Устройство для ввода информации

(22) Заявлено 05. 01. 81 (21) 3260119/18-24 11) М, Кп.з С 06 Е 3/00 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Госуларственный комитет СССР по ледам изобретений и открытийОпубликовано 15,10,82, Бюллетень М 9 38 Дата опубликования описания 151082(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки массивов информации.Известно устройство для обмена данными, содержащее блок основной памяти, блок буферной памяти, блок сопряжения, коммутатор байтов, блок приема управляющего слова, регистр конечного адреса, регистр текущего адреса, схему сравнения, блок управления обменом (13.Однако для реализации блока управления обменом такого устройства требуются большие затраты оборудования и обмен информацией производится без учета ее статистических свойств, что увеличивает время обмена.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ввода инФормации, содержащее блок преобразования входных данных, блоки сжатия информации, состоящие иэ группы вентилей, регистров сдвига, преобразователей кодов и схемы селекции признаков, блок перерасгределения инФормации, блок обмена информацией, блок анализа состояний регистров, блок управления 2). Недостатками устройства являютсябольшие аппаратурные затраты иэ-засложности его реализации и необходимость дополнительного времени длякодирования и раскодирования передаваемой информации, что снижает пропускную способность канала обмена.ЦЕль изобретения - сокращеиие аппаратурных затрат и повышения пропускной способности путем уменьше.ния избыточности передаваемой ийформации.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащееинформационный регистр, К блокованализа состояния регистров, блокуправления и блок преобразования информации, включающий К входных коммутаторов, К регистров сдвига и Квыходных коммутаторов причем первые выходы блоков анализа состояниярегистров подключены к группе входовблоков управления, вход которого соединен со входом тактовых импульсов 25 устройства, а выход - с выходом тактовых импульсов устройства, в блокепреобразования информации выход 1-го(1 = Т,К) входного коммутатора соединен с первым входом 1-го регистра ЗО сдвига, первый выход которого соединен с первым входом 1-го выходного коммутатора, введены два дополнительных регистра сдвига; блок коммутации выходного управляющего слова, два входных коммутатора информации, К обходных коммутаторов и блок при ема управляющего слова, причем первый вход, второй и третий выходы 1-го блока анализа состояния регистра подключены соответственно к второму выходу 1-го регистра сдвига и первым входам 1-х входного и выходного коммутаторов блока преобразования информации, вход-выход и второй вход 1-го регистра сдвига блока преобразования инФормации подключены соответственно к -му входу-выходу инФормационного регистра и к выходу блока управления и первым входам дополнительных регистров сдвига и блока коммутации выходного управляющего слова, а выход - ко второму входу 1-го выходного коммутатора блока преобразования информации, выход которого соединен со вторым входом (1+1)-го входного коммутатора блока преобразования информации и25 первым входом (1+1)-го обходного коммутатора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу 1-го обходного коммутатора и третьему входу (1+1)-го входного коммутатора, блока преобразования информации и к четвертому выходу 1+1)-, го блока анализа состояния регистра, второй вход и пятый выход которого соединены соответственно с первым 31 выходом блока приема управляющего слова и вторым входом блока коммутации выходного управляющего слова, первые входы первого и второго входных коммутаторов информации подклю О чены к информационному входу устройства, вторые входы - соответственно ко второму и третьему выходам блока приема управляющего слова, пеРвым и вторым входами подключен ного соответственно к входу тактовых импульсов устройства и выходу первого дополнительного регистра сдвига, второй вход которого соединен с выходом первого входного коммутато О ра информации, выход второго входного коммутатора информации подключен ко вторым входам первого входного коммутатора блока преобразования информации и первого обходного коммутатора, второй вход второго дополнительного регистра сдвига соединен с выходом К-го выходного коммутатора блока преобразования информации и выходом К-го обходного коммутатора, а третий вход и выход - 60 соответственно с выходом блока коммутации выходного управляющего .слова и информационным выходом устройства, а также тем, что блок приемауправляющего слова содержит счетчик, 65 три элемента И, триггер, элемент НЕ, элемент задержки и группу элементовИ, причем счетный вход счетчика соединен с выходом первого элемента И, а выходы - с группой входов второго элемента И,. выход которого,и выход элемента НЕ подключены к соответствующим входам триггера, первым выходом соединенного с третьим выходомблока и первым входом третьего элемента И, второй вход которого является вторым входом блока и подключен через элемент задержки ко вторым выходам триггера и блока и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом блока и входом элемента НЕ, первые входы элементов И группы подключены ко второму входу блока, вторые входы - к выходу третьего элемента И, а выходы - к первому выходу блока.На фиг.1 представлена блок-схемаустройства; на Фиг,2-6 - Функциональные схемы блока управления, блока приема управляющего слова, блока анализа состояния регистра, блока коммутации выходного управляющего слова и узла начальных установок блока управления.Устройство содержит информационный регистр 1 на и разрядов, блок 2 преобразования информации, состоящий из К регистров 3 сдвига с суммарной разрядностью и, входных и выходных коммутаторов 4 и 5, дополни-тельные регистры б и 7 сдвига разрядностью К, блок 8 приЕма управляющего слова, блок 9 коммутации выходного управляющего слова, блоки 10 анализа состояния регистров, первый и второй входные коммутаторы 11 и 11 информации,обходные коммутаторы 12, блок 13 управления, информационные вход 14 и выход 15 устройства, вход 16 тактовых импульсов и выход 17 тактовых импульсов устройства.Блок 13 управления (фиг.2) содержит узел 18 перекодирования управляющего слова, счетчик 19, схему сравнения 20, элемент ИЛИ. 21, элементы И 22 и 23, триггер 24, генератор 25 тактовых импульсов и узел 26 начальных установок.Блок 8 приема управляющего слова содержит (фиг.3) счетчик 27, триггер 28, элементы И 2931, элемент НЕ 32, элемент задержки 33 и элементы И 35 группы.Блок 10 анализа состояния регистра содержит (фиг.4) элемент И-НЕ 36 и И 37, элемент ИЛИ 38 и триггер 39. Блок 9 коммутации выходного управляющего слова содержит (фиг.5) элементы И 40 группы.Узел 26 начальных установок блока 13 управления содержит фиг.б) элементы задержки 41-44 группы,Блок 8 приема управляющего словапредназначен для приема управляющегослова в первый дополнительный регистрб передачи признаков, содержащихсяв управляющем слове, в соответствующие блоки 10. 5Блок 9 коммутации выходного управляющего слова предназначен длязанесения кода управляющего словаво второй дополнительный регистр 7в зависимости от результатов, полученных блоками 10,Блоки 10 анализа состояния регистров предназначены для контроля засостоянием регистров 3 сдвига, выдачи управляющих сигналов на коммутаторы 4,5 и 17, а также для формирования признаков, поступающих на входы блока 9 и блока 13,Известно, что в больших массивахструктурной информации вероятностьпоявления определенной кодовой комбинации подчиняется устойчивому статистическому распределению, отличающемуся от равномерного закона распределения.Способ, который реализован в предлагаемом устройстве, заключается .вследующем.Передаваемое слово информации разбивается на логически законченныефрагменты . Кодовая комбинация, обладающая наиболее высокой частотой повторения в данном фрагменте, распознается в блоках 10. После чего вместо передачи такой кодовой комбинации в управляющем слове переда.ется признак отсутствия новой информации в данном фрагменте слова.Разбиение слова информации нафрагменты основано на предварительном исследовании статистических и 40структурных свойств класса передаваемой информации.Устройство работает следующимобразом.Первоначально регистры 3, дополнительные регистры б и 7, триггеры исчетчики во всех блоках устанавливаются в нулевое состояние. В информационный регистр 1 принимается передаваемое слово информации,50Рассмотрим работу устройства дляследующего характерного случая.Информация имеет байтовую структуру. Длина слова информации - 64разряда, т.е. 8 байтов. В этом случае блок 2 состоит из 8 восьмиразрядных регистров 3. Разрядность дополнительных регистров б и 7 такжеравняется восьми, Наибольшую частоту повторения в байтах имеет комбинация "00000000" - отсутствие информации в данном байте.В режиме выдачи информаци передаваемое слово с информационного регистра 1 передается на регистры 3.Далее блоки 10 производят ана- ф 5 лиз на наличие или отсутствие информации в каждом байте. При появлении в каком-либо байте нулевой комбинации данный блок 10 закрывает соответствующие входные и выходные коммутаторы 4 и 5 и открывает соответствующий обходной коммутатор 12. В этом случае выдача информации производится минуя данный регистр 3При наличии в байте информации отличной от нулевой данный блок 10 открывает соответствующие входной и выходной коммутаторы 4 и 5 и закрывает соответствующий обходной коммутатор 12.Признаки, сформированные блоками 10, поступают в блок 9 и блок 13. Блок 9 формирует позиционный код угравляющего слова и заносит его во второй дополнительный регистр 7. Например, позиционный код управляющего слова "10011100" означает, что во 2,3,7 и 8 байтах слова содержится нулевая информация.В блоке 13 признаки, сформированные блоками 10, поступают на узел 18, который преобразует позиционный код управляющего слова в двоичный код количества тактовых импульсов, необходимых для передачи данного слова информации с учетом разрядности управляющего слова. Например, управляющему слову "10011100" соответствует двоичный код "00101000 ф, т,е, необходимо выдать 40 тактовых импульсов (вместо 64) .Анализ состояния регистров 3 сдвига и формирование управляющего слова осуществляется параллельно до начала передачи информации и не требует существенной задержки во времени.Далее по сигналу "Пуск" (цепи не показаны на чертежах) производится запуск генератора 25 тактовых импульсов. При этом вэводится в "1" управляющий триггер 24, единичное состояние которого разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 25 через элемент И 23 и элемент ИЛИ 21 на входы регистров 3,6 и 7,Кроме того, тактовые импульсы поступают на счетчик 19.В системах обмена, включающих два устройства с выхода 17 передающего устройства, тактовые импульсы поступают на вход 16 устройства, работающего в режиме приема информации.Выдача информации осуществляется поразрядно, начиная с 1 разряда управляющего слова. После управляющего слова выдаются те байты информации, значение которых отличается от нулевого. Это обеспечивается тем, что первый вход и второй выход каждого регистра 3 с нулевой информацией блокируется с помощью входного и выходного коммутаторов 4 и 5, а открывается обходной коммутатор 12.В процессе выдачи информации счетчик 19 подсчитывает количество выданных тактовых импульсов, которое с помощью схем сравнения 20 сравнивается .с кодом на выходе узла 18.При появлении сигнала совпадения на выходе схемы сравнения 20 вырабатывается сигнал обнуления триггера 24, нулевое состояние которого запрещает выдачу тактовых импульсов.Кроме того, сигнал сброса с выхода схемы сравнения 20 выдается на входузла 26 начальных установок, с помощью которого-все схемы приводятся в исходное состояние. После этого устройство готово для выдачи следующего слова информации.В режиме приема информации устройство работает следующим образом.Выданная передающим устройством информация с информационного выхода 15 поступает на информационный вход 14 приемного устройства. Вначале принимается управляющее слово в первый дополнительный регистр 6. При этом блок 8 открывает первый входной коммутатор 11 и закрывает второй входной коммутатор 11 т. Счетчик 27 блока 8 подсчитывает количество принятых разрядов. После приема управляющего слова первый входной коммутатор закрывается, а второй входной коммутатор 111 - открывается.Признаки, содержащиеся в управляющем слове, через блок 8 передаются в соответствующие блоки 10, которые в зависимости от принятого признака либо разрешают прием информации в соответствующий регистр 3, либо вход и выход данного регистра 3 блокируется и открывается соответствующий обходной коммутатор 12. Тем самым структура приемного устройства перестраивается в соответствии со структурой передающего устройства,.что обеспечивает прием ненулевых байтов информации в соответствующие регистры 3. Остальные регистры 3, в которые.должна быть принята нулевая информация, так и остаются в нулевом состоянии.В случае, когда неинформативной является кодовая комбинацияотличная от нулевой, такая кодовая комбинация аппаратно заносится в регистры 3.Прием разрядов слова информации осуществляется по тактовым импульсам, поступающим с выхода 17 передающего устройства на вход 16 приемного устройства, При этом нулевое состояние триггера 24 приемного устройства разрешает прохождение тактовых импульсов входа 16 через элемент И 22 и элемент ИЛИ 21 на входы регистров сдвига 3 6 и 7. Кроме того, тактовые импульсы поступают на вход счетчика 19 приемного устройства.Количество принятых тактовых импульсов сравнивается с помощью схе 5 О мы сравнения 20 со значением принятого управляющего слова, поступающего через узел 18 с блоков 10, После окончания приема слова информации содержимое счетчика 19 должносовпасть с кодом на выходе узла 18, При несовпадении вырабатывается сигнал сбоя и делается переспрос данного слова информации.При отсутствии сбоя при передаче информации схема сравнения 20 выдает сигнал сброса на вход узла 26 начальных установок, с помощью которого все управляющие схеьы приводятсяв исходное состояние. Принятое слово 5 информации из регистров 3 передаетсяв информационные регистр 1.Для повышение достоверности принятой информации могут применятьсясхемы контроля по четности и по модулю.В режиме приема управляющего слова блок 8 работает следующим обра зом (фиг. 3) .Первоначально счетчик 27 и триггер 28 устанавливаются в нулевоесостояние. При нулевом состояниитриггера 28 первый входной коммутатор 11 открыт, а второй входнойкоммутатор 11- закрыт. Информация,выданная передающим устройством,поступает на информационный вход 14приемного устройства, а управляющееслово, передаваемое перед словоминформации, принимается в первый. дополнительный регистр 6. Тактовыеимпульсы, поступающие на вход 16,поступают также на блок 8, где через открытый вентиль 29 подаются на.вход счетчика 27 (импульсы "Сдвига,"),который подсчитывает количество при нятых разрядов, Когда содержимоесчетчика 27 станет равно К, на выходе элемента И 30 вырабатывается сигнал совпадения, который по окончанию тактового импульса переключаетв единичное состояние триггер 28,синхронизируемый сигналом с выходаэлемента НЕ 32. При этом первый входной коммутатор 11 закрывается, второй входной коммутатор 11 1 открывад ется. На фиг.З входная логика по-казана для случая, когда длина управляющего слова равна восьми (К = 8).Кроме того, с помощью элементаИ 31 и элемента задержки 33 вырабатывается одиночный импульс, которыйстробирует входы .группы элементовИ 35. При этом признаки, содержащиеся в управляющем слове, с первогодополнительного регистра 6 передаются в соответствующие блоки 10. ф Блоки 10 анализа состояния регистра работают следующим образом(фиг,4), .Входная логика схемы элементаИ-НЕ 36 коммутируется таким образом,чтобы сигнал совпадения на выходе10 966682 схемы вырабатывался при наличии вданном регистре 3 сдвига кодовой комбинации, обладающей наибольшей частотой повторения в данной байте.Первоначально триггер 39 устанавливается в. нулевое состояние. Приэтом соответствующий обходной, коммутатор 12 открыт, а входной и выходной коммутаторы 4 и 5 закрытыВ режиме выдачи информации приотсутствии в данном регистре 3 сдвига нулевой комбинации по сигналу"Строб 1", поступающего на вход элемента И 37, через элемент ИЛИ 38триггер 39 данного блока 10 устанавливается в единичное сбстояние. Приэтом соответствующие обходной коммутатор 12 закрывается, а открываютсякоммутаторы 4 .и 5.ризнаки, сформированные на выходах триггеров 39, поступают на входыблоков 9 и 13,В режиме приема информации триггеры 39 управляются сигналами, поступающими с блока 8 приема управляющего словаБлок 9 выдачи управляющего словаработает следующим образом.В режиме выдачи информации по сигналу "Строб 2" признаки, сформированные блоками 10, позиционным кодомзаносятся во второй дополнительныйрегистр 7.В процессе работы устройства узел26 вырабатывает (фиг,6). вспомогательные управляющие сигналы, такиекак сигнал передачи содержимого информационного регистра 1 в регистры3 (Р 1 - РЗ), сигнал "Строб 1", сигнал "Строб 2", сигнал передачи содержимого регистров 3 в регистр 1"Строб 2" вырабатываются в режимевыдачи информации до запуска схемывыработки тактовых сигналов по сигналу "Выдать информацию", а сигналРЗ в Р 1 вырабатывается в режиме приема информации послесигнала "Сброс",Таким образом предлагаемое устройство позволяет при снижении аппаратурных затрат увеличить пропускнуюспособность и повысить достоверностьпередаваемой информации за счет уменьшения количества информационныхразрядов; вторые входы - соответственно ковторому и третьему выходам блока при-.,ема управляющего слова, первым и вторым входами подключенного соответст 55 Формула изобретения венно к входу тактовых импульсов устройства и выходу первого дополниф тельного регистра сдвига, второйвход которого соединен с выходом первого входного коммутатора информации, выход второго входного коммутатора информации подключен ко вторым входам первого входного комму 1. Устройство для ввода информации, содержащее информационный регистр,К блоков анализа состояния регистров, блок управления и блок преобразования информации, включающий К входных коммутаторов, К регистров сдвига и К выходных коммутаторов, причем первые выходы бло 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ков анализа состояния регистровподключены к группе входов блока управления, вход которого соединен совходом тактовых импульсов устройства, а выход - с выходом тактовых импульсов устройства, в блоке преобразования информации выход 1-го(1 = 1,К) входного коммутатора соединен с первым входом 1-го регистрасдвига, первый выход которого соединен с первым входом 1-го выходногокоммутатора, о т л и чающее с ятем, что, с целью повышения пропускной способности устройства, в неговведены два дополнительных регистрасдвига, блок коммутации выходногоуправляющего слова, два входных коммутатора информации, К обходных коммутаторов и блок приема управляющегослова, причем .первый вход, второй итретий выходы 1-го блока анализасостояния. регистра подключены соответственно к второму выходу 1-горегистра сдвига, к первым входам1-х входного и выходного коммутаторов блока преобразования информации,вход-выход и второй ",ход 1-го регистра сдвига блока преобразования информации подключены соответственнок 1-му входу-выходу информационногорегистра, к выходу блока управленияи первым входам дополнительных регистров сдвига и блока коммутациивыходного управляющего слбва, а выход - ко второму входу 1-го выходного коммутатора блока преобразования информации, выход которого соединен со вторым входом (1+1)-го входного коммутатора блока преобразования информации и первым входом(1+1)-го обходного коммутатора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу 1-гообходного коммутатора и третьемувходу (1+1)-го входного коммутатора блока преобразования информациии к четвертому выходу (1+1)-го блока анализа состояния регистра, второй вход и пятый выход которого соединены соответственно с первым выходом блока приема управляющего слова и вторым входом блока коммутации.выходного управляющего слова,.первыевходы первого и второго входных коммутаторов информации подключены к информационному входу устройства,татора блока преобразования информации и первого обходного коммутатора, второй вход второго дополнительного регистра сдвига соединен с выходом К-го выходного коммутатора блока преобразования информации и выходом.К-го обходного коммутатОра, а третий вход и выход - соответственно с выходом блока коммутации выходного управляющего слова и информационным выходом устройства. о2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок приема управляющего слова содержит счетчик, три элемента И, триггер, элемент НЕ, элемент задержки и группу 15 элементов И, причем счетный вход счетчика соединен с выходом первого элемента И, а выходы - с группой входов второго эл мента И, выход которого и выход элемента НЕ подключены к 2 п соответствующим входам триггера,первым выходом соединенного с третьим выходом блока и первым входом третьего элемента И, второй вход которого является вторым входом блока и подключен через элемент задержки к вторым выходам триггера и блока и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом блока и входом элемента НЕ, первые входы элементов И группы подключены ко второму входу блока, вторые входы - к выходутретьего элемента И, а выходы - к первому выходу блока.Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 708342, кл.С 06 Е 3/04, 1980,2, Авторское свидетельство СССРР 555395, кл.С Об Р 3/00, 1977966682 дп Мкд 1 И бура Фи,б Составитель В.ВертлибРедактор Л.Авраменко Техред С.Мигунова Корректор С.Шекмар ПодписноеССР д.4/5 э 7845/66 Тираж 731 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская на