Устройство для сопряжения электронных вычислительных машин

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюэ СеаетскнкСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 33,12 ЯО (21) 3266486/18-24 (3 ) М, Кд,з 6 06 Р 3/04 с,присоединением заявки Йо Государственный номнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(23) Приоритет Опубликовано ЗОЯ 932, Бюллетень Йо 36Дата опубликования описания 3 ОЯ 982 . 531 УДК 681,325(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения электронно-вычислительных машин (ЭВМ) с интерфейсом фОбщая шинаф 1 (ОШ), в информационно-измерительных и автоматизированных системах управленияИзвестно устройство для сопряжения цифровой вычислительной машины с внешними устройствами, содержащее блоки обмена, приемо-передающий узел, дешифратор (1).Недостатком укаэанного устройст ва является низкая пропускная способность вследствие значительных . затрат машинного времени для передати массивов информацйи между ЭВМвнешними устройствами, поскольку ВМ участвует во всем цикле передаи, преобразования из параллельного в последовательный код каждого слова информации.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для сопряжения периферийной системы с электронной вычислительной машиной, содержащее дешифратор, регистр управления, блок выполнения прерывания, блок обмена, коммутатор, переключатель, блоки усиления, первый из которых соединен с общей шиной ЭВМ, первый, второй, третий и четвертый выходы первого блока усиления соединены соответственно с первыми входами. дешифратора, коммутатора, регистра управления и блока, выполнения прерывания,первый, второй и третий входы пер 1 О вого блока усиления соединены соответственно с первыми выходами дешифратора., регистра управления и блока выполнения прерывания, второй итретий входы дешифратора соединенысоответственно с первьми выходамикоммутатора и блока обмена, второй .и третий выходы дешифратора соединены соответственно с первым входсм блока обмена, с вторяк входомрегистра управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторьвен входами блокаобмена и блока выполнения прерывания, второй выход блока обмена соединен с третьим входом регистра25 управления, четвертый выход дешнфратора соединен с третьим входомблока обмена,(2,недостаток известного устрой 30 ства - низкая пропускная способностьЦель изобретения - повышение пропускной. способности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее дешифратор, регистр управления,.блок выполнения прерывания, блокэ обмена, коммутатор, блок усиления, соединенный с входом-выходом устройства, первый, второй, третий и четвертый., выходы блока усиления соединены соответственно с первыми 10 входами дешифратора, коммутатора регистра управления.и блока выполнения прерывания, первый, второй и третий входы блока усиления соединены соответственно с первыми выхо дами дешифратора, регистра управления и блока выполнения прерывания, второй и третий входы дешифратора соединены соответственно с выходом коммутатора и первым выходом блока обмена, второй и третий выходы дешиФратора соединены соответственно с первым входом блока обмена и с.вторым входом регистра управления,.второй и третий выходы которогосоединены соответственно с вторыми ,входами блока обмена и блока выполнения прерывания, второй выход блока обмена соединен с третьим входом регистра управления, введены группа блоков буферной памяти, группа регистров управления приемом-передачей, группа блоков приема-передачи и группа формирователей сигналов, причем выход коммутатора соединен с третьим входом блока обмена, тре тий выход блока усиления соединен с первыми входами блоков буферной памяти группы и первыми входами регистров управления приемом-переда" чей группы, второй вход блока усиле ния соединен с первыми выходами бло" ков буферной памяти группы и первыми выходами регистров управления приемом-передачей группы, второй и тре, тий выходы 1-го блока буферной па мяти группы (1 .= 1,п) соединейы соответственно с четвертым входом регистра управления и с первым вхо дом 1-го блока приема-передачи группы, второй и третий выходы 1-го регистра управления приемом-передачей группы соединены соответственно с 1-м входом группы входов блока выполнения прерывания и,с вторым входом 1-го блока буферной памяти группы, а второй и третий входы - соответственно с третьим выходом блока обмена и с первым выходом 1-го . блока приема-передачи группы, второй, ,третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с третьим б 0 и четвертым входами 1-го блока буферной памяти группы и с первым входом 1-го формирователя сигналовгруппы, второй вход, первый и второй выходы которого соединены соответст- б 5 венно с 1-ми входом ивыходом линейной группы входов и выходов устрой 1 ства и. с вторым входом 1-го блока приема"передачи группы, четвертый выход дешифратора соединен с третьим входом блока выполнения прерывания.На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2 - функциональная схема блока выполнения прерывания на фиг.З - то же, блок. обмена на фиг.4 - пример системы, использующей предлагаемое устройство.Устройство содержит дешифратор 1, регистр 2 управления, предназначенный для хранения сигналов разрешения прерывания кода операции, результатов операции, блок 3 выполнения прерывания, осуществляющий выдачу запросов на прерывание программы ЭВМ, операции захвата ОШ и передачу в ЭВМ вектора прерывания, блок 4 обмена, управляющий операциями обмена информацией с ЭВМ, коммутатор 5, осуществляющий коммутацию группы разрядов адресов ОШ с группой разрядов адресов регистров устройства, блок 6 усиления, связывающий устройство с ОШ ЭВМ, блоки 71 -7 д буферной памяти группы, реализующие функции хранения, приема и выдачи массивов информации, регистры 8 -8 управ- ления приемом-передачей группы, осуществляющее функции счета информационных слов и хранения управляющих слов записи и чтения в/из соответствующих блоков буферной памяти, блоки 9 -9 п приема-передачи группы, преобразующие параллельный код в последовательный и наоборот, формирователи 10 -10 сигналов группы, связывающие соответСтвующие блоки приема-передачи с линейными входом и выходом 111-11 устройства, по которым через кайалы связи осуществляется связь с аналогичным устройством сопряжения:в многомашинной распределенной системе, вход-выход 12 устройства, соединяемый с Общей шиной ЭВМ.Блок 3 выполнения прерывания (фиг.2) содержит регистр 13 маски; шифратор 14 адреса, формирователь 15 сигнала прерывания, регистр 16. запросов,.элемент И 17, входы 18-20 и группы входов 21 и выход 22 блока.Блок 4 обмена (фиг.З) содержит дешифратор 23 адреса, формиронатель 24 сигналов, дешифратор 25, элемент ИЛИ 26, триггер 27, генератор 28, счетчик 29, элементы И 30-33, входы 34-36 и выходы 37-39 блока. На фиг.4 обозначены первая ЭВМ 40, вторая ЭВМ 41 и устройства 42 и 43 для сопряжения, каналы 44 и 45 связи.Предлагаемое устройство осуществ. ляет обмен данными между блоком бу962905 ферной памяти и оперативной памятьюЭВМ под управлением программы с использованием режима прерываний,преобразование информации, хранящейся в блоках буферной памяти, из параллельного кода в последовательный 5и выдачу ее в канал связи, прием инФормации в последовательном коде иэканала связи и занесение информациив виде параллельного кода в блокибуферной памяти.Устройство работает следующимобразом.В соответствии с программой ЭВМ40 определяет момент .времени, когданеобходимо передать информацию в 15ЭВМ 41. Операция передачи информациисостоит иэ двух этапов: загрузкаблока 7 информацией из оперативнойпамяти ЭВМ 40 и преобразование ипередача информации в канал 44связи.Первый этай осуществляется подуправлением ЭВМ 40 в программном режиме по опросу готовности устройства 42,Второй этап происходит беэ участияЭВМ 40,. Здесь осуществляетсяпередачаинформации из блока 7 всоответствующий блок 9 приема-передачи, преобразование ее и выдачав канал связи30Первый этап начинается с операции опроса готовности требуемогоканала связи к передаче информации,На входе"выходе 12 выставляются: кодзаписи, адрес регистра 2 управления, код, соответствующий сигналуразрешения прерывания, операциичтения и регистров 8-8, и послефиксированной задержки - синхросигнал. 40 10 Обработка запросов на прерывание основной программы ЭВМ осуществляется следующим образом.Пусть устройство 42, приняв массив информации от устройства 43, через канал 45 связи выставило запрос на обслуживание на ОШ 12 ЭВМ 40. При этом запрос из регистра 8 поступает в блок 3 выполнения прерывания. Сюда также поступают запросы и от других регистров 81-8, Хранящийся в регистре 2 сигнал Разрешение прерывания поступаетв блок 3. Совокупность сигнала Разрежние прерывания и хотя бы одного из запросов на обслуживание запускает блок 3 выполнения прерывани Поступивший из блока б через коммутатор 5 в дешифратор 1 адрес ана.лизируется, и в регистр 2 управления посылается сигнал приема.инфор мации из блока 1. Синхросигнал, поступивший из ЭВМ 40, проходит вблок 4 устройства 42, где послеприема данных вырабатывается ответный синхросигнал и посылается сЭВМ 40. По приходу ответногс синхросигнала ЭВМ 40 снимает свой сигнал синхронизации, а затем данные садресных, информационных и управляю.цих шин входа-выхода 12. В результате этой операции в регистре 2хранится код операции чтения исигнал разрешения прерывания. Следующей командой из ЭВМ 40 иниции.- руется чтение содержимого, например, регистра 8, который идентифици- Ю руется адресом на ОШ и отвечает за связь с ЭВЙ 41. При этом адрес регистра 8 поступает через блок б, коммутатор 5 в блок 4, который организует операцию чтения из регист-, 6 ра 8. Содержимое регистра 8 поступает через блок б усиления в ЭВМ40. ЭВМ 40 анализирует состояниеопрашиваемого регистра 8, и еслиинформация в нем свидетельствует оготовности к приему информации, тоорганизует вывод массива данных всоответствующий блок 7 . При этомЭВМ 40 осуществляет посылку управляющего слова в регистр 8 котороеопределяет количество слов массиваинформации, снимает сигнал готовности в блоке 9. Отсутствие сигнала готовности в блоке 9 запрещает прием информации из ЭВМ 41 в блок .7 устройства 42, расположенный на другом конце канала 44 связи. Как толь ко весь массив информации будет занесен в блок 7 устройства. 42, вырабатывается синхроимпульс, сопровождающий первое слово информации в блок 9 приема-передачи. На этом работа ЭВМ 40 с устройством 42 заканчивается.Начинается второй этап передачи информации в канал 44 связи. На этом этапе блоки 7 и 9 организуют передачу массива информации,преобразование параллельного кода в последовательный в блоке 9 приема-передачи и выдачу информации в последовательном коде через Формирователь 10 в канал 44 связи.На время передачи массива информации из блока 7 в блок 9 в последнем вырабатывается сигнал отсутствия готовности к приему информации из ЭВМ 40, который регистрируется в регистре 8.Информация в последовательном коде, поступившая в канал 44 связи, воспринимается устройством 43, где преобразованная в параллельный,код, запоминается в соответствующем блоке 7 . После приема всего массива информации устройство 43 выдает запрос на обслуживание со стороны ЭВМ 41. После передаЧи всего массива информации блок 9 снимает сигнал отсутствия готовности в регистре 8.962905, который, обмениваясь управляющимисигналами с ЭВМ 40, через блок б выполняет операцию захвата ОШ 12, ипрерывание текущей программы ЭВМ 40.ЭВМ 40 переходит на подпрограммуобслуживания устройства 42. Подпрограмма обслуживания организуеткольцевое обслуживание всех сигналовзапроса от регистров 8-8Аналогичньм образом осуществляется работа устройства сопряжениядля связи других ЭВМ в многомашиннойсистеме.Блок выполнения прерывания (Фиг;2)работает следующим образом. На вход21 поступают запросы из регистров8 управления приемом-передачей(Фиг.1), которые при наличии сигналаразрешения прерывания на входе 20записываются в регистр 16 запросов.В регистре 13 маски-хранится записанная из ЭВМ информация о том, какиезапросы разрешены, Элемент Й 17 выделяет незамаскированные запросы,ашифратор 4 выделяет из незамаскированных запросов самый приоритетный и Формирует адрес вектора прерывания. Формирователь 5 выдает запрос прерывания на выход 22, Приполучении разрешения прерывания навход 18 Формирователь 5 выдает сигналподтверждения выбора, организует захват общей шины (ОШ),выдает сигнал прерывания на выход29 и сигнал разрешения выдачи адресавектора прерывания на шифратор 4,который выдает на выход 22 адресавектора прерывания.Блок обмена (фиг,З) работает следующим образом, На вход 34 приходитсигнал обращения к блоку обмена исигнал записи (чтения) информации,а на вход Зб - сигнал синхрониза-,ции эадатчика и адрес регистра 8управления приемом-передачей, Сигналы обращения к блоку обмена и синхронизации, собранные элементом И 30,.устанавливают триггер 27, которыйФормирует сигнал синхронизации исполнителя на,выходе 37, а также за,пускает генератор 28, с помощью которого счетчик 22, дешифратор 25 иформирователь 27 сигналов формируютцикл обмена информацией между ЭВМи блоками 7 буферной памяти (фиг.1) . При этом на выходе 39 с помощью дешифратора 23 адреса регистров управления приемом-передачей и элемента И 31 формируется сигнал вы" бора регистра 8 и с помощью элемента И 32 - команда записи (чтения) информации в регистры 8 управления приемом-передачей, Элемент ИЛИ б позволяет, кроме того, организовать цикл Сброс по сигналу на входе 35. В конце этого цикла на выходе 38 с помощью элемента И 33 формируется сигнал сброса триггера в регистре 2 управления (фиг.1), который инициировал цикл фСброс.Таким образом, устройство обеспечивает одновременный обмен между 5 блоками буферной памяти и каналамисвязи беэ участия ЭВМ, что позволяетповысить пропускную способностьустройства и сократить затраты машинного времени на обмен.10формула изобретенияУстройство для сопряжения элект раиных вычислительных машин, содержащее дешифратор, регистр управления, блок выполнения прерывания,блок обмена, коммутатор, блок усиления, соединенный с входом-выходомустройства, первый, второй, третий ичетвертый выходы блока усиления соединены соответственно с первыми вхо-.дами дешифратора, коммутатора, регистра управления и блока выполнения преРывания, первый, второй итретий входы блока усиления соединены соответственно с первыми выходами дешифратора, регистра управления и блока выполнения прерывания,второй и третий входы дешифраторасоединены соответственно с выходомкоммутатора и первым выходом блокаобмена, второй и третий выходы дешифратора соединены соответственнос первым входом блока обмена и с 5 вторым входом регистра управления,второй и третий выходы которогосоединены соответственно с вторымивходами блока обмена и блока выполнения прерывания, второй выход 40 блока обмена соединен с третьимвходом регистра управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения пропускной способностиустройства, в него введены Группа 45 блоков буферной памятигруппа регистров управления приемом-передачей, группа блоков приема-передачии группа формирователей сигналов,причем выход коммутатора соединен 5 О с третьим входом блока обмена, третий выход блока усиления соединенс первыми входами блоков буфернойпамяти группы и первыми входами регистров управления приемам-передачей группы, второй вход блока усиления соединен с первыми выходамиблоков буферной памяти группы и первыми выходами регистров управленияприемом-передачей группы, второйи третий выходы 1 -го блока буферной фо памяти группы (1=1,п) соединенысоответственно с четвертью входомрегистра управления и с первьмвходом 1 -го блока приема-передачигруппы, второй и третий выходы 65 1-го регистра управления приемом-передачей группы соединены соответст- венно с -м входом группы входов блока выполнения прерывания и с вторым. входом )-го блока буферной памяти группы, а второй и третий входы " соответственно с третьим выходом блока обмена и с первым выходом-го блока приема-передачи группы, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами -го блока буферной памяти группы и с первым входом -го формирователя сигналов группы, второй вход, пер-, вый и второй выходы которого соеди" иены соответственно с 4 -ми входом и выходом линейной группы входов и выходов устройства и с вторьи входом 1 -го блока приема-передачи группы, четвертый выходдешифратора соединен с третьим входом блока выполнения прерывания. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 10 1. Авторское свидетельство СССР У -703800, кл. С 06 Г 3/04, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР 9 554534, кл. С Об Е 3/04, 1975962905 Составитель В. ВертлибРедактор С. Крупенина Техред М.Коштура Корректор А, Гриценк е филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7521/67 Тираж 73 ВНИИПИ Государст по делам изобре 113035, Москва, Ж, ПодписноннОго комитета СССРений и открытийаушская наб., д, 4/5