Устройство для управления обменом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБМЕНОМ, содержащее первый двунаправленный коммутатор, буферный регистр, регистр состояния, счетчик информации и счетчик первого адреса, установочные входы и информационные выходы которого соединены с первой группой информационных входов и выходов устройства , первая группа информационных входов-выходов первого двунаправленного коммутатора, информационные входы и выходы регистра состояния, установочный вход и первый информационный выход счетчика информации соединены с первс группой информадаонкых входов-выходов устройства, вторая группа информационных входов-выходов первого двунаправленного коммутатору соединена с первой группой выходов-входов буферного регистра, отличающееся тем, что, с цепью повышения быстродействия, в устройство введены счетчик второго адреса, генератор одиночных импульсов, второй двунаправленный ko &iyTaTop , дешифратор выборки и блок упрёвлення причём блок управления содержит первый и второй узлы приема - передачи, регистр признаков, дешифраторы адреса и направления обмена, фо1 1йроаатели записи и чтения, узел элементов И, узел элементов Й-ИЛИ, причем кодовый вход де{1шфраторд выборки соединен с первым кодовым выходом регистра СОСТОЯНИЯ} стробирунщий вход дешифратора выборки соединен с первым выходом узла элементов tf блока управления, а второй и третий кодовые выходы регистра состояния соединены соответственно с кодовыми входами генератора одиночных :импульсов, девтфратора1 направления обмена, регистра признаков , с перВ1Д4И входами узла элементов И и узла элементов И-И1И блока управления, первый и второй выходы дешифратора направления обмена блока управления соединены соответственно с управляющими входами первого и второго двунаправленных коммутаторов , вторая группа входов-)ВЬ ходов буферного регистра соединена с первой группой выходов-входов второго сл двунаправленного коммутатора, вторая группа входов-выходов которого соединена с второй информационной грзшпой ф входов-выходов устройства, а первый, 4 второй, третий, четвертый и пятый выходы узла элементов И-ИЛИ блоха управления соединены соотве-тственно со стробирутцимй входамисчетчика информации, счетчиков первого и второго адресов, регистра состояния, с управлянеднм входом буфераого регистра , второй шосод узла элементов И,блока управления соединен с входом пуска генератора одиночных импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно со счетными входами счетчиков

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автсесному саийатюьс3ВЪ

4(зц (: 06 F 13/00 (21) 3535855/24-24 (22) 06.01.83 (46) 23.04.85. Бюп. В (5 (72) В.И.Анисимов, О.И.Крылова, Л.P.Íàéìàðê и.10.С.Савостьянов (53) 681.3(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

В 723559, кл. С 06 F 3/04, (976.

Авторское свидетельство СССР

В 750471, кл. G 06 Р 3/04, (976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

0SMEHON содержащее первый двунаправленный коммутатор, буферный регистр, регистр состояния, счетчик информации и счетчик первого адреса, установочные входы и информационные выходы которого соединены. с первой группой информационных входов и выходов устройства, первая группа информационных входов-выходов первого двунаправленного коммутатора, информационные входы и выходы регистра состояния, установочный вход и первый информационный выход счетчика информации соединены с первой группой информационных входов-выходов устройства, вторая группа информационных входов-выходов первого двунаправленного коммутатора соединена с первой группой выходов-входов буферного регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, е целью повышения быстродействия, в устройство введены счетчик второго адреса, генератор одикочнык импульсов, второй двунаправленный Йоюкутатор, дешифратор выборки и блок управления„ причем блок управления содержит первый и второй узлы приема " передачи, регистр признаков, дешифраторы адреса и направления обмена, формировате. ли записи и чтения, узел элементов И, узел элементов И-ИЛИ, причем кодовый вход дешифратора выборки соединен с первым кодовым выходом регистра состояния стробирующий вход дешифра. тора выборки соединен с первым выходом узла элементов И блока управления, а второй и третий кодовые выходы регистра состояния соединены соответственно с кодовыми входами генератора одиночных импульсов, дешифратора направления обмека, регистра признаков, с первыми входаии узла элементов И и узла элементов И-И1Ж блока управления, первый и второй выходы дешифратора направления обмена блока управления соединены соответственно с управляющими входаии первого и второго двунаправленных коммутаторов, вторая группа входов- выходов буферного регистра соединена с первой группой выходов-входов второго двунаправленного коимутатора, вторая группа входов-выходов которого соединена с второй информационной группой входов-выходов устройства, а первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы узла элементов И-ИЛИ блоха управления соединены соответственно со стробируюшкии входами счетчика информации, счетчиков первого и второго адресов, регистра состояния, с управляющим входом бУферного регистра, второй выход узла элементов И блока управления соединен с входом пуска генератора одиночных импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно со счеткыми входами счетчиков первого и второго адресов, а третий и четвертый выходы узла элементов И блока управления .соединены соответственно со счетным входом счетчика информации и с первым кодовым входом регистра состояния, второй кодовый вход которого соединен с первым выходом регистра признаков блока управления, третий и четвертый кодовые входы регистра состояния соединены соответственно с первыми выходами первого и второго узлов приема— передачи блока управления, второй информационный выход счетчика информации соединен с вторым входом узла элементов И блока управления„ группы входов-выходов синхронизации первого и второго узлов приема - передачи блока управления соединены соответственно с первой и второй группами входов-выходов синхронизации устройства, индивидуальные выходы выбора буферной памяти которого соединены с выходами дешифратора выборки, установочные входы второго счетчика адреса соединены с первой группой информационных входов устройства, а информационные выходы второго счетчика адреса — с первой и второй группами информационных выходов устройства, адресные входы которых соединены с первой группой входов дешифратора адресов блока управления, выходы которого соединены с адресными вхо- . дами регистра признаков блока управ-. ления, а в блоке управления группа выходов признаков nepaoro узла при1976 ема — передачи соединена с второй группой входов дешифратора адресов и группой установочных входов регистра признаков, группа выходов при- . знаков которого соединена с группой режимных входов первого узла приема— передачи, выход тактирования которого соединен с третьим входом узла элементов И, пятый, шестой и седьмой . выходы которого соединены соответственно с входами тактирования первого и второго узлов приема — передачи и с управляющим входом дешифратора направления обмена, первая и вторая группы выходов которого соединены с группами входов переключения первого и второго узлов приема — передачи, группа выходов признаков второго узла приема — передачи соединена с первой группой входов узла элементов И, второй и третий выходы регистра признаков соединены соответственно с входом признака дешифратора направления обмена и с четвертым входом узла элементов И, а группа выходов сигналов идентификации записи-чтения регистра призна ков соединена с группой входов узла элементов И-ИЛИ, восьмой и девятый выходы узла элементов И соединены соответственно с входами формирователей чтения и записи, первые и вторые выходы которых соединены соответственно с пятым и шестым входами узла элементов И и с вторым и третьим входами узла элементов ИИЛИ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления обменом информацией между элементами вычислительной системы, минуя центральный процессор.

Цель изобретения — повыщение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления обменом; на фиг. 2 — функциональная схема блока управления.

Устройство для управления обменом содержит двунаправленные коммутато.ры 1 и 2, счетчик 3 информации, счетчик 4 первого адреса, счетчик 5 второго адреса, буферный регистр 6, регистр 7 состояния, блок 8 управления, генератор 9 одиночных импульсов, дешифратор 10 выборки.

Кроме того, устройство содержит первый 11, второй 12 и третий 13 кодовые входы регистра состояния, первый 14, второй 15, третий 16, 3 1151 четвертый 17 и стробирующнй 18 входы регистра состояния, стробирующий 19 и счетный 20 входы счетчика информации, первый 21 и второй 22 информационные выходы счетчика информации, 5 стробирующий 23 и счетный 24 входы счетчика первого адреса, управляющие входы первого 25, второго 26 двунаправленнйх коммутаторов и буферного . регистра 27, кодовый 28 и стробирую- 10 щий 29 входы дешифратора выборки, выходы 30 дешифратора выборки, индивидуальные выходы 31 устройства выбора буферной памяти, кодовый вход 32 и вход 33 пуска генератора одиночных 15 импульсов, первый 34 и второй 35 выходы генератора одиночных импульсов, счетный 36, стробирующий 37 и установочные 38 входы счетчика второго адреса, информационные выходы39 счет- 20 чика второго адреса, первый 40, второй 41 и третий 42 входы блока управления, первая 43 и вторая 44. грукпы входов-выходов блока .управления,. первый 45, второй 46, третий 47, .25 четвертый 48, пятый 49, шестой 50, седьмой 51, восьмой 52, девятый 53, десятый 54, одиннадцатый 55, двенадцатый 56, тринадцатый 57 к четырнадцатый 58 выходы блока управления. ЗО

Блок 8 управления содержит первый 59 и второй 60 узлы приема — передачи, дешифраторы адреса 61 и направления 62 обмена, регистр 63 признаков, формирователи чтения 64 и записи 65, узлы элементов И-КПИ 66 и элементов И 67.

Позициямн на фиг.- 2 обозначены группа выходов 68 признаков и выход 69 тактирования первого узла при-4О ема — передачи, группа резимных входов 70, вход 71 тактирования и группа входов 72 переключения первого узла приема — передачи, адресные sxaды 73 и группа установочных рходов 74 регистра признаков, группа выходов 75 признаков, второй выход 76, . группа выходов 77 сигналов идентификации записи-чтения и третий выход 78 регистра признаков, вторая группа входов 79 дешифратора адреса, пятый 80, шестой 81, седьмой 82, восьмой 83 и девятый 84 выходы узла элементов И, первая группа входов 85, третий 86, четвертый 87, пятый 88 и шестой 89 входы узла элементов И, группа входов 90 переключения и вход 91 тактирования второго узла

976 4 приема — передачи, группа выходов 92 признаков второго узла приема — передачи, первый 93 и второй 94 выходы формирователя чтения, первый 95 и второй 96 выходы формирователя записи, группа входов 97, второй 98 и третий 99 входы узла элементов И-HJIH, вход 100 признака и управляющий вход 101 дешифратора направления обмена, первая 102 и вторая 103 группы выходов дешифратора направления обмена.

На фиг. 1 и 2 позициями обозначены первый вход 40 блока управления, кодовый вход. 40< дешифратора направления обмена, кодовый вход 40 регистра признаков, первый вход 40з узла элементов И, первый вход 404 узла элементов И-ИЛИ, второй вход 41 блока управления - второй вход узла элементов И, третий вход 42 блока управления — первая группа входов дешифратора адреса, первая группа .входов — выходов 43 блока управления — группа, входов-выходов синхронизации первого узла приема — передачи, вторая группа входов — выходов 44 блока управления — группа входов-выходов второго узла приемапередачи, первый выход 45 блока управления — первый выход дешифратора направлекия обмена, второй выход 46 блока управления — второй выход дешифратора направления обмена, третий выход 47 блока управленияпервый выход узла элементов И, четвертый выход 48 блока управления — второй выход узла элементов И, пятый выход 49 блока управления— третий выход узла элементов И, шес-. той выход 50 блока управления - четвертый выход узла элементов И, седьмой выход 51 блока управления - первый выход узла элементов И-ИЛИ, восьмой выход 52 блока управления — второй выход узла элементов И-КПИ, девятый выход 53 блока управления— третий выход узла элементов И-ИЛИ, десятый выход 54 блока управления— четвертый выход узла элементов И-ИЛИ, одиннадцатый выход 55 блока управления — пятый выход узла элементов ИИЛИ, двенадцатый выход 56 блока управления — первнй выход регистра признаков, тринадцатый выход 57 блока управления — первый выход первого узла приема - передачи,-четырнадцатый выход 58 блока управления — пер3 !

1151976

0 разряд

1 ют

tt

tl

Ф!

tt

Код выбора буферной памяти

УпКод направления передачи информаци

Код модификации счетчиков адресов

Начало работы щее сло6 во

10 -™Конец работы

Нет разрешения захвата магистрали

Зависание при чтении

Зависание при записи

Ошибка 1 хранения

Ошибка 2 хранения

Резерв

Текущая лнфор12

13 мация

15 вый выход второго узла приема — передачи.

Коммутаторы 1 и 2 (фиг. 1) обеспечивают обмен информацией между буферным регистром и магистралями, подсое- 5 диненными к устройству. Счетчик 3 информации определяет длину пересылаемого массива, счетчики 4 и 5 адресов обеспечивают адресное обращение устройства на магистралях.

Регистр 7 состояния принимает управляющее слово при записи исходной инструкции и обеспечивает хранение текущей информации о работе устройст- 15 ва. Блок 8 управления обеспечивает необходимый алгоритм обмена для взаимодействия устройства с магистралями.

Генератор 9 одиночных импульсов обеспечивает индексную модификацию содержимого счетчиков 4 и 5 адресов по сигналам блока управления. Дешифратор 10 выборки определяет номер выбранного блока буферной памяти.

Узлы 59 и 60 (фиг. 2) приема — передачи под управлением дешифратора 62

Ввод — вывод информации со стороны информационных входов — выходов устройства осуществляется в соответствии с ОСТ 11.305.903-80.

Основные этапы работы устройства можно представить следующим образом: установочный этап, в котором производится прием устройством необходимых направления обмена осуществляют синхронизацию между магистралями и дешифраторами 61 адреса, регистром 63 признаков, узлом 67 элементов И.

Дешифратор 61 адреса обеспечивает адресное. обращение к регистрам и счетчикам устройства. Регистр 63 признаков осуществляет захват магистрали через первый узел приема — передачи и управление регистрами и счетчиками устройства. Узел 67 элементов И передает в регистр 7 состояния кодовые сигналы о текущей работе составных частей устройства и обеспечивает коммутацию входных и выходных сигналов формирователей 64 и 65 в режиме чтения и записи. Формирова.тели 64 н 65 вырабатывают сигналы синхронизации и управления регистрами и счетчиками устройства в режиме чтения и записи. Через узел элементов И-ИЛИ 66 осуществляется управление регистрами и счетчиками устройства от регистра 63 признаков н формирователей 64 и 65, Структура регистра 7 состояния. инструкций для самостоятельной работы; этап организации режима прямого доступа; этап организации режима пословного чтения и записи информации через буферный регистр; прекращение режима прямого доступа.

Устройство работаег следующим образом.

1151976

Для обеспечения передачи информации в устройство вводится исходная . информация — в счетчик 3 информации длина пересылаемого массива, в счетчик 4 первого адреса начальный адрес 5 абонента co cTopoklbl первой группы информационных входов — выходов устройства, в счетчик 5 второго адреса начальный адрес абонента со стороны второй группы информационных входов — выходов устройства, в регистр 7 состояния управляющее слово. Информация в регистр 7 должна заноситься в последнюю очередь. После зайесения управляющего слова в регистр 7 15 по совпадению сигнала начала работы (8 разряд регистра 7) с соотвегствующей фазой сигнала на установочном входе в регистре 63 признаков формируется сигнал запроса магистрали, 20 который транслируется из регистра 63 через узел 59 на выходы-входы 43; сигнал разрешения захвата магистрали со входов-выходов 43 уз.— лом 59 передается в регистр признаков, .где и запоминается. Захватив магистраль регистр 63 формирует на выходе 78. сигнал начального пуска, который через узел 67 элементов И запускает формирователь 64 30 чтения. С выхода 93 формирователя чтения сигналы тактирования через узел 67 в зависимости от кода направления обмена (вход 40 ) транслируются абоненту либо через узел 59, либо через узел 60. Узлы 59 и 60 подготавливаются для приема или передачи под управлением сигнала на входе 101 в зависимости от кода направления обмена (вход 401); Ответные 40 сигналы от абонента аналогичным образом транслируются на вход формирователя 64 через узел 67. Второй выход 94 формирователя чтения используется для передачи через узел 66 сиг- 4s налов к буферному регистру 6 и счетчикам 3, 4 и 5 в зависимости от кода направления обмена (вход 40,1). В конце чтения слова формирователь 64 через узел 67 запускает формирова- so тель 65 записи, который на выходе 95 вырабатывает сигналы тактирования для второго абонента. Эти сигналы (как и сигналы с выхода 93 формирователя 64) через узел 67 направляются второму абоненту через выбранный узел приема — передачи, а ответные сигналы от второго абонента аналогично транслируются на вход формирователя 65 записи.. На выходе 96 вырабатываются сигналы, которые в узле 67, в зависимости от кода направления обмена (вход 40 ), передаются к соответствующему регистру или счетчику устройства.

После чтения слова от первого абонента и записи его в буферном регистре 6 формирователь 64 модифицирует через узел 67 содержимое счетчика 3 информации и соответствующего счетчика адреса. Счетчик информации производит счет на уменьшение.

Поэтому после передачи последнего слова массива в счетчике 3 информации содержимое равно нулю при подаче импульса на его счетный вход, на выходе 22 вырабатывается сигнал окончания обмена, который поступает на вход 41 узла 67 элементов И и заблокирует возобновление чтения и модификацию счетчика адреса второго абонента. Сигнал окончания обмена с выхода 80 узла 67 поступает в узел 59 и оттуда через один из выходов 43 передается в магистраль как сигнал прерывания и, кроме того, с выхода 68 поступает в регистр 63 признаков, где устанавливает в исходное состояние разряды, обеспечивающие захват магистрали. Поступивший в регистр 63 сигнал окончания обмена через выход 56 передается в регистр 7 состояния, где запоминается в девятом разряде. Если при чтении формирователь 64 не получает в течение определенного времени ответных сигналов от абонента, то он прекращает чтение и формирует свой признак окончания: обмена, который с выхода 93 поступает в узел 67, где производит аналогичные действия что и сигнал окончания обмена. С входа 40 через первый узел 59 приема-передачи передается сигнал прерывания и устанавливаются в исходное состояние разряды регистра признаков, обеспечивающие захват магистрали, и вырабатывается сигнал с выхода 56 в регистр состояния.

Признак окончания. обмена, поступивший из формирователя 64, кроме того, фиксируется в 11-м разряде регистра 7 состояния сигналом на выходе 50 узла 67. Аналогичный признак окончания обмена в случае неполучения ответных сигналов от абонента вырабатывает формирователь 65 записи.

9 11519

Ф

Этот признак фиксируется в 12-м разряде регистра состояния сигналом на выходе 49 узла б7 элементов И.

Сигналы на выходах 57 и 58 узлов 59 и бО вырабатываются в том случае, когда от соответствующего абонента в режиме чтения. приходит на один из входов 43 или 44 сигнал

"Ошибка хранения". В этом случае также происходит выработка в узле 67 . 10 сигнала окончания обмена с установкой в исходное состояние разрядов регистра признаков, обеспечивающих захват магистрали. Сигналы, поступив76 10 шие с выходов 57 и 58 запоминаются в 13 и 14 разрядах регистра 7 состояния.

Таким образом обеспечивается обмен информацией между магистралями без привлечения к обмену процессора.

Предлагаемое устройство позволяет организовать эффективную конвейерную систему обработки цифровой информации и повысить быстродействие вычислительных сетей, где требуется перемещение больших массивов информации °

1 t 51976 . Составитель Г.Стернин

Редактор А.Шандор Техред З.Палий Корректор H.ИУска

Заказ 2325/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4