Устройство для объема информацией между эвм и периферийными устройствами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Н 5 6 06 Г 13 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ОРСКОМ(57) Изоб ной техн ние функ обеспече ний при в упрэвлен единой с обработк адреса, б ративной ными уст формиро 6 ил. ретение относится к вычислительке. Цель изобретения - расширециональных возможностей за счет ния переменного формата сообщеыполнении задач обслуживания и ия высокопроизводительной ЭВМ стемы. Устройство содержит блок и команд и данных, дешифратор лок постоянной памяти, блок опепамяти, блок связи с периферийойствами, блок связи с ЭВМ, блок ания слова состояния. 1 з.п. ф-лы,бьединение танов и М ССР983.ССР81.НА ИНФОРЕ РИФ ЕРИЙУстройство содержит блок 1 обработки и команд и данных, дешифратор 2 адреса, блок 3 постоянной памяти, блок 4 оперативной памяти, блок 5 связи с периферийными устройствами (ПУВВ), блок 6 связи с ЭВМ, блок 7 формирования слова состояния, группу 8 выходов и входов, которые являются выходами и входами устройства для подключения соответственно к входам и выходам ПУВВ, группу 9 входов-выходов данных, группу входов данных 10, входов 11 разрешения адреса, вход 12 записи, вход 13 чтения, которые образуют группы входов- выходов, входов устройства для подключения соответственно к группе информационных входов-выходов, группе адресных выходов, выходам разрешения адреса, записи, чтения Э В М, шину 14 управления, шину 15 данных блока 1, группу 16 информационных входов, выходы 17 и 18. группы 19 и 20 выходов дешифрэтора 2, вход 21, группу 22 информационных выходов, выходы 23-25 блока 7,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБММАЦИЕЙ МЕЖДУ ЭВМ И ПНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к управляющиммикропроцессорным системам, работающим в реальном масштабе времени, и можетбыть использовано для решения задач обслуживания и управления обменом информацией между профессиональнойперсональной ЭВМ, применяемой в системе обслуживания и управления высокопроизводительной ЭВМ единой системы, иабонентами высокопроизводительной ЭВМединой системы,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства эа счет обеспечения переменногоформата сообщений.На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 -схема блока связи с ЭВМ; на фиг. 3 - схемаблока формирования слова состояния; нафиг, 4 - схема узла приемопередатчиков; нафиг, 5 - схема дешифратора адреса; на фиг.6 - блок-схема алгоритма работы блока обработки команд и данных,679497 А 15 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Блок 6 связи с ЭВМ (фиг. 2) содержит входной узел 26 регистров, выходной 27 узел регистров, второй и первый коммутаторы 28 и 29,.узел 30 приемопередэтциков, дешифратор 31, триггер 32 команды, триггеры ЗЗ и 34 готовности, триггер 35 сброса, группу 36 входов-выходов данных, группу 37 выходов данных, выходы 38 - 41 блока 30,Блок 7 формирования слова состояния (фиг. 3) содержит дешифратор 42, группу триггеров 43, группу выходов 44 дешифратора 42.Узел 30 и риемопередатчиков (фиг. 4) содержит приемопередатчик 45 двунаправленный, приемопередатчик 46 однонаправленный, дешифратор 47 базового адреса, элементы И-НЕ 48-50, элементы ИЛИ 51 - 53.Дешифратор 2 (фиг. 5) содержит группу элементов И - НЕ 54, выходы 55 и 56 которых образуют с младшими разрядами группы информационных входов 16 соответственно первую и вторую группы выходов 19 и 20, а выходы 17 и 18 являются первым и вторым выходами дешифратора 2 соответственно.Блок-схема алгоритма работы блока 1 (фиг. 6) содержит блоки 57 - 67,Блок 1, дешифратор 2, блоки 3 и 4 устройства служат для организации микропроцессорной системы, предназначенной для управления обменом информацией между ЭВМ и ПУВВ.Блок связи с ПУВВ 5 представляет набор программно-доступных регистров (портов блока 1), выполненный в виде одной или несколько БИС, которые могут входить в состав ПУВВ, и служит для сопряжения блока 1 с ПУВВ.Блок 6 представляет собой набор программно-доступных регистров и триггеров (портов блока 1 и ЭВМ) и служит для организации взаимодействия и обмена инфор(мацией между ЭВМ и блоком 1.Блок 7 формирования слова состояния предназначен для поддержки взаимодействия блока 1 с блоком 5. Он осуществляет формирование и вывод служебной информации в ЭВМ о текущем состоянии блока 1, завершении выполнения блоком 1 команд ЭВМ, готовности блока 1 к приему(передачи) информации от (Ь) ЭВМ,Устройство работает следующим образом.Перед началом обмена информацией между ЭВМ и ПУВВ блок 1 осуществляет циклический опрос ЭВМ (блок 58) и ПУВВ (блок 60), причем, если триггер 32 команды (блок 59) блока 6 не установлен в состояние ,"1", то по результату очередного цикла опроса устройство подключается к одному из ПУВВ, для чего в старших разрядах 16 шины адреса блока 1 и, следовательно, на информационных входах дешифрэтора 2 блок 1 выставляет адрес соответствующего программно-доступного порта (блок 62) блока 5,а с выхода (М/10) разделения адресного пространства памяти и ввода-вывода шины 14 управлении блока 1 на вход разрешения дешифратора 2 поступает сигнал "0". При этом после дешифрации адреса с выхода первой группы выходов 19 дешифратора 2, соответствующего выставленному адресному коду программно-доступного порта, на соогветствующий вход группы входов выборки блока 5 поступает сигнал "0", являющийся сигналом выборки конкретного порта, а на выходах 17 и 18 дешифратора 2 и, следовательно, на входах разрешения блоков 3 и 4 устанавливаются сигналы "1",блокирующие работу блоков 3 и 4. Одновременно на шине 15 данных блока 1 выставляются данные (например, код соответствующего ПУВВ), после чего с выхода записи шины 14 управления блока 1 на соответствующий вход блока 5 поступает сигнал записи, в результате чего данные, выставленные на вход-выход блока 5, заносятся в выбранный порт Указанные операции,вывода информации в заданный порт осуществляются в течение одного машинного цикла блока 1, выполненного на базе микропроцессора КМ 1810 ВМ 86 (КИ 1810 ВМ 88).Машинный цикл записи(чтения) информации в порт (из порта) составляет четыре тактовых импульса, частота следования которых 5 МГц, причем, запись информации в порт может осуществляться в четвертом (по-следнем) такте по положительному перепаду сигнала записи, а чтение информации из порта происходит втретьем такте при наличии активного низкого уровня ("0") сигнала чтения. Активизация сигналов записи и чтения осуществляется во втором такте машинного цикла, Сигнал разделения адресного пространства памяти и ввода-вывода (портов) и адрес выбранного порта устанавливаются в первом такте и остаются действительными на протяжении всего машинного цикла блока 1.В следующем цикле обращения к блоку 5 блок 1 обменивается данными с регистрами, портами, входящими в состав ПУВВ(блок 63), При этом на выходах записи, чтения, разделения адресного пространства памяти и ввода-вывода шины 14 управления блока 1 выставляются сигналы записи или чтения, в зависимости от направления обмена данными, и сигнал разделения адресного пространства памяти и ввода-вывода, кото 167949710 15 регистра узла 27, а на входе разрешения дешифраторэ 2 - сигнал разделения адресного пространства памяти и ввода-вывода ("0"). При этом после дешифрации адреса с выхода первой группы выходов 19, соответствующего выставленному адресному кодурегистра узла 27 регистров, на соответствующий вход выборки узла 27 регистров поступает сигнал выборки очередногорегистра, после чего (во втором такте машинного цикла) с выхода чтения шины 14управления блока 1 на вход чтения узла 27регистров поступает сигнал чтения ("0"). После считывания информации из узла 27 регистров блок 1 переводит триггер 32команды в состояние "0" (блок бб), для чегонэ информационных входах 16 дешифраторэ 2 блок 1 в первом такте машинного цикла выставляет адрес триггера 32 команды, после дешифрации которого с второй группы выходов 20 дешифратора 2 на информационные входы дешифратора 42 блока 7 поступает адресный код триггера 32 команды, а на вход разрешения дешифратора 42 с выхода записи шины 14 блока 1 во втором такте машинного цикла поступает сигнал записи ("0"). После дешифрации кода на выходе 25 блока 7 вырабатывается сигнал "0", который поступает на вход сброса триггера 32 команды и переводит его в состояние "0". По завершении машинного цикла блок 1 приступает к дешифрации и выполнению команды ЭВМ, обменивается информацией с ЭВМ (блок 67).В качестве ЭВМ может быть использована профессиональная 16-разрядная персональная ЭВМ, также построенная на базе микропроцессора типа КМ 1810 ВМ 86 (КМ 1810 ВМ 88), например ПЭВМ ЕС 1840, ЕС 1841 и ВМ РСIАТ. Принцип обмена информацией между блоком 1 и ЭВМ заключается е следующем. 20253035 40 45 50 55 рый при значении "0" блокирует в каждомцикле блоки 3 и 4. После завершения обмена информацией с ПУВ В блок 1 возобновляет циклический опрос ЭВМ и ПУВВ, причем, .если по результату очередного цикла опроса (блок 59) триггер 32 команды (фиг, 2) установлен в состояние "1", то устройство подключается к работе с ЭВМ, т.е. начинает осуществляться обмен информацией междублоком 1 и блоком б. При этом блок 1 начинает поочередно, в течение нескольких машинных циклов, считывать информацию из узла 27 выходных регистров (фиг. 2), являющуюся командой (инструкцией) ЭВМ устройству (блок 65), для чего в каждоммашинном цикле блок 1 выставляет на информационных входах 16 дешифратора 2 адрес очередного программно-дОступного Передача информации в ЭВМ осуществляетсяблоками, причем, предварительно в течение нескольких машинных циклов блока 1 осуществляется запись блока информации в регистры узла 26, после чего блок 1 переводит первый триггер 33 готовности в состояние "1", по результату опроса которого ЭВМ приступает к считыванию блока информации из узла 26 регистров, После считывания блока информации ЭВМ переводит первый триггер 33 готовности е состояние "0", по результату опроса которого блок 1 приступает к осуществлению записи следующего блока информации в узел 26 регистров.Прием информации от ЭВМ может также осуществляться блоками, причем, предварительно в течение нескольких машинных циклов ЭВМ осуществляет запись блока информации в узел 27 регистров, после чего ЭВМ переводит второй триггер 34 готовности в состояние "1", по результату опроса которого блок 1 приступает к считыванию блока информации из узла 27 регистров, После считывания блока информации блок 1 переводит второй триггер готовности в состояние "0", по результату опроса которого ЭВМ приступает, к осуществлению записи следующего блока информации в узел 27регистров. Для осуществления передачи блоков информации из ЭВМ в ПУВВ может применяться также триггер 32 команды.При осуществлении обмена информацией между ЭВМ и ПУВВ, при выполнении команд ЭВМ блок 1 выводит дополнительную служебную информацию, необходимую для правильной работы ЭВМ и блока 1, используя для этого блок 7 формирования слова состояния. Одна часть слова состояния формируется путем подачи управляющих сигналов с выходов 23-25 блока 7 на соответствующие входы триггеров 33, 34, 32 для изменения состояния каждого из триггеров, Другая часть слова состояния, т.е. дополнительная служебная информация, записывается также раздельно (побитно) в группу триггеров 43 блока 7, выходы 22 которого соединены с группой информационных входов коммутатора 28. Выходы коммутатора 28 подключены к группе информационных входов-выходов 36 узла 30 приемопередатчиков, предназначенного для соединения с системной шиной ЭВМ. Биты дополнительной служебной информации в слове состояния информируют ЭВМ о занятости устройства, доступности ПУВВ, других событиях, э также могут содержать некоторые специальные инструкции для ЭВМ. В качестве дешифратора 42 и триггеров группы триггеров 43 блока 7, а также триггеров 32 16794975 10 15 20 30 35 40 45 50 35 могут применяться интегральные микросхемы (ИС) К 555 ИД 7 и К 555 ТМ 2 соответственно, В качестве коммутаторов 28 и 29 используются однонаправленные приемопередатчики на базе ИС типа К 555 АП 5, узлы 26 и 27 регистров могут быть построены на базе ИС К 555 ИР 16 или К 555 ИР 32.Применение блока 7 формирования слова состояния позволяет уменьшить время, необходимое для подключения блока 1 к работе с ЭВМ и обмена информацией между устройством и ЭВМ за счет сокращения объема программного обеспечения (в частности, за счет сокращения формата команд вывода центрального процессора блока 1), за счет опережающего на 1 - 2 такта (относительно момента завершения машинного цикла блока 1) формирования управляющих сигналов на выходах 23, 24, 25, необходимых для изменения состояния триггеров 32, 33, 34, а также за счет возможности совмещения во времени операций вывода блоком 1 информации в узел 26 регистров с операцией изменения одного из битов дополнительной служебной информации в слове состояния блока 7.Перечисленные преимущества обусловлены тем, что при выполнении блоком 1 операций вывода в указанные порты младший разряд 21 группы адресных выходов блока 1 используется как информационный выход, подключенный к обьединенным информационным входам триггеров группы триггеров 43, а сигнал записи с шины 14 блока 1 поступает на вход разрешения дешифратора 42 блока 7,Принцип работь 1 устройства при передаче блоков информации из ЭВМ в узел 27 регистров (при приеме блоков информации ЭВМ из узла 26 регистров) аналогичен принципу работы устройства при записи информации блоком 1 в узел 26 регистров (при считывании информации блоком 1 из узла 27 регистров). Считывание состояния триггеров 33 и 34 готовности блок 1 осуществляет при обращении к коммутатору 29, а ЭВМ - при обращении к коммутатору 28,При этом ЭВМ выставляет на информационных входах 10 блока 30 адрес коммутатора 28, который является программно-доступным для ЭВМ. С выхода разрешения адреса и выхода считывания ЭВМ на соответствующие входы 11 и 13 поступают сигналы, разрешения адреса и считывания, При этом с выхода элемента И-НЕ 50 блока 30 на вход управления приемопередатчика 45 поступает сигнал разблокировки "0", одновременно с выхода элемента ИЛИ 51 блока 30 на вход 40 разрешения коммутатора 28 поступает сигнал разблокировки "0", в результате чего информация с информационных входов коммутатора 28 поступает на информационные входы-выходы 9 блока 30. Центральный процессор ЭВМ считывает служебную информацию с выходов коммутатора 28, Для изменения состояния триггеров 32 - 35 устройства ЭВМ выставляет на информационных входах 10 блока 30 адрес соответствующего триггера, например адрес триггера 32 команды, С выхода разрешения адреса и выхода записи ЭВМ на соответствующие входы 11 и 12 блока 30 поступают сигналы разрешения адреса и записи. При этом с выходов 37 блока 30 на информационные входы дешифратора 31 поступает адресный код триггера 32 команды, а с выходов 38 и 39 блока 30 на первый и второй входы разрешения дешифратора 31 поступают сигналы разрешения адреса и записи соответственно, в результате чего после дешифрации адресного кода с пятого выхода дешифратора 31 на установочный вход триггер 32 команды поступает сигнал"0", который переводит триггер 32 в состояние "1". Дешифратор 31 может быть выполнен на базе ИС К 555 ИД 7, К 555 ИД 14,Сигналы чтения и записи, поступающие на соответствующие входы чтения и записи узлов 26 и 27 регистров при обмене информацией между ЭВМ и устройством, вырабатываются соответственно на выходах блока 30, являющихся выходами элементов ИЛИ 52 и 53.Формула изобретения 1. Устройство для обмена информацией между ЭВМ и периферийными устройствами, содержащее дешифратор адреса, блок постоянной. памяти, блок оперативной памяти, блок связи с периферийными устройствами, блок связи с ЭВМ и блок обработки команд и данных, шины аДреса, управления и данных которого соединены с одноименными входами и выходами блоков постоянной и оперативной памяти, шины данных и управления блока обработки команд и данных соединены с первым входом-выходом данных и входом управления блока связи с ЭВМ и блока связи с периферийными устройствами, второй вход-выходданных, вход данных, входы управляющих сигналов блока связи с ЭВМ являются входами и выходами устройства для подключения к ЭВМ, второй вход-выход данных и управления блока связи с периферийными устройствами являются входами и выходами устройства для подключения к периферийным устройствам, отличающееся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения переменно 1679497го формата сообщений, в устройство введен блок формирования слова состояния, а блок связи с ЭВМ содержит входной и выходной узлы регистров, два коммутатора, триггер сброса, два триггера готовности, триггер ко манды, дешифратор и узел приемопередатчиков, причем в устройстве входы данных и разрешения дешифратора адреса соединены соответственно со старшими разрядами шины адреса и шиной управления блока об работки команд и данных, первый и второй выходы дешифратора адреса соединены с входами разрешения блоков постоянной и оперативной памяти, первая группа выходов дешифратора адреса - с группами вхо дов выборки блоков связи с ЭВМ и периферийными устройствами, вторая группа выходов дешифратора адреса - с группой адресных входов блока формирования слова состояния, входы данных и строба кото рого соединены соответственно с младшим разрядом шины адреса и шиной управления блока обработки команд и данных, группа выходов блока формирования слова состоя ния соединена с группой входов состояния 25 блока связи с ЭВМ, выход сброса которого соединен с входом сброса блока формирования слова состояния и шиной управленияблока формирования команд и данных, при этом в блоке связи с ЭВМ входы выборки 30 входного и выходного узлов регистров и первого коммутатора являются группой входов выборки блока связи с ЭВМ, вход записи входного узла регистров и вход чтения выходного узла регистров образуют вход уп равления блока связи с ЭВМ, первый вход данных входного узла регистров и выходы выходного узла регистров и первого коммутатора образуют первый вход-выход данных блока связи с ЭВМ, установочный вход пер ваго триггера готовности, входы сброса второго триггера готовности, триггера команды и группа входов данных второго коммутатора образуют группу входов состояния блока связи с ЭВМ, выход триггера сброса являе 1 ся выходом сброса блока связи с ЭВМ, првый вход-выход данных уэлд приемопередатчиков соединен с выходом входного узла регистров, соединенным с первым входом данных выходного уэлд регистров и выходом второго коммугатора, выход данных узла приемопередатчиков соединен с вторыми входами данных входного и выходного узлов регистров и группой входов дешифратора, группа управляющих выходов узла приемопередатчиков соединены с первым и вторым входами дешифратора. -.входами управления второго коммутатора, входного и выходного узлов регистров, выходы дешифратора - с установочным и сбросовым входами триггера сброса, входом сброса первого и входом установки второго триггеров готовно;ти, входом установки триггера команды, выходы первого и второго триггеров готовности и триггера команды соединены с соответствующими входами данных первого и второго коммутаторов, второй вход-выход данных, вход данных и входы управляющих сигналов узла приемопередатчиков являются одноименными входами и выходами блока связи с ЭВМ,2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок формирования слова состояния содержит дешифратор и группу триггеров, причем входами сброса, строба, данных и группой адресных входов блока являются соответственно объединенные входы сброса триггеров группы, вход разрешения дешифратора, обьединенные информационные входы триггеров группы и группа информационных входов дешифратора, группа выходов которого соединена с, группой входов записи триггеров группы, группа информационных выходов которых, первый, второй и третий выходы дешифратора являются группой выходов блока.1679497 Рог Юрос Фока 15 Опрос блокам 1 доход звмб ы интерфеисных 597 риггер 32 усаоноЬен Опрос йоком 1 группы интерфейсныхбдоко 8 ПУВВ 5 (огп бвана бб) имо оФеамадно ну ет 82 Запись "база ого " адре ПУВВ (номера абонен 0 регистр 6 У дрос лри 2 команд Выпапнение олероиодмена с РЮВ опись служебной инцоосии б блок 7 Составитель И. Хэзоваор А. Шандор Техред М,Моргентал Корректор М. Пожо Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СС35, Раушская наб 4/5 ий комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 роизводственно-издат аказ 3215 Тираж 378ВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж Гчитыдание информацис(команды) ию группыегисюсвб 27 Выполнение йаиан 1 команды олЗВМ