Устройство для сопряжения цвм с внешним устройством

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ни ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 1362316, кл. С 06 Г 13/00, 1986Авторское свидетельство СССР ,Ф 1542293, кл. Г 06 Р 13/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ СОПРЯЖЕЙИЯ ЦВМ С ВНЕШНИМ УСТРОЙСТВОМ,(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных Изобретение относится к вычислительной технике и может быть.использовано в автоматизированных системахконтроля циАровых и цифроаналоговых устройств для сопряжения циАровойвычислительной машины (ЦВМ) с внешним устройством и для параметрического контроля принимаемых инАормационных сигналов.Цель изобрете я - повышение бы" стродействия.На фиг.1 приведена структурная схе. ,ма устройства; на Аиг.2 - структурная схема блока синхронизации; нафиг.3 - временная диаграмма записи всчетчик; на Аиг.4 - временная диаг,рамма работы устройства при выдаче . последней и предпоследней команд управления; на фиг.5 - временная диаграмма записи в счетчик адреса; на фиг.б - временная диаграмма чтения из ,буферной памяти. системах контроля циАровых и циАроаналоговых устройств для сопряженияЦВМ с внешним устройством и для параметрического контроля принимаемыхинформационных сигналов. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит регистрпрерывания и непосредственного доступарегистр запроса прерывания й направления обмена, два счетчика адреса,постоянную память, буАерную память,дешиАратор, блок синхронизации,цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь. 6 ил. Устройство содержит (Анг,1) ре,гистр 1 прерывания и непосредственного доступа, блок 2 синхронизации, аналого-циАровой преобразователь 3 (АЦП), буАерную память 4, счетчик 5 адреса, циАроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП), дешиАратор 7, регистр 8 запроса прерывания и направления обмена, счетчик 9 адреса, постоянную память 10, ичАормационный вход-выход 11 устройства дпя подключения к инАормационному входу-выходу ЦВМ, синхровходы-синхровыходы 12-15,вход 16 для подключения к выходу чтения ЦВМ, вход 17 для подключения к первому инАормационному выходу внешнего устройства, инАормационный выход 18 для подключения к первому информационному входу внешнего устройства, разрешаюшие входы 19 и 20 для подключения к выходам блокировки и пуска ЦВМ, вход 21 для подключения к выходузаписи ЦВМ, информационный вход. 22 для подключения к второму информационному выходу внешнего устройства,информационный выход 23 для. подключения,5 к второму информационному. входу внешнего устройства вход 24 для подключения к выходу запроса прерывания и направления обмена. внешнего устройства, выход 25 для подключения 10 к выходу запроса прерывания ЦВМ, выход 26 для подключения к входу анализа окончания программы ЦВМ, выход 27 для подключения к входу направления обмена ЦВМ. 15Блок 2 синхронизации содержит (фиг 2) сдвигающий регистр 28, элемент И 29, генератор 30 импульсов, элемент НЕ 31, разрешающие входы 32 н 33, выходы 34 и 35. 20Устройство работает следующим образом.При необходимости связи с ЦВМ внешнее устройство выдает на. вход 24 устройства сигнал запроса преры вания, который поступает в регистр 8 и далее на выход 25 устройства. Одновременно внешнее устройство через вход 17 заносит в регистр 1 пре рываний и непосредственного доступа 30 код, соответствующий необходимой программе обмена. ЦВМ, приняв с вы хода 25 запрос прерывания, определя ет уровень его приоритета. Если приоритет запроса выше, чем у текущей программы, то ЦВМ прекращает ее выполнение. Затем ЦВМ анализирует состояние регистра 1 и определяет адрес вектора прерывания, т,е. получа, ет начальный адрес новой программы. 40 После этого ЦВМ выдает на вход 16 устройства сигнал, который сбрасывает регистр 1 прерывания и непосредственного доступа и регистр 8 запро са прерывания и направления обмена. Если приоритет текущей программы вы" ше, чем у запроса прерывания, то ЦВМ запрос игнорирует до окончания выполнения текущей программы.Программы обмена с внешним устройством хранятся в постоянной памяти 10. Запуск программы обмена осу-,ществляется следующим образом. ЦВМзаносит в счетчик 9 адреса код, соответствующий начальному адресу требуемой программы обмена с внешним уст 55 ройством. Затем ЦВМ выдает на вход 20 устройства сигнал "Пуск", который по"ступает иа разрешающий вход 33 блока 2 синхронизации и отпирает элемент И 29, Тем самым разрешается прохождение им." пульсов с генератора 30 на вход сдвигающего регистра 28Запись информации в счетчик 9 производится следующим образом. На информационный вход-выход устройства ЦВМ выдает адрес, который необходимо занести в счетчик 9 и который поступает на его информационный вход. Затем ЦВМ выдает на вход 21 устройства код записи в счетчик 9, который де" шифрируется в дешифраторе 7 и с его третьего выхода поступает на вход за писи счетчика 9. По этому сигналу в счетчик 9 записываются данные с егоинформационного входа. Соответствую" щая временная диаграмма приведена на фиг.3, где 36 - состояние входа-выхода 11 устройства, 37 - состояние входа 21 устройства, 38 - состояние тре" тьего выхода дешифратора 7,39 - состо-, яние счетчика 9 адреса, 40 - код, записываемый в счетчик 9, 41 - код записи в счетчик 9.В памяти 10 записаны команды управления режимом работы устройства. В каждой ячейке памяти постоянной па- мяти хранятся:признак окончания программы управления, который поступает с первого информационного выхода памяти 10 ,:на выход 26 устройства;1признак выдачи информации, который поступает с третьего информацион- ного выхода памяти 10 на установочный вход ЦАПпризнак приема информации, который поступает с второго информацион ного выхода памяти 10 на тактовые входы ЦАП и счетчика 5 адреса;код выходного уровня ПЩ,который поступает с четвертого информационного выхода памяти 10 на информационный вход ЦАП.При поступлении на первый тактовый вход памяти 10 с выхода 34 блока :2 строба "Отпирание выходов постоянной памяти" на первый, второй, третий и четвертый информационные выходы памяти выдается содержимое ячейки, адрес которой хранится в счетчике 9 адреса.При поступлении на второй такто(вый вход памяти с выхода 35 строба "Запирание выходов постоянной памяти" информация с выходов памяти снимается.,йо этому сигналу также уве55 5 16 личивается на единицу содержимое счет чика 9 адреса. В последней команде программы обмена с внешним устройством признак окончания программы управления принимает единичное значение.Таким образом, ЦВМ, анализируя состояние выхода 26 устройства, принимает сигнал об окончании обмена. Послеэтого ЦВМ выдает на вход 19 устройства сигнал "Останов", который запирает элемент И 29 и тем самым запрещается прохождение тактовых импульсов с генератора импульсов на вход регистра 28. Для запуска новой программы обмена необходимо вновь занести в счетчик 9 соответствуюший начальный адрес.На временной диаграмме работы устройства при выдаче последней и предпоследней команд управления программы обмена с внешним устройством (фиг.4) признаки приема и выдачи информации равны единице в обеих командах управления. На диаграмме обозначено: 42 - состояние выхода элемента И 29, 43 - состояние выхода 34 блока 2 (строб "Отпирание выходов постоянной памяти"), 44 - состояние выхода 35 блока 2 (строб "Запирание выходов постоянной памяти"), 45 состояние выхода 26 устройства (признак конца программы управления), 46 - состояние третьего выхода памяти 10 (признак выдачи инАормации), 47 - состояние второго выхода памяти 10 (признак приема инАормации), 48 - состояние четвертого выхода памяти 10 (коды выходного уровня ЦАП), 49 - состояние входа 19 устройства (сигнал "Останов" ), 50 - состояние счетчика 9 адреса, 51 и 53 - коды выходных уровней ЦАП, 52 - адрес пред последней команды управления, 54 - адрес последней команды управления (адрес предпоследней команды плюс единица).Выдача инАормации во внешнее устройство осуществляется следующим образом (признак выдачи инАормации равен единице)При поступлении на первый тактовый вход памяти 10 строба Отпирание выходов постоянной памяти" на информационные выходы памяти 1 О поступает содержимое той ячейки памяти, адрес которой находится в счетчике 9. При этом признак выдачи информации поступает на установоч 19284 6 ный вход ЦАП, а код выходного уровня ЦАП - на информационный вход ЦАП.На выходе ЦАП устанавливается соответствующий уровень напряжения. Этотуровень будет неизменным до приходана установочный вход ЦАП последующего равного единице признака выдачиинформации.При приеме инАОрмации единице равен признак приема инАормации. Послеприхода строба "Отпирание выходовпостоянной памяти" признак приема информации поступает на тактовые входы15 АЦП и счетчика 5. При этом напряжениена информационном входе АЦП преобра-зуется в циАровой код, записываемыйв буАерную память 4 согласно адресу,хранящемуся в счетчике 5При по 20 ступлении строба "запирание выходовпостоянной памяти" на второй тактовый вход памяти 1 О Аормируется заднийфронт сигнала признака выдачи информации, по которому увеличивается на. 25 единицу содержимое счетчика 5 адреса,Таким образом,циАровой код следующейвыборки будет записан в последующуюячейку буАерной памяти 4.БуАерная память 4 позволяет согласовать скорость работы ЦВМ и внешнегоустройства, Начальный адрес для буферной памяти 4 устанавливается следующим Образом. ЦВМ на вход-выход 11устройства выставляет требуемый адрес, а на вход 2 - код записи всчетчик 5 адреса, который дешиАриру.ется в дешиАраторе 7, После этого спервого выхода дешиАратора 7 на входзаписи счетчика 5 поступает сигнал,40 ПО которому В него занОсится информация с входа-выхода 11 устройства.Временная диаграмма записи в счетчик 5 приведена на Аиг.5, где 55 "состояние входа-вьхода 11, 56 - со 45 стояние входа 21, 57 - состояние первого вьжода дешиАратора 7, 58 - состояние счетчика 5, 59 - адрес ячейки буферной памяти, 60 - код записив счетчик 5,Чтение инАормации из буАерной памяти 4 осуществляется в следующей последовательности, В начале ЦВМ выдает на вход 21 устройства код записи в счетчик 5, а на вход-выход 11 - адрес ячейки в буАерной памяти 4. Код записи дешиАрируется в дешиАратор 7 и поступает на вход записи счетчика 5. По этому сигналу в счетчик 5 заносится инАормация с Йхода-выхода 11устройства. Затеи ЦВМ на вход 21 уст" ройстна выдает код чтения. При этом ,с третьего выхода дещиФратора 7 на вход чтения буАерной памяти 4 поступает сигнал, по которому на информационный выход буАерной памяти 4 выдается содержимое той ячейки, адрес которой находится в счетчике 5Далее указанная инАормация поступает на вход-выход 11 устройства.Временная диаграмма чтения из двух ячеек приведена на Аиг.6, где 61 - состояние входа-выхода 1 1 устройства, 62 - состояние входа 21 устройства, 63 - состояние первого выхода,дешиАратора 7 64 - состояние счетчика 5 адреса, 65 - адрес первой ячейки, 66 - код записи в счетчик 5 адреса, 67 - код чтения, 68 - инйормация, содержащаяся в первой ячейке, 69 - адрес второй ячейки, 70 - инАормация, содержащаяся во второй ячейке, 71 - состояние третьего выхода дешиАратора 7.Для одновременного приема и выдачи инАормации признаки приема и выдачи инАормации одновременно должны быть равны единице.Таким образом, с помощью инАормации, хранящейся в памяти 10, имеется нозмохиость управлять режимом обмена инАормацией, задавать Форму выходных сигналов и анализировать Аорму принимаемых. ИнАормация о входном сигнале считьвается в ЦВМ из буАерной памяти 4.В памяти 10 может храниться несколько программ управления обменом. При необходимости содержимое микросхем памяти 10 может быть стерто и микросхемы могут быть запрограммированы заново.При необходимости обмена в режиме непосредственного доступа (НД) внеш-, нее устройство выдает на вход 24 сиг " нал, соответствующий запросу НД, ко" торый поступает н регистр 8 и через выход 25 в ЦВМ. ЦВМ, приняв сигнал, переходит в режим НД. При этом удов летворение других запросов запрещаетсяЗатем внешнее устройство выда ет на вход 24 сигнал, определяющий направление обмена. Данный сигнал с выхода регистра 8 поступает на вы ход 27 устройства и далее н ЦВМ.При записи инАормации в ЦВМ внешнее устройство через вход 17 посылает в регистр 1 прерываний и непо 51015Эройство выдает строб "Синхронизацияактивного устройства", который посту"пает на синхровыход 13. По данйомустробу ЦВМ принимает с входа-выхода.11 адрес ОЗУ, после чего ЦВМ заносит в регистр 1 через вход-выход 11;на установочный вход регистра 1 пре;:рывания и непосредственного доступа,Ю 25 ;30 35 40 ,45 средстненного доступа адрес ОЗУ ЦВМ. С регистра 1 он поступает на вход- выход 11 устройства. Затем внешнее устройство выдает на синхровход 14 устройства строб "Синхронизация активного устройства",который с синхро выхода 13 поступает в ЦВМ. При появлении данного строба ЦВМ с. входа- выхода 11 устройство принимает адрес ОЗУ, куда будет заноситься инФормация.ЦВМ, приняв начальный адрес, выдает на синхровход 12 строб "Синхронизация пассивного устройства",который поступает во внешнее устрой ство с синхронхода 15. Получив дан"ный сигнал, ннешнее устройство заносит в регистр 1 через вход 17 данные, которые записываются в ОЗУ ЦВМ при поступлении на синхровход 14 и далее на синхровход 13 строба "Синхронизация активного устройства", Приняв данные с входа-выхода 11, ЦВМ выдает на синхровход 12 строб "Синхронизация пассивного устройства", подтверждающий прием инАормации.. Таким образом, внешнее устройство может выдать в ЦВМ нсю требуемую инАормацию, После окончания записи данных внешнее устройство выдает на вход 24 сигнал об окончании обмена, который поступает с выхода регистра 8 на выход 27 устройства. Тем .самым ЦВМ получает инАормацию об окон чании обмена.При записи инАормации из ОЗУ ЦВМ в память внешнего устройства внешнее устройство через вход 24 заносит в регистр 8 код, соответствующий чте,нию инАормации из ОЗУ ЦВМ. Указанный код поступает на выход 27 устройства.Затем внешнее устройство заносит в регистр 1 прерываний и непосредственного доступа адрес ОЗУ ЦВМ, из которого будет производиться чтениеинФормации, После этого внешнее уст1619284 10 9По стробу "Синхронизация пассивного устройства", поступающего с синхровхода 12 на сиихровыход 15, внешнее устройство с выхода 18 принимает данные, записанные в регистре 1.Подтверждение приема осуществляется выдачей на синхровход 14 строба "Синхронизация активного устройства". После приема всего массива инАормации внешнее устройство через вход 24 заносит в регистр 8 код, соответствующий окончанию обмена. Тем самым ЦВМ с выхода 27 устройства получает инАормацию об окончании обмена. Формула изобретения Устройство для сопряжения ЦВМ с внешним устройством, содержащее регистр прерывания и непосредственного доступа, дешиАратор, блок синхронизации, счетчик адреса, буферную память, циАроаналоговый преобразова тель, аналого-циАровой преобразователь, причем первый инФормационный вход и инАормапионный выход регистра прерывания и непосредственного доступа являются входом и выходом уст-р ройства для подключения соответственно к первым инАормационным выходу и входу внешнего устройства, второй инАормационный вход регистра прерывания и непосредственно доступа соединен с инАормационнм входом счетчика адреса,с инФормационным выходом буАерйой памяти и является входом-выходом устройства для подключения к инАормационному входу-выходу ЦВИ, вход дешиАратора является входом устройства для подключения к выходу записи ЦВМ, первый и второй разрешаюшие входы блока синхронизации являются входами устройства лля подключения 5 соответственно к выходам блокировки и пуска ЦВМ, инАормационный выход циАроаналогового преобразователя и инАормационный вход аналого-цифрового преобразователя являются выхо 50 дом и входом устройства для подключения соответственно к вторым информационным входу и выходу внешнего устройства, при этом выход аналогоциАрового преобразователя соединен с инАормационным входом буАерной памяти, адресный вход которой соединен с выходом первого счетчика адреса, вход записи которого соединен с первым выходом дешиАратора, второй выход которого соединен с входом чтения буАерной памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство вве- дены постоянная память, второй счет- чик адреса, регистр запроса прерывания и направления обмена, причем установочный вход регистра прерывания и непосредственного доступа соединен с установочным входом регистра запроса прерывания и направления обмена и является входом устройства ,пля подключения к выходу чтения ЦВМ, инАормационный вход, первый и второй инАормационные выходы регист ра запроса прерывания и направления обмена являются входом и выходами устройства для подключения соответ ственно к выходу запроса прерывания и направления обмена внешнего устройства, к входам запроса прерывания и направления обмена ЦВМ, пер" вый инАормационный выход постоянной памяти является выходом устройства для подключения к входу анализа окончания программы обмена ЦВМ, при этом первый синхровыход блока синхронизации соединен с первым тактовым входом постоянной памяти, второй тактовый вход которой соединен с вторым синхровыходом блока синхронизации и со счетным входом счетчика адреса, вход записи, выход и инАормационный вход которого соединены соответственно с третьим выходом дешиАратора, с адресным входом постоянной памяти и с ннАормацйониым входомпервого счетчика адреса, тактовый вход аналого-циАрового преобразователя соединен со счетным входом первого счетчика адреса и с вторым информа" ционным выходом постоянной памяти,третий и четвертый инАормационные вы-, ходь 1 которой соединены соответственно с установочным и информационными вхо" дами циФроаналогового преобразователя.