Устройство для сопряжения вычислительной машины с внешними объектами

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 9) 51)5 С 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ11 РИ ГННТ СССР БРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ап о и т.п. расширениЮ,С.манукян, Хананашвили ва. Пель ойство, к, первыйьй запоми 433979 ек Рф и льство Г 13/О ССР 1982и трик комму 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯТЕЛЬНОИ МАЕИНЫ С7) Изобретение отльной технике и м дешийраыходныхавнения,СОПР 1 ИЕНИЯ ВЫЧ НЕШНИМИ ОБЪЕКТ сится ет бы вычислииспольтриггер овано в автоматизи анных систем 23, И 25. уп рав и 27 ульсо уппы, муль тиллет сравнения 24пределители 21состоят из дешиФ28 Формироватеения. соры 22 элемен игналовни и Изобретение отнелькой технике и ится кжет быть оль элем системахпроцессазовано в автоматизированныхуправления технологическим ато ровй 29 им ения римен там и у и эксп 1 пред на Фи мы рас ния и науч ок-сх функц влена 2 и 3 ав 1 н а Фиг, ойства сигнаго блоеделите терФейс ные схе рав оперативный) 1, интенАейс 4 коммутации,6, элемент ИИЛИ 9, триггерыимпульсов,5 и 16, элетор.18, дешиФ 20, распреденалов управлеУстроиство содержит запоминающий узел (ОЗУ ный блок 2, блоки 3 и элемент ИЛИ 5, триггер 7, триггер 8, элемент 10 - 12, генератор 13 счетчик 14, триггеры 1 мент ИПИ 17, одновибра ратор 1 9, одновибратор лители 21 выходных сиг(56) Патент СШАкл. С 06 Р 3/00, 19Авторское свидетУ 1084774, кл, С 06 равления технологическим научными экспериментаЦелью изобретения является области применения устройст достигается тем, что в устр содержащее интерФейсный бло блок коммутации, оперативнь нающий узел, первый мультип счетчик, генератор импульсо элемента ИЛИ, два элемента триггера, введеный второй б тации, второй мультиплексор тор, группа распределителей сигналов управления, схема два одновибратора и четыре упр лтердейсньп блок 2 при сопряжении устройства с ЭВГ типа ИСКРАсодержит группу элементов НЕ 30, элемент НЕ 31, группу командных входов 32 блока 2, элемент НЕ-ИЛИ 33, входы 34 и 35 запросов прерывания блока: 2, шинный Формирователь 36, первую группу инФормационных входов-выходов 3, дешифратор 38, вторую группу информационных входов-выходов 39, дешиЬратор 40, шифратор 41, элемент И 42, элемент НЕ 43, триггер 44, элемент И 45, триггеры 46 и 47, первый, третий, второй, четвертый и пятый выходы 48 154341152 блока 2, элемент НЕ-ИЛИ-НЕ 53, группу выходов 54 блока 2.На чертежах обозначены выход 55 запроса санкции, индикаторный выход и группа выходов 56, выходы сигналов управления, группа входов 57 сигналов контроля и вход 58 сигнала санкции,Устройство работает следующим образом. 10Перед началом работы триггеры 6, 8, 10, 11, 12, 15 и 16 устанавливаются в нулевое состояние (цепь начальной установки не показана) .Интерфейсный блок 2 осуществляет обмен данными и служебными сигналами (например, сигналами команд и состояний) с вычислительной машиной через первую группу входов-выходов, первую группу входов и первую группу выходов 20 устройства.Данные представляются и-разрядными двоичными словами, которые в зависимости от назначения могут содержать: 25- номер канала управления и (или) контроля (слово номера), при этом каналами управления явльцотся выходы,56, а каналами контроля - (и) - разрядные входы 57; 30- инструкцию, содержащую значение ("О" или "1") сигнала подлежащего выдаче на выбранный канал управления, и указание на порядок выполнения ин струкции: по разрешенио (сацкции) оператора илипо команде с вычислительной машины (слово инструкции);- состояние устройства и значения сигналов, поступающих по выбранному каналу контроля (слово состояния), 4 ОДля работы устройства используются пять команд вычислительной машины: запись слова номера (ЗПН), запись слова инструкции (ЗПН), чтение слова номера (ЧТН), чтение слова состоя ния (ЧТС) и команда Пуск, При поступлении какой-либо из этих команд, интерфейсный блок 2 формирует сигнал на соответствующем выходе, В зависимости от последовательности поступле О ция команд могут быть реализованы следующие операции: выдача инструкции на выбранный канал управления, циклический опрос каналов контроля и ввод информации в вычислительнуь машину,Выдача инструкции ца выбранный канал управления. производится по командам ЗПН, ЗПИ, ПУСК. С командой ЗПН извычислительной машины в устройство поступает слово номера, код которого по линиям 39 подается на блок 3, По сигналу, поступающему на вход ЗП 1, производится запись кода номера в блоке 3 . С выходов МЗ блока 3 код номера поступает на выходы 57 устройства, а также на кодовые входы дешифратора 19 и дешифраторов 26 и 27 в распределителях 21, При этом старшие разряды кода номера поступают на дешифратор 19, из остальных разрядов кода номера старшие подаются на дешираторы 26, а младшие - на дешифраторы 27. Например, при и8, возможно следующее распределение разрядов кода номера: три старших разряда - на дешифратор 19, следую-. щие три разряда - на дешвЪраторы 26, два младших разряда - на дешифраторы 27. При таком распределении устройство может содержать до 8 распредели-телей 21, в каждом из которых Формирователи 29 сигналов управления образуют в узле 28 матрицу размером 84.По команде ЗПИ в блок 4 записывается слово инструкции, Запись производится по сигналу с выхода 49.интерФейсного блока 2, Зтим же сигналом устанавливается в единичное состояние триггер 6. Сигнал инструкции с выхода блока 4 поступает на входы младшего разряда групп кодовых входов дешифраторов 27 и на выход 56 устройства. Таким образом, на кодовых входах дешифраторов 19, 26 и 27 устанавливаются коды, позволяющие осуществить выбор формирователя 29, соответствующего содержанию слова номера, и установку его в состояние, соответствующее значению сигнала инструкции при поступлении на управляющий вход дешифратора 19 разрешающего сигнала. Установка формирователя 29 производится в соответствии с наличием сигнала на четном (при нулевом значении сигнала инструкции) или нечетном (при единичном значении сигнала инструкции) выходах дешифратора 27.Порядок выполнения инструкции определяется значением сигнала на другом выходе блока 4: при нулевом значении сигнала инструкция, выполняется по команде, подаваемой оператором на вход устройства, а при единичном значении - по команде ПУСК.При поступлении команды ПУСК сигнал с выхода 52 интерфейсного блока 2 подается на (инверсный динамичес40 5543кий) вход установки нуля триггера 6и через элемент ИЛИ 9 на (инверсныйдинамический) вход синхронизациитриггера 12, Спадом этого сигналатриггер 12 устанавливается в единичное состояние, а триггер 6 сбрасывается, Если на информационный входтриггера 15 выхода блока 4 поступаетто фронтом сигнала с выхода 10триггера 12, триггер 15 устанавливается в единичное состояние и черезэлемент ИЛИ 17 запускает одновибратор18, Импульс с выхода одновибратора 18,поступив на управляющий вход дешифратора 19, служит разрешающим сигналом дляустановки формирователя 29 в соответствии с кодами на входах дешийраторов19, 26 и 27. Сигналы, соответствующиезначению инструкции, выдаются с выбранного Формирователя 29 в канал управления и на мультиплексор 22.Спад выходного импульса одновибратора 18 производит:запуск одновибратора 20, вследствие чего сбрасывается триггер 15;- установку триггера 12 через элемент ИЛИ 9 в нулевое состояние (поскольку триггер 6 находится в нулевомсостоянии); 30- установку триггера 10 в единичное состояние. При этом сигнал с выхода триггера 10 поступает на первыйвход интерфейсного блока 2, инициируя выдачу в вычислительную машинузапроса на прерывание, после чего сцелью контроля выполнения инструкцииможет быть произведен ввод в вычислительную машину инФормации о состояЕ 1 ИИ,В том случае, когда инструкниядолжна выполняться по санкции опера,тора, с выхода блока 4 на информационный вход триггера 15 поступает"0". Поэтому установка в единичное 4состояние триггера 12 по командеПуск не вызывает установку в единичное состояние триггера 15, Сигналс выхода триггера 12 поступает на выход 55 устройства как сигнал запроса 50санкции оператора, При этом для индикации номера канала управления иинструкции могут быть использованысоответственно выходы 56 и выход устройства. Сигнал санкции представляетсобой уровень "1", посылаемый оператором на вход 58 устройства. фронтомэтого сигнала триггер 16 устанавливается в единичное состояние и через 41 6элемент ИЛИ 17 запускает одновибратор 18. Дальнейшая работа устройства происходит согласно изложенному.Пиклический опрос каналов контроля предназначен для выявления Фактов изменения значений сигналов, поступающих по каналам контроля. Пиклический опрос начинается по команде Пуск в случае ее поступления при нулевом состоянии триггера 6. т.е, после начальной установки, либо по второй команде Пуск после команды ЗПИ, В этом случае на информационный вход триггера 8 поступает , благодаря чему фронт сигнала с выхода 52 интерфейсного блока 2 устанавливает триггер 8 в единичное состояние, Сигнал с выхода триггера 8 запускает генератор 13 импульсов и разрешает запись в блок 3 инФормации с выходов двоичного счетчика 14. Генератор 13 вырабатывает две сдвинутые по Фазе серии жпульсов одинаковой частоты. Импульсы первой серии поступают на счетчик 14, вызывая его переключение. При этом на выходах блока 3 последовательно формируются коды номерововсех 2 каналов контроля. Эти коды поступают на адресные входы ОЗУ 1 и мультиплексора 23. В ОЗУ 1 хранятся (и)-разрядные слова, содержащие- значения сигналов, поступающих по каналам контроля. В течение одного периода генератора 13 из ОЗУ 1 считывается слово, содержащее предшествующие значения сигналов, поступивших по каналу контроля с номером, установленным на выходе счетчика 14. Это слово поступает на схему 24 сравнения, где сравнивается со словом, поступающим с выходов мультиплексора 23 и содержащим текущие значения сигналов, поступающих по тому же каналу контроля, При несовпадении этих слов на выходе схемы 24 сравнения Формируется сигнал ". Импульсом второй серии с выхода генератора 13 триггер 11 устанавливается в единичное состояние, на входах элемента И 25 происходит совпадение сигналов "1", а сигналом с выхода элемента И 25 производится запись в ОЗУ 1 текущего слова и через элемент ИЛИ 5 - сброс триггера 8, в результате чего генератор 13 останавливается. После окончания запи"и текущего слова в ОЗУ 1 происходит совпадение кодов на входах схемы 24 сравнения, сигнал на выходепоследнего принимает нулевое значениеи снимается сигнал записи с ОЗУ 1,При установке триггера 11 в еди-.ничное состояние сигнал с его выходапоступает на вход интерфейсного блока 2 и инициирует выдачу в вычислительную машину запроса на прерьвание,Циклический опрос каналов контроля может быть прерван командой ЗПН, Опри поступлении которой сигналом свыхода 48 интерфейсного блока 2 сбрасывается триггер 8,Ввод информации в вычислительнуюмашину производится по командам ЧТН,и ЧТС, При получении команды ЧТН интерфейсный блок 2 формирует на выходе 50 сигнал, поступающий на вход ЧТ 1блока 3. По этому сигналу блок 3 считывает хранящийся в нем код номера 20канала, который передается по линиям39 в интерфейсный блок 2 и далее ввычислительную машину,По команде ЧТС сигнал с выхода 51интерфейсного блока 2 поступает навход элемента И 7 и вход ЧТ 1 блока 4.Если команда ЧТ" поступает после команды ЗПИ до команды "Пуск", то триггер 6 находится в единичном состоянии, элемент И 7 заперт нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 6и на шины 39.блока 4 выдается записанное ранее по команде ЗПИ слово инструкции. Возврат слова инструкции вввчислительную,машину может быть использован для проверки правильностиего приема по команде ЗПИ при реали"зации операции выдачи инструкции наканал управления.При поступлении команды ЧТС после 40начальной установки или после команды "Пуск". (например, при обмене попрерыванию ) триггер 6 находится в нулевом состоянии и элемент И 7 открытдля сигнала с выхода 51 интерфейсного 45блока 2, В этом случае одновременнопроизводится запись информации, поступающей на входы И 2 и ее считьваниена шины 39 с входов-выходов И 1 блока4. Эта информация представляет собой 50слово состояния, которое содержит:- сигналы с выходов триггеров 10и 11 как информацию об источнике запроса на прерьвание;- сигнал с выхода мультиплексора22, показывающий состояние формирователя 29 (т.е, канала управление) с номером, записанным в блоке 3;(п) -разрядное слово, содержащее значения сигналов, поступающих по каналу контроля с номером, записанным в блоке 3.Интерфейсный блок 2 для обмена информацией в отрицательной логике, т.е. сигналу "1" соответствует низкий уровень напряжения (фиг,3) работает следующим образом.На входы элементов НЕ 30 поступает код команды (ЙКВВ), который после инвертирования подается на информационный вход деширратора 40 и шифратора 41. Для управления работой устройства используются семь команд вычислительной машины: "Установить связь" (УС), "Разрешить запрос на прерывание (РЗП), Принять первый байт" (ППБ), "Принять последний байт" (ПБП), "Выдать первый байт" (ВПБ), "Выдать последний байт" (ВБП)1 "Принять команду" (ПК). Стробирование кода команды осуществляется сигналом на входе 32.2. Триггер 44 служит длявыдачи в вычислительную машину сигнала запроса на прерьвание, 1 ибратор 41 формирует коды состояний, служащие для информирования вычислитедьной ма шины о выполнении команды:Команда выполнена" (КВ) или "Команда выполнена, есть запрос на прерывание(КВЗ 9. Код.состояния стробируется с сигналом, вырабатываемым элементом И 42.В дешифраторе 40 производится дешифрация кода команды и выдача сигнала на соответствующий выход, причем при поступлении сигналов на выходы 48(ППБ), 49 (ПБ 1.), 50 (ВПБ), 51 (ВБП) и 52 (ПК) блока 2 устройство выполняет действия, определяемые соответственно командами ЗПН, ЗПИ, ЧТН, ЧТСи Пуск . Одновременно с кодом команды УС, ППБ или ПБП с вычислительной машины на входы-выходы 37 интерфейсного блока 2 подается информационное слово. Иншормационное слово, поступающее с командой УС, содержит код физического адреса устройства (ьАу), а слова, сопровождающие команды ППБ и ПБП, являются соответственно слорами номера и инструкции, Эти слова через шинный формирователь 36 и входы-выходы 39 интерфейсного блока 2 передаются на блоки 3 и 4. При поступлении из вычислительной машины команд ВПБ и ВБН сигналом с выхода элемента НЕ-ИЛИ-НЕ 53 шинный формирова 1543411 10тель 36 переключается на передачу информации с входов-выходов 39 на вхо, ды-выходы 37 и из блоков 3 и 4 в вычис" лительную машину выдаются соответст 5 венка слова номера и состояния.При поступлении из вычислительной машины команды УС сигнал с первого выхода дешифратора 40 устанавливает триггер 46 в соответствии со значени ем ("0" или "1") сигнала на выходе дешифратора 38. Если код ФАУ совпадает с физическим адресом данного устройства, сигналом с выхода дешийратора 38 триггер 46 устанавливается в 15 нулевое .состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 46 разрешает дешифрацию дешифратором 40 всех последующих команд и выдачу кодов состояний с шифратора 41, а сигнал с инверсного выхода триггера 46 разрешает выдачу в вычислительную машину сигнала ответа с выхода элемента И 42, В том случае, когда код ФАУ не совпадает с физическим адресом данного устройства, по команде УС триггер 46 устанавливается в единичное состояние и дешифрация последующих команд, выдача кодов состояний и сигнала ответа за прещаются, т.е. интерфейсный блок 2 30 логически отключается от вычислительной машины, По команде РЗП сигналом с второго выхода деширатора 40 происходит установка триггера 47 в единичное состояние, При этом сигнал с триггера 1 О или 11 через входы 34 или 35 интерфейсного блока 2, элемент НЕИЛИ 33 и элемент И 45 поступает на информационный вход триггера 44. Спадом очередного сигнала, поступающим 40 с элемента НЕ 43 на вход синхронизации триггера 44, последний устанавливается в единичное состояние. С инверсного выхода триггера 44 в вычислительную машину поступает сигнал за проса. При поступлении после этого из вычислительной машины команды УС и ФАУ и установки триггера 46 в нулевое состояние, с инверсного выхода триггера 46 на динамический вход ус тановки нуля триггера 47 поступает фронт, устанавливающий триггер 47 в нулевое состояние. Подача сигнала "1" с выхода элемента И 45 на информационный вход триггера 44 прекращает 55 ся и по окончании сигнала в линии 32,2 триггер 44 устанавливается в ну. левое состояние, в результате чего сигнал запроса снимается. Сигнал с единичного выхода тригге" ра 44, поступающий на информационный вход шифратора 41, определяет код состояния, выдаваемый интерфейсным блоком 2 на команду УС, а именно: при нулевом состоянии триггера 44 в вычислительную машину выдается код состояния КВ, а при единичном состоя-. нии триггера 44 - код состояния КЗЗП.На все остальные команды вычислительной машины шифратор 41 вырабатывает код состояния КВ,Фо рмула изобре тенияУстройство для сопряжения вычислительной машины с внешними объектами, содержащее интерфейсный блок, первая группа информационных входов-выходов, командных входов и группа выходов которого являются соответствующими группами входов-выходов, входов и выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов, группе командиых выходов и группе синхронизирующих входов вычислительной машины, а вторая группа информационных входов-выходов интерфейсного блока соединена с группой информационных входов-выходов первого блока коммутации, группа информационных входов и группа выходов которого соединены соответственно с группой выходов счетчика и группой адресных входов оперативного запоминающего узла, первый мультиплексор, группа информационных входов которого являетсягруппой входов устройства для подключения к группе информационных выходов внешнего объекта, три триггера, два элемента И, генератор импульсов и три элемента ИЛИ, причем инверсный выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, а выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй блок коммутации, схема сравнения, второй мультиплексор, группа распределителей выходных сигналов управления, дешифратор, четыре триггера и два одновибратора, причем выход второго триггера соединен с входом запуска генератора импульсов, выход первого одновибратора подключен к разрешающему входу дешифратора, уста 154 3411 12новочному входу третьего триггера, входу второго одновибратора и первому входу второго элемента ИЛИ, первый выход генератора импульсов сое-.5 динен с синхровходом четвертого триггера, выходом подключенного к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с информационным входом четвертого триггера и выходом схемы сравнения, первая и вторая группы информационных входов которой подключены соответственно к группам выходов оперативного запоминающего узла и первого мультиплексора, груп пой адресных входов соединенного с группой выходов первого блока коммутации, группами информационных входов дешкЬратора и распределителей выходных сигналов управления группы и - 2 О группой адресных входов второго мультиплексора, группы информационных входов которого соединены с первыми группами выходов распределителей выходных сигналов управления, вторые группы выходов которых являются соответствующими группами входов устройства для подключения к командным группам входов внешнего объекта, группа выходов первого мультиплексора ЗО подключена к группе информационных входов оперативного запоминающего узла, вход разрешения записи которого соединен с выходом второго элемента И прямой выход первого триггера сое-. З 5 динен с информационным входом пятого триггера, выходом подключенного к синхровходу шестого триггера и информационному входу седьмого триггера, выходы которых соединены соответст венно с первым и вторым входами тре"тьего элемента ИЛИ, выходом соединенного с входом первого одновибратора,группа управляющих входов первого "блока коммутации подключена к перво му, второму синхровыходам интерфейсного блока и выходу второго триггера, информационным входом и входом сброса соединенного с инверсным выходом первсго триггера и выходом первого элемента ИЛИ, группа информационных входов-выходов и группа входов управляющих второго блока коммутации соединены соответственно с второй группой информационных входов-выходов интерфейсного блока и с третьим, четвертым синхровыходами интерфейсного блока и выходом первого элемента И, вторым входом подключенного к четвертому синхровыходу интерфейсного блока, первый и третий синхровыходы которого подключены соответственно к второму входу первого элемента ИЛИ и установочному входу первого триггера, а пятый синхровыход - к входам сброса первого, третьего и четвертого триггеров, синхровходу второго триггера и второму входу второго элемента ИЛИ, выходом соединенного с синхровходом пятого триггера, счетный вход счетчика подключен к второму выходу генера- . тора импульсов, выход второго одновибратора соединен с входами сброса шестого и седьмого триггеров, группа информационных входов второго блока коммутации подключена к группе выходов первого мультиплексора; выходу второго мультиплексора и выходам третьего и четвертого триггеров, группа выходов дешифратора соединена с разрешающими входами распределителей выходных сигналов управления группы, информационные входы которых соединены с первым выходом второго блока коммутации, вторым выходом подключенного к информационному входу шестого триггера, группа выходов первого блока коммутации и первый выход второго блока коммутации являются соответственно группой выходов индикации и выходом индикации устройства, выход пятого триггера и синхровход седьмого триггера являются соответственно выходом запроса санкции оператора и входом сигнала санкции оператора устройства, первый и второй входы запроса прерывания интерфейсного блока соединены соответственно с выходами третьего и четвертого триггеров .1543411 Яи Редактор Л.Пмолинская Ревская Тираж 5 б 4 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, у