Устройство для ввода-вывода информации

(61) (21) (22) (46) (72) (53) Серов лов мул чи льство СССР 13/00, 1983, , ОДА-ВЫВОДА ИНФ 113(57)тельнувели вычисли. -тениястройится изоб вия,зобретение отнй технике. Целение быстродей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ 136 173834046/24-240.12,84 3.07.86. Бюл. 1 Ф .В,Крюков и Т.Ю 81.327.11 (088. вторское свидет 173, кл. С 06 Г СТРОИСТВО ДЛЯ В ство содержит блок 1 управления счетчиком, счетчик 2, регистр 3 сдвига, буферный регистр 4 (информационный), буферный регистр 5 служебных симвоблок 6 управления считыванием,ьтиплексор 7, блок 8 памяти, клю 9 (адресные), ключи 10 (информационные), блок 11 сравнения, блок 12 сопряжения, блок 13 элементов И, мультиплексор 14, Э - триггер 15. Новыми в устройстве являются пифратор 16, регистр 18 и ключи 17, 19.1 з.п, ф-лы, 6 ил.46103 Устройство для ввода-вывода информации содержит первый блок 1 управления, счетчик 2, регистр 3 сдвига, буферный регистр 4 (информационный) буферный регистр 5 (адресный), второй блок 6 управления, мультиплексор 7, блок 8 памяти, первый блок 9 ключей (адресные), второй блок 10 ключей (информациоцные), блок 11 сравнения, блок 12 сопряжения, блок 13 элементов И, второй мультиплексор 14, Р-триггер 15, шифратор 16, ,третий блок ключей 17, четвертый регистр 18, четвертый блок ключей 19. Кроме того, обозначены информационная шина 20 ЦВМ, вход 21 "Сброс" счетчика, вход первого буферного регистра 22 информации, вход второго буФерного регистра служебных сигналов 23, адресный вход 24 блока памяти, информационный выход 25 блока памяти, выход 26 счетчика, вход 27 синхронизации буферного регистра информации, вход 28 синхронизации буферного регистра служебных сигналов, управляющй вход 29 блокасопряжения,выход 30 олока памяти, выход 31 буферного регистра информации, выход 32 буферного р егистра служебныхсигналов,вход 33 управляющих адресныхключей,вход 34 мультиплексора, второй управляющий вход ,35 блока сопряжения, входы-выходы 36 блока сопряжения, первый 37 и второй 38 входы мультиплексора 14, вход 39 управляющих информационных ключей, синхрониэирующий вход 40 Р-триггера, вход 41 синхронизирующий, вход 42 информационный, адресная шина 43 ЦВМ, первый управляющий вход 44, выход 45 блока сопряжения, выход 46 55 112Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам ввода-вывода, может быть использовано для ввода-вывода дискретной информации в ЦВМ и является усовершенствованием по авт,св. В 1136173,Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - схема первого блока управ ления (счетчиком); на фиг.3 - схема второго блока управления (считыва,нием); на Фиг,4 - схема блока сопряжения; на Фиг.5 - структура входной информации; на фиг.6 - схема блока элементов И. 5 1 О 15 20 5 30 35 40 45 50 шифратора, управляющий вход 47 треть-,его регистра, выход 48 шифратора,выход 49 третьего регистра, вход 50шифратора.Блок 1 управления (фиг.2) состоитиз счетчика 51 и генератора 52 синхроимпульсов,Блок 6 управления (фиг.3) содержит дешифратор 53 и логический элемент И 54.Блок 12 сопряжения. (Фиг.4) содержит инвертор 55, блок элементовИ 56,элемент ИЛИ 57, первый триггер 58сигнала "Запрос", второй триггер 59сигнала "Занято", третий триггер 60сигнала Запись-чтение. элементИ 61, элемент ИЛИ 62.Блок 13 элементов И (фиг,6) содержит логические элементы И 63 илогический элемент ИЛИ 64.Входная информация, поступающаяна информационный 42 и синхронизирующий 41 входы устройства ввода,имеет вид, приведенный на фиг.5. Пе-редача символом информации осуществляется со скоростьюбод. ИнфорТмационная посылка начинается с пропуска, представленного к символам.На интервале пропуска отсутствуютсинхроимпульсы. Затем на вход 42 поступают ш служебных символов, с помощью которых закодирован номер информационной посылки, Следующие заними и символов несут в себе непосредственное информационное содержание. Служебные и информационные символы сопровождаются синхроимпульсами на входе 41.Устройство работает в двух режимах. В первом режиме в блок 8 памяти устройства записывается управляющая информация.Для 1-й информационной посылкипод управляющую информацию отводится две ячейки блока памяти. В первуюячейку записывается признак необходимости приема данной информационной посылки (один бит) и адрес ЗУЦВМ, по которому хранится код значимости (маски) для данной информационной посылки (разрядность этойчасти 1 определяется разрядностьюадресного пространства ЗУ ЦВМ,Во вторую ячейку записывается адрес ЗУ ЦВМ, по которому нужно принять информационную посылку (разрядность ш), Разрядность номера информационной посылки ш.Таким образом, блок 8 памяти соН 1держит 2 ячеек ра эрядностью 1+1,Лля 1-й информационной посылки управляющая информация записывается соответственно в ячейки блока памяти с адресами д, 2 +Во втором режиме происходит непосредственный прием информационной посылки в устройство, анализ на необходимость приема данной информационной посылки в соответствии с признаком необходимости, записанным в первом режиме в блок 8 памяти, анализ принятой информации на значимость и,в случае ее значимости, анализ принятой информации на новизну путем сравнения информации текущего и предыдущего сеансов ввода, анализ приоритетности принятой информации по скорости обработки.Если принятая информация является неприоритетной, но необходимой, значимой и новой, происходит пере запись ее в ЗУ ЦВМ с приформированным битом новизныпо адресу, задан-, ному в первом режиме работы устройства. В противном случае запись информации в ЗУ ЦВМ не производится. Процессор обрабатывает лишь ту инсформацию, .в которой присутствует бит новизны, т.е. необходимую, значимую, нОвую. Если принятая информация являетсяприоритетной, требующей ускоренногоответа, шифратор формирует управляющий сигнал 46 блоку, сопряжения,блокирующий запись принятой информации в ОЗУ ЦВМ и разрешающий передачу адресного слова каналу выводаЦВМ,Адресное слово определяет областьпамяти ЗУ ЦВМ, где хранится заранееподготовленное решение, соответствующее принятой информации.Шифратор 16 можно выполнить напрограммно-логических матрицах микросхемы К 556 РТ 1 или на пазу ПЗУмикросхемы К 556 РТ 5,6. Служебная инФормация 32 и принимаемая информация 50, логически умноженная на маски значимости в блоке 13, представляют собойацреса дляпоиска признакаприоритетной обработки и адресногослова, указывающего нахождение готовых решений для информации, которая требует ускоренной обработки.Устройство работает в первом режиме следующим образом. По управляющему сигналу 44 (уровень логического нуля) мультиплексор 7 коммутирует адресную шину 43ЦВМ на адресный вход 24 блока 8 памяти, блок 8 памяти работает в режиме З.:пись, по информационнойшине 20 ЦВМ на информационный входблока 8 памяти от процессора поступает управляющая информация,1 О Таким образом осуществляется запись управляющей информации для всехномеров информационных посылок вблок 8 памяти устройства.В дополнительный регистр 18 по15 сигналу записи 47 от ЦВМ по шине 20данных пересылается адрес канала вывода, осуществляющего обслуживаниекоманд от устройства ввода.Второй режим характеризуется20 уровнем логической единицы на управляющем входе 44. По этому сигналублок 8 памяти переключается в режим,"Чтение", мультиплексор 7 коммутирует ш разрядов адреса блока 8 па 25 мяти на выход регистра 5 и (ш+1)-йразряд адреса блока 8 памяти на выход триггера 5. Во время паузы (интервала пропуска поступающей информации) блок 1управления (фиг.2) счетчиком формирует импульсы сброса для счетчика 2.На вход 21 сброса счетчика поступают синхронизирующие импульсы свхода 41 устройства. Генератор 52 35формирует тактовые импульсы длясчетчика 51 частотой Г, в несколькораз превышающей частоту синхроимпульсов на входе 4 1. Таким образом,за время паузы счетчик 51 успевает 40хотя бы раз достичь такого состояния,когда на его выходе (линия 21) появляется логическая единица, обнуляющая счетчик 2.По окончании интервала пропуска 45при появлении синхроимпульсов на входе 4 1 и информации на входе 42 начинает заполняться регистр 3 сдвига,а счетчик 2 начинает подсчет количества принятых символов. Код со 50 счетчика 2 поступает по линии 26 на.блок 6 управления считыванием (фиг.3) .После того, как принято ш служебных символов на выходной код счетчика 2, срабатывает блок 6 управления 55 считыванием. На его выходе появляется импульс записи 28, по которомуинформация с выхода 23 регистра 3сдвига переписывается в буферный1 О 5 20 30 35 40 45 50 регистр 5 служебных сигналов, Аналогично при поступлении информационных битов в регистр 3 сдвига в блоке 6 управления считыванием формируется импульс записи 27 информации в буферный регистр 4 информации.Таким образом, на выходе 31 появляется и -разрядный код принятой информации, на выходе 32 - ш.-разрядный код номера принятой посылки,Мультиплексор 7 коммутирует шразрядный код номера принятой посылки (линия 32) и дополнительный старший адресный разряд с триггера 15 (линия 34) на адресный вход блока 8 памяти.Триггер 15 устанавливается в нулевое состояние сигналом 28 с выхода дешифратора 53 блока 6 управления считыванием. Происходит считывание первой ячейки управляющей информации для принятой посыпки из блока 8 памяти.Признак необходимости приема данной информационной посылки по линии 30 поступает в блок 6 управления считыванием, Если в первом режиме работы устройства признак необходимости зафиксирован в блоке 8 памяти, то происходит формирование сигнала на входе 29, который подается в блок 12 сопряжения.Блок 12 сопряжения занимает магистраль ЦВМ, вырабатывает сигнал 33, открывающий ключи 9, через которые из блока 8 памяти на адресную магистраль ЦВМ поступает адрес ЗУ ЦВМ, по которому хранится код . значимости для данной информационной посылки, и организует чтение ЗУ ЦВМ кода значимости. Код значимости по магистрали данных ЦВМ поступает на вход 20 устройства и вход блока 13 элементов И, на второй вход которого по линии 31 подается поступившая информация.Блок элементов И (рис.6) предназначен для поразрядного логического умножения вводимой информации и кода значимости (маски) для нее и содержит элементы И 63 и элемент ИЛИ 64. Если поступившая информация незначима для ЦВМ,на выходе блока элементов Иформируется единичныйсигнал, через мультиплексор 14 поступает на вход блока 12 сопряжения. Блок 12 сопряжения сбрасывает сигнал 33, от.крывающий ключи 9, сбрасывает сигналы захвата магистрали ЦВМ и тем самым незначимая информация не переписывается в ЗУ ЦВМ. Если в посту.пающей информации содержится хотя быодин значащий разряд (информациязначима для ЦВМ), на выходе блока элементов И сформируется нулевой сигнал, блокирующий сброс сигналов захвата магистрали. Одновременно с анализом на значимость информации, осуществляемым блоком элементов И, происходит анализ информации на приоритет по ускоренной обработке шифратором 16. Результат логического умножения принятой информации и кодамаски значимости - шина 50, сформированный блоком 13 элементов И, и служебная часть информации являются входом для шифратора 16, В случае, если принятая информация является приоритетной цо обработке, шифратор 16 формирует признакускоренной обработки и адресное слово, указывающее, где хранится готовое решение, Сигнал признака поступает в блок сопряжения, который формирует сигнал 45 управления ключами 17 и 19 и блокирует формированиесигналов 33 и 39 управления ключами10 и 9 Таким образом подключаютсяк шинам данных и адреса ЦВМ соответственно адресное слово с выхода шифратора 16, определяющее зону ЗУ ЦВИ,где хранится готовое. решение, и адрес канала вывода ЦВМ; осуществляющего команду по выводу готового решения в управляемый объект. Адресканала вывода хранится в дополнительном регистре 18, Триггер 60 блокасопряжения по сигналу "Признак приоритета" через элемент ИЛИ 57 устанавливается в режим "Запись". Канал вывода ЦВМ, принимая адресноеслово от устройства ввода, выдает ответный сигнал "П", который сбрасывает триггер "ЗАН" 59. На этом кончается обработка принятой информации,т.е. принятая информация в ОЗУ ЦВМне пересылается и центральным процессором не обрабатывается. Если признак приоритетности не формируется шифратором 16, но сформировался признак значимости с .выхода блока 13 элементов И, то триггер 15 в конце обращения к ЗУ ЦВМ по1246 Если вновь поступившая информация является новой, то на выходе блока 11 сравнения вырабатывается сигнал не- сравнения (уровень логического нуля), 40 при этом блок сопряжения формирует сигнал 39, открывающий ключи 10 информационные и организует запись в ЗУ ЦВМ информации с приформированным битом новизны. Бит новизны формиру ется подключением на дополнительный вход ключей 10 напряжения 9 В (уровень логической единицы). Сбрасывается бит новизны во введенной информации программно по окончании обра ботки ее процессором.На магистраль данных ЦВМ через ключи 10 поступает информация с линий 31 и 32, а на адресную магистраль через ключи 9 поступает на адрес 55 ЗУ ЦВМ с выхода блока 8 памяти. По окончании записи в ЗУ ЦВМ блок 12 сопряжения сбрасывает сигналы 33 и 7считыванию кода значимости устанавливается в единичное состояние сигналом 40 "Информация выдана". Дополнительный мультиплексор 14 коммутирует шину 35 на выход блока 11 сравнения. На адресном входе блока 8 памяти благодаря единичному состояниютриггера 15 формируется теперь адрес второй ячейки управляющей информации для данной информационной посынки. Происходит считывание из блока 8 памяти ЗУ ЦВМ, куда необходимопринять данную информационную посылку. Этот адрес через ключи Ъ (адресные) поступает в адресную магистраль 15ЦВМ,Происходит считывание из ЗУ ЦВМинформации, принятой в предыдущемсеансе ввода. Эта информация по ма. гистрали данных 20 ЦВМ поступает на 20вход 20 устройства и первый входблока 11 сравнения. На второй входблока 11 сравнения подается вновьпоступившая информация. Происходитсравнение вновь поступившей информации и информации предыдущего сеанса ввода, Если вновь поступившая ин. -формация не является новой, то навыходе блока 11 сравнения формируется сигнал сравнения 37 (уровень логической единицы), по которому блок12 сопряжения сбрасывает сигнал 33,открывающий ключи 9, сбрасывает сигналы магистрали ЦВМ и тем самым информационная посылка не переписывается в ЗУ ЦВМ. 03 839 управления ключами 9 и 10 и управляющие сигналы захвата магистрали36 по ответному сигналу "Принято"П ) с управляющей шины ЭВМ,Таким образом, в ЗУ ЦВМ записывается только необходимая, новая изначимая информация, не имеющая приоритет ускоренной обработки, Информация, имеющая наивысший приоритет,не записывается в ОЗУ ЦВМ и центральным процессором не обрабатывается.Для такой информации, требующей по"вышенной реакции управляющей ЭВМ,соответствующие решения подготавливаются заранее и хранятся в памятиЭВМ.При приеме приоритетной информации устройство ввода формируеткоманду каналов вывода ЭВМ в видеадресного слова, указывающего наначало эоны ЗУ ЭВМ, где хранитсясоответствующее данной информацииготовое решение.Такой механизм обработки принимаемой информации позволяет достичь минимального времени задержки обслуживания приоритетной информации. Это время определяется лишь быстродействием канала и ЗУ ЦВМ и не зависит от быстродействия центрального процессора и длины обрабатывающей программы. В этом случае выигрыш во времени обработки вводимой информации равен трудоемкости программы обслуживания приоритетной информации и времени переключения программ операционной системы на программу обработки информации, введенной устройством ввода.формула изобретения1.Устройство для ввода-.вывода информации по авт.св. У 1136173, о т л и ч а ю щ е е с я ,тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены шифратор, третий и четвертый блоки ключей, четвертый регистр, входы первой группы шифратора подключены к выходам первого регистра, входы второй группы шифратора подключены к выходам группы первого блока элементов И, выходы группы шифратора подключены к входам группы третьего блока ключей, выход шифратора подключен к третьему входу блока сопряжения, третий выход которого подключен к входу четвер 9 12461 того блока ключей и к выходу третьего блока ключей, выходы которого подключены к информационной шине устройства и к,входам группы четвертого регистра, вход четвертого регистра является третьим управляющим входом устройства, выходы четвертого регистра подключены к входам группы четвертого блока ключей, выходы которого подключены к адресной 10 шине устройства,2,устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок сопряжения содержит инвертор, блок элементов И, первый и второй эле менты ИЛИ, с первого по третий триггеры, элемент И, первый вход блока сопряжения подключен к первым входам элемента И и второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к пер вому входу второго триггера, выход03 1 О которого подключен к первому входу блока элементов И и второму входу элемента И выход которого подключен к второму входу первого элемен. та ИЛИ и является первым выходом блока сопряжения, второй вход блока сопряжения подключен к первым входам первого и третьего триггеров, третий вход блока сопряжения подключен к третьему входу блока элементов И, к входу инвертора, к первому входу первого элемента ИЛИ, к третьму входу элемента И, первый и второй выходы блока элементов И являются вторым и третьим выходами блока сопряжения соответственно, выходы триггеров, первый и второй входы первого и второго триггеров соответственно и второй вход второго элемента ИЛИ являются входами-выходами блока сопряжения.Ти 15 аж 671Государственноглам изобретенийосква, Ж, Ра Подпи комитета открытий сая наб,