Устройство для обмена информацией

Фийлиетекв )с 1 Я АОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1601,79 (21) 2713809/18-24 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 06 Р 3/04 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А,Л, Ланцов и Р.Б. Дунец Специальное конструкторско-технологическое бюро Фиэикомеханического института АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных системах для организации обмена между ЭВМ и периферийными устройствами.Известны устройства для обмена инФормации, содержащие блок приоритета, выходной генератор сигналов, блок обнаружения паузы и входной каскад Ь 5Недостатки этих устройств состоят в низком быстродействии.Наиболее близким к изобретению является устройство для обмена информацией, содержащее блок обнару жения паузы, подключенный входом с первым выходом блока приема, а выходом - с первым входом блока формирования сигналов приоритета, дешифратор собственного адреса, подклю ченный входом к второму выходу блока приема,а выходом - с входом блока Формирования управляющих сигналов и блоком синхронизации, группа входов и выходов которого является вхо дом и выходом устройства, выход блока синхронизации соединен через счетчик сообщений с блоком формирования управляющих сигналов и схемой сравнения, а вход - с выходом блока фор-ЗО мирования сигналов приоритета, вход и выход приоритета которого является входом и выходом приоритета устрой" ства, блок формирования запроса, первый вход и выход которого соединены соответственно с первым входом и выходом схемы сравнения, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом и выходом блока формирования сигналов приоритета, третий вход которого является входом запроса устройства, а третий выход соединен с вторым входом блока выдачи информации, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом устройства )2).Недостатком этого устройства является низкая надежность и ограниченные функциональные возможности, не допускающие различения типа информаций, например, числовой, адрес-. ной, управляющей и т.д., а также возможность занятия канала связи На неограниченноевремя, вызванная тем, что вызываемое устройство по каким- либо причинам не выдает ответного :игнапа.Цель изобретения - повышение надежности устройства путем обнаружения аварийных ситуаций, вызванныхотсутствием ответного сигнала вызываемого устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок запроса, первые вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом и входом схемы сравнения,5 второй вход - с входом запроса устройства, а второй выход - с первым входом блока приоритета, блок синхронизации, подключенный первым выходом через счетчик сообщений с вто- О рым входом схемы сравнения, а первым входом - с выходом блока дешифрации и первым входом блока Формирования управляющих сигналов, группа выходов которого является группой управляющих выходов устройства, второй вход соединен с вторым входом схемы сравнения, а третий вход - с входом обнаружения паузы, выходом подключенного к второму входу блока приоритета, вхоц - выход которого является входом-выходом приоритета устройства, а второй выход подключен к второму входу блока синхронизации, вход-выход которого является входом-выходом синхронизации устройства, первый вход блока дешифрации соединен с информационным входом- выходом устройства, а вход блока обнаружения паузы соединен с управляющим входом-выходом устройства, вве О дены счетчик времени и блок коммутации, причем выход счетчика време- нИ соединен с выходом индикации устройства и третьим входом блока: запроса, третьим выходом подключенным 35 к первому входу блока коммутации, второй вход которого соединен с первым входом счетчика времени и вторым выходом блока приоритета третий вход - с вторым входом счетчика времени и выходом блока синхронизации, первый выход - с информационным входом-выходом устройства, а второй выход - с управляющим входом-выходом устройства, вход и вы" ход блока обнаружения паузы соеди-45 иены соответственно с вторым и третьим входами блока дешифрации.Блок коммутации содержит триггер, единичный и нулевой входы которого являются соответственно вторым и 50 третьим входами блока, четыре элемента И, первые входы которых соединены с вторым входом блока, вторые входы первого, третьего и четвертого элементов И являются первым вхо- у дом блока, а выходы - вторым выходом блока, второй вход второго элемента И соединен с выходом датчика кода, выход - с выходом четвертого элемента И, а третий вход - с третьим входом первого элемента И и единичным выходом триггера, нулевой выход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И.Кроме того, блок дешифрации содержит дешифратор собственного ад реса и дешифратор типа информации,входы которых являются соответственнопервым и вторым входами блоха, а выходы соединены с соответствующимивходами элемента И, подключенногок единичному входу триггера, нулевые вход и выход которого являютсясоответственно третьим входом и выходом блока.Блок приоритета содержит четыреэлемента И, схему сравнения, триггери датчик приоритета, выход которогосоединен с первым входом первого элемента И, выходом соединенного с первым входом схемы сравнения и анодудиода развязки, катод которого соединен с входом-выходом блока и вторым входом схемы сравнения, выходкоторой соединен с вторым выходомблока, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И, первый вход - с вторым входом блока и первым входом третьегоэлемента И, а второй вход - с выходом триггера, соотвтетствующие входы которого подключены к вь 1 ходамтретьего и четвертого элементов И,первый вход которого подключен к выходу схемы сравнения, а второй входк второму входу третьего элемента Ии первому выходу блока.На фиг 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на Фиг,2-бблок-схемы блока запроса, блока приоритета, блока коммутации, блока синхронизации и блока дешифрации.Устройство для обмена информациейсодержит блок 1 запроса, блох 2 приоритета, блок 3 обнаружения паузы,блок 4 коммутации блок 5 синхронизации, счетчик б времени, счетчик 7сообщений, схему 8 сравнения. блок9 дешифрации блок 10 управляющихсигналов и канал 11 связи.Блок 1 включает шифратор 12вектора обмена,. регистр 13 вектораобмена, триггер 14 и элемент ИЛИ 15.Блок 2 содержит датчик 1 б приоритета, триггер 17, элементы И 13,19,20, схему 21 сравнения, диод 22 развязки и элемент И 23.Блок 4 состоит из триггера 24,элементов И 25, 2 б, 27, 28 и датчика29 кода.Блок 5 включает элементы И 30, 31,32, 33, элемент 34 задержки, элементНЕ 35.Блок дешифрации содержит дешифратор Зб типа информации, дешифратор37 собственного адреса,. элемент И 38и триггер 39,Блок 1 предназначен для Формирования вектора обмена и сигнала запускаблока 2 по сигналу требования, поступающего от источника запроса. Векторобмена представляет собой код, задающий адрес устрой. тва с которым пред"стоит обмен информацией, направлениеобмена (ввод или вывод информации относительно данного устройства), типпринимаемой либо передаваемой информации (числовая, адресная, управляющая и т.д.), и количество сообщений,передаваемых (принкмаемых) н процессеобмена.Блок 2 служит-для хранения и передачи в канал 11 связи сигналов пркоритета, приписанного данному устройству, Блок 3 обнаруживает свободное(не занятое) состояние канала 11снязк. Блок 4 осуществляет подключение к информационным шинам канала 11 адреса вызываемого устройствав момент установления связи, а также передачу в канал связи управляющей информации, состоящей из коданаправления обмена и типа информации.Блок 5 предусмотрен для приемаи передачи в канал 11 связи управляющих сигналон с целью антоскнхронизации приема - передачи сообщенийв процессе обмена. Счетчик б задаетконтрольный интервал нремени получения ответного сигнала вызываемогоустройства. Получение ответного сиг:нала вне этого нременного интервала Фиксируется как аварийная ситуация. Счетчик 7 производит подсчетколичества сообщений в процессе об-мена. Схема 8 сравнения осуществляетсравнение количества переданных - принятых сообщений с количеством, укаванным в векторе обмена.Блок 9 дешифрирует адрес, приписанный данному устройству. Блок 10вырабатывает управляющие сигналызаписи - чтения, поступающие в ис,точник запроса в зависимости от кода направления передачи, типа информации, состояния счетчика сообщенийи выхода дешифратора собстненногсадреса. При помощи канала 11 связиустройства осуществляют обмен информацией,Устройство может осуществлять обмен информацией в двух режимах: активном или пассивном. В активном ре жиме обмен осуществляется по собственной инициативе устройства в двух Фазах. В первой Фазе происходит установление информационной связи с вызываемым устройством путем форми" ронания вектора обмена, запуска счетчика времени и выдачи в канал связи адреса устройства, с которым предстоит организовать связь, когда направления обмена (ввода и вынода), кода типа информации, определяющего наличие в канале связи адреса устройства, и сигнала приоритета. Во второй Фазе, начинающейся с момента получения ответного сигнала вызываемого устройства в заданном интервале 60 времени, осуществляется собственно ввод либо вывод информации в виде сообщений (например, побайтно), подсчитываемых в процессе обмена с одновременным указанием ее типа. В б 5 пассивном режиме устройство осуществляет ввод-вывод информации по кнкциаткне извне, т. е. другого устрой"тва, работающего н активном режиме.Устройство работает следующим образом,Активный режим, В исходном ссстояник счетчики б, 7, регистр 13, триггеры 14, 17, 24, 39 находятся в сосгоянкк ф 10 фф. Требование на обмен информацией поступает от источника запроса на вход шифратора 12, с выходакоторого вектор обмена поступает наинформационный нход регистра 13. Этотже сигнал требования поступает на единичный установочный вход триггера 14, устанавливая его в состояние 1, к на тактирующий нход регистра 13, записывая в него сФормированный вектор обмена,Информация о количестве сообщений с первого выхода регистра 13 гогается на вход схемы 8 сравнения, а с третьего выхода информация об адресе,напранленкк обмена к типе информациина вход блока 4 Сигнал логическая 1 с прямого выхода триггера 14 открывает элементы И 19 г 20 блока 2. Момент перехода канала 11 связи в состояние Пауза (свободное состояние), определяемое отсутствием сигналов типа информации в канале, Фиксируется блоком 3 выдачей сигнала, поступающего через открытый элемент И 20 на единичный вход тркгге"ра 17. Сигнал логическая 1 с прямого выхода триггера 17 через открытьтй элемент 19 открывает элемент И18. Значение приоритета с выхода дат"чика 16 через открытый элемент И 18 гоступает на вход схемы 21 сравнения и на диод 22. Если в это время приоритет, поступающий кз канала 11 связи на другой вход схемы 21 сравненияи диода 22, установленный другим устройстном н момент обнаружения паузы,ниже приоритета рассматриваемого устройства илк в канале приоритет неустановлен, то диод 22 откроется ичерез него сигнал приоритета с ныхо"да элемента И 18 поступит н каналсвязи. При этом на входы схемы 21сравнения поступают одинаковые значения приоритетов и на ее выходе Формируется сигнал логическая 1, который поступает на входы блоков 4, 5 и б и инвертирующий вход элемента И 23, закрывая его. В случае, когдав канале 11 связи установленный приоритет выше приоритета рассматриваемого устройства, диод 22 будет закрыт, а на выходе схемы 21 сравнения присутствует сигнал логический О, который откроет элемент И 23, а при снятии входного сигнала с блока 3сигнал с выхода элемента И 23 установит триггер 17 н нулевое состояние. Полярность диода 22 н блоке 2 показа 783785на для случая задания приоритетов напряжением положительной полярности.Сигнал с выхода блока 2, поступающий на первый вход счетчика б, осуществляет запуск последнего для формирования контрольного интервалавремени. Этот же сигнал поступаетна первые входы элементов И 25-28и на единичный установочный входтриггера 24 блока 4. При этом черезоткрытый элемент И 27 код напряженияобмена поступает в канал 11 связи,а триггер 24 переводится в состояние логическая 1. Сигнал с прямого выхода триггера открывает элементы И 25 и 26. Через открытый элемент И 25 н канал 11 связи поступаетадрес вызываемого устройства, а через открытый элемент И 26 в каналсвязи с датчика 29 подается код(например, сигналы логическая 1но всех разрядах коца), указывающийна то, что в канале связи передается адрес устройства, с которым предстоит обмен информацией, Все остальные комбинации логических О и1 н разрядах кода используютсядля указания различных типов передаваемой и принимаемой информации.Сигнал, поступающий на второйвход блока 5 с выхода блока 2, открывает элементы И 32 и 33, Сигналсинхронизации (квитанция 1), приходящий через канал связи от устройства, распознавшего свой адрес,через открытый элемент И 32 поступает на вход элемента 34 задержки ивторой выход блока. Сигнал с второго выхода блока 5, поступающий навторой вход счетчика 6, устанавливает его в исходное состояние, прекращая тем самым Формирование контрольного интервала времени,Если этот сигнал не поступит навход счетчика 6 до конца контрольного интервала времени, на выходесчетчика 6 сформируется сигнал логическая 1, указывающий источнику запроса на аварийную ситуацию. Длительность контрольного интервала времени задается с учетомвсех возможных максимальных задержек н цепи приема, Формирования ипередачи сигнала синхронизации (квитанция 1) . Кроме того, сигналом свыхода счетчика б через элемент ИЛИ15 триггер 14 установится в нулевоесостояниеи сигналом с инверсноговыхода обнулит регистр 13, а сигналом с прямого выхода запретит работу блока 2, после чего устройстнопридет н исходное состояние. Дляповторного установления связи с вызываемым устройством источник запроса должен вновь выдать сигнал запроса. С иг нал, поступающий с второго выхода блока 5 на нулевой установочный вход триггера 24 блока 4 установитего в нулевое состояние, При этомэлементы И 25 и 26 закроются, элемент И 28 откроется, Через открытыйэлемент И 28 н канал 11 связи поступит код типа информации, котораяподлежит обмену.Обмен информации каждого сообщения автосинхронизируется блоком 5следующим образом,Сигнал синхронизации с выхода элемента И 32, задержанный на некотороевремя с помощью элемента 34 задержки, поступает через открытый элементИ 33 н канал 11 связи в ниде ответного сигнала синхронизации (квитанция1) . Снятие входного сигнала синхронизации (книтанции 1) вызывает снятие с задержкой отнетного сигналасинхронизации. Кроме того, снятиесигнала синхронизации с первого ныхода блока 5 вызынает перевод счетчика 7 н следующее состояние. В процессе обмена сигналами синхронизацииблок 10 Формирует управляющие сигналы записи, либо чтения н зависимости от направления обмена, типа информации и состояния счетчика 7. Посигналу чтения сообщение от источника информации через информационныйвход-выход устройства поступит н канал 11 связи, а при сигнале записисообщение из канала связи - н источник запроса,Обмен сообщениями происходит дотех пор, пока количество сообщений,записанное н регистре 13, не сраннится с переданным количеством сообщений,подсчитынаемым счетчиком 7, 4 омент равенства Фиксируется схемой 8 сравнения, Сигнал с ее выхода, поступающий через элемент ИЛИ 15 блока 1,установит триггер )4 в нулевое состояние, после чего схема перейдет н исходное состояние аналогично случаю формирования сигнала аварии счетчиком б. На этом процесс обмена заканчинается,Пассипный режим, Исходное состояние устройства то же, что н активном режиме. При передае н канале 11 свя О. зи кода тига информации, указына 1."щего на наличие н канале адреса устройства, на выходе дещифратора 36 формируется сигнал логическая 1, открынающий элемент И 38. При поянлении кода собственного аг-.еса на инД)Формационном входе устройства дещифратор 37 Формирует на выходе сигнал логическая 1, который через открытый элемент И 38 установит триггер 39 в единичное состояние.Сигнал логической 1 с выходатриггера 39 откроет элементы И 30 и 31. При этом сигнал синхронизации (квитанция 1) с выхода элемента НЕ 35 через элемент И 31 поступит н канал 11 связи. Через некоторое время40 45 50 55 60 65 сигнал синхронизации (квитанция 2),указывающий наличие достовернойинформации в канале связи, от устройства, работающего в активном режиме, поступит на вход элемента 34задержки через открытый элемент И30. Задержанный сигнал с выходаэлемента 34 задержки поступит навход элемента НЕ 35 и снимет на еговыходе квитирующий сигнал, Послеэтого устройство, работающее в активном режиме, снимет свой сигналсинхронизации (квитанция 2), по которому с выхода блока 5 счетчик 7перейдет в следующее состояние,Синхронизация последующих сообщений происходит аналогично,По сигналу чтения с выхода блока 10, работа которого происходитаналогично активному режиму, сообщение от источника информации черезинформационный вход-выход устройства поступает в канал 11 связи, апри сигнале записи информация изканала связи через информационныйвход-выход устройства поступит висточник запроса. Сигнал с выходадешифратора служит для инвертирования кода направления в блоке 10,поскольку код направления обменафиксируется относительно устройства,работающего в активном режиме.Конец обмена определяется переходом канала связи и свободное состояние, которое фиксируется блоком3, и сигналом с его выхода триггер39 установится н нулевое состояние. Таким образом, устройство позволяет осуществлять обмен информацией с одновременным указанием ее типа. Причем количество шин канала 11 связи осталось в тех же пределах, что и в прототипе. Это достигнуто тем, что адреса устройств и информация передаются по общим шинам, а освобожденные адресные шины прототипа использованы под передачу типа информации. Это особенно важно при реализации таких устройств для обмена информацией в микроэлементном исполнении, где число контактов корпуса ограничено. Кроме того, устройство позволяет освобождать канал связи н случаях отсутствия ответногосигнала вызываемого устройства с одновременным уведомлением об этом источника запроса. Формула изобретения 1. Устройство для обмена информацией, содержащее блок запроса, первые вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом и входом схемы сравнения, второй нход - с входом запроса устройства,а второй выход - с первым входом блока приоритета, блок синхронизации, под 5 10 15 20 25 30 35 ключенный первым выходом через счетчик сообщений с вторым входом схемысравнения, а первым входом - с выходом блока дешифрации и первым входом блока формирования управляющихсигналов, группа выходов которогоявляется группой управляющих выходовустройств, второй вход соединен свторым входом схемы сраннения, а тре.тий вход - с входом блока обнаружения паузы, выходом подключенного квторому входу блока приоритета, входвыход которого является входом-выходом приоритета устройства, а второйвыход подключен к второму входу блока синхронизации, вход-выход которо"го является входом-выходом синхронизации устройства, первый вход блокадешифрации соединен с информационнымвходом-выходом устройства, а входблока обнаружения паузы соединен суправляющим входом-выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежностиустройства, в него введены счетчиквремени и блок коммутации, причемвыход счетчика времени соединен свыходом индикации устройства и третью входом блока запроса, третьим выходом подключенным к первому входублока коммутации, второй вход которого соединен с первым входом счетчика времени и вторым выходом блокаприоритета, третий вход - с вторымвходом счетчика времени и выходомблока синхронизации, первый выхбд -с информационным входом-выходом уст-ройства, а второй выход - с управляющим входом-выходом устройства, входи выход блока обнаружения паузы соединены соответственно с вторым и третьим входами блока дешифрации. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем; что блок коммутации содержит триггер, единичный и нулевой входы которого являются соответственно вторым и третьим входами блока, четыре элемента И, первые входы которых соединены с вторйм входом блока, вторые входы первого, третьего и четвертого элементов И являются первым входом блока, а выходы-вторым ныходом блока, второй вход второго элемента И соединен с выходом датчика кода, выход - с выходом четвертого элемента И, а третий вход - с третьим входом первого элемента И и единичным выходОм триггера, нулевой выход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок дешифрации содержит дешифратор собственного адреса и дешифратор типа информации, входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока, а выходы соединены соответствующими входами элемента И,-подклю- ом олоко ока к каналу сати й Фи а. ченного к единичному входу триггера, нулевые вход и выход которого являются соответственно третьим входом и выходом блока.4. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок прио" ритета содержит четыре элемента И, схему сравнения, триггер и датчик приоритета, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выходом соединенного с первым входом схемы сравнения и аноду диода развязки, катод которого соединен с входом-выходом блока и вторым вхо" дом схемы сравнения, выход которой соединен с вторым выходом блока, выход второго элемента и соединенс вторым входом первого элемента И,первый вход - с вторым входом блокаи первым входом третьего элементаИ, а второй вход - с выходом триггера, соответствуацие входы которогоподключены к выходам третьего и четвертого элементов И, первый входкоторого подключен к выходу схемысравнения, а второй вход - к второму входу третьего элемента И и первому выходу блока. Ис т очи ик и ин форма ци и,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 291199, кл, 6 06 Р 9/00, 1968,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2588239/18-24,кл. С 06 Г3/04, 1978,783785 пт алакай к блокан Ф,6 Клоку Ю аналу у 1 Клоку длока 5 т Клока анала 11 щ длояа вйввв 11 длокан 4 Состав итель В . В ертлибРедактор .Т. Рыбалова Техред М,Табакович Коррект 8550/52. Тираж ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, За исн 4/ ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,т Аюка 2 ощ Клока 5фий, Ф Клокан ЗУ,налу 11 751венногоретенийЖ, Р П омитета СС открытий ушская наб.