Устройство для сопряжения эвм с внешним накопителем

(21) (22) (46) (2) (53) Р Каза тельство СССР1 13/20, 1986.ения ИЗСТ 5005 С.принципиальная,Схем Ц 13. ПРЧЖЕНИЯ ЭВМ С ВН 1. М содержит аваемых д.пни, о адреса, редачи, в котостаршие - разрядывывод баймых данньгвыходе), ререса, регист нте,вые два реса, а (вв тр 12 остоя разряда старшие д, выво принима иями на емого ад ром младразрядытипа обм ремя р 13 ри ия ги 14 тором ема, в старто ие разряды два разр(фиг.3) предя обращения ства и состоит елка выпол -ИЛИ-НЕ 15 и 18 на элемен"И-ИЛИ-НЕ могут тегральной схеической матрита И-НЕ 19,приема и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОтнРытияПРИ ГКНТ ССОР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относится к вычислительной технике и может бь 1 ть использовано в вычислительных комплексахдля подключения к ЭВМ внешних накопителей, например, на магнитной леЦелью изобретения является пошение скорости обмена информацией.На фиг.1 изображена блок-схемаустройства; на Фиг,2 - функциональная схема блока регистров; на фиг,3функциональная схема дешифратора адреса; на фиг,4 - функциональная схема блока канальных формирователей,на фиг.5-/ - временные диаграммы работы устройства.На схеме (фиг 1) показаны устройство 1 управления внешним накопителем, подключенное к блоку 2 регистров, дешифратору 3 адреса и триггеру4 требования прямого доступа, блок 5канальных формирователей, элементИ-ИЛИ-НЕ 6, шифратор / состояний иЭВМ 8,Блок 2 ен дляп з ЭВМ регистров предназнач ередачи информации и(5/) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для связи периферийныхустройств с ЭВМ. Цель изобретенияповышение скорости обмена информацией при снижении времени захватаканала. Цель достигается тем, что вустройство, содержащее блок регистров, блок канальных формирователей,шифратор состояний и триггер требования прямого доступа, введен элемеИ-ИЛИ-НЕ. / ил. с каналом Общая шина" (фиг.2) регистр 9 пере регистр 10 передаваемо гистр 11 состояния пер са, старшие - разряды типа обмеДешифратор 3 адреса назначен для определен ЭВМ к регистрам устрой из регистра типа "защ ненного на элементах И 16, компараторов 1/ и тах И-ИЛИ-НЕ (элементы быть реализованы на ин ме программируемой лог цы КМ 1556 ХЛ 8) и элеменБлок 5 канальных формирователей (фиг.4) служит для формирования приема и передачи в канал ЭВМ сигналов, управляющих обменом информации, и состоит из элементов И 20-22, элементов НЕ (инверторов) 23-25, элементов 26-29 задержки, канальных приемопередатчиков 30-33, триггеров 34 и 35 и элемента И-ИЛИ-НЕ 36. ОШифратор / может быть выполнен на интегральной схеме программируемой логической матрицы КР 556 РТ 2.На Фиг.1-4 показаны также линии (шины) 3/-63 междублочных и внешних 15 соединений, причем линии 3/-43 образуют группу выходов, а линия 44 выход шифратора / состояний, линии 50, 51, 60 и 62 образуют группу входов устройства для подключения к уп равляющей группе выходов внешнего накопителя.На линиях 3/-63 Формируются сигналы следующего Функционального назначения: линия 3/ - канал занят 25 (прямой сигнал), линия 38 - синхронизация пассивного устройства, линия 39 - подтверждение выбора, линия 40 - разрешение передачи данньас в канал, линия 41 - синхронизация активного 30 устройства, линия 42 - запрос на обслуживание программного обмена, линия 43 - запрос на обслуживание в режимах прямого доступа и прерывания, линия 44 - состояние устройства эани 35 мает канал, шина 45 - двунаправленная шина данных, шина 46 - шина адре. са и данных канала ЭВМ, линия 47 - управление записью в регистр 12 принимаемых данных, линия 48 - управле ние записью в регистр 9 передаваемых данных, линия 490 - управление записью в регистр 10 адреса, линия 49.1 - управление записью в регистр 11 адреса и направления обмена, линия 49,2 - разрешение третьего состояния приемного регистра 12 данных, линия 50 - установка требования прямого доступа к памяти, линия 51 управление режимом прямого доступа к памяти, линия 52 - выходы принимаемого адреса, линия 53 - выход приемника режима обмена, линия 54 - выход приемника направления обмена, линия 55 - канал занят (инверсный сигнал),55 линия 56 - адреса регистров устройства, линия 5/.0 - выход совпадения адресов регистров компаратора 1/, линия 5/,1 - запрос на программный обмен, линия 58,0 - задержанный принимаемый сигнал синхронизации пассивкого устройства, линия 58,1 - принимаемый сигнал синхронизации активного устройства, линия 58.2 - задержанный принимаемый сигнал "Канал занят", линия 58.3 - синхросигнал предоставления канала, шина 59 - шина управляющих сигналов канала ЭВМ, линия 60 - сигнал управления программным обменом, линия 61 - сигнал требования прямого доступа к памяти, линия 62 - сигнал запроса на прерывание,линия 63 - принимаемый сигнал синхронизации пассивного устройства.Устройство работает следующим образом.В режиме программного обмена чаще всего производится чтение регистра состояния устройства. Устройство 1 управления после обработки обращения к этому регистру или по завершении обслуживания прямого доступа к памяти, или, если устройство не занято выводом информации в режиме прямогодоступа, а произошло изменение состоя.пя этого регистра, записывает его содержимое в регистр 9 передаваемых данных блока 2, одновременно адрес записанного регистра фиксируется в регистре дешифратора 3. В этом случае при чтении ЭВМ регистра состояния устройства дешифратор 3 сравнивает содержимое регистра и адреса, к которому происходит обращение ЭВМ, выдает на шифратор / сигнал совпадения по линии 57.0. Дешифратор 3 выдает на шифратор 7 запрос программного обмена по линии 5/.1 обращения к регистрам устройства, адреса регистров устройства задаются на.линиях56.3 и 56.4.Обмен информацией в режиме прямого доступа подготавливается заранее. В регистры блока 2 устройством 1 записывается адрес, направление обмена и данные, если будет вывод информации, затем с выхода 50 устройства 1 передается сигнал, устанавливающий триггер 4. Прямой доступ завершается, как только ЭВМ освободит канал. По завершении цикла прямого доступа, если был вывод информации, вызывается запрос на обслуживание следующего цикла. Если был ввод информации, она запоминается н регистре 12 блока 2, а также вызывается запрос на обслуживание, но текущего цикла, по за2459 10 15 16цс ршеццн которого установкой триггера 4 инициируется следующий,Элемент 6 вьщает импульс записи врегистр 12 (фиг.2) при записи ЭВМ изканала в регистр устройства и привводе информации в режиме прямогодоступа к памя ги. При программномобмене и обмене информацией в режимепрямого доступа возможна одновременное использование регистров передаваемых данньг 9 и принимаемых данных12. Для того, чтобы избежать возникающие при этом потери информации,на устройство 1 подаются сигналы палиниях 38, 44 и 61 (Фиг.1), отражающие состояние обмена,Для обмена инФормацией в режимепрямого доступа к памяти в регистры10 и 11 блока 2 (Фиг 2) устройством1 записываются адрес и направлениеобмена, данные в регистр 9 записываются, если будет вывод информации, Пазавершении цикла прямого доступа,если был вывод информации, вызывается запрос на обслуживание следующегоцикла прямого доступа к памяти, Еслибыл вывод информации, она запоминается в приемном регистре 12 блока 2, ивызывается запрос на обслуживание текущего цикла прямого досту а к памяти.Если был инициирован прямой 5 оступк памяти и в регистр 9 были за.исаныданные, канал ЭВМ еще не предоставлен,а ЭВМ 1 обратилась с запросом на чтение регистра устройства, .тогда приобслуживании чтения регистра устройство 1 переписывает в регистр 9 запрашиваемую информацию, ожидает снятия в линии 38 сигнала синхронизациипассивного устройства и восстанавливает записанную ранее информацию. Сдругой стороны, перед инициализациейпрямого доступа устройство 1 проверяет сигнал в линии 44, определяя,не занят ли канал обслуживанием устройства.При запросе ЭВМ на чтение регистраустройства производится запись даннь;х из регистра устройства 1 в регистр 9 (Фиг.2) блока 2 по сигналу влинии 48. Одновременно этим сигналом,адрес регистра устройства 1 Фиксируется с входом 56 в регистре дешифратора 3 (элементы 15 и 16, Фиг.3), Вдальнейшем при чтении ЭВМ 8 регистраустройства компаратор 1 сравниваетсодержимое регистра и адреса, к кото" 2025 30 35 40 45 50 55 раму происходит обращение ЭВМ, вьщает ца вход шифраторасигнал совпадения по линии 5.,О, следовательно, обслуживания программного обмена устройством 1 управления це требуется. 111 ифраторсостояний выдает через блок 5 в канал сигнал синхронизации пассивноо устройства, т.е. канал занимается ца лицил 1 альцьп" в два раза меныьий, период времениЕал 1 п оратор 18 вьщает на шифраторсостояний сигнал ло линии 5/.1 запроса црограммнога обмена (обращения к регистрам устройства), адреса регистров устройства задаются на входах 56,3 и 56.4.Элемент И 20 блока 5 (фиг 4) задерживает начало передачи сигналасинхронизации пассивцога устройства(:иция 38) и линии ЭВМ 8, элементы1 и 22 снимают сигналы запроса кана"ла в режимах прямого доступа к памяти и прерывания прн установке шифраторомсигнала "Канал занят" (линия 3). Элементы 21 и 22, инверторы24 и 25 и триггеры 34 и 35 служатдля Формировация сигналов запроса ипредоставления канала в режимах прямого доступа к памяти и прерыванияпрограммы. Начальное состояние выходов инверторав 24 и 25 - уровень логического "0", на вь.".;одах триггеров34 и 35 - " 1". Если устройство запрашивало канал, та ца выходе элемента21 илп 22 и на входе очистки соответствующего триггера 34 или 35 имеется уровень логической "1", припоступлении с канала ЭБМ 8 сигналапредоставления канала на выходе соответствующего инвертора 24 или25 - уровень логической "1", состояние триггеров не меняется, сигналпредоставления канала через устройство не проходит. Если запроса канала не было, на выходе элемента 21или 22 и на входе очистки соответствующего триггера 34 или 35 - уровеньлогического 011, а так как и на входа установки то же, то на выходеэтих триггеров имеется уровень логической "1", при поступлении с каналаЭВМ 8 сигнала предоставления каналана выходе соответствующего инвертора24 или 25 - уровень логической "1",т.е. уровень "О" присутствует толькона входе очистки триггера. Следовательно, на его выходе "О", что соответствует передаваемому сигналупредоставления канала ЭлементР-Р 1 ЛИ-Е 36 Формирует задержаццьп по переднему Фронту сигнал предоставления канала в режимах прямого досту 5 па и прерывания для управления шифратором /,Цифратор / состояний вырабатывает последовательности сигналов канала Общая шина" (НИ МПК ПО ВТ 34-80), 10 Содержимое всех программно-доступ ных регистров устройства хранится в регистрах устройства 1 управления Для чтения в режиме программного обмена с ЭБМ 8 необходимо передать содержимое одного из регистров устройства 1 в регистр 9 (Фиг.2), для записи в эти регистры необходимо передать содержимое регистра 12 в соответствующий (заданный по цице 52) регистр устройства 1, При записи передаваемьос в ЭБМ данных в регистр 9 одновременно тем же сигналом произ водится запись адреса регистра устройства 1 в триггеры 15 и 16 деитифра тора 3 (Фиг.3), т,е. при чтении ЭВМ регистров устройства, если эти адреса совпадают, це требуется обслужива ция устройством 1 программного обмена, т,е, передачи данных из регистров устройства 1 в регистр 9, сигнал с выхода компаратора 1/ поступает на шифратор /, блокирует выработку сигнала в линии 42 и разрешает немедленную вьдачу сигнала в линию 38.Временная диаграмма (Фиг.5) отобр жает процессы программного обмена с ЭВМ 8 При обращении к устройству ЭБМ 8 выставляет ца шинах 46 канала его адрес. ешифратор 3 дешифрирует его и вьдает на блок 5 сигнал по линии 5/.1 (фиг.5). Далее ЭВМ вьдает в шины 46 сигнал синхронизации активного устройства, когорьп через блок 5 поступает на вход 58.1 шифратора / если это запись в регистр устройства или чтение регистра, который не хранится в данный момент в регистре 12 блока 2 (начало временной диаграммы на Фиг,5), шифратор / вьдает запрос ца обслуживание программного обмена с выхода 42 в устройство 1, последнее завершает выполнение текущей мик ропрограммы, считывает содержимое регистра 9 блока 2 и выдает сигнал по линии 60. Получив последний, ппфратор / Форсирует в линчи 38 сигнал синхронизации пассивного устройства,15202530354045У50 который через блок 5 поступает в канал ЭБМ, та снимает сигнал в линии58.1, процесс обмена закончен. Еслипроисходит чтение регистра, которыйхранится в данный момент в регистре12 блока 2 (конец временной диаграммы на Фиг.5), шифратор / сразу жевьдает сигнал в линию 38, а сигнал полинии 42 не вырабатывается,Временная диаграмма (фиг.6) отображает обмен с ЭВМ 8 в режиме прямогодоступа к памяти, процесс инициируется сигналом в линии 50 с устройства 1,по которому устанавливается триггер4, Выход 61 триггера через элемент21 блока 5 (Фиг,4) и канальный приемопередатчик 31 формирует в линии59,5 канальньп сигнал запроса прямого доступа, ЭВМ 8 по завершении текущего процесса обмена с памятью вьдает в линию 59.10 сигнал предоставления канала в режиме прямого доступа,последний с задержкой времени формирует уровень логического 0 ца выходе 58.3 элемента 36. По сигналув линии 58.3 шифратор / устанавливает в линии 39 сигнал подтверждениявыбора, который снимает канальныйсигнал в линии 595 и устанавливаетсигнал в линии 59,4 ЗВМ 8 в ответснимает сигнал в линии 59,10, навыходе 58.3 появляется уровень логической "1", что приводит к установкешифратором в линии 3/ сигнала "Канал занят", а затем сигнала синхронизации активного устройства в линии41ЭВМ 8 отвечает сигналом синхронизации пассивного устройства (линия 63), который снимает сигналы влиниях 3/ и 41 и вьдает импульс запроса на обслуживание в режиме прямого доступа к памяти, сбрасывающийтриггер 4,Временная диаграмма (фиг./) отобра жает обмен с ЭВМ 8 в режиме прерывания. Процесс инициируется сигналом запроса на прерывание (линия 62) с устройства 1. Через элемент 22 блока 5 (Фиг,4) и канальный приемопередатчик 31 Формируется канальный сигнал запроса прерывания в линии 59,6. По завершении выполнения текущей команды ЭВИ 8 вьдает сигнал предоставления прерывания (лииия 59.11), Последний с задержкой времени формирует уровень логического ц 0" ца выходе 58,3 элемента 36. По сигналу в линии16/24 583 шифратор / устанавливает сигнал подтверждения выбора линии 39, который снимает канальный сигнал в линии 59,6 и устанавливает сигнал на линии 59,4. ЭВМ 8 в ответ снимает сигнал в5 линии 59.11, на выходе 58,3 появляется уровень логической "1", что приводит к установке шифратором / сигнала "Канал занят" и сигнала запроса на обсл-живание в режиме прерывания (линии 3/ и 43), устройство 1 в ответ на запрос выдает данные (адрес вектора прерывания), импульс в линии 48, записывающий их в передающий регистр 9 данных блока 2, и сигнал управления по линии 60. 11 оследний снимает сигнал в линии 39, шифратор / устанавливает сигнал в линии 40, которьпг через блок 5 формирует канальный 20 сигнал прерывания 1 пиния 59), ЭВМ 8 отвечает сигналом синхронизации пассивного устройства (линия 63), на который шифратор / выдает второй импульс запроса на обслуживание в ре жиме прерывания (лггния 43), устройство 1 в ответ на запрос снимает сигнал в линии 62, шифратор / снимает сигналы в линиях 40 и 596, а ЭВМ - сигнал в линии 63, ЗОФормула изобретенияУстройство для сопряжения .гВМ с внешним накопителем, содержащее блок регистров и блок канальных формирователей, группы информационных входов- выходов которых являются соответствующими группами входов-выходов устройства для подключения к адресно информационной и управляющей шинам ЭВМ, шифратор состояний, первая группа входов состояния и первая группа выходов которого соединены соответственно с группой выходов и с первой 45 группой ингггормационных входов блока канальных Аоргагрователей, дешифратор адреса, первая группа информационных входов которого подключена к первой группе выходов блока регистров, груп па входов-выходов данных, группасинхронизирующих входов и вторая группа выходов которого являются соответствующими группами входов-выходов, входов и выходов устройства для подг 5 ключения к шине данных, группе синхронизирующих выходов и группе входов направления обмена внешнего накопителя., и триггер требования прямого дос 10тупа, выходом и входом сброса ггодклггченньпг к соответствукчнеггу входу н ироду второй группы входов состояггия и группы гыходов шифратора состояний, причем установочный вход трггг гера требования прямого доступа, вторая группа информаггггонггых входов блока канальных формирователей и вгорая группа входов состоягнгя шггфратора состояний образуют группу входов уст" ройства для подключения к группе выходов управления режимогг обмен, вход разрешения выдачи данных блока регистров соединен с соответствующим выходом группы выходов шггфртора состояггггй, выход которого яв гяется выходом устройства для ггодк:ггвчеггггя квходу занятости внлггггего ггакоггггтеля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скоростгг обмена, в устройство введен элемент И-И:1 И:, причем выход триггера требовагнгя пр- мого доступа подключен к соответствующему входу второй группы информационных входов блока канальных формирователей, первым и вторим выходами соединенного соответственно с входом разрешения выдачи адреса и состояния блока регистров н первым входом элемента И-ИЛИЕ, второй ход и выход которого подключены соответствеггно к соответствующему г ггход группы выходов шифратора состояггггй и к входу разрешения приема шгформацг;и блока регистров, третий вход элемента И-ЮИ-НЕ соедггнен с соответствующим вьгходом группы выходо шифратора сос г оянгЛ и входом сиггхроггггзагпггг приема адреса и состояния б.гока регистров, четвертый вход элемеггта И-И 1 П,-НЕ - с соответствугпцигг выходом группы выходов блока регистров, первая группа выходов которого является группой выходов устройства для подключения к группе адресных входов внешнего накопителя, первый выход блока канальных формирователей и вторая группа выходов блока регистров подключены к третьей группе входов состояния шифратора состояггггй, группа выходов которого является группой выходов устройства для подклкгчения к группе запросных входов ввспгнего накопителя, четвертая группа входов состояния шифратора состоягппг соединена с группой выходов дешифратора адреса, вторая группа информационных входов и синхронизирующий вход де 16/24591211шифратора адреса являются соответствующими группами входов устройствадля подключения к группе адресныхвыходов и группе синхронизирующихвыходов внешнего накопителя, выход триггера требования прямого доступасоединен с группой выходов устройства для подключения к запросному входу внешнего накопителя,16/2459 бЗ остаехред орректор О.Кравцо актор О.Юрковецкая КНТ ССС оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гага 101 Дгг. 7тель В,ВертлиЛ.Сердюкова Заказ 2841 Тираж 380ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения113035, Москва, Ж, Раушская Подписноеи открытиям приб д. 4/5