Устройство для сопряжения цифровой вычислительной машины с внешними устройствами

 

COOS СО8ЕТСКИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5в 4 G 06 F 13/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 849190 (21) 3768990/24-24 (22) 20.07.84 (46) 15.02.86. Вюл. Ф 6 (72) В.Г.Гробов,С.И.Гончаренко, С.В.Степкин и В;Ф.Мороз (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 849190, кл. G 06 Р 3/04, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ

ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ С

ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ по авт.св.

Ф.849190, о т л и ч а ю щ е е с я ,тем, что, с целью повышения пропуск. ной способности устройства, в него введены триггер заявки непосредственного доступа, триггер непосредственного доступа и триггер направления обмена при непосредственном доступе, причем четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока согласования соединены соответственно с входом сброса триггера непосредственного доступа, входом установки триггера заявки непосредственного доступа, входами сброса и установки триггера направления обмена при непосредственном доступе, выходом синхронизации внешнего устройства и вторым входом блока адресации, выход которого является адресным выходом устройства, вход установки триггера непосредственного доступа и триггера заявки непосредственного доступа соединены с входом разрешения непосредственного доступа устройства„ а выходы являются соответственно выходом подтверждения приема разрешения передачи в режиме непосредственного доступа и выходом запроса непосредственного доступа устройства, инверсный и прямой выходы триггера направления обмена при непосредственном доступе образуют выход задания направления обмена в ,режиме непосредственного доступа

:устройства, седьмой вход блока сог:ласования является входом синхронизации пассивного устройства.

1211743

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля, имеющих цифровую вычислительную машину, (ЦВМ) и является усовершенствованием устройства по авт.св. М- 849190.

Целью изобретения является повышение пропусконой способности устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — пример выполнения развязывающих элементов блока согласования.

Устройство содержит (фиг.1) регистр 1 связи, блок (регистр) 2 адресации, регистр 3 управляющего слова, элемент И 4, коммутатор 5 режимов, блок 6 согласования, соединенный с ЦВМ 7 и внешним устройством 8, шифратор 9, регистр 10 прерываний, триггер 11 направления обмена, генератор 12 импульсов, элемент И 13, сдвигающий регистр 14, элементы И 15 и 16, триггер 17 заявки непосредственного доступа (НД), триггер 18 (НД), триггер 19 направления обмена при

НД, шины 20 и 21 направления обмена и шину 22 расширения обмена, шину 23 сигнала конца обмена, шины 24 и 25 запроса прерываний и сброса вектора прерываний, шины 26 и 27 адреса,шины 28 и 29 запроса и разрешения НД, шину 30 подтверждения приема разрешения передачи в режиме НД, шины 31 и 32 задания направления обмена в режиме непосредственного обмена,шины 33 и 34 синхронизации обмена в режиме НД, шины 35 и 36 данных.

Регистр 1 связи служит для запоминания данных, передаваемых из внешнего устройства в ЦВМ или в обратном направлении. Блок 2 адресации предназначен для записи адреса, по которому производится обмен информацией.

Регистр 3 управляющего слова обеспечивает запись и хранение адреса вектора прерывания. Коммутатор 5 режимов служит для задания режимов чте- ния или записи информации .при работе устройств в режиме обмена данными с использованием программных средств.

Блок 6 согласования обеспечивает гальваническую развязку между внешним устройством и устройством сопряжения и представляет собой набор развязывающих элементов, количество которых определяется числом входов и выходов блока. Пример возможной

Ф

50 структуры развязывающих элементов приведен на фиг.2. В данном случае оптроны 37 предназначены для реализации гальванической развязки между входами и выходами блока 6 согласования. Магистральный усилитель 38 и элемент НЕ 39 являются согласующими элементами. На фиг.2 представлены: а — развязывающий элемент, передающий сигнал от внешнего устройства к устройству сопряжения, б — развязывающей элемент, передающий сигнал от ус1ройства сопряжения к внешнему устройству.

Шифратор 9 служит для формирования кода адреса вектора прерывания.

Регистр 10 прерывания предназначен для записи сигнала запроса прерывания.

Триггер 11 направления обмена предназначен для записи сигнала, определяющего направление обмена информацией при обмене данными с использованием программных средств.

Генератор 12 вырабатывает тактовые импульсы. Элемент И 13 обеспечивает прохождение импульсов с генератора 12 в сдвигающий регистр 14, служащий для формирования сигналов "Чтение", "Сброс", "Запись", "Конец обмена", при наличии на шине 22 разрешающего сигнала, вырабатываемого ЦВМ 7.Элементы И 15, 16, 4 обеспечивают прохождение во внешнее устройство через блок 6 сигналов "Чтение", "Сброс", "Запись", вырабатываемых регистром 14 в соответствии с состоянием триггера 11, определяющим направление обмена.

Триггер 17 заявки НД служит для формирования сигнала запроса НД к каналу. Триггер 18 НД вырабатывает сигнал, подтверждающий прием разрешения передачи канала и запрещающий удовлетворение других запросов канала. Триггер 19 направления обмена при НД определяет направление обмена информацией в режиме непосредственного доступа.

Устройство работает следующим образом.

Устройство обеспечивает два режима работы: †. режим обмена данными между внешним устройством и вычислительной машиной с использованием программных средств и режим непосредственного доступа.

При необходимости связи с ЦВМ, которая в настоящий момент выполня1211743

1О

20

55 ет самостоятельную задачу или находится на фоновой программе Ожидание,, внешнее устройство по одной .из шин запроса прерывания через блок 6 выдает сигнал в регистр 10, каждый триггер которого соединен с одной из шин 24, и определяет уровень приоритета данного запроса.

Одновременно сигнал запроса пос. тупает на входы шифратора 9, который формирует адрес вектора прерывания. Сформированный адрес вектора поступает на входы регистра 3 ихранится в нем до момента считывания его ЦВМ 7.

ЦВМ 7, получив сигнал из регистра 10 по одной из шин 24, производит оценку уровня приоритета выполняемой программы. Если приоритет запроса оказывается выше, ЦВМ 7 прекращает выполнение текущей программы и выдает в устройство по шине 25 сигнал, сбрасывающий регистр 10 и разрешающий прохождение адреса вектора прерывания с регистра 3 по шине 36 в ЦВМ 7.

Получив начальный адрес новой программы, ЦВМ 7 переходит на ее выполнение. Если приоритет текущей программы выше приоритета сигнала прерывания, ЦВМ 7 его игнорирует до момента окончания выполнения программы.

Таким образом, внешнее устройство 8 может активно вмешаться в ход выполнения программы и задавать режимы обмена данными.. При необходимости записи информа.ции в один из абонентов внешнего

I устройства 8 в процессе выполнения запрошенной программы ЦВМ 7 по адресным шинам 26 вьщает в блок 2 адрес данного абонента, по шинам 35 данных передает в регистр 1 информацию, которую необходимо записать в выбранный абонент, и устанавливает триггер 11 в состояние, разрешающее прохождение сигналов "Сброс", и

"Запись" во внешнее устройство 8.

Затем по шине 22 канала ЦВМ 7 подает на вход элеменга И 13 сигнал, разрешающий начало работы сдвигающего регистра 14. По мере поступления импульсов с генератора 12 на вход сдвигающего регистра 14 вырабатываются последовательно сигналы

"Чтение", "Сброс", "Запись" и "Конец обмена", последний из которых

45 по шине 23 поступает в ЦВМ 7 и сообщает об окончании процесса записи.

В режиме чтения информации из внешнего устройства 8 ЦВМ 7 по адресным шинам 26 вьщает в блок 2 адрес абонента внешнего устройства 8 и по шине 0 устанавливает триггер 11 в состояние, разрешающее прохождение во внешнее устройство 8 только сигнала "Чтение". Затем по шине 22

ЦВМ 7 подает на входы элемента И 13 сигнал, разрешающий начало работы сдвигающего регистра 14, на выходах которого по мере поступления импульсов с генератора 12 формируются сигналы "Чтение", "Сброс", "Запись"и

1I 11

Конец обмена, а во внешнее устройство 8 разрешает прохождение только сигнала "Чтение", по которому производится чтение информации с абонента внешнего устройства 8 и запись в регистр 1, с которого информация считывается в ЦВМ 7. Сигнал

"Конец обмена", поступающий в ЦВМ 7, сообщает об окончании обмена, при этом снимается сигнал со входа элемента И 13, поступающий с ЦВМ 7.

Таким образом, данный режим обмена реализуется с помощью программных средств.

Устройство обеспечивает совместную работу ЦВМ 7 и внешнего устройства 8 в режиме НД. При необходимости обмена в. режиме НД внешнее устройство 8 через блок 6 взводит триггер 17.

На выходе триггера 17 вырабатывается сигнал запроса непосредственного доступа к каналу, поступающий по шине 28 в ЦВМ 7, которая, приняв запрос,освобождает канал, независимо от приоритета выполняемой программы, и выдает на шину 29 сигнал разрешения НД к каналу, сбрасывающий триггер 17 и устанавливающий триггер 18, с выхода которого по шине 30 выдается сигнал, подтверждающий прием разрешения передачи канала и запрещающий удовлетворение других запросов канала.

При необходимости записи большого массива информации из ЗУ внешнего устройства 8 в ОЗУ ЦВМ 7 внешнее устройство 8 через блок 6 устанавливает триггер 19 направления обмена при

НД в состояние, подготавливающее ЦВМ 7 к режиму записи данных в ОЗУ ЦВМ 7.

Далее внешнее устройство 8 выдает в блок 2 через блок 6 адрес ячейки ОЗУ

ЦВМ 7 и записывает в регистр 1 ин5 12 формацию, которую необходимо передать по данному адресу. Затем внешнее устройство 8 через блок 6 выдает по шине 33 сигнал "Синхронизация активного устройства", по которому

ЦВМ 7 осуществляет запись содержимо.го регистра 1 связи в ячейку ОЗУ

ЦВМ 7, адрес которой был указан в блоке 2.

По окончании цикла записи ЦВИ 7 выдает по шине 34 сигнал синхронизации пассивного устрОйства, поступающий на девятый вход устройства.Получив данный сигнал, внешнее устройство 8 модифицирует адрес ячейки ОЗУ

ЦВИ 7 в блоке 2, записывает новые данные в регистр 1, снова выдает сигнал синхронизации активного устройства и т.д. После записи achro иассива информации в ОЗУ ЦВИ 7 внешнее .устройство 8 осуществляет сброс триггера 18, тем самым сообщая ЦВИ 7 об окончании режима обмена. ЦВИ 7 переходит на выполнение прерванной программы.

При необходимости чтения большого массива информации из ОЗУ ЦВИ 7 в ЗУ внешнего устройства 8 последнее устанавливает триггер 19 в состояние, подготавливающее ЦВИ 7 к режиму чтения информации из ОЗУ, записывает в

11743 d блок 2 адрес ячейки ОЗУ ЦВМ 7, с которой будет производиться чтение информации, и по шине 33 выдает сигнал .синхронизации активного устройства.

> ЦВИ 7 записывает содержимое указан- ной в блок 2 ячейки в регистр 1 и выдает по шине 34 сигнал синхронизации пассивного устройства, по которому внешнее устройство 8 считывает

10 данные с регистра 1 в свое ЗУ, затем модифицирует адрес ячейки в блоке 2 и в снова выдает на шине 33 сигнал синхронизация активного устройства и т.д. Процесс продолжается до

1S приема всего массива информации в ЗУ внешнего устройства 8, после чего внешнее устройство 8 сбрасывает триггер 18, тем самым сообщая UBM 7 об окончании режима обмена. После этого

2о ЦВИ переходит на выполнение прерванной программы.

Таким образом, предлагаемое устройство сопряжения в сравнении с прототипом обеспечивает повышение

25 пропускной способности за счет реализации режима непосредственного доступа, что позволяет производить по инициативе внешнего устройства высокоскоростной обмен большими массивами информации без использования программных средств ЦВМ.

1211743

Выход окешнего устойспЯа 8xn3 Вкеинего устрой стра дха7 &ма дыхоо Аоюа оакия аФаюия. выход олона сотасо5ания Вход блана согласооакия а. Ю

Фиг 2

Составитель В.Вертлиб

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Микеш Корректор >-Вутяга

Заказ 642/54 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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