Устройство для ввода-вывода информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНИРЕСПУ БЛИН 09) (10 Р 13/00 И НОМИТЕТ СССРтений и отнРытии УДДРСТВЕ ДЕЛАМ ИЗ ОБРЕТЕНИЯ ".,ЬСТ(56) Науман Г., Майлина 3., Щербина А.Стандартные интерфейсы для измерительной техники. М,: Мир, 1983Авторское свидетельство СССРВ 762592, кл. С 06 Р 13/00, 1978. сли ль- пе- и- язи озх е ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВР(57) Изобретение относится к вычтельной технике и может быть испзовано для обмена данными междуриферийными устройствами и вычислтельными машинами, а также для свычислительных машин в сеть придании высокоскоростных управляющикомплексов. Целью изобретения явлся повышение быстродействия.В усство введены группа элементов ИЛИгенератор 4 команд, блок 5 управл-1325489 ния длиной массива и элемент ИЛИ 9.Один или несколько пользователей независимо друг от друга на различныхуровнях приоритета могут запуститьоперации обмена, указывая в своем задании группу абонентов (источников иприемников) и длину массива (количество элементарных обменов). В один Изобретение предназначено для ис пользования в цифровой вычислительной технике, в частности для быстрого обмена данными между периферийнымиустройствами и вычислительными машинами, а также для связи вычислительных машин в сеть при создании высокоскоростных управляющих комплексов.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. 10На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 -схема блока приема и выдачи адреса;на фиг, 3 - схема блока приема и выдачи данных; на фиг. 4 " схема блока 15приоритета; на фиг. 5 - схема генератора команд; на фиг. 6 - схема блокауправления длиной массива; на фиг.7 -схема блока синхронизации; на фиг.8 "схема блока сопряжения с абонентом; 20на фиг, 9 - схема логического узла,Устройство содержит (фиг. 1) блок1 приема и выдачи адреса (БПВА), блок2 приема и выдачи данных (БПВД), блок3 приоритета (БП), генератор 4 команд 25(ГК), блок 5 управления длиной массива (БУДМ), блок 6 синхронизации (БСИ),блоки 7 сопряжения с абонентом(БСА,БСА, где К- количество абонентов), группу элементов ИЛИ 8, элемент ИЛИ 9, входы и выходы 10 - 22устройства,БПВА 1 (фиг, 2) содержит регистр23, элементы ИЛИ 24, дешифратор 25,входы и выходы 26-30. БПВА предназначен для приема от ЭВМ адресов и ихобработки,БПВД 2 (фиг, 3) содержит дешифратор 31, первый и второй регистры 32 и40 33, входы 34 и выходы 35. БПВД предназначен для. обмена данными между момент времени устройство выполняетэлементарную операцию только одногозадания, однако процессы всех заданий протекают одновременно и могутпрерываться после каждой элементарной операции обмена в соответствии сприоритетностью задания и готовностиего абонентов. 5 з.п. ф-лы, 9 ил. ЭВМ (пультом управления и др.) и блоками устройства.БП 3 (фиг, 4) содержит группу элементов НЕ 36, группу элементов И 37,элемент ИЛИ 38, узел элементов НЕ39, входы 40, выходы 41 и 42. БП предназначен для подавления готовностимладших приоритетов.ГК 4 (фиг. 5) содержит дешифратор54, регистр 44, первую и вторую группы элементов И 45 и 46 соответственно, первую и вторую группы элементовИЛИ 47 и 48 соответственно. ГК предназначен для обеспечения интенсивного потока команд к блокам устройствав режиме "Автоном" в соответствии стекущим приоритетом,БУДМ 5 (фиг6) содержит счетчики49, дешифратор 50, первую и вторуюгруппу элементов И 51 и 52, элементИЛИ 53, одновибратор 54, выходы 55 -56.БСИ 6 (фиг. 7) содержит схемуИЛИ 57, одновибратор 58.БСА 7 (фиг. 8) содержит дуплексныйрегистр 59, дешифратор 60, логическийузел 61, триггер 62, одновибратор 63,два элемента И 64 и 65, выходы 66 и67, БСА предназначен для обмена информацией с абонентом устройства. Дешифратор 60 дешифрирует двоичный кодкоманды.Дешифратор 60 распознает следующие типы команд: Ю - чтение, гавзапись, КБ, ЯБ - селективные установки в ноль и единицу, ВП - выполнитель, ОСТ - останов, ОСБ - общийсброс. Логический узел 61 представляет собой комбинационную схему, реалиэующую систему уравнений ВД = (Н л УЙ) ъ(БЭ л ТСА л Р)5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ПР = (М л ВЭ) ч(ЪЖ л ТСА 4 Р),где Б - сигнал индивидуального вызова; Р - вход прерывания; ТСА - состояние триггера 62,Триггер 62 предназначен для управ.ления логического узла 61.Логический узел 61 (фиг. 9) содержит пять элементов И 68 - 72; эле"менты ИЛИ 73 и 74.Устройство работает следующим образом.В устройстве ввода-вывода предусмотрено два режима работы "Центр" и"Автоном".В режиме "Центр" ЗВМ осуществляетпрограммирование оборудования устройства, настраивая тем самым каналы обмена на соответствующих уровнях приоритета. После завершения настройкиЭВМ переводит устройство в режим "Ав. тоном", запуская тем самым каналыобмена. По завершению работы каждогоканала в ЭВМ возникает прерывание посоответствующей причине.В результатеанализа этих прерываний ЭВМ выясняетфакт завершения полного задания ивозвращает устройство .в режим "Центр"для подготовки и пуска следующего задания.Для перевода устройства в режим"Центр" ЭВМ подает на соответствующийразряд входа 12 управляющих слов поадресу БПВА 1 логическую "1", котораяпоступает в БП 3 и через группу элементов НЕ 36 блокирует аппаратный обмен. В этом режиме ЭВМ может осуществлять операции, предусмотренныесистемой команд устройства, адресованные к любому из программно-управляемых регистров. Например, для записи длины массива в один из счетчиков49 БУДИ 5 ЗВМ должна выполнить следующие действия. На информационныевходы 10 к БПВД 2 выдается код требуемой длины массива. Затем на соответствующие разряды входов 12 выдаются .код операции "Запись" (в поле Р),под.адрес счетчика в БУДМ 5 (в поле А),физический адрес БУДИ 5 в интерфейсе(в поле М).1По сигналу синхронизации на входе11 от ЭВМ БСИ 6 вырабатывает на выходе 26 синхроимпульс, по которому осуществляется запись в регистр 23 БПВА1, физический адрес БУДМ дешифрируется в дешифраторе 25 БПВА 1 и по выходам индивидуального вызова 29 поступает на входы БУДМ 5. Одновременно с выходов элементов ИЛИ 24 БПВА 1 поля кода операции и подадреса поступают на входы БУДИ 5 и БПВД 2, БПВД 2 воспринимает поле Р и, дешифрируя выставленный код, вырабатывает на выходе своего дешифратора 31 сигнал логической "1", открывая регистр 39 и разрешая прохождение кода длины массива на информационные выходы 35 и далее к информационным входам 51 БУДМ 5. Дешифратор 50 БУДМ 5 по получении сигнала индивидуального вызова по входу 29 дешифрирует поля Р и А адреса и в результате вырабатывается логическая " 1" на соответствующем выходе дешифратора 30, который стробируется задним фронтом синхроимпульса с входа синхронизации 26 БУДМ 5 для обеспечения задержки, достаточной для компенсации задержки переноса информации. По этому сигналу информация с информационных входов 51 БУДИ 5 запоминается в соответствующем счетчике 49 БУДИ 5.При чтении информации из регистров блоков устройства последовательность действия ЗВМ следующая. На информаци" онные входы 12 устройства подается МАР-команда, причем в поле Р закодирован код операции 11 Чтение". По поступлении синхросигнала от ЭВМ на вход11, соответствующие выходы 29 и 30БПВА 1 подаются индивидуальный вызов,подадрес А и функция Р. Адресуемыйблок дешифрирует поля Р,А и вырабатывает сигнал логической " 1" на соответствующем выходе своего дешифратора, открывая тем самым требуемый регистр. С выхода регистра информацияпоступает на информационные выходыблока. БПВД 2 дешифрирует функцию ивырабатывает сигнал логической "1"на выходе дешифратора 31. Так же, каки в предыдущем случае, этот сигналстробируется импульсами синхронизации с входов 26. По этому сигналу информация .записывается в регистр 33БПВД 2 и поступает в ЭВМ по выходам16. Рассмотрим программирование каналов обмена в интерфейсе устройства ввода-вывода.Пусть требуется осуществить два параллельных обмена на приоритетных уровнях Р 1 и Р 2. На уровне Р 1 требуется переслать массив длиной Д 1 из13254 абонента источника с адресом М в абонент с приемником с адресом И, на уровне Р 2 параметры обмена имеют соответственно значения ДЦ М р ИепОдин из абонентов обмена на каж дом приоритете должен быть назначен стационарным, Пусть, например, на уровне Р 1 стационарным будет источник, а на Р 2 - приемник. Тогда ЭВИ должна произвести установку в "1" 10 триггеров 62 стационарного абонента в блоках БСА 7 с адресами М и И д, В первом из регистров 44 ГК 4 записы" вается команда с кодом операции "Запись" и адресом М,п, а во второй из регистров 44 ГК 4 - команда с кодом операции "Чтение" и адресом М, В первый и второй из счетчиков 49 БУДМ 5 записываются соответствующие длины массивов Д 1 и Д 2. 2 ОНа этом программирование каналов обмена завершено. Далее ЭВИ может осуществить запуск операции ввода - -вывода в соответствующих,абонентах. Запуск каналов обмена осуществляется переводом устройства в режим "Автоном". Для этого ЭВИ подает на соответствующий разряд входов 12 устройства по адресу БПВА 1 сигнал логического "О", деблокируя тем самым выхо. ды 41 разрешения прерываний в БП 3. Элементарные операции обмена информацией на данном уровне приоритета осу"в ществляются при наличии совместной готовности и обмену абонентов данной 35 группы и при отсутствии таковых на высших уровнях приоритетов. В каждый момент времени в единичном состоянии может находится не более одного из выходов 4 разрешения прирываний, Это 4 О обеспечивается блоком БП 3, При наличии логической " 1" на выходах 41 раз" решения прерывания БП 3 осуществляется обмен на данном: уровне приоритета. В результате ГК открывает элементы И 45 групп 64 и 65, разрешая прохождение команды, хранящейся. в регистре 44 ГК 4, на адресные 28 и на управляющие 27 выходы. Информация с адресных выходов 28 в дешифраторе 25 ВПВА 1 пре образуется в индивидуальный вызов 29 к нестационарному (адресуемому) абоненту. Поле АР адреса воспринимается одиовременно всеми абонентами, однако на него реагируют олько адресуе иий и стационарный абоненты данного уровня приоритета. Стационарный абонент при операции "Запись" выполняет,89 6операцию "Чтение" и наоборот. При выполнении очередной элементарной операции, соответствующей данному уровню приоритета обмена, счетчики 49БУДИ 5 осуществляют декремент (вычитание 1). По окончании элементарнойоперации обмена абоненты участвующиев этом обмене, освобождают соответствующий выход 40 БСА 7 запроса прерываний. Если текущий элементарныйобмен был последним на данном уровнеприоритета, то на выходе соответствующего счетчика 49 БУДМ 5 возникаетсигнал логической "1", который посту"пает через элемент ИЛИ 53 на выход 16индивидуального запроса и через одновибратор 54 с выхода 56 на вход элемента ИЛИ 9. При этом импульс прерывания с выхода элемента ИЛИ 9 поступает в ЭВМ по выходу 17 и вызывает вней прерывание.ЭВИ локализует источник, вызвавший прерывание по векторуиндивидуальных запросов. Прекращениеобмена может быть осуществлено такжепо инициативе абонента подачей логической "1" на вход 13 конца операциисоответствующего БСА 7,Формула изобретения 1Устройство для ввода-вывода информации, содержащее блок приема и выдачи данных, блок приема и выдачи адреса, блок синхронизации, блок приоритета, первые группы информационных входов и выходов блока приема и вьдачи дачных являются соответственно первыми группами информационных входов и.выходов устройства, информационные входы блока приема и вьдачи адреса являются адресными входами устройства, выход и первый вход блока синхронизации устройства, входы запросов преры- вания блока приоритета являются входами запросов прерывания устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены группа элементов ИЛИ, генератор команд, блок управления длиной массива, элемент ИЛИ, вторая группа информационных выходов блока приема и вьдачи данных соединена с первой группой входов элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с второй группой информационных входов блока приема и вьдачи данных, информационными входами генератора команд и блока управления длиной массива иявляются второй группой информационных выходов устройства, управляющий вход блока приоритета является одним ыз адРесных входов устройства, выходы разрешения прерывания блока приоритета подключены к входам разрешения прерывания блока управления длиной массива, генератора команд и являются выходами разрешения прерывания устО ройства, управляющий выход блока при" оритета соединен с вторым входом блока синхронизации, выход которого соединен с входами синхронизации блока приема и выдачи .данных, блока приема 15 и выдачи адреса, генератора команд, блока управления длиной массива, выход запроса обслуживания блока управления длиной массива соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого явля 2 ц ется выходом запроса обслуживания устройства, группа входов элемента ИЛИ является входами запроса обслуживания устройства, информационные выходы блока управления длиной массива 25 соединены с второй группой входов элементов ИЛИ группы, третья группа входов которых является второй группой информационных входов устройства, выход индивидуального запроса блока ЗО управления длиной массива является информационным выходом устройства, информационные выходы блока приема и выдачи адреса соединены с адресными входами блока приема и выдачи данных, З 5 генератора команд и блока управления. длиной массива и являются третьей группой информационных выходов устройства, выходы индивидуального вызова блока приема и выдачи адреса соединены с входами индивидуального вызова блока управления длиной массива, генератора команд и являются выходами индивидуального вызова устройства, адресные и упРавляющие выходы генера тора команд соединены с соответствующими адресными и управляющими входами блока приема и выдачи адреса.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что генератор команд содержит дешифратор, регистры, две группы элементов И,две.группы элементов ИЛИ, информационные входы дешифратора являются адресными входами генератора, вход синхронизации дешифратора соединен с первыми входами элементов И группы и является входом синхронизации генератора, управляющий вход дешифратора является входом индивидуального вызова генератора, выходы дешифратора соединены с соответствующими стробирующими входами регистров, информационные входы кото" рых являются информационными входами генератора, вторые входы элементов И групп являются входами разрешения прерывания генератора, первая и вторая группы выходов регистров соединены с группой входов элементов И первой и второй групп соответственно, выходы элементов И первой и второй групп соединены с входами элементов ИЛИ первой и второй групп соответственно, выходы элементов ИЛИ первой и второй групп являются адресными и управляющими выходами генератора соответственно.3. Устройство по и., 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления длиной массива содержит счет. чики, дешифратор, две группы элементов И, элемент ИЛИ, одновибратор, информационные входы дешифратора являются адресными входами блока, вход синхронизации дешифратора соединен с первыми входами элементов И первой группы и является входом синхронизации блока, управляющий вход дешифратора является входом индивидуального вызова блока, вторые входы элементов И первой группы являются входами разрешения прерывания блока, входы начальной установки счетчиков являются информационными входами блока, выходы элементов И первой группы подключены к декрементным входам счетчиков,группа выходов дешифратора соединенас соответствующими входами синхрониза.зации счетчиков, выход дешифраторасоединен с первыми входами элементовИ второй группы, выходы счетчиков соединены с вторыми входами элементов И второй группы и входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом одновибратора и является выходоминдивидуального запроса блока, выхододновибратора является выходом запроса обслуживания блока, выходы элементов И второй группы являются информационными выходами блока.4. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок приоритета содержит группу элементов НЕ, группу элементов И, элемент ИЛИ; выход которого является управляющим выходом блока, входы элементов НЕ группы являются управляющим входом бло1325489 2 ка, выходы элементов НЕ группыподключены к первым входам элементовИ группы, вторые входы которых являются входами запроса прерываний блока,выходы элементов И группы соединеныс входами элемента ИЛИ, входами узлаэлементов НК и являются выходами разрешения прерывания блока, выходы узлаэлементов НЕ соединены с соответству Оющими входами элементов И группы. 5. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок приема и выдачи данных содержит дешифратор, 5 два регистра, информационные входы дешифратора являются адресными входами блока, информационные входы регистров являются соответственно первой и второй группами информационных 20 входов блока, информационные выходы регистров являются соответственно второй и первой группами информационных 3 выходов блока, управляющий вход дешифратора является входом синхронизации блока, выходы дешифратора соединены с управляющими входами регистров. 6. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок приема и выдачи адреса содержит элементы ИЛИ, дешифратор, регистр, информационные входы которого являются информационными входами блока, управляющий вход регистра является входом синхронизации блока, выходы регистра соединены с первой группой входов элементов ИЛИ, вторая и третья группа входов элементов ИЛИ являются соответственно адресными и управляющими входами блока, выходы элементов ИЛИ соединены с входами дешифратора и являются адресными выходами блока, выходы дешифратора являются выходами индивидуального вы-. зова блока.1325489 Фиг.9 Составитель И. КарноваТехред Л.Сердюкова Корректор М, Пожо Редактор Л. Гратилло Закай 3111/45 Тираж б 72 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5