Устройство обмена информацией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9 6 Г 13/3Й. .:.:3,1;.;д 13 ТЕНИН ПИСА ЬСТВУ с. 11-15 Автор 8 117493(57) Устртельной числи" спольтельно вкомпЭВМэтом аль- ЭВМ х й и ЭВИения ен раль еств осу ится к вычислижет быть испольых вычислитель" вязи центральриферийных ЭВМ. мацией между ценерийными ЭВМ осу" разделения времеедачей запроса на инФормационного елью изобрете е области при а фиг. 1 прив лагаемого уст является расши ия маг. 2" локеде ойс ва,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ(56) Кокорин В,С. и др. Микропроцессорные средства и системы.1986, к Ь,кое свидетельство СССР у кл. С 0613/22, 1983, ОйстЕО ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ оиство относится к вехнике и может бытьмногомашинных вычислексах для связи центгруппой периферийныобмен информацией меой ЭВМ и периферийныяется в режиме раздел Изобретение отностельной технике и мозовано в многомашиннных комплексах для сной ЭВМ с группой пеПри этом обмен инфортральной ЭВМ и перифществляется в режимени с асинхронной перпрерывание во времяобмена.Ц ниярени мене времени. Целью изобретения являетсярасширение области применения. Устройство содержит групповой блок свя"зи с центральной ЭВИ и группу блоковсвязи с периферийными магистралями.Групповой блок связи с центральноймагистралью содержит регистры адре"са, данных, группу приемников запроса прерывания, узел прерывания, узелприемопередатчиков, два дешифратора,два мультиплексора, узел микропро"граммного управления, узел шинных формирователей, Каждый блок связи с периферийной магистралью содержит ли"нейный приемопередатчик, регистр адреса, приемный и передающий регистры,мультиплексор, передатчик запросапрерывания, группу регистров состоя"ния, узел микропрограммного управления, узел управления обменом, узелпрерываний, узел шинных формирователей. 1 з.п. Ф"лы, 5 ил. узел микропрограммного управления группового блока связи с центральной магистралью; на фиг. 3 " узел микропрограммного управления блока связи с периферийной магистралью; на фиг.4- узел управления обменом блока связи с периферийной магистралью, на фиг 5- приемник запросов прерывания группового блока связи с центральной магистралью и передатчика запроса прерывания блока связи с периферийной ЭВМ.В состав устройства входит групповой блок 1 с центральной магистралью, группа блоков 2 связи с периферийными магистралями, соединенными лини40 ями 3 связи, Блок 1 подключен к центральной магистрали 4 и содержит регистр 5 адреса, регистр 6 данных, группу 7 приемников запроса преры 5 вания, узел 8 прерываний, узеп 9 приемопередатчиков, первый дешифратор 10 адреса, второй мультиплексор 11, узел 12 микропрограммного управления, первый мультиплексор 13, второй дешифратор 14, узел 15 шинных формирователей, каждый блок 2 содержит линейный приемопередатчик 16, регистр 17 адреса, приемный регистр 18, передающий регистр 19, мультиплексор 20, передатчик 21 запроса прерывания, группу регистров состояния 22, узел 23 микропрограммного управления, узел 24 управления обменом. Блок 2 подключен к периферийной магистрали 25. В блок 2 также входит узел 26 прерываний, узел 27 шинных Формирователей,Узел 12 содержит шифратор 28 управляющих сигналов, генератор 29, группу 30 тРиггеров управления, счет чик 31 адреса, ПЗУ 32, регистр 33 команд, дешифратор 34 команд, В узел 23 входят генератор 35, группа 36 триггеров управления, счетчик 37 адреса, ПЗУ 38, регистр 39 команд, дешифратор 40 команд. Узел 24 содержит дешифратор 41 адреса, буфернь 1 й регистр 42, шифратор 43 управляющихсиг-. налов, узлы 7 и 21 содержат генератор 44 переменного напряжения, импульсный трансформатор 45, диоды 46 и 47, конденсатор 48, резисторы 49 и 50, оптронный приемник 51, диод 52,конденсатор 53Обмен между центральной ЭВМ и периферийной ЭВМ производится по проверке готовности в статусных регистрах или по векторному прерыванию, При этом в адресном пространстве каждой ЭВМ интерфейс представлен четырьмя регистрами - статусный регистр приемника, регистр данных приемника,статусный регистр передатчика, регистр данных передатчика.Процесс обмена между центральной ЭВМ (ЦЭВМ) и периферийной ЭВМ (ПЭВМ) можно разбить на несколько циклов обмена по магистрали; чтение регистра данных приемника в ЦЭВМ чтение ста" тусных регистров приемника или пере 55 датчика в ЦЭВМ; запись в регистр данных передатчика ЦЭВМф запись в ста" тусные регистры приемника или передатчика ЦЭВМф прием вектора прерывания в ЦЭВМ, чтение регистра данных приемника в ПЭВМ, чтение статусных регистров приемника или передатчика в ПЭВМ; запись в регистр данных передатчика ПЭВМ; запись в статусные регистры приемника или передатчика ПЭВМ; прием вектора прерывания в ПЭВМ.Цикл чтения регистра данных приемника в ЦЭВМ начинается с установки адреса этого регистра на магистрали 4, адрес дешифрируется в дешифраторе 10 адреса, на выходе которого появляется информация о том, что адрес, установленный на магистрали 4, входит в адресное пространство, обслуживаемое блоком 1, кроме того, на выходе дешифратора 10 адреса устанавливается код номера канала, в котором находится выбранный регистр, затем по переднему фронту сигнала синхронизации магистрали 4 адрес, установленный на магистрали 4, записы" вается в регистр 5 адреса, а номер канала запись:вается в мультиплексор 13 с памятью, затем ЦЭВМ устанавливает на магистрали 4 сигнал режима "Ввод", по которому узел 12 переписывает информацию на регистре 5 адреса в регистр 6 данных, затем организует передачу 12-разрядной адресной посылки в линию 3 связи через мультиплексор 11 и узел 9 приемопередатчиков, выбор линии обеспечивается дешифратором 14 адреса, который подает разрешающий сигнал на один иэ восьми приемопередатчиков. формат адресной посылки имеет следующий вид: первый, стартовый бит всегда равен единице и необходим для выработки тактовых импульсов на приемной стороне, синхронизированных с принимаемыми данными, второй бит равен единице и сообщает о том, что выполняется цикл чтения, следующие 10 разрядов адресной посылки соответствуют 10 младшим разрядам адреса по магистрали 4. После передачи адреса узел 12 переходит в режим ожидания ответной посылки иэ линии связи.Адресная посылка через приемопередатчик 16 поступает на вход регистра 17 адреса и узел 23, который при получении стартового бита вырабатывает сдвиговые импульсы для регистра 17 адреса, принимаемый адрес заносится в регистр 17 адреса и пода55 5 15329 ется на входы узла 23, который ана" лизирует его и формирует 20-разрядную ответную посылку в линию 5 связи, коммутируя на вход приемопередатчика5 16 выход передающего регистра 19 через мул ьтипл е ксор 20 в ли нию с вя зи.Формат ответной посылки, первый бит, стартовый, всегда равен 1;1 б последующих разрядов являются данными, передаваемыми иэ ПЭВМ. После передачи ответной посылки узел 23 сбрасывает бит готовности приемника в регистре 22.Ответная посылка через узел 9 приемопередатчиков поступает на вход регистра б данных и узел 12, который при получении стартового бита вырабатывает сдвиговые импульсы для ре" гистра 6 данных, после приема всей 20 посылки узел 12 транслирует принятое слово данных с регистра б данных на магистраль 4 через узел 15 шинных формирователей, затем выставляет сигнал пассивной синхронизации, принимая 25 который ЦЭВМ считывает данные с магистрали 4. Затем ПЭВМ снимает сигналы режима и сигнал активной синхрони" зации, заканчивая обмен. Узел 12 пе-. реходит в исходное состояние. 30Цикл чтения статусных регистров приемника или передатчика в ЦЭВМ отличается от цикла чтения регистра данных тем, что на магистрали 4 выставляется и передается в адресной посылке другой адрес.Узел блока 2 анализирует адрес, переданный в регистр 17 адреса и фор" мирует ответную посылку в линию 3 связи, коммутируя на вход приемопе редатчика 16 выход регистра 22 состояния через мультиплексор 20 в линию связи, после чего переходит в исходное состояние. Вся остальная последовательность работы и формата посы лок в цикле чтения статусных регистров приемника или передатчика в ЦЭВМ такие же, как в цикле чтения регистра данных приемников в ЦЭВМ.Цикл записи в регистр данных передатчика ЦЭВМ начинается с установки адреса регистра передатчика на магистрали 4, который дешифрируется в дешифраторе 10 адреса, на выходе которого устанавливается информация о том, что адрес, установленный на магистрали 4, входит в требуемое адрес" ное пространство, так же на выходе дешифоатора устанавливается код но" мера канала, в котором находится выбранный регистр.По переднему фронту сигнала активной синхронизации адрес, установ" ленный на магистрали 4, записывается в регистр 5 адреса, а адрес линии записывается в мультиплексор 13 с памятью, затеи ЦЭВМ устанавливает на магистрали сигнал режима "Вывод", по которому узел 12 переписывает ад" рес из регистра 5 адреса в регистр 6 данных, затем .организует передачу 12- разрядной адресной посылки в линию 3 связи из регистра 6 данных через мультиплексор 11 пОсылки в линию свя эи и узел приемопередатчиков 9, затем узел 12 переписывает данные с магистрали 4 в регистр 6 данных через узел 15 шинных формирователей, и передает их в линию 3 связи сразу эа адресной посылкой и переходит на ожидание ответа. Адресная посылка отличается от адресной посылки в цикле чтения вторым битом, который равен 0, Прием адресной посылки в блок 2 связи с ПЭВМ аналогичен ранее описанному в цикле чтение, Узел 23 после приема всей адресной посылки вырабатывает тактовые импульсы для приемного регистра 18, чем обеспечивает прием в него Данных. После приема данных узел 23 организует передачу ответной посылки в линию связи 3 через мультиплексор 20 и при емопер еда тчи к 16. формат ответной посылки 4 бита, первый - стартовый, который всегда равен "1", узел 23 обнуляет триггер готовности передатчика в регистре состояния 22 и переходит в исходное состояние. Ответная посылка из линии 3 связи через узел 9 приемопередатчиков поступает в узел 12, который после ее приема выставляет сигнал пассивной синхронизации на магистраль 4, сообщающий, что данные переданы в ПЭВМ, принимая который ЦЭВМ заканчивает цикл зажима "Вывод".Цикл записи в статусные регистры приемника или передатчика ЦЭВМ начинается с передачи ЦЭВМ адреса реги" стра . Узел 23 линии с вязи а нали зирует адрес, записанный в регистр 17 адреса и записывает 6-ой бит разрешения прерывания соответственно при" емника или передатчика в регистры 22 состояния. Вся остальная последова" тельность работы и Форматы посылок в цикле записи в статусные регистрыприемника и передатчика ЦЭВМ такиеже как в цикле записи в регистр данг ных передатчика ЦЭВМ.,Цикл приема вектора прерыванияв ЦЭВМ возможен при следующих условиях,ЦЭВМ разрешено реагировать на прерывания от внешних устройств. Блок1 выставил на магистраль 4 сигнал 10требования прерывания. Если в регистрах 22 состояния будут одновременноустановлены 6-ой бит разрешения прерывания и готовность приемника илипередатчика, то передатчик 21 выдаст в линию 3 связи токовый сигналзапроса на прерывание. Один из приемников 7 принимает токовую посылку,преобразует ее в потенциальный сигнал и подает его на соответствующий 20вход узла 8 прерываний, который выставляетт на магистраль 4 сигнал требования прерывания. ЦЭВМ при получе"нии этого сигнала выставляет на магистраль 4 последовательно сигналрежима "Ввод" и разрешение преры"вания. Узел 12 записывает из узла 8прерываний в мультиплексор 13 с памятью адрес линии, по которой пришелзапрос, адрес линии поступает на вход ЗОдешифратора 14 адреса, который вы"дает потенциальный сигнал разрешенияна один из входов узла 9 приемопередатчиков, затем узел 12 через мультиплексор 11 и узел .9 приемопередатчиков генерирует в линию 12 связи разрядную адресную посылку, четыре старших разряда которой равны 1, а остальные О, после чего узел 12 переходит в режим ожидания ответной по"сылки. Прием адресной посылки бло"ком 2 происходит так же, как в цикле чтения регистра данных приемникав ЦЭВМ. Приняв акой адрес, узел 23линии связи передает из регистра 22 45состояния через мультиплексор 20 влинию связи и приемопередатчик 164-разрядную ответную посылку, в которой содержится информация о том,какое устройство послало запрос на 5 Опрерывание - приемник или передатчик.После этого узел 23 управления пере"ходит в исходное состояние.Ответная посылка через узел 9 при"емопередатчиков поступает на входрегистра 6 данных и узел 12, которыйпри получении стартового бита вырабатывает сдвиговые импульсы для регистра 6 данных, 3 младших бита ответной посылки с регистра 6 данных поступают на вход дешифратора 14 адреса каналов, После записи ответной посылкиузел 12 выставляет на магистраль 4 из дешифратора 14 адреса через узел 8 прерываний адрес вектора прерывания на прерывание и Формируетсигнал пассивной синхронизации, Далееузел 12 снимает сигнал пассивной синхронизации, освобождает шину данных и переходит в исходное состояние,Цикл чтения регистра данных приемника в ПЭВМ начинается с установки адреса этого регистра на магистрали 25, адрес дешифрируется в дешифраторе 41 адреса узла 24, на выходе которого появляется информация о том, что адрес, установленный на магистрали 25, входит в адресное пространство, обслуживаемое группой блоков 2, кроме того, на выходе дешифратора41 адреса устанавливается код регистра данных приемника, Информация, выставленная на выходе дешифратора 41 адреса по переднему Фронту сигнала активной синхронизации записывается в буферный регистр 42 и на вход шифратора управляющих сигналов. По сигналу режима "Ввод" шифратор 43 транслирует данные из приемного регистра 18 на магистраль 25 через узел 27 шинных Формирователей и передает на магистраль 25 сигнал пассивной синхронизации, ПЭВМ принимает этот сигнал, считывает данные, снимает свои сигналы синхронизации и режима, заканчивая обмен. Узел 24 снимает данные, и сигнал синхронизации переходит в исходное состояние,Цикл чтения статусного регистра приемника или передатчика в ПЭВМ начинается с установки адреса этого регистра на магистрали 25. Адресная часть этого цикла такая же, как в цикле чтения регистра данных приемника в ПЭВМ, только на выходе буферного регистра 42 записывается код статусного регистра приемника илипередатчика. По сигналу режима "Ввод"шифратор 43 управляющих сигналов транслирует соответствующую информацию иэ регистров 22 состояния на магистраль 25 через узел 27 шинных Формирователей и отдает сигнал пассивной синхронизации ПЗВМр принимая этот сигнал, считывает с магистрали 25 данные, снимает сигналы синхронизации с режима, заканчивая обмен.Цикл записи в регистр данных передатчика ПЭВМ начинается с установкиадреса этого регистра на магистрали25. Адресная часть этого цикла такаяже, как в цикле чтения регистра данных приемника в ПЭВМ, на выходе буФерного регистра 42 запишется код регистра данных передатчика. По сигналу режима "Вывод" шифратор 43 записывает данные с магистрали 25 в предыдущий регистр 19 через узел 27 шинных формирователей и Формирует сигналпассивной синхронизации, Приняв этотсигнал, ПЭВМ снимает с синхронизациии режима заканчивая обмен,Цикл записи в статусные регистрыприемника или передатчика начинаетсяс установки адреса регистра на магистраль 25. Адресная часть этогоцикла такая же, как в цикле чтениярегистра данных приемника в ПЭВМ, навыходе буферного регистра 42 записывается код статусного регистра приемника или передатчика. По сигналу 25режима "Вывод" шифратор 43 записывает6-й бит разрешения прерывания соответственно приемника или передатчикав регистры 22 состояния, после чегошифратор 43 снимает сигнал пассивной З 0синхронизации, приняв этот сигнал,снимает сигналы синхронизации и режима, заканчивая обмен,Цикл приема вектора прерыванияв ПЭВМ возможен при следующих условиях: ПЭВМ разрешено реагировать напрерывание от вйешних устройств; отблока 2 выставлен на магистраль 25сигнал требования прерывания. Этотсигнал выставляет узел 26, который 40анализирует информацию, содержащуюся в регистрах 22 состояния. ПЭВМ,приняв с магистрали 25 сигнал требования прерывания, проводит цикл вводавектора прерывания, выставляя на магистраль снацала сигнал режима "Ввод",затем разрешение прерывания, узел26 прерывания, получив эти сигналы,выставляет на магистраль 25 адресвектора прерывания, сбрасывает сигнал требования прерывания и через узлы 24 и 27 снимает сигнал пассивнойсинхронизации. 20 Формула изобретения551. Устройство обмена информацией мЕжду центральной магистралью и группой пеоиферийных магистралей, содержащее групповой блок связи с центральной магистралью и группу блоков связи с периферийными магистралями, причем групповой блок связи с центральной магистралью содержит узел прерываний, узел шинных формирователей, первый дешифратор адреса, регистр данных, узел микропрограммного управления, регистр адреса, группу приемников запросов прерывания, узел приемопередатчиков, каждый блок связи с периферийной магистралью содержит передатчик запроса прерывания, линейный приемопередатчик, узел микропрограммного управления, регистр адреса, группу регистров состояния, передающий регистр, узел прерываний и узел шинных формирователей, причем в групповом блоке связи с центральной магистралью вход и выход узла прерывания являются соответственно входом и выходом устройства для подсоединения к шинам разрешения и требования прерывания центральной магистрали, магистральный вход и выход узла шинных формирователей являются соответственно входом-выходом устройства для подсоединения к шинам данных спиральной магистрали, магистральные вход и выход узла микропрограммного управления являются соответственно входом и выходом устройства для подсоединения к шинам режима и синхронизации центральной магистрали, первый и второй входы запросов узла прерываний соединены соответственно с выходами приемников запросов группы и с выходом прерывания узла микропрограммного управления, информационный выход узла шинных формирователейсоединен с входами первого дешифратораадреса, информационными входами регистра адреса и первым информационным входом регистра данных, первый информационный выход которого соединен с информационным входом узла шинных формирователей, вход управления кото 1рого соединен с выходом блокировки узла микропрограммного управления, выход режима которого соединен с входом синхронизации регистра данных, второй информационный вход которого соединен с выходом регистра адреса, вход синхронизации которого соединен с первым выходом синхронизации узла микропрограммного управления, вход синхронизации которого соединен с выходом синхронизации узла приемо 15329 Й 150выход узла микропрограммного управления соединен с первым синхронизирующим входом приемного регистра,второй синхронизирующий вход которого соединен с выходом синхронизацииузла управления обменом, первый ивторой информационные выходы которого соединены соответственно с вторым информационным входом передающего регистра и первым информационпередатчиков, информационный выходкоторого соединен с третьим информационным входом регистра данных, режимный выход узла приемопередатциковсоединен с входами приемников запросов прерывания группы, в каждом блоке связи с периферийной магистральювыход передатчика запроса прерываниясоединен с режимным входом линейногоприемопередатчика, информационныйвыход которого соединен с синхронизирующим входом узла микропрограммного управления, с информационным входом регистра адреса, с информационными входами регистров состояниягруппы, первые информационные выходыкоторых соединены с информационнымвходом передатчика запроса на прерывание, синхронизирующий вход которого соединен с первым синхронизирующим выходом узла микропрограммного управления, первый установоцный выход которого соединен с установочными входами регистров состояния группы, вторые информационные выходы которых соединены с входом запроса узла пре;рываний, магистральные вход и выход которого являются соответственно вхо,дом и выходом устройства для подсоединения к шинам разрешения и требования прерывания периферийной магистрали, режимные входы-выходы регистров состояния группы соединены срежимным входом-выходом узла шинныхформирователей, магис.дальный вход,выход которого является входом-выходом устройства для подсоединения к;шинам данных периферийной магистрали,второй синхронизирующий выход узла микропрограммного управления соединен с синхронизирующим входом линейногоприемопередатчика, синхронизирующийвход и информационный выход регистраадреса соединены соответственно стретьим синхронизирующим выходом иадресным входом узла микропрограммного управления, четвертый синхронизирующий выход узла микропрограммногоуправления соединен с синхронизирующим входом передающего регистра, первый информационный вход которогосоединен с информационным выходом узла шинных формирователей, а в групповом блоке связи с центральной магистралью каждый линейный вход-выход узла приемопередатчиков соединен соответственно с линейным входом-выходом линейного приемопередатчика соответ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ствующего блока связи с периферийноймагистралью, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения областиприменения, в групповой блок связи сцентральной магистралью введен второйдешифратор адреса, два мультиплексора,а в каждый блок связи с периферийноймагистралью введен мультиплексор,узел управления обменом и приемныйрегистр, в групповом блоке связи сцентральной ЭВИ выход первого дешифратора адреса соединен с первым информационным входом первого мультиплексора, второй информационный входкоторого соединен с режимным выходомузла прерываний, выход первого мультиплексора соединен с первым входомвторого дешифратора адреса, второйвход которого соединен с вторым инФормационным выходом регистра данных,выход второго дешифратора адреса .соединен с третьим входом запросов узла прерываний и садресным входом узлаприемопередатчиков, третий вход второго дешифратора адреса соединен садресным выходом узла микропрограммного управления, второй синхронизирующий выход которого соединен с управляющим входом первого мультиплексора, информационный и управляющийвходы второго мультиплексора соединены соответственно с вторым информационным выходом регистра данных и суправляющим выходом узла микропрограммного управления, выход второгомультиплексора соединен с информационным входом узла приемопередатчиков, а в каждом блоке связи с периферийной магистралью третьи информационные выходы регистров состояниягруппы соединены с первым информационным входом мультиплексора, управляющий вход которого соединен свторым установочным выходом узламикропрограммного управления, выходмультиплексора соединен с информационным входом линейного приемопередатчика, четвертый синхронизирующийным входом узла шинных Формирователей, второй информационный вход которого соединен с выходом приемного регистра, вход-выход синхронизации узла прерываний соединен с входом- выходом запроса узла управления обменом, режимный выход которого соединен с входами синхронизации регистров состояния группы, информационный выход передающего регистра соединен с вторым информационным входом мультиплексора, информационный вход приемного регистра соединен с информационным выходом линейного приемопередатчика.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что узел управления обменом содержит дешифратор адреса, буФерный регистр и шифратор управляющих сигналов, причем выход дешифратора адреса соединен с информационным входом буферного регистра,выход которого соединен с первым входом шифратора управляющих сигналов,второй и третий входы которого являются соответственно информационнымвходом и входом запроса узла управления обменом, вход синхронизациибуферного регистра и вход дешифратора адреса соединены с информационнымвходом узла управления обменом, выходы шифратора управляющих сигналовсоединены с выходами запроса,синхронизации, режима, с первым и вторыминформационными выходами узла управления обменом.ектор А.Обр аз 8101 5 едактор Т.Парфенов ВНИИЛИ Государственного ко 113035, ИоСоставитель Г.СтерниТехред И;Ходанич Тираж бб 8тета по изобретенива, Ж, Раушская Подписноеи открытиям при ГКНТ Сб д. 4/5