Устройство для сопряжения эвм с абонентом

, 128 4 С 06 Р 13/24 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕПЬСТВУ К АВТОРСКОМУ ук СССР1982.ССР1982.(54) УСТРОЙ С АБОНЕНТОМ (57) Изобре лительной т пользовано образования для сбора т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельст9 1070535, кл, С 06 Р 3/04Авторское свидетельствоУ 1084775, кл, С 06 Г 3/04 ВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭВМ ение относится к вычис хнике и может быть искачестве устроиства преи буферизации данных, леметрической информации и для проведения модельных экспериментов с автоматизированными системами, в которых внешняя ЭВМ должна выдавать недостающую информацию. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет организации непрерывного вывода информации и обеспечение передачи массивов информации произвольной длины, Устройство содержит четыре блока памяти 1-4, четыре триггера 5-8 пять счетчиков 9-13, пять коммутаторов 14-18, два дешифратора 19, 20, два элемента ИЛИ 21, 22, два элемента И 23, 24, узел синхронизации д 25, сдвиговый регистр 26, узел сравЩ нения 27, регистр 28 прерываний, мультиплексор 29. 3 ил.С".Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства преобразования и буферизации данных, длясбора телеметрической информации и 5для проведения модельных экспериментов с автоматизированными системами,в которых внешняя ЭВМ должна выдаватьнедостающую информацию, т.е. параметры модельной ситуации, имитируемыеЮсигналы от недостающих приборов ит.п,Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей устрой 15ства путем организации непрерывноговывода информации и обеспечение передачи массивов информации произвольнойДЛИНЪ 1На фиг. 1 представлена функцио 20нальная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы процессов записи,считывания и сигналов прерывания привводе данных через устройство в ЭВМ;на фиг. 3 - временные диаграммы процессов записи, считывания и сигналовпрерывания при выводе данных из ЭВМчерез устройство.Устройство содержит (фиг. 1) первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 блоки пямяти, первый 5, второй6, третий 7 и четвертый 8 триггеры,первый 9, четвертый 10, третий 11,пятый 12 и второй 13 счетчики, третий 14, второй 15, первый 16, четвертый 17 и пятый 18 коммутаторы, первый З 519, второй 20 дешифраторы, первый 21и второй 22 элементы ИЛИ, первый 23и второй 24 элементы И, узел 25 синхронизации, сдвиговый регистр 26,узел 27 сравнения, регистр 28 прерываний и мультиплексор 29.Устройство работает в двух режимах: в режиме ввода информации в ЗВМи в режиме инициативного вывода,т.е. вывода информации из ЗВМ по инициативе внешнего абонента.Работа устройства в режиме вводаинформации.В исходном состоянии до поступления информации на вход счетчики 9 и10 сброшены, триггеры 5 и 6 находятся в состоянии логического "0", сигналы на выходах триггера 5 определяютначальное состояние первого 14 и второго 15 коммутаторов, при которомкоммутатор 14 пропускает на выходданные со своего второго входа, акоммутатор 15 пропускает на свои первый и второй выходы данные с первого и второго входов соответственно, Кроме того, сигналы на выходах триггера 5 определяют начальное состояние блоков 1 и 2 памяти, при котором для блока.1 разрешена запись и запрещено считывание, а для блока 2 разрешено считывание и запрещена запись.На первый вход устройства поступает информация, в виде последовательного бинарного кода с тактовой частотой Р. Узел 25 из входной последовательности формирует импульсы тактовой частоты Г, с которой происходит запись данных в сдвиговый регистр 26. Последний преобразует последовательный код в параллельный и выдает данные словами заданной длины на входы данных блоков 1 и 2 памяти. На втором выходе блок 25 формирует импульсы с частотой Р/п, где и - длина заданного слова (например, при 16-разрядных словах и равно 16). Зти импульсы поступают на входы записи блоков 1 и 2, записывая данные в блок 1, в которън 1 разрешена запись. Эти же импульсы поступают на счетный вход счетчика 9, данные с выхода которого через коммутатор 15 поступают на адресный вход блока 1 и определяют адрес ячейки блока 1, в которую записывается очередное слово информации. Счетчик 9 запускается задним фронтом импульса и, таким образом, формируемый им адрес записи меняется после прохождения очередного импульса записи. Счетчик 9 подсчитывает количество записанных слов, разрядность его определяется объемом блока памяти. При заполнении блока памяти счетчик 9 обнуляется, срабатывает дешифратор 19, который формирует импульс, поступающий через элемент ИЛИ 21 на счетный вход триггера 5, меняя его состояние. Этот же импульс поступает на второй вход регистра 28 прерываний, который выдает сигнал "Прерывание", поступающий на выход прерываний устройства и вход элемента И 23, запрещая прохождение стробирующего импульса от ЭВМ на счетный вход счетчика 10. Кроме того, сигнал Прерывание поступает на управляющий вход коммутатора 16, устанавливая состояние коммутатора, при котором последний пропускает на выход, являющийся первым выходом устройства, информацию со своего перво-го входа в момент поступления стробирующего импульса на стробирующий вход12871коммутатора 16. На втором выходе, который соединен с первым входом коммутатора 16, регистр 28 прерываний устанавливает признак прерывания по заполнению блока памяти. Получив сигнал прерывания, ЭВМ прерывает выполнение текущей программы и принимает признак прерывания с первого выхода устройства, При этом на первый стробирующий вход устройства посту пает импульс от ЭВМ, который разрешает прохождение данных на выход коммутатора 16, а также поступает на установочный вход регистра 28 прерываний, который по заднему фронту этого импульса снимает сигнал прерывания, разрешая тем самым прохождение стробирующих импульсов от ЭВМ через элемент И 23 и устанавливая состояние коммутатора 16, при котором 20 последний пропускает на выход при наличии стробирующего импульса от ЭВМ данные от своего второго входа. Получив из устройства признак прерывания по заполнению блока памяти, ЭВМ начинает считывать информацию из устройства. При переключении триггера 5 меняется состояние коммутаторов 14 и 15, 30 при этом коммутатор 14 пропускает на вход данные со своего первого входа, а коммутатор 15 пропускает на свои первый и второй выходы данные соответственно с второго и первого 35 входов. Кроме того, сигналы на выходах триггера 5 устанавливают новое состояние блоков 1 и 2 памяти, при котором для блока 1 запрещена запись и разрешение считывания, а для бло ка 2 разрешена запись и запрещено считывание. Таким образом, на адресный вход блока 1 через коммутатор 15 поступает адрес, формируемый счетчиком 10. Выход блока 1 через коммута торы 14 и 16 подключается к первому выходу устройства, и ЭВМ начинает считывать информацию из блока 1. Счетчик 10 подсчитывает количество слов, переданных из устройства в ЭВМ,50 данные на его выходе определяют ад" рес ячейки блока памяти, которая считывается ьз устройства в ЭВМ, Разрядность счетчика 10, как и счетчика 9, определяется объемом блока памяти. Каждый стробирующий импульс, поступающий ат ЭВМ, проходит на стробирующий вход коммутатора 16, разрешая появление данных на выходе уст 70 4ройства, и через элемент И 23 поступает на счетный вход счетчика 10. увеличение на единицу адреса, формируемого счетчиком, происходит по заднему фронту импульса. После приема из устройства количества слов, равного объему блока памяти устройства, ЭВМ возобновляет выполнение фоновой программы, а счетчик 1 О автоматически обнуляется после выдачи в ЭВМ последнего слова из данного блока памяти.После переключения триггера 5 (в том числе и во время выдачи информации в ЭВМ) данные, поступающие в устройство, записываются в блок 2 памяти. Адрес записи поступает с выхода счетчика 9 через второй выход коммутатора 15 на адресный вход блока 2 памяти, в который разрешена запись.При заполнении блока 2 вторично обнуляется счетчик 9, срабатывает дешифратор 19, меняется состояние триггера 5, а следовательно, и коммутаторов 14 и 15, В ЭВМ вторично выдается сигнал "Прерывание", а на первом входе коммутатора 16 устанавливается признак прерывания по заполнению блока памяти. ЭВМ принийает признак прерывания и начинает считывать информацию из устройства. При этом в ЭВМ выдается информация из блока 2 памяти через коммутаторы 14 и 16, а на адресный вход блока 2 поступает через второй выход коммутатора 15 адрес считывания с выхода счетчика 10. Поступающая в устройство информация записывается в блок 1, в который после второго переключения триггера 5 разрешена запись. И т.д. После приема в устройство последнего слова передаваемого массива информации срабатывает анализатор 27 отсутствия сигнала, который выдает на выходе импульс при выполнении двух условий: если после прихода последнего информационного импульса прошло характерное время Т, которое, например, может определяеться как максимальное из удвоенного промежутка между информационными импульсами и удвоенного наибольшего времени смены состояния ЭВМ при обработке прерывания; если на выходе счетчика 10 находится нуль, обозначающий, что ЭВМ закончила очередной прием информации. При выполнении этих условий узел 27 выдает импульс, который устанавлива 1287170ет в нулевое состояние счетчики 11- 13, триггеры 7 и 8, устанавливает в состояние "1" триггер 6 и поступает на второй вход элемента ИЛИ 21 и на третий вход регистра 28 прерываний. 5 При этом импульс с выхода элемента ИЛИ 21 меняет состояние триггера 5 и блок памяти, в который была разрешена запись, становится доступным для считывания. Регистр 28 выдает сигнал "Прерывание" на выход прерываний устройства и устанавливает на втором своем выходе признак прерывания по концу передачи и данные счетчика 9. Получив сигнал прерывания, ЭВМ принимает из устройства признак прерывания, по которому определяет количество слов, которое нужно принять из устройства, после чего ЭВМ принимает из устройства нужное количество слов и возобновпяет выполнение прерванной программы.После выдачи в ЭВМ последнего слова показания счетчиков 9 и 10 совпадают, на управляющем входе дешифра 25 тора 20 находится сигнал разрешения работы, который поступает с выхода триггера 6. Дешифратор 20 срабатывает и выдает импульс, который устанавливает в нуль счетчики 9 и 10, триггеры 5 и 6 и поступает науправляющий вход дешифратора 19, запрещая его работу на время следования импульса и предотвращая тем самым выдачу ложного сигнала прерыва ния в момент обнуления счетчика 9, Таким образом устройство приводится в исходное состояние.При работе в режиме инициативного ввода ЗВМ должна перед началом обмена 10 получить сообщение о предстоящем обмене информацией. При заранее заданном алгоритме обмена информацией с внешним устройством этим сигналом для ЭВМ может служить прерывание по кон цу передачи. Например, если заранее задан алгоритм, по которому ЭВМ К раз принимает информацию от внешнего устройства, а затем передает известное количество слов на внешнее уетройст во, этим сообщением является К-е прерывание по концу обмена. Если такого алгоритма нет, внешний абонент должен передать в ЭВМ сообщение о предстоящем обмене. 55В исходном состоянии счетчики 11- 13 и триггеры 7 и 8 находятся в нулевом состоянии, Сигналы с выходов триггера 7 определяют начальное состояние коммутаторов 17 и 18, при котором коммутатор 17 пропускает на выходданные со своего второго входа, коммутатор 18 пропускает на свои первый и второй выходы данные с первогои второго входов соответственно. Сигналы с выходов триггера 7 также определяют. начальное состояние блоковпамяти, при котором для блока 3 разрешена запись и запрещено считывание,а для блока 4 разрешено считывание изапрещена запись,ЭВМ, получив сообщение о предстоящей выдаче информации, начинает запись информации, при этом данные,поступающие на второй вход устройства, записываются в блок 3 по импульсам записи, поступающим на вход записи устройства, Импульсы записи поступа -ют также на счетный вход счетчика 13,который формирует адрес записи, поступающий через коммутатор 18 на адресный вход блока 3. Разрядностьсчетчика 13, как и счетчиков 9 и 10,определяется .объемом блока памяти.После заполнения блока 3 счетчик 13обнуляется и в момент обнуления выдает импульс переполнения, поступающий на первый вход элемента И 24, навтором выходе которого имеется сигналразрешения с выхода триггера 8, Свыхода элемента И 24 импульс переполнения поступает на счетный вход триггера 8 н через элемент ИЛИ 22 насчетный вход триггера 7, меняя состояние обоих триггеров. После изменениясостояния триггера 8 сигнал на еговыходе запрещает последующее прохождение импульсов переполнения счетчика 13 через элемент И 24, Послеизменения состояния триггера 7 сигналы на его выходах определяют новоесостояние блоков памяти, при которомдля блока 3 разрешено считывание изапрещена запись, а для блока 4 разрешена запись и запрещено считывание,а также новое состояние коммутаторов17 и 18, при котором коммутатор 17пропускает на выход данные со своегопервого входа, а коммутатор 18 пропускает на свой первый и второй вы"ходы данные с второго и первого входов соответственно, Дальнейшая записьпоступающей из ЗВМ информации производится в блок 4, в который разрешеназапись. Адрес записи поступает наадресный вход блока 4 и с выходасчетчика 13 через коммутатор 18, После заполнения второго блока 4 памяти12871ЭВМ прекращает запись информации иотключается от устройства. При этомв момент обнуления счетчика 13 вторично выдается импульс переполнениясчетчика, который не производит никаких действий, поскольку триггер 8установлен в состояние "1" и сигналс его выхода, поступающий на второй входэлемента И 24, запрещает прохождениеимпульса через этот элемент,10Внешнее устройство начинает считывать информацию, при этом стробирующие импульсы с второго стробирующего входа устройства поступают на15стробирующий вход выходного мультиплексора 29 и на счетный вход счетчика 11. Разрядность счетчика 11 определяется длиной информационного.слова, сигналы на его выходе поступают на адресный вход мультиплексора,преобразующего параллельный код впоследовательный, определяя номерразряда считываемого слова, которыйвыдается во внешнее устройство. Вмомент обнуления счетчик 11 выдаетсигнал переполнения, который поступает на счетный вход счетчика 12,данные с выхода которого поступаютчерез коммутатор 18 на адресный входблока 3, определяя адрес ячейки па 30мяти, информация из которой черезкоммутатор 17 поступает на информационный вход мультиплексора 29. Разрядность счетчика 12, как и счетчика 9, определяется объемом блока памяти, После считывания информации изблока памяти счетчик 12 обнуляетсяи выдает импульс переполнения, поступающий на второй вход элемента ИЛИ22, с выхода которого поступает импульс на счетный. вход триггера 7,меняя его состояние. При изменениисостояния триггера 7 меняется состояние блоков 3 и 4. При этом для блока 3 разрешена запись и запрещеносчитывание, а для блока 4 запрещеназапись и разрешено считывание. Крометого, устанавливается состояние коммутаторов, при котором коммутатор 17пропускает на выход данные со своеговторого входа, т,е, с выхода блока 4,а коммутатор 18 пропускает на своипервый и второй выходы сигналы с первого и второго входов соответственно. Таким образом, на адресный входблока 4 поступает адрес считыванияс выхода счетчика 12, а данные блока4 через коммутатор 17 постУпают на 70 8информационный вход мультиплексора 29 и считывание продолжается из блока 4,Импульс переполнения с выхода счетчика 12 поступает также на четвертый вход регистра 28 прерываний, который по этому импульсу устанавливает на своем первом выходе признак прерывания по считыванию, а на втором выходе - сигнал нПрерывание, которыйпоступает в ЭВМ, Последняя, получивсигнал "Прерывание", прерывает выполнение фоновой программы и считывает с первого выхода устройствапризнак прерывания. После этого ЭВМ начинает запись информации. При этомданные, поступающие из ЭВМ на второй вход устройства, записываются в блок3, в который разрешена запись. Адресзаписи поступает на адресный вход блока 3 со счетчика 13 через коммутатор 18. После заполнения блока памяти ЭВМ отключается от устройства и возобновляет выполнение фоновой программы. После считывания информации из блока 4 вторично выдается сигнал переполнения счетчика 12, меняется состояние триггера 7, коммутаторов 17 и 18 и блоков 3 и 4 памяти. На ЭВМ выдается сигнал прерывания по считыванию, после чего на выход поступают данные из блока 3, а ЭВМ записывает очередную порцию данных в блок 4. И т.д, После передачи в устройство последнего слова ЭВМ отключается от устройства, Внешнее устройство продолжает прием информации. При этом в зависимости от того полностью или нет заполнен блок памяти при последней записи на ЭВМ выдается еще одно или два прерывания по считыванию, при получении которых ЭВМ не выдает данные в устройство. После приема внешним устройством последнего слбва процесс вывода информации заканчивается, Счетчики 11-13 и триггеры 7 и 8 возвращаются в исходное состояние сигналом с выхода узла 27 сравнения при следУющей передаче информации от внешнего устройства в ЭВМ.Таким образом, при вводе информации в ЭВМ процессы записи и считывания идут параллельно, каждый со своей скоростью. Поступающая в устройство информация записывается то в один, то в другой блок памяти, считывание информации начинается по сигналу прерывания и заканчиваетсяпо инициативе ЭВМ после считывания из устройства или количества слов, равного объему блока памяти устройства (прерырание по заполнению блока памяти), или количества слов соглас но счетчику (прерывание по концу передачи). При выводе информации ЭВМ заполняет данными два блока памяти, подготавливая устройство для вывода информации. Внешнее устройство счи тывает информацию то иэ одного, то из другого блока памяти. При этом при освобождении блока памяти на ЭВМ выдается сигнал прерывания, получив который ЭВМ заполняет данными освобо дившийся блок памяти, т,е, и в этом случае процессы записи и считыванпя идут параллельно. Быстродействие ЭВМ должно быть выше быстродействия внешнего устройства, т,е, скорость счи тывания ЭВМ должна быть выше скорости записи внешнего устройства, а скорость считывания внешнего устройства должна быть меньше скорости записи ЭВМ. 25Формула из обретенияУстройство для сопряжения ЭВМ с абонентом, содержащее два блока па-. 30 мяти, три коммутатора, первый триггер, первый счетчик, первый дешифратор, узел синхронизации, сдвиговый регистр, причем информационный вход сдвигового регистра соединен с такто- З выми входами узла синхронизации и является первым информационным входом устройства для подключения к информационному выходу абонента, выход первого коммутатора является пер вым информационным выходом устройства для подключения к информационному входу ЭВМ, при этом первый выход узла синхронизации соединен с синхровходом сдвигового регистра, выход 45 которого соединен с информационными входами первого и второго блоков памяти, адресные входы которых соединены с первым и вторым информационными выходами второго коммутатора 50 соответственно, управляющий вход которого соединен с входом рехсима работы первого блока памяти и с единичным выходом первого триггера, нулевой выход которого соединен с управляющим входом третьего коммутатора и с входом режима работы второго блока памяти, вход записи которого соединен с входом записи первого блока памяти, со счетным входом первого счетчика и с вторым входом узла синхронизации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет организации непрерывного вывода информации и обеспечения передачи массивов информации произвольной длины в устройство введены три триггера, два коммутатора, четыре счетчика, два элемента И, два элемента ИЛИ, второй дешифратор, два блока памяти, мультиплексор, узел сравнения, регистр прерывания, причем первый вход первого элемента И соединен со стробирующим входом первого коммутатора, с установочным входом регистра прерывания и является первым стробирующим входом устройства для подключения к стробирующему выходу ЭВМ, первый выход регистра прерывания соединен с управляющим входом первого коммутатора, с вторым входом первого элемента И и является выходом прерывания устройства для подключения к входу прерывания ЭВМ, счетный вход второго счетчика соединен с входами записи третьего и четвертого блоков памяти и является входом записи устройства для подключения к выходу записи ЭВМ, информационный вход третьего блока памяти соединен с информационным входом четвертого блока памяти и является вторым информационным входом устройства для подключения к информационному выходу ЭВМ, выход мультиплексора является вторым информационным выходом устройства для подключения к информационному входу абонента, стробирующий вход мультиплексора соединен со счетным входом третьего счетчика и является вторым отробирующим входом устройства для подключения к стробирующему выходу абонента, при этом выход первого элемента И соецинен со счетным входом четвертого счетчика, выход которого соединен с первым информационным входом второго коммутатора, с первым входом узла сравнения, с первым информационным входом второго дешифратора, выход которого соединен с установочным входом четвертого счетчика, нулевым входом первого триггера,управляющим входом первого дешифратора, нулевым входом второго триггера, установочным входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым информационным входом второго цешифра 1287170тора, с вторым информационным входом второго коммутатора, первым информационным входом регистра прерывания и с информационным входом первогодешифратора, выход которого соединенс вторым информационным входом регистра прерывания и с первым входомпервого элемента ИЛИ, выход которогосоединен со счетным входом первоготриггера, управляющий вход второго 10дешифратора соеДинен с выходом второго триггера, счетный вход которогосоединен с выходом узла сравнения,с установочными входами второго,третьего и пятого счетчиков, с нулевыми входами третьего и четвертоготриггеров, с вторым входом первогоэлемента ИЛИ с третьим информационным входом регистра прерывания, второй выход которого соединен с первым 20информационным входом первого коммутатора, второй йнформационный входкоторого соединен с выходом третьегокоммутатора, первый и второй информационные входы которого соединены свыходами первого и второго блоков памяти соответственно, второй вход узласравнения соединен с первым выходомузла синхронизации, первый выходсчетчика соединен .с первым входом З 0второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента Ии с первым входом второго элементаИЛИ; второй вход которого соединен счетвертым информационным входом регистра прерывания и с первым выходомпятого счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом третьегосчетчика, второй выход которого соединен с адресным входом мультиплексора, информационный вход которого соединен с выходом четвертого коммутатора, первый и второй информационные .входы которого соединены с выходамитретьего и четвертого блоков памятисоответственно, адресные входы которых соединены с первым и вторым выходами пятого коммутатора соответственно, первый и второй информацион.ные входы которого соединены с вторыми выходами второго и пятого счетчиков соответственно, выход второгоэлемента ИЛИ соединен со счетнымвходом третьего триггера, единичныйвыход которого соединен с входомрегистра работы третьего блока памяти и с управляющим входом четвертогокоммутатора, нулевой выход третьеготриггера соединен с входом режимаработы четвертого блока памяти и суправляющим входом пятого коммутатора.1287170 Составитель С, ПестмалТехред А. Кравчук Корректор В, Ьутяга Редактор С, Лисина Заказ 7719/53 Тираж б 94 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5