Устройство для сопряжения эвм с м внешними устройствами

( ффаа фаааЬ 1( ОПИСА ЕНИЯ АВТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ НИЕ ИЗОБР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 636603, кл. С 06 Р 13/26,1978.Авторское свидетельство СССР У 1091151, кл. С 06 Р 13/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭВМ С М ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в различных системах ав томатизиров анно го контроля и ав томатического управления, Целью изобретения является расширение номенклатуры внешних устройств эа счет увеличения разрядности информации, передаваемой внешнему устройству. Устройство содержит блок 1 связи с ЭВМ, блок 3 связи с внешним устройством и блок 2 коммутации, при этом блок связи с ЭВМ содержит три канальных приемника 4-6, две группы канальных приемников 7, 8., два шинных формирователя 12, 13, две группы 19, 20 шинных формирователей, регистр 15 адреса, дешифратор 16, триггер 18, элемент сравнения 14, четыре элемента И-НЕ 10, 11, 17, 21, элемент 9 задержки, блок связи с внешним устройством содержит канальный приемник, группу канальных передатчиков, коммутатор, дешифратор, группу триггеров, ре- а гистр, элемент И-НЕ; блок коммутации содержит канальный приемник, два элемента И-НЕ, два элемента НЕ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.45 1 13742Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в различныхсистемах автоматизированного конт 5роля и автоматического управления.Цель изобретения - расширение номенклатуры внешних устройств за счетувеличения разрядности информации,передаваемой внешнему устройству. 10На фиг.1 приведена блок-схемаустройства; на Фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.Устройство содержит (фиг,1) блок 152 связи с ЭВМ, блок 2 коммутации,блоки 3 связи с внешним устройством,Блок 1 связи с ЭВМ содержит канальные приемники 4-6, группы канальных приемников 7 и 8, элемент 9 за-20держки, элементы И-НЕ 10 и 11, шинные формирователи (ШФ) 1,2 и 13, элемент 14 сравнения, регистр 15 адреса, дешифратор 16, элемент И-НЕ 17,триггер 18, группы шинных формирователей 19 и 20, элемент И-НЕ 21,Блок 2 коммутации содержит канальный приемник 22, элемент И-НЕ 23,элементы НЕ 24 и 25, элемент И-НЕ 26.Блок 3 связи с внешним устройством 30содержит канальный приемник 27, дешифратор 28, коммутатор 29, группуканальных передатчиков 30, элементИ-НЕ 31, группу триггеров 32, регистр 33, 35На фиг.1 обозначены также входы ивыходы устройства магистрали и внутренние шины 34-43. На фиг.2 .позициейа обозначена временная диаграммасигнала готовности внешнего устройства (ВУ); о - временная диаграммасигналов информации от ЭВМ к ВУ; 6временная диаграмма стробирующегосигнала от ЭВМ к ВУ; 2 - временнаядиаграмма сигнала ответа ВУ;Работу устройства рассмотрим напримере использования его для сопряжения ЭВМ типа "Электроника"(интерфейс типа "Общая шина",разрядность информационного слова - 16 бит)с внешним устройством, входная инФормационная шина которого имеет раз-,рядность 32 бита (направление пере-.дачи от ЭВМ к ВУ), число входных управляющих сигналов от ЭВМ к ВУ - 1,число выходных управляющих сигналовот ВУ к ЭВМ - 2, Для этого необходимо, чтобы суммарное число линий первой группы входов-выходов 34 блока 3 32 гбыло больше или равно 35, Любые 33 линии первой группы входов-выходов 34 блока 3 подключают к цепям ВУ, предназначенным для передачи сигналов от ЭВМ к ВУ, а оставшиеся две линии подключают к цепям ВУ, предназначенным для передачи сигналов от ВУ к ЭВМ, На входы первой и второй групп канальных приемников 7 и 8 с адресной магистрали 35 ЭВМ подают (при М=2) соответственно 9 старших и 7 младших разрядов адрес/данные магистрали ЭВМ, На группу входов 41 устройства подают девятиразрядный код адреса устройства. Выход элемента И-НЕ 21 соединяют цепью СИП (сигнал ответа пассивного устройства) интерфейса ЭВМ, вход канального приемника 4 соединяют с цепью ВЫВОД интерфейса ЭВМ,вход канального приемника 5 соединяют с цепью ВВОД интерфейса ЭВМ, вход канального приемника 6 соединяют с цепью СИА (синхронизация активного устройства) интерфейса ЭВМ, вход-выход 42 устройства соединяют с одним из разрядов адрес/данные магистрали ЭВМ. Каждый выходной сигнал для ВУ формируется при отдельном программном обращении ЭВМ к одному из внутренних регистров устройства в магистральном цикле ВЫВОД. Выводную информацию из ВУ ЭВМ считывает при программных обращениях в магистральном цикле ВВОД. Обмен информацией между ЭВМ и ВУ осуществляется в соответствии со следующим алгоритмом: ВУ при наличии готовности для обмена выставляет сигнал готовности (фиг.2 а, Т ), ЭВМ по данном сигналу осуществляет формирование информационных сигналов (фиг.2 б, Т,), ЭВМ формирует стробирующий сигнал (Фиг.2 в, Т ), ВУ, получив стробирующий сигнал, обрабатывает информационные сигналы и выставляет сигнал ответа (фиг,2 г, Тэ), затем ЭВМ снимает стробирующий сигнал (фиг,2 в, Т 4), а ВУ снимает сигнал ответа (фиг.2 г, Т), ЭВМ осуществляет формирование новых информационных сигналов (Фиг.2 г, Т(Т , и процесс может быть повторен. Устройство сопряжения обеспечивает данный алгоритм обмена эа счет программы, выполняемой в ЭВМ следующим образом. ЭВМ за счет программных циклов ВЫВОД осуществляет последовательное заполнение информацией (логические единицы) группы триггеров 32 блоков 3. Триггеры пред324 3 13742 ставляют первую ступень (буферную) памяти. При записи информации в последний триггер группы 32 на выходе 43 одного из блоков 3 формируется сиг нал, обеспечивающий перезапись накопленной информации в регистры 33. При этом сигналы логических единиц с выходов регистров 33 формируют на выходах группы канальных передатчиков 10 30 сигналы высокого уровняЭто позволяет программировать функцию каждой линии при использовании в качестве канальных передатчиков 30 элементов, реализующих на группе входов-выходов 34 блока 3 функции МОНТАЖНОГО ИЛИ с сигналом ВУ, т.е, при наличии на выходе данной линии сигнала высокого уровня с выхода канального передатчика 30 обеспечивается возмож ность использования как выходной от ВУ, так и входной от ЭВМ информации.Таким образом, запись высоких уровней в регистры 33 эквивалентна сигналу начальной установки группы 25 канальных передатчиков 30. Затем ЭВМ программными циклами ВВОД осуществляет анализ информации на линии сигнала готовности от ВУ (фиг,2 а), 1Обнаружив изменение уровня на данной линии, ЭВМ осуществляет заполнение информацией первой ступени триггеров 32 в циклах ВЫВОД. Затем производится перезапись информации в регистр 33 и выдача ее на магистраль 34 (фйг.2 б) После этого производится запись стробирующей информации в соответствующий триггер 32 и перезапись его значения в разряд регистра 33 и далее на соответствующий выход магистрали .4 О 34 (фиг.2 в). Далее ЭВМ осуществляет программный анализ сигнала ответа ВУ (фиг.2 г)Обнаружив данный сигнал, ЭВМ осуществляет снятие стробирующего сигнала, осуществляя запись соот-. 45 ветствующей информации в один из триггеров 32. Далее процесс может быть продолжен за счет логики программы ЭВМ, использующей циклы ВВОДи ВЫВОД по соответствующим адресам триггеров 32.Устройство в цикле ЭВМ ВЫВОД работает следующим образом.Адресная часть цикла. В соответствии с временной последовательностью сигналов интерфейса ЭВМ в начале цикла формирует на цепях адресной магистрали 35 адрес ячейки, в которую .предполагается запись информации. Старшие разряды адреса через первуюгруппу канальных приемников 7 подаются на первую группу входов элемента 14 сравнения. Канальные приемники 7 могут быть реализованы на базесерийно выпускаемых ИМС серии КР 559,На вторую группу входов элемента 14сравнения подают код группового адреса 41 устройства. При совпадениикода группового адреса с сигналамистарших разрядов адреса интерфейсана выходе элемента 14 сравнения формируется сигнал логической единицы,поступающий на Р-вход П-триггера 18.После выдачи адреса ЭВМ формируетсигнал СИА, поступающий через канальный приемник 6 на вход записи(С-вход) триггера 18 и устанавливающий его в единичное состояние. Приэтом триггер 18 сигналом с нулевоговыхода осуществляет запоминание врегистре 15 младших разрядов адреса,поступающих на информационные входырегистра через группу канальных приемников 8. Сигналы с выхода регистра 15 разделяются на две группы. Первая группа (старшая), представляющаякод адреса канала, поступает на дешифратор 16 номера канала, который наодном из своих выходов формирует сигнал логической единицы, поступающийна информационный вход одного изгруппы ШФ 20Так как в данный момент на разрешающий вход группы ШФ 20 поступает разрешающий потенциал с единичного выхода триггера 18, то сигнал выбора номера канала поступает на вход выбранного блока 3. В качестве ЯФ могут быть использованы элемен-.ты 585 АП 16. Таким образом, на первый стробирующий вход дешифратора 28 и первый вход элемента И-НЕ 31 выбраиного блока 3 подается разрешающийпотенциал. Аналогично вторая груцпа(младшая) сигналов с выхода регистра15 адреса, представляющая код адресаодной из линий магистрали ВУ 34 вблоке 3, поступает на входы группыШФ 19 и при наличии разрешающего потенциала с единичного выхода триггера18 проходит на группу информационныхвходов канального приемника 27 каждо-. го из блоков 3. Сигналы кода адресас группы информационных выходов канального приемника 27 поступают наадресные (управляющие) входы коммутатора 29, который пропускает на свойвыход сигнал с выбранной линии в ма 1374232гистрапи ВУ 34, а также поступают на группу информационных входов дешифратора 28, осуществляя подготовку к формированию одного из сигналов, поступающих на вход записи соответствующего триггера 32 блока 3Информационная часть цикла ВЫВОД инфорации. После выдачи сигнала СИА ЭВМ осуществляет снятие адреса и фор мирование информационного сигнала (логический ноль или единица), поступающего на вход-выход устройства 42 и далее через канальный приемник 22 на второй вход элемента И-НЕ 23, на первом входе которого в данный момент присутствует разрешающий сигнал, так как на выходе элемента И-НЕ 11 формируется сигнал высокого уровня. Информационный сигнал с выхода эле мента И-НЕ 23 поступает на внутреннюю информационную шину 37 устройства и далее через вход-выход каждого блока 3 на Р-входы группы триггеров 32. Затем ЭВМ формирует на интерфейсе 25 сигнал "Вывод", который через канальный приемник 4 поступает на первый вход элемента И-НЕ 10 и информационный вход второго Шф 13. При этом на выходе элемента И-НЕ 10 устанавливается сигнал логического нуля, на выходе второго Шф 13 - сигнал активного уровня, а на выходе первого ШФ 12 и на выходе элемента И-НЕ 11 - сигналы пассивного и активного уровня соответственно (за счет сигнала логичес 35 кого нуля на вторых входах). Активный сигнал записи с выхода Шф 13 поступает на внутреннюю управ 40 .ляющую шину устройства 39 (шина записи) и через второй информационный вход канального приемника 27 поступает на второй стробирующий вход дешифратора 28 каждого блока 3 обеспечи)45 вая формирование на одном из выходов дешифратора 28 в выбранном блоке 3 сигнала активного уровня, поступающего на вход записи соответствующего триггера 32. При этом информация с внутренней информационной шины 37 записывается в триггер 32, адресуемый ЭВМ, Сигнал с выхода триггера 32 поступает на вход соответствующего разряда регистра 33. При записи информации в один из триггеров 32 (на фиг.1 нижний триггер 32 первого блока) осуществляется перезапись информации из групп триггеров 32 всех блоков 3 в соответствующие регистры33 блоков 3.С выходов регистра 33 информацияпоступает через группы канальных передатчиков 30 на линии магистраливнешнего устройства 34. В качествеканальных передатчиков 30 могут бытьиспользованы элементы с открытым коллектором, например 559 ИП 1.Завершающая часть цикла. Сигналывысокого уровня на входах элементаИ-НЕ 10 формируют на его выходе сигнал низкого уровня, который, поступая на второй вход элемента И-НЕ 17,формирует на его выходе сигнал высокого уровня, С выхода элемента И-НЕ17 сигнал высокого уровня поступаетна первый вход элемента И-НЕ 21 и через элемент 9 задержки на его второй вход. В результате на выходе элемента И-НЕ 21 через время , определяемое элементом задержки, формируется сигнал низкого уровня (СИП),который анализируется ЭВМ и воспринимается как результат окончания операции Вывод". Длительность задержкивыбирается большей или равной суммевремени распространения сигнала отвосхода Шф 13 до записывающего входатриггеров 32 и времени, требуемогодля записи информации в триггер 32,При получении сигнала СИП (низкийуровень - активный) от устройства ЭВМснимает сигнал Вывод" на входе канального приемника 4. В результатена выходе второго ШФ 13 и внутреннейшине 39 устанавливается пассивныйуровень сигнала, что в итоге приводит к снятию сигналов записи на входах триггеров 32 и регистра 33. Навтором входе элемента И-НЕ 17 появляется сигнал высокого уровня, а наего выходе - сигнал низкого уровня,устанавливающий на выходе элементаИ-НЕ 21 сигнал. высокого уровня, являющийся для ЭВМ пассивным. При получении пассивного уровня по цепиСИП ЭВМ снимает сигнал СИА,Работа устройства в цикле ЭВМВВОД, Адресная часть цикла Ввод ана-.логична рассмотренной в цикле Вывод.Информационная часть цикла начинается с момента снятия ЭВМ адреса намагистрали и формирования сигналаЕ 1 1 ечВвод , которыи поступает через канальный приемник 5 на первый входэлемента И-НЕ 11 и информационныйвход Шф 12, Уровень сигнала на дан 1374232ных входах в этот момент высокий, что приводит к появлению активного сигнала на внутренней управляющей шине 38. Данный сигнал через первый информационный вход канального приемника 27 высоким активным уровнем поступает на второй вход элемента И-НЕ 31. На первом входе элемента И-НЕ 31 в выбранном блоке 3 (сигнал 10 с соответствующего выхода группы ШФ 20) также присутствует сигнал логической единицы, На третьем входе элемента И-НЕ 31 присутствует информационный сигнал, поступающий из магистрали внешнего устройства 34 через коммутатор 29. Номер (адрес) сигнала поступает через группу информационных входов канального приемника 27 на управляющий вход коммутатора 29Ком мутатор может быть реализован на базе серийно выпускаемых ИМС серии К 133 например К 133 КП 5, КП 7. Таким образом, только в выбранном блоке 3 на первом и втором входах элемента 25 И-НЕ 31 формируются условия (логические единицы), при которых его выходной сигнал определяется информационным сигналом на третьем входе. На выходах элементов И-НЕ 31 оставшихся Мблоков 3 формируется сигнал высокого уровня. При реализации элементов И-НЕ 31 на элементах, допускающих объединение выкодов по схеме МОНТАЖНОГО ИЛИ (например, К 133 ЛА 7), сигнал на внутренней информационной шине 37 определяется выбранным информационным сигналом с магистрапи 34 внешнего устройства. Сигнал с внутренней информационной шины 37 устройства пос тупает через элемент НЕ 24 на первый вход элемента- И-НЕ 26, Элемент НЕ 24 компенсирует инверсию информационного сигнала на элементе И-НЕ 31. На втором входе элемента И-НЕ 26 в данный 45 момент времени присутствует разрешающий сигнал, так как на выходе элемента И-НЕ 11 формируется сигнал низкого уровня, инвертирующийся элементом НЕ 25 и, кроме того, запрещающий прохождение информации через элемент И-НЕ 23 и обеспечивающий на его выходе высокий уровень. Таким образом, сигнал, подаваемый на ЭВМ с выхода элемента И-НЕ 26, определяется информационным сигналом на внутренней информационной шине устройства 37. Одновременно сигнал низкого уровня с выхода элемента И-НЕ 11 поступает на первый вход элемента И-НЕ 17. При этом на выходе элемента И-НЕ 21 формируется сигнал СИП, аналогично рассмотренному циклу ВЫВОД. Длительность задержки в данном случае определяется суммой времени распространения сигнала от выхода первого ШФ 12 до второго входа элемента И-НЕ 31 и времени распространения сигнала от выхода элемента И-НЕ 31 до выхода элемента И-НЕ 26. Для устойчивости работы устройства время задержки элемента 22 выбирается равным максимальному значению суммы в циклах ВЫВОД или ВВОД. ЭВМ, получив сигнал СИП, осуществляет прием информации по входу-выходу устройства 42 и затем снимает сигнал Ввод, Далее процесс завершается аналогично рассмотренному, т.е. в ответ на снятие сигнала "Ввод" устройство снимает сигнал СИП на выходе элемента И-НЕ 21, затем ЭВМ снимает сигнал СИА.Формула изобретения1, Устройство для сопряжения ЭВМ с М внешними устройствами, содержащее блок коммутации и М блоков связи с внешним устройством, каждый из которык содержит дешифратор, регистр, коммутатор, причем первый информационный вход-выход блока коммутации является входом-выходом устройства для подключения к информационному входу-выходу ЭВМ, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения номенклатуры внешних устройств для счет увеличения разрядности информации, передаваемой внешнему устройству, в него введен блок связи с ЭВМ, а в каждый блок связи с внешним устройством введены группа канальных передатчиков, канальный приемник, группа триггеров, элемент И-НЕ, причем. первый, второй и третий информационные входы блока связи с ЭВМ являются входами устройства для подключения к выходам ввода/вывода синхронизации ЭВМ соответственно, первый информационный выход блока связи с ЭВМ является выходом устройства для подключения к входу синхронизации ЭВМ, первая, вторая группы информационных входов блока связи с ЭВМ образуют группы входов устройства для подключения соответственно к группам старших и младших разрядов адресного9 13742выхода ЭВМ, группа информационныхвходов коммутатора и информационныевыходы канальных передатчиков -го(1 = 1,М) блока связи с внешним устройством образуют группы входов-выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов х-го внешнего устройства, при этом второй информационный выход бло ка связи с ЭВМ соединен с управляющим входом блока коммутации, второй информационный вход-выход которого соединен с выходом элемента И-НЕ и информационными входами триггеров группы -го блока связи с внешним устройством, группа информационных выходов блока связи с ЭВМ соединена с группой информационных входов канального приемника х-го блока свя зи с внешним устройством, третий, четвертый информационные выходы блока связи с ЭВМ соединены соответственно с первым, вторым информационными входами канального приемника 25 д-го блока связи с внешним устройством, 1-й информационный выход Ц5, М+5) блока связи с ЭВМ соединен с первым стробирующим входом дешифратора и первым входом элемента И-НЕ 30 1-го (1 = 1, И) блока связ с внешним устройством, при этом в каждом блоке связи с внешним устройством первый информационный выход канального приемника соединен с вторым входом эле-мента И-НЕ, третий вход которого сое 35 . динен с выходом коммутатора, группа управляющих входов которого соединена с группой информационных входов дешифратора и с группой информационных выходов канального приемника, второй информационный выход которого соединен с вторым стробирующим вхо дом дешифратора, выходы которого соединены с синхровходами триггеров 45 группы, выходы которых соединены с информационными входами регистра, информационные выходы которого соединены с входами канальных передатчиков группы, причемвыход старшего разряда дешифратора первого блока связи с50 внешним устройством соединен с входом записи своего регистра и с входами записи регистров 1-го блока связис внешним устройством ( = 2,М), причем блок связи с ЭВМ содержит элемент сравнения, регистр адреса, де" шифратор, две группы шинных формирователей, два шинных формирователя, 32 10 триггер, две группы канальных приемников, три канальных приемника, четыре элемента И-НЕ, элемент задержки, причем информационные входы первого, второго, третьего канальных приемников являются соответственно первым, вторым, третьим информационными входами блока связи с ЭВМ, информационные входы канальных приемников первой, второй групп образуют соответственно первую, вторую группу информационных входов блока связи с ЭВМ, выход первого элемента И-НЕ является первым информационным выходом блока связи с ЭВМ, выход второго элементаИ-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ и является вторыминформационным выходом блока связи сЭВМ, выходы первого, второго шинныхформирователей являются соответственно третьим, четвертым информационными выходами блока связи с ЭВМ, выход 1-го шинного формирователя первой группы является 1-м (1 = 5, М+5) инФормационным выходом блока связи сЭВМ, при этом в блоке связи с ЭВМ выход первого канального приемника соединен с информационным входом второгошинного формирователя и с первым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и с входом элементазадержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход второго канального приемникасоединен с информационным входом первого шинного формирователя и с первым входом второго элемента И-НЕ, второйвход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, с разрешающими входами первого, второго шинных формирователей, с разрешающими входами шинных формирователей первой, второй групп и с единичным выходом триггера, синхровход которого соединен с информационным выходом третьего канального приемника, выходы канальных приемников первой груп-. пы соединены с первой группой входов элемента сравнения, выход которого соединен с информационным входом триггера, нулевой выход которого сое-, динен с входом записи регистра адреса, группа младших разрядов информационного выхода которого соединенас информационными входами шинных фор11 13742 мирователей второй группы, информационные входы шинных формирователей первой группы соединены с группой выходов дешифратора, группа входов которого соединена с группой старших разрядов информационного выхода регистра адреса, группа информационных входов которого соединена с выходами канальных приемников второй группы, вторая группа входов элемента сравнения образует группу адресных входов устройства.1 12 32 2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит канальный приемник, два элемента И-НЕ, два элемента НЕ, причем 3 Составитель С.ПестмалТехред А.Кравчук актор Е Корректор Н.Корол Заказ 603/4 Тираж 704осударственного комлам изобретений и оква, Ж, Раушская исно НИИ ета СССРрытийаб., д,по13035, М едприятие, г. Ужг ул. Проектная, 4 роизводственно-полиграфич выход первого элемента И-НЕ и входканального приемника образуют первыйинформационный вход-выход блока коммутаций, выход второго элемента И-НЕи вход первого элемента НЕ образуютвторой информационный вход-выход блока коммутации, первый вход второгоэлемента И-НЕ соединен с входом второго элемента НЕ и является управляющим входом блока коммутации, приэтом в блоке коммутации выход канального приемника соединен с вторымвходом второго элемента И-НЕ, выходпервого элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И-НЕ,второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ,