Устройство адресации для канала прямого доступа к памяти

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в мини-ЭВМ и специальных системах обработки информации, в частности в локальных вычислительных сетях с высокой скоростью передачи информации, Целью изобретения является повыше - ние производительности устройства. С зтой целью в устройство, содержащее счетчик старших разрядов адреса, счетчик младших разрядов адреса, триггер, регистр начального адреса и блок синхронизации,введены блок памяти свободных страниц, мультиплексор , регистр номера страницы и cybiMaTop по модулю два. I з.п. ф-лы. 3 ип. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН

Vu 4 G 06 F 9/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3939523/24-24 (22) 26.07 ° 85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Институт электроники и вычислительной техники АН ЛатвССР (72) А.В.Самченко, И.M.Òèìoôååâ и Л.А.Стебунова (53) 681.325(088.8) (56) Устройство внешней памяти на магнитных дисках СМ 5402.04: Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2 б.060.009-04ТО.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1005052, кл. G 06 F 9/36, 1982..(54) УСТРОЙСТВО АДРЕСАЦИИ ДЛЯ КАНАЛА ПРЯМОГО ДОСТУПА К ПАМЯТИ

ВЦ 12Я763 А1 (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть испольэовано в мини-3BN и специальных системах обработки информации, в частности в локальных вычислительных сетях с высокой скоростью передачи информации.

Целью изобретения является повышение производительности устройства.

С этой целью в vcTpoHcTBO> содержащее счетчик старших разрядов адреса, счетчик младших разрядов адреса, триггер, регистр начального адреса и блок синхронизации,введены блок памяти свободных страниц, мультиплексор, регистр номера страницы и сумматор по модулю два. 1 з.п. ф-лы.

1283763

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в мини-ЭВМ и специаль— ных системах обработки информации, в частности в локальных вычислительных сетях с высокой скоростью пере- дачи инйормации.

Цель изобретения — повышение про— изводительности устройства и системы в целом путем обеспечения перезагрузки устройства в процессе работы, а также автоматической инициализации устройства при включении питания или по сигналу сброса.

На фиг.1 представлена структур" ная схема устройства;,на фиг.2 функциональная схема блока управления; на фиг.3 †. временная диаграмма работы блока управления.

Устройство содержит счетчик 1 старших разрядов адреса, счетчик 2 ,младших разрядов адреса, регистр 3 начального адреса, мультиплексор 4, блок 5 памяти свободных страниц, 25 блок 6 управления, триггер 7, регистр 8 номера страницы, сумматор 9

„по модулю два, адресный выход 10, группу информационных входов 11, выход 12 сопровождения адреса и . тактовый вход 13, Первый выход блока 6 управления соединен со счетным входом счетчика 1 старших разрядов адреса, второй выход блока 6 — со счетным входом счетчика 2. Выход триггера 7 соединен с первым входом пуска блока 6, информационный выход блока 5 памяти свободных страниц соединен с вторым входом пуска блока б, информационный вход блока 5 соединен 0 с третьим, а вход записи чтения — с четвертым выходами блока 6. Адресный вход блока 5 соединен с выходом мультиплексора 4, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока

6. Первый информационный вход мультиплексора 4 подключен к выходу счетчика 1, а второй — к первому ин-. формационному выходу регистра 8, второй информационный выход которого соединен с третьим входом пуска блока 6, а синхровход — с шестым выходом блока 6. Выход регистра 3 начального адреса подсоединен к информационному входу счетчика 2, выход переполнения которого связан с входом сброса триггера 7, а седьмой выход блока

6 соединен с входом установки триггера 7. Выход сумматора 9 подключен к четвертому входу пуска блока б. Информационный вход регистра 8 и вход сумматора 9 является руппой информационных входоя II устройства, а тактовый вход блока б соединен с тактовым входом 13 устройства (набором сигналов устройству от потребителя источника информации). Информационные выходы счетчика I и счетчика 2 являются адресным выходом 10 устройства, а восьмой выход блока б выход переполнения счетчика 2 и выход триггера 7 — выходом 12 сопровождения устройства (набором сигналов от устройства к потребителю — источнику информации).

В качестве счетчика 1 старших разрядов и счетчика 2 младших разрядов адреса может быть использован любой двоичный счетчик, например äâîичные счетчики К155ИЕ7, К555ИЕ7. В качестве выхода. переполнения счетчи— ка 2 младших разрядов адреса используется старший информационный разряд.

В качестве регистра 3 начального адреса может быть использован узел, позволяющий задавать произвольный двоичный код, например набор тумблеров, переключателей. В качестве мультиплексора 4 применяют любой мультиплексор (2 на 1), например мультиплексоры К531КП11, К555КПII. В качестве блока 5 памяти свободных страниц может быть использован любой блок памяти с однобитовой организацией, имеющей управляющmr вход записи-чтения, например К155РУ7, К541РУI. В качестве регистра 8 номера страницы может быть применен любой регистр, имеющий второй выход, указывающий, что в регистр записана информация, например регистр

К589ИР12. В качестве сумматора 9 может быть использована любая схема контроля по четности, например

К531ИП5.

Блок 6 управления содержит триггеры 14-17, одновибраторы 18-19, счетчик 20, элементы И-НЕ 21-28, элементы И 29-33, первый 34, второй 35, третий 36 и четвертый 37 входы пуска, первый 38» — 38, второй 39<- 39, третий 40, четвертый

41, пятый 42, шестой 43r — 43< и седьмой 44 выходы. Восьмой выход блока б обозначен позицией 12,, тактовый вход блока б является тактовым входом 13 (13 - 1Зу) устройства.

1283763

Устройство работает следующим образом.

Память, адресуемая устройству, логически разделена на страницы.

Счетчик 1 служит для хранения кода номера страницы, а счетчик 2 — кода адреса внутри страницы. Можно выделить 5 режимов работы устройства.

При включении питания по внешнему сигналу сброса, поступающему по 10 тактовому входу блока 6 (l-й режим работы устройства), блок 6 вырабатывает на четвертом выходе последова,тельность сигналов записи, поступающую на вход записи-чтения блока 5.

При этом на третьем выходе блока 6 вырабатывается "0", поступающий на информационный вход блока 5, т.е. во все ячейки блока 5 записываются

"0". Счетчик 1 сигналом, вырабаты- 0 ваемым на первом выходе блока 6, сбрасывается в"0",а в счетчик 2 из регистра 3 по сигналу, вырабатываемому на втором выходе блока 6, . заносится код начального адреса внутри страницы. На седьмом выходе блока 6 формируется сигнал установки в единичное состояние триггера 7, сигнал с выхода которого является управляющим сигналом на выходе 12 устройства и означает, что устройст1 во готово к работе в режиме обслуживания.

В режиме обслуживания (2-й режим работы устройства) по заднему фронту 35 сигнала запроса, поступающего на тактовый вход блока 6 (вход 13), блок 6 формирует сигнал модификации (увеличения на единицу) содержимого счетчика 2, по которому к "0 содержимому счетчика 2 прибавляется единица. В результате этой процедуры в счетчик 1 и счетчик 2 заносится следующий адрес формируемой после.довательности адресов. Работа в 45 этом режиме продолжается до перепол:нения счетчика 2.

При переполнении счетчика 2 устройство переходит в 3-й режим работы — режим маркировки заполненной страницы в блоке 5. Сигнал переполнения с выхода 12 счетчика 2 (в качестве этого выхода используется старший информационный разряд счетчика) сбрасывает в "0" триггер 7.

Блок 6 формирует на 5-м выходе управ-. ляющий сигнал, по которому через муль типлексор 4 на адресный вход блока 5 поступает код номера страницы со счетчика 1, а на четвертом выходе блока 6 формируется сигнал записи "!" поступаюшей на информационный вход блока 5 с третьего выхода блока 6.

Таким образом в блок 5 по адресу, содержащемуся в счетчике !, записывается "!", т.е. страница помечается как занятая.

Затем осуществляется поиск свободной страницы адресуемой памяти (4-й режим работы устройства) в блоке 5.

По сигналам с выхода блока 6 просматривается блок 5 по адресу, код которого подается через мультиплексор 4 с выхода счетчика 1 на адресный вход блока 5. Если страница занята, блок

6 прибавляет единицу к содержимому счетчику 1 и вновь производится чтение ячейки блока 5 по новому адресу.

Зта процедура заканчивается при нахождении ячейки блока 5, содержащей нуль, т.е. при нахождении свободной страницы. При этом код адреса свободной страницы содержится в счетчике 1, Плок 6 вырабатывает сигнал установки триггера 7. Выход триггера 7 является выходом 12 сопровождения, наличие сигнала на котором означает, что устройство готово к формированию новой последовательности адресов.

Пятый режим служит для освобождения какой-либо страницы адресуемой памяти. При этом через информационный вход 11 устройства в регистр 8 заносится код адреса освободившейся страницы. Загрузка регистра 8 вызывает появление на его втором выходе сигнала, поступающего на третий вход пуска блока 6. Получив этот сигнал, блок 6 вырабатывает на пятом выходе сигнал. по которому на адресный вход блока 5 через мультиплексор 4 поступает код номера освобождаемой страницы из регистра 8. На вход записичтения блока 5 с четвертого выхода блока 6 поступает сигнал записи, / а на информационный вход блока 5 сигнал "0" с третьего выхода блока 6.

Таким образом, в блок 5 осуществляется запись "0" по адресу, код которого содержится в регистре 8, т.е. страница помечается как свободная.

Блок 6 управления работает следующим образом, Цикл работы блока в 1 ì, З-м, 4-и и 5-м режимах жестко связан с циклом работы счетчика

20, на счетный вход которого постоянно поступают («мпул« сы синхрасерип по входу !3, (фиг.2). По каждому (.и((— хроимпульсу содержимое счетчика 20 увеличинается на единицу. Модуль счетчика 20 равен 4, т.е. содержи— мое счетчика меняется от О <о 4 и затем цикл счета повторяется

В первом режиме работы устройства (режиме сброса) по сигналу сброса, поступающему на вход 13 блока 6, зазапускается однонибратор 18 (момент 1, фиг.3). Импульс отрицательной полярности с выхода одновибратора 18 сбрасывает н исходное состояние триггеры 14 — 16 и блок 6 отрабатывает цикл записи 0" в блок

5 по адресу, код которого соцержит= ся н счетчике f. При этом импульс отрицательной полярности с выхоца однавибратора 18 поступает на вход элементов 2" и 32. На выходе элемен †. та 32 формируется сигнал с ньглода

39, занесения в счетчик 2 кода адреса из регистра 3. Сигнал "1" с выхода элемента 22 поступает на вход элемента 25. Так как триггер 14 н "О", на выходе 42 блока 6, соединенном с управляющим входом мультиплексора 4, формируется сигнал "О" и код, содержащийся н счетчике 1, через мультиплексор 4 поступает на адресные входы блока 5. На входе 40 блока 6, соединенном с информационным входом блока 5, элементом 31 формируется сигнал "0", так как на вход элемента 31 с выхода !6 триггера поступает "О". Счетчик 20 считает синхроимпульсы, поступающие по нходу 13 блока 6, и в тот момент, когда в счетчике 20 (момент tz,(1»èã.3), содержится двоичный код числа 3 (011) на выходе 41 блока элементом 25 формируется сигнал "О", являющийся сигналом записи-чтения блока 5. По сигналу на выходе 41 блока 6 в блок 5 записывается "О", формирующийся на выходе 40 блока 6 элементом 31 по адресу, паступа«ощему со счетчика через мультиплексор 4 на адресный вход блока 5. В момент (момент t>, фиг.3), когда содержи— мое счетчика становится равным 4 (100), на вход элемента 27 с третьего информационного выхода счетчика 20 поступает сигнал "1". На вто— ром входе элемента 77 соединенном с выходом элемента 24, также формируется сигнал "1"„ так как на вход (О

il5

2д

25 !Q !»

:»."! ("(он (» 2 I (. !»! ((l (l «» (1. ((»о !» (»б р;» т(» ра ! 8 по(тупя(т;("п(ул(эс о («»è! (л (»» ь ной полярности . Таким o ) разом ((а «»ыходе

38, соединенном с выходом э (e((e((та 27, формирует«ся сигнал "О". I!o

"0" на «» (xo«»,(38z, «(o (op(,(É нляется упранляющим сигналом для счетчика 1, к содержимому счетчика

1 прибанляется единица. Счетчик 20 блока 6, досчитав до 4 (!ОО), сбрасывается н "О" (момент t, фиг.3), и процедура записи "0" н блок 5 повторяется, только О теперь записывается па новому адресу, код которого содержится н счетчике 1. Количество циклов записи "О" н блок 5 зависит от длительности импульса, вырабатываемого однонибратором 18. Ллительность импульса нырабать(нается такой, чтобы обеспечить обнуление всех ячее« 5. По концу отрицательного импульса, вырабатываемого одновибратором 18, запускается одновибратор

19 (момент t, фиг.3), который формирует короткий положительный импульс на выходе 38„, сбрасывающий счетчик 1 в "О". Таким образом по окончании процедуры сброса все ячейки блока 5 и разряды счетчика 1 содержат "О", а счетчик 2 — код, заданный н регистре 3.

Во втором режиме режиме обслуживания по входу 13 в блок 6 поступает сигнал запроса и на выходе элемента 28, который сбединен с выходом

39z блока 6, формируется сигнал модификапии счетчика 2 отрицательной полярности. Сигнал модификации счетчика 2 формируется только при наличии сигнала на вы-ходе 34. Это означает, что в адресуемой памяти имеется свободная страниВ третьем режиме работы устройства (режиме завершения записи) н олок 6 по входу 13 поступает сигнал завершения записи, который устанавливает в единичное состояние триг— гер !5. В конце очередного цикла работы счетчика 20 (когда содержимое счетчика 20 становится равным 4) сигнал с третьего информационного выхода счетчика 20, поступающий на синхровход триггера 16, устанавливает триггер 16 в единичное состояние, чта приводит к появлению на выходе элемента. 31 и выходе 40 алака 6 "1", т.е. на информационный вход блока 5! . 8 3 <63

lI««<:tt:«. < . !,1 <

31 поступают "1", так как триггер 14 сброшен, а триггер 15 установлен в единичное состояние. На выходе элемента 31, соединенном с выходом 40 fp блока 6 и информационным входом блока 5, формируется "1".

Логическая единица с выхода элемента 31 поступает на вход элемента 30. В тот момент, когда на первом !5 информационном выходе счетчика 20 появится "1", на выходе элемента

30 формируется сигнал установки триг-. гера 15 в нулевое состояние по синхроводу. На выходе элемента 22, один 20 из входов которого является инверсным выходом триггера 16, формируется

"1", поступающая на вход элемента

25, на выходе которого, так же как и в первом режиме работы, формируется 25 сигнал записи в блок 5 на выходе

41 блока, т.е. страница с адресом, код которого содержится в счетчике

1, помечается в блоке 5 как занятая.

В четвертом режиме работы устрой- 30 ства (режиме поиска свободной страницы адресуемой памяти) на вход 35 блока 6 поступает "1", означающая, что страница с номером, код которой содержится в счетчике 1, занята. Через элементы 23 и 24 "1" поступает на вход элемента 27. В тот момент, когда содержимое счетчика 20 становится равным 4 (100), на выходе элемента 27 по выходу 38 формирует- gp ся сигнал модификации (увеличения на единицу) содержимого счетчика 1 и происходит чтение ячейки блока 5 по новому адресу. Эта процедура продолжается до тех пор, пока на входе 35 не появится "0", т.е. очередная проверяемая страница окажется свободной. Сигнал "0" поступает на вход элемента 26, на входе которого с выхода 44 блока 6 формируется сигнал установки триггера 7 устройства. При этом в счетчике 1 содержится код адреса найденной свободной страницы.

В пятом режиме работы устройства (освобождение занятой страницы адресуемой памяти) при занесении в регистр 8 кода номера освободившейся страницы на входе 36 блока 6 появляется "1", поступающая на информационный вход триггера 14, который сигналом со счетчика 20, поступающим на синхровод, устанавливается в единичное состояние. Сигнал

"1" с выхода триггера 14 поступает на выход 42 блока 6, соединенный с управляющим входом мультиплексора 4, и код адреса и страницы иэ регистра

8 через мультиплексор 4 подается на адресный вход блока 5. Далее блок 6 производит запись 0" в ячейку блока 5, так же как и в первом режиме работы устройства. Сигнал "1" с выхо; да триггера 14 поступает с инверсией через элемент 21 на вход элемента

29, на выходе которого формируется сигнал сброса регистра 8 устройства на выходе 43 блока 6. Если при занесении в регистр 8 произошла ошибка (код номера страницы содержит неверный контрольный бит ) на входе 37 блока 6 появляется

"0", поступающий на вход элемента 33, и сигнал записи в регистр 8 кода номера страницы, поступающий по входу 13, не выдается на выход 43 блока 6. Сигнал ошибки с входа 37 поступает на информационньп вход триггера 17, а сигнал записи в регистр 8 — со входа 13 на синхровоход триггера 17. Таким образом, в случае возникновений ошибки на инверсном выходе триггера 17 появляется сигнал ошибки, выдаваемый с выхода 12,. Сигнал ошибки, выдаваемый с выхода 12, сбрасывается внешним управляющим сигналом, поступающим на вход 136 и далее на вход установки триггера 17.

Таким образом, за счет автоматической перезагрузки устройства в процессе работы, а также автоматической инициализации устройства при включении питания по сигналу сброса устройство постоянно находится в состоянии готовности. Это позволяет использовать его в локальных вычислительных сетях с высокой скоростью передачи информации. устрой-. ство обеспечивает прием последовательности кадров информации, поступающих с малыми промежутками времени (порядка нескольких микросекунд) между кадрами. При высоких интенсивностях входного потока информационных кадров повьппается производительность системы.

1283763

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

1. Устройство адресации для канала прямого доступа к памяти, содержащее счетчик старших разрядов адреса,счетчик младших разрядов адреса триг" åð,,регистр начального адреса и блок управления, первый вход пуска которого соединен с выходом триггера, вход сброса триггера подключен к выходу переполнения счетчи1О ка младших разрядов адреса, информационный вход которого соединен с выходом регистра начального адреса, первый и второй выходы блока управления подключены соответственнс к счетном:.- входу счетчика старших разрядов адреса и счетному входу счетчика младших разряцов адреса, информационные выходы счетчиков старших и младших разрядов адреса 2О являются адресным выходом устройства, а выход переполнения счетчика младших разрядов адреса является выходом сопровождения адреса устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, оно содержит блок памяти свободных страниц, мультиплексор, регистр номера страницы и сумматор по модулю два., вход.

Яю

KoTopol" и информационный вход регистра номера страницы объединены и соединены с группой информационных входов устройства, адресный вход, информационный вход, вход записи— чтения и выход блока памяти свободных страниц подключены соответствеH но к выходу мультиплексора, третьему и четвертому выходам и второму входу пуска блока управления, управ- 46 ляющий вход, первый и второй информационные входы мультиплексора соединены соответственно с пятым выходом блока управления, информацион ным выходом счетчика с".àðøèõ разрядов 45 адреса и первым информационным выходом регистра номера страни цы, синхровход и второй информационный выход которого подключены соответственно к шестому выходу и третьему входу пуска блока управления, четвертый вход пуска, тактовый вход, седьмой и восьмой выходы блока управления соединены соответственно с выходом сумматора по модулю два, 55 тактовым входом устройства, входом установки триггера и выходом сопровождения адреса устроиства, который соединен также с выходом триггера.

2. Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит счетчик, четыре триггера, два одновибратора, восемь элементов И-HE и пять элементов И, при этом вход и инверсный выход первого одновибратора соединены соответственно с тактовым входом блока и входами сброса первого, второго и третьего триггеров, информационные входы первого, второго и третьего триггеров подключены соответственно к третьему входу пуска блока, шине нулевого потенциала и выходу второго триггера, прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и пятым выходом блока, инверсный выход первого триггера подключен к первым входам второго и третьего элементов И-НЕ, первый и второй входы четвертого элемента И-НЕ соединены соответственно с выходом третьего элемента И-HE и инверсным выходом первого одновибратора, выход второго элемента И-НЕ подключен к первым входам пятого и шестого элементов И-НЕ, первый вход и выход седьмого элемента И-НЕ соединены соответственно с выходом четвертого элемента И-НЕ и первым выходом блока, первый и второй входы и выход восьмого элемента И-НЕ подключены соответственно к тактовому входу, первому входу пуска и второму выходу блока, первый и второй входы и выход первого элемента И соединены соответственно с выходом первого элемента И-НЕ, инверсным выходом.первого одновибратора и шестым выходом блока, первый и второй входы и выход второго элемента И подключены соответственно к выходу третьего элемента И, первому выходу счетчика и синхровходу второго триггера, вход установки которого соединен с тактовым входом блока, второй и третий входы пятого элемента И-HE подключены соответственно к первому и второму выходам счетчика, счетный вход которого соединен с тактовым входом блока, третий выход счетчика подключен к входу сброса счетчика, синхровходам первого и третьего триггеров и вторым входам шестого и седьмого элементов

И-НЕ, первый и второй входы и выход третьего элемента И соединены соответственно с инверсным выходом первого триггера, прямьм выходом третьего

1 2837 63

12 триггера и третьим выходом блока, инверсный выход третьего триггера подключен к вторым входам второго и третьего элементов И-НЕ, третьи входы которых соединены соответственно с инверсным выходом первого одновибратора и вторым входом пуска блока, выход пятого элемента И-НЕ подключен к второму входу первого элемента И-НЕ и четвертому выходу блока, третий вход и выход шестого элемента И-НЕ соединены соответственно с вторым входом пуска и седьмым выходом блока, первый, второй и третий входы и выход четвертого элемента И подключены соответственно к тактовому входу блока, инверсному выходу первого одновибратора и второму выходу

1 блока, вход и выход второго одновибратора соединены соответственно с инверсным выходом первого одновибратора и первым выходом блока, пер-. вый и второй входы и выход пятого элемента И подключены соответственна к тактовому входу, четвертому входу

10 пуска и шестому выходу блока, вход.

-установки и синхровход четвертого триггера соединены с тактовым входом блока, а информационный вход и ин-, версный выход четвертого триггера

15 подключены. соответственно к четвертомувходу пуска и восьмомувыходу блока.! 283163

М

Я

Я

Ч

М

Oft

Составитель Г.Виталиев

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор H.Áóòÿãà

Заказ 7442/47 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,4