственно с выходами элементов И 12 и 13 пятой и шестой групп, первые входы которых подключены соответственно к информационным входам устройства 3 и 4.Выход блока 6 подключен к информационным выходам устройства 14 и 15, а входы "Чтение" и "Запись" соответственно к выходам элементов ИЛИ 16 и 17, первые и вторые входы которых подключены соответственно к выходам элементов И 18, 19 и 20, 21;Прямой выход триггера 22 подключен к вторым входам элементов И 1 и 8, к выходу 23 представления прерывания устройства и к первым входам элементов И 18 и 19, к вторым входам которых подключены соответ-. ственно управляющие входы 24 и 25.Выходы элементов И 18 и 9 соединены соответственно с входами элемента ИЛИ 26, выход которого соединен с установочным входом счетчика 10,3 1156080 4вторые входы элементов И 12 и 13 процессору необходимо выполнить триподключены соответственно к управля- цикла обращения. В,зависимости отющим входам 24 и 27, а инверсные -обращений вычислительных машин двухсоответственно к запросным входам портовое устройство сопряжения имеет28 и 29. несколько режимов работы.Вход 28 соединен с нулевыи входом Режим обращения одной машинытриггера 22, а через формирователь(фиг. 2 а),30 " с первым входом элемента И 31, Этот режим характеризуется обрас инверсньи входом элемента И 32 и щением к устройству одной ЭВМ нас единичным входои триггера 33, 1 О отрезке времени, равном времени вы,нулевой вход которого соединен с полнения операции ввода-вывода проинверснцм выходом триггера 22 и с цессором.первыми входами элементов И 32 и 34, Триггера 22, 33, 36 и 38 в исходвыходы .которых соединены соответ- ном положении находятся в нулевомственно с входами элемента ИЛИ 35 ф 1 состоянии. Цепь их начальной установподключенного выходом к единичному ки на фиг. 1 не показана.входу триггера Зб, нулевой вход Впервом цикле проц ссор ЭВМ послекоторого соединен с запросным входомходом адресации двухпортового устройства в29 устройства, а через формирователь адресной части помещает на вход 337 импульса ." с вторьою входом элемента И 32данные, представляющие собой адрес38та И и единичным входом триггера ячейки б 6яче кй пока , к которой необходимонулевой вход которого соединен обращао ращаться, после чего устанавливас нулевым выходом триггера 36, свторци входои элемента И 31 и первым означаю й 3означающи , что на линии 3 помещенывходом элемента И 39, второй вход, д данные. При этом на входе 28 запросакоторого соединен с прямым выходом присутствует сигнал "0". Данныетриггера ЗЗ. через группу 12 элементов И записыВыходы элементов И 31 и 39 соеди- ваются в счетчик. Этим завершаетсяиены с соответствующими .входами эле- пе ыйперв цикл обращения, при этом вмента ИЛИ 40, выход которого соеди- счетчике 10 записан адрес ячейкинен с единичным выходом триггера 22.Третий вход элемента И 31 соединен с щаться,гера блока 6, к которой необходимо об адиио о раинверснцм выходом триггера 38 прямойЭ о втором цикле обращения послевыход которого соединен с вторцивходом элемента И 34.адресной Масти на входе 28 появляется сигнал, блокирующий по инве сноИнверснцй выход триггера 33 соеди-в ующ инверсному входу элементы И 12 и занесениенен с третьим входом элемента И 32 данных в счетчик 10. По переднему.прямой выход триггера 36 соединен с фронту сигнала запроса формировавторыеи входаин элементов И 2 и 9 сс тель 30 вырабатываешься импульс повыходом 41 представления прерыванияЭпереднеиу фронту которого черезустройства и с первыми входами эле" пепервый вход элемента И 31 (так какментов И 20 и 21, вторые входы котона двух остальных входах присутству"рых подключены соответственно к ют разрешающие сигналы) устанавлиУпРавлЯющим входаи 27 и 42, а выходы - вается в "1 нк соответств м вхо1 триггер 22. С е иннчвается в 1 р 22. единнчИЛИ 43ующи одам элементавыход которого соединен с поступает на выход 23, информирующюйустановочным входои счетчика 11. процессор о том, что устройство гото.Двухпортовое устройство сопряжения во передавво ередавать или принимать данные.в вычислительной системе работаетследующим образом.о заднему ронту импульса формирователя ЗО триггер 33 устанавливается в "1 .Любой цикл обращения. процессораЭВМ начинается с адресной части вы- В третьем цикле обращения процес-б орки внешнего устройства, каким сор производит обращение к блоку 6является двухпортовое устройство. устройства по адресу, содержащемусяПосле завершения адресной части цикла в счетчике 1 О, Операция обращенияпроцессор выполняет прием или переда- происходит аналогично операцииФчу данных. Для выполнения операций описанной для первого цикла обраще"Чте ие"1 1н или Запись в блок 6 ния, При этом, в случае операции"Запись", данные с линии 3, представляющие собой информацию, которуюнеобходимо записать в блок 6, черезгруппу 1 элементов И, на вторыхвходах которых присутствует разрешающий сигнал с триггера 22, и группу5 элементов ИЛИ поступает сигнал навходные информационные вины блока 6,Группа 12 элементов И блокируетсяпо второму инверсному входу сигналом 10с шины 28, адрес через группу 8элементов И и группу 7 элементов ИЛИпоступает на адресные шины блока 6.Сигнал с шины 24 через элементы И 18и 17 поступает на управляющий вход 15"Запись" блока 6, в котором производится операция записи, выданнойпроцессором информации по необходимому адресу.В случае операции Чтение" данные урна входе 3 не устанавлив-.ются процессором, а на выходе 25 появляетсясигнал, который через элементы И 19и ИЛИ 16 поступает на управляющийвход "Чтение" блока 6, в котором Ипроисходит операция чтения информации по заданному адресу. Информацияс выходных информационных шин блока 6поступает на линию 14, с которой принимается процессором.После завершения процессором операции ввода-вывода с линии 25 снимается сигнал "1". По заднему Фронтусигнала триггер 22 устанавливаетсяв нулевое состояние,Режим последовательного обращения фдвух ЭВМ (фиг, 2 а, б),Этот режим характеризуется последовательным обращением к устройствудвух ЭВМ на отрезке времени, равномвремени выполнения операции ввода 46вывода процессором.Например, одна ЭВМ производитоперацию ввода-вывода с устройства.Во время этого вторая ЭВМ такжеобратилась к нему. В этом случае43двухпортовое устройство работаетследующим образом. Работа элементовустройства происходит аналогичноописанной в режиме обращения одноймашины. Первый адресный цикл обращенияпроисходит аналогично описанному,При этом в счетчик 11 записываетсяадрес, по которому требуется обращение к блоку 6. Сигнал с шины 29передним фронтом запустит формирователь 37,Сигнал с формирователя 37 через элемент И 32 не пройдет, поскольку он блокирован по третьему входу сигналом "0" с нулевого выхода триггера 22 и по второму входу сигналом 0 с нулевого выхода триггера 33, который был установлен в единичное состояние задним фронтом импульса Формирователя 30. Задним фронтом сиг" нала формирователя 37 триггер 38 установится в "1" и запретит по второму входу элемента И 31 установку триггера 22 в "1" при повторном запросе первой ЭВМ.Об окончании операции ввода-вывоца первая ЭВМ сигнализирует снятие с линии 28 сигнала "1", по заднему фронту которого триггер 22 устанавливается в нулевое состояние и передним фронтом сигнала "1" с нулевого выхода устанавливает в "0" триггер 33 и через элемент И 34, на первом входе которого присутствует разрешающий сигнал с триггера 38, элемент ИЛИ 35 устанавливает в единичное состояние триггер 36.С единичного выхода триггера 36 сигнал поступает на шину 41, информирующийпроцессор второй ЭВМ о том, что устройство готово передавать или принимать данные. Процессор выполняет операцию ввода-вывода, по завершению которой с шины 29 снимается сигнал "1", задним фронтом которого триггер 36 устанавливается в нулевое состояние и устанавливает в состояние "0" триггер 38.Временная диаграмма работы двухпортового устройства и в режиме одновременного обращения к устройству двух ЭВМ показана на фиг. За, Б .Занесение адреса в счетчики-регистры 10 и 11 происходит на первом цикле обращения машин аналогично описанному в режиме обращения одной машины. Затем при появлении на шинах 28 и 29 сигналов "1" формирователи 30 и 37 формируют импульсы, передние Фронта которых совпадают. По переднему фронту импульса формирователя 30 через элемент И 31, на двух остальных входах которого присутствуют разрешающие сигналы, и элемент ИЛИ 40 триггер 22 устанавливается в единичное состояние, а по заднему - в "1" устанавливается триггер 33. Сигнал "1" с единичного выхода триггера 22 поступает на шину 23, Импульс формирователя 371156080 7через первый вход элемента И 32 не проходит, поскольку он блокируется по второму инверсному входу импульсом с формирователя 30, а затем по третьему входу - сигналом "0" с5 триггера 22. По заднему фронту импульса формирователя 37 триггер 38 устанавливается в "1".В дальнейшем работа устройства происходит аналогично описанной в 1 О режиме последовательного обращения двух машин.Режим заполнения считывания буфера,Каждая из ЭВИ может выполнять высокоскоростную блочную (групповую) пересылку данных, заполняя блок 6 буферной памяти устройства. Эти данные могут быть затем считаны с другой стороны памяти (с другого порта) другой машиной.В этом режиме двухпортовое устройство сопряжения работает следующим образом. 8После выполнения первой операции ввода-вывода процессором, например, одной ЭВМ, описанной в режиме обращения одной машины, сигнал "1" с шины 28 запроса процессором не снимается. В зависимости от выполняемой, операций "Чтение" или "Запись" в счетчик 10 по цепи: вход 25 - элемент И 19 - элемент ИЛИ 26, или по цепи: шина - 24 " элемент И 18 - элемент ИЛИ 26, по заднему фронту сигнала ввода или вывода данных заносится "1", увеличивая содержимое его, а значит, и номер адреса на :.единицу. Для выполнения каждой пос,ледующей операции ввода-вывода процессор выполняет только третий .цикл ,обращения, считывая или заполняя необходимый блок данных, после окончания чего снимает сигнал "1" с шины 28. Вторая ЭВМ также может производить операцию ввода-вывода блока данных в описанном режи1156080 едактор М. Келеме Подписное каэ 314746 Тираж 710 ИИПИ Г Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,оставитель С. Логачев ехред Т.Дубинчакударственного комитета С по делам изобретении и открытии 13035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/