Устройство для сопряжения эвм с внешними устройствами

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (11) 1) 4 С Об Р 13/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И 71 Г: Е;) ьство СССР 3/00, 1984. тво СССР 3/00, 1986. РЯЖЕНИЯ ЭВМ тся к вычис 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ В(54) УСТРОЙСТВО Д 1 И СОС ВНЕННИМИ УСТРОЙСТВАМИ(57) Изобретение относ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения разноскоростных источника и приемника информации.Целью изобретения является повышение быстродействия.На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фи).2 - функциональная схема блока управления; на фиг.3 функциональная схема блока прерывания; на фиг,4 - система, используюц 1 ая предлагаемое устройство.Устройство (фиг,1) содержит дешифратор 1 адреса, регистр 2 состояния, блок 3 прерывания, регистр 4 коммутации, счетчики адреса 5, массива 6 и адреса 7, блок 8 управления, элемент ИЛИ 9, элемент 1 О задержки, буферные регистры 11 и 12, второй регистр 13 (приемник), блоки 14 и 15 памяти, буферные регистры 16 и 17, элемент ИЛИ 18, первый регистр 19 (передатчик), шину 20 ЭВМ, входы и выходы 21-25, регистр 26 страницы. ительной технике и может быть использовано для сопряжения разноскоростных источника и приемника информации. Целью изобретения являетсяповышение быстродействия. Устройствосодержит дешифратор адреса) регистрсостояния, блрк прерывания, регистркоммутации, два счетчика адреса,счетчик массива, блок управления,два элемента ИЛИ, элемент задержки,четыре буферных регистра, два блокапамяти, два регистра. 1 э.п. ф-лы,Блок 8 управления (фиг,2) содержит генератор 27 импульсов, элемент И 28, сдвиговый регистр 29, триггер 30, элемент И 31, сдвиговый регистр 32, триггер 33, мультиплексор 34, входы и выходы 35"40, вход-выход 41,Блок 3 прерывания (фиг.3) содержит элемент ИЛИ 42, элементы И 43 и 44, мультиплексор 45, триггер 46, счетчик 47, регистр 48, генератор 49 импульсов, входы-выходы 50-54, На фиг.4 обозначены ЭВМ 55, внешние устройства 56, предлагаемое устройст" во 57.Счетчики 5 и 7 адреса предназначены для записи начального адреса и формирования текущего адреса опрашиваемых внешних устройств в процессе работы устройства.Счетчик 6 массива предназначен для записи информации о количестве опрашиваемых внешних устройств и формирования сигнала окончания режима опроса, поступающего в регистр 2состояния и блок 3 прерывания каксигнал "Готовность"Блок 3 прерывания предназначендля организации режима прерыванияпрограммы как по окончанию циклаопроса внешних устройств, так и посигналу "Запрос прерывания" от внешних устройств, поступающему на блок3 прерывания по цепям 211, 211021По цепям организации режима прерывания программы и передачи адресавектора прерывания блок 3 прерываниясоединен с каналом ЭВМ, 15Регистр 4 коммутации предназначендля записи информации управления работой буферных регистров 11, 12, 16и 17, счетчиков 5-7, и регистра 26страницы, 20Блок 8 управления предназначендля Формирования сигналов приемопередачи информации.,Устройство работает следующимобразом. 25После включения питания по сигна-,лу начальной установки все элементыустройства устанавливают в начальноесостояние. На выходах регистра 4 коммутации Формируется управляющий Код, 30в соответствии с которым регистрысчетчики 5-7 и регистр 26 страницыустанавливаются в режим записи информации, ЭВМ, обращаясь к устройству,записывает в регистр 26 страницы код, 35определяющий номер страницы блоков14 и 15 памяти: в счетчик 7 адресакод, определяющий начальный номервнешнего устройства; в счетчик 5 адреса код, определяющий начальный ад- х 0рес блоков 15 и 14 памяти с учетомкоДа страницы и соответствующийначальному номеру внешнего устройства; в счетчик 6 массива код, определяющий количество внешних устройств, 45подлежащих опросу,Далее, обращаясь к устройству,ЭВМ записывает в регистр 4 коммутации код, в соответствии с которымбуферные 11 и 17 регистры открывают 50ся, буферные регистры 12 и 16 блокируются, счетчики 5-7 переводятся врежим счета, а регистр 26 страницы -в режим чтения. Таким образом,через открытые буферные регистры 1155блок 14 памяти подключается к каналуЭВМ, а блок 15 памяти через откры-.тые буферные регистры 17 - к внутреннему каналу устройства, ЭВМ в соответствии с программой записывает вблок 14 памяти информацию, являющую"ся управляющей для внешних устройств. Причем обращение к блоку 14 памяти осуществляется посредством обраще" ния к регистру 26 страницы устройства, т.е, в адресном цикле по сигналу дешифратора 1 адреса открывается регистр 26 страницы и код, определяющий номер страницы, через открытые буферные регистры 11 поступает на блок 14 памяти. Номер ячейки страни- . цы поступает на блок 14 памяти непосредственно по каналу ЭВМ через те же буферные регистры 11. После записи управляющей информации в блок 14 памяти ЭВМ вновь обращается к устройству и записывает в регистр 4 коммутации код, в соответствии с которым открываются буферные регистры 12 и 16 и блокируются буферные регистры 11 и 17После перекоммутации блок 14 памяти с подготовленной управляющей информацией подключается к внутреннему каналу устройства, а блок 15 памяти - к каналу ЭВМ. Далее ЭВМ, обращаясь к устройству, записывает в регистр 2 состояния бит "Разрешение прерывания", который транслируется в блок 3 прерывания по входу 52 и блок 8 управления по входу 36, являясь для него запускающим сигналом. В блоке 8 управления начинает работать генератор 27 импульсов, Импульсы с выхода генератора 27 импульсов через элемент И 28 поступают на сдвиговый 29 регистр, где формируются . управляющие сигналы, соответствующие циклу "Вывод". Эти управляющие сигналы через мультиплексор 34 поступают на внутренний канал устройства.Управление мультиплексором 34 осуществляется от триггера 33, на вход которого по входу 38 поступает сигнал начальной установки, а по входу 23 - сигнал с выхода элемента 10 задержки. Под воздействием сформированных управляющих сигналов блок 14 памяти выставляет информацию ячейки памяти определяемой адресом на выходе регистра-счетчика 5 адреса, и сигнал ОТВ" ("СИП"), свидетельствующий о том, что данные находятся на магистрали. По сигналу ОТВ ("СИП"), поступающему на входы триггера 30 и сдвигового регистра 29, блок 8 управления Формирует сигнал,14782 10 25 ЗО 40 45 50 который через элемент ИЛИ 9 поступает на синхровход регистра 13 приемника) и вход элемента 1 О задержки. Информация ячейки памяти записывается в регистр 13 (приемник). В блоке 8 управления по сигналу "ОТВ" ("СИП") переключается триггер 30 так, что на элемент И 28 поступает запрещающий потенциал, а на элемент И 31. - разрешающий.Сигнал на выходе элемента 1 О задержки является стробирующим для всех внешних устройств и через элемент ИЛИ 18 поступает на синхровход регистра 19 (передатчика). По этому сигналу в регистре 19 (передатчике) записывается информация (с входа 25) внешнего устройства, адрес которого определяется счетчиком 7 адреса (выход 22). Кроме того, внешнее устройство по этому сигналу принимает управляющую информацию из регистра 13 (выход 24). Этот же сигнал поступает в блок 8 управления на вход триггера 33, управляющего мультиплексором 34. В этого момента блок 8 управления формирует управляющие сигналы, соответствующие циклу "Ввод". В этом цикле информация из регистра 19 (передатчика) записывается в блок 14 памяти по адресу, определяемому счетчиком 5 адреса. В конце цикла "Ввод" блок 8 управления формирует сигнал (выход 40), который поступает на счетные входы счетчиков 5-7. Этот же сигнал переключает триггер 33. Триггер 30 переключается сигналом "ОТВ" ("СИП") после записи информации в блок 14 памяти, Счетчики 5 и 7 адреса инкрементируются, Формируя адрес следующего внешнего устройства и соответствующей ему ячейки памяти. Далее цикл ввода-вывода информации повторяется до тех пор, пока не появится сигнал на выходе счетчика 6 массива, свидетельствующий о том, что все внешние устройства опрошены. Таким образом, в процессе опроса внешних устройств управляющая информация в блоке 14 памяти заменяется на информацию о состоянии внешних устройствСигнал с выхода счетчика 6 массива поступает в блок 8 управления по входу 35 и блокирует генератор 27. Этот же сигнал поступает в блок 3 прерывания по входу 54 на элемент 22 6И 43. На второй вход элемента И 43 поступает сигнал "Разрешение прерывания" ("РПР") от регистра 2 состояния (вход 52). По совокупности этих двух сигналов на выходе элемента И 43 Формируется сигнал "Требование прерывания ,который через элемент ИЛИ 42 поступает в канал ЭВМ.Сигнал с выхода счетчика б массива, кроме того, поступает в регистр 2 состояния. Переходя на подпрограмму обслуживания, ЭВМ, читая,регистр 2 состояния, определяет, чтоопрос внешних устройств окончен.ЭВМ производит перекоммутацию буферных регистров таким образом; чтоблок 14 памяти с записанной в негоинформацией от внешних устройствподключается к каналу ЭВМ. ДалееЭВМ занимается обработкой принятойинформации. Новый цикл опроса внешних устройств начинается после записи в регистр 2 состояния битаРазрешение прерывания",В случае возникновения критической ситуации в одном из внешнихустройств оно формирует сигнал"Запрос прерывания", который поступает в блок 3 прерывания по входам21 на входы мультиплексора 45.Управляющий код на мультиплексор45 поступает со счетчика 47, счетныйвход которого соединен с выходомвысокочастотного генератора 49 импульсов. Запуск генератора 49 осуществляется от триггера 46, на информационный вход которого поступают сигналы от регистра 2 состояния ("РПР")по входу 52 и с выхода мультиплексора 45, Код с выхода счетчика 47 поступает в регистр 2 состояния (выход51) и является адресом внешнегоустройства, затребовавшего прерываниеКроме того, сигнал с выходамультиплексора 45 поступает в регистр2 состояния, характеризуя прерываниепо требованию внешнего устройства, ив блок 8 управления по входу 37,блокируя его работу,В подпрограмме обработки прерывания от внешнего устройства ЭВМ перекоммутирует, разделит регистры таким образом, что канал ЭВМ соединяется с внутренним каналом через открытые буферные регистры 11 и 12 (16 и 17). В этом случае, обращаясь к регистрам 13 и 19 и счетчику 7, ЭВМнепосредственно опрашивает внешнее устройство, затребовавшее обслужива" ние, и Формирует для пего управляющий код, т.е. устройство позволяет в случае необходимости осуществлять режим непосредственного обмена между ЭВМ и внешними устройствами.В автономном же режиме работы обмен инФормацией между ЭВМ и внешним 10 устройством осуществляется по инициа" тине ЭВМ, причем приемопередача информации осуществляется под управлением устройства таким образом; что в обмене участвует один из блоков памя ти устройства, ЭВИ в то время продолжает работать в соответствии с программой, используя второй блок памяти, подклочаемый непосредственно к каналу ЭВИ посреДством п 101 Рам 10 20 коммутируемых буферных регистров.Таким образом, Обмеп информацией между ЭВИ и внешними устройствами Осуществляется без участия ЭВМ за исключением обращений ЭВИ к устрой ству сопряжения для записи кодов перекоммутации и режима. Формула изобретения301.устройство для сопряжения ЭВМ с внешними устройствами, содержащее первый блок памяти, блок управления, два счетчика адреса, счетчик массива, дешифратор адреса, первый регистр, элемент задержки, два элемента ИЛИ, причем выход элемента задержки является выходом устройства для подключения к стробирующим входам внешних устройств, информационный вход перво го Репистра является входом устройствадля подключения к информационным выходам внешних устройств, о т л и - ч а и щ е е с я тем, что, с целью повьшения быстродействия, в него вве - 45 дены второй блок памяти, регистр состояния, регистр страницы, блок прерывания, регистр коммутации, четыре буферных регистра, второй регистр, причем информационный выход регистра состояияинформационный Вход-Бьход блока прерывания, информационные входы первого и второго счетчиков адреса, счетчика массива, дешпфратора адреса, РегистРа страницы, Регистра коммутации, первые инормацОнные входы-выходы первого и второго буферых Регистро Образуют вхОД-Выход устройства для подключения к информационно-адресной шине ЭВМ, первый информационный вход регистра состоянияи выход требования прерывания блокапрерывания являются входом и выходомустройства для подключения соответственно к выходу разрешения прерь 1 ванияи входу требования прерывания ЭВМ,группа входов запроса прерыванияблока прерывания образует группу входов устройства для подключения к выходам запроса прерывания внешнихустройств, группа выходов второгосчетчика адреса образует группу выходов устройства для подключения кадресным входам внешних устройств,информационньй выход второго регистра является выходом устройства дляподключения к информационным входамвнешних устройств, установочный входблока управления является входомустройства для подключения к выходуначальной установки ЭВМ, при этом перпервый выход дешифратора адреса соединен с управляющим входом регистрасостояния, информационный вход которого соединен с адресным выходомблока прерывания, вход разрешенияпрерывания которого соединен с первым входом логического условия блокауправления и с информационным выходомрегистра состояния, второй информационный вход которого соединен с вторым входом логического условия блокауправления и с выходом запроса прерывания блока прерывания, разрешающийвход которого соединен с третьиминформационным входом регистра состояния, с выходом счетчика массива ис третьим входом логического условияблока управления, первый выход которого соединен со счетными входамипервого, второго счетчиков адресаи счетчика массива, синхровходыкоторых соединены соответственно свторым, третьим и четвертым выходамидешифратора адреса, пятый выход которого соединен с синхровходом регистра страницы, информационный выходкоторого соединен с информационнымивходами первого и второго буферныхрегистров; вторые информационные входы-выходы которых соединены с адресными входами и ифнормационньми входами-выходами первого и второго блоковпамяти соответственно, с первыми информационными входами-выходами третьего и четвертого буферных регистровсоответствено, вторые информацион 1478222 10си-чтения соответственно первого четвертого буферных ре 30 гистров. 2.устройство по и.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, мультиплексор, два сдвиговых регистра, два триггера, два элемента И, причем вход эапуска и первый, второй входы остановки генератора импульные входы-выходы которых соединеныс информационными выходами первогорегистра, первого счетчика, с входомвыходом блока управления, с информационным входом второго регистра,синхровход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с входомэлемента эадержки, выход которогосоединен с первым входом второго 10элемента ИЛИ и с четвертым входомлогического условия блока управления,второй выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с шестым входом дешифратора адреса, седьмой выход которого соединен с вторымвходом второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с синхровходомпервого регистра, восьмой выход дешифратора адреса соединен с синхровходом регистра коммутации, первыйвыход которого соединен с входомэаписи-чтения регистра страницы и свходом режима работы первого и второго счетчиков адреса и счетчика массива, второй-пятый выходы регистракоммутации соединены с входами записов являются соответственно первым,вторым и третьим входами логического условия блока, синхровход первого триггера является четвертым входом логического условия блока, нулевой вход первого триггера соединен снулевым входом второго триггера иявляется установочным входом блока,информационный выход мультиплексораи синхровход второго триггера, соединенный с входом режима работы первого сдвигового регистра, являетсявходом-выходом блока, первые выходывторого и первого сдвиговых регистровявляются соответственно первым и вторым выходами блока, при этом в блоке управления выход генератора импульсов соединен с первыми входамипервого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с единичным и нулевым выходами второго триггера, а выходы -с .синхровходами второго и первогосдвиговых регистров, второй выходпервого сдвигового регистра соединенс информационным входом второго сдвигового регистра и с первым информационным входом мультиплексора, второй информационный выход которогосоединен с вторым выходом второгосдвигового регистра, первый выходкоторого соединен с установочным входом первого сдвигового регистра и синформационным входом первого триггера, выход которого соединен с входом режима работы второго сдвигового регистра и с управляющим входоммультиплексора.1478222Составитель С.Пестмал Редактор И.Булла Техред Л.СердюковаКорректор А,ОбруцаЗаказ 2365/49 Тираж 669 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5но-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 101 роизводст