Устройство для сопряжения внешних устройств с магистралью эвм

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для электрического и алгоритмического согласования микроЭВМ с периферийными устройствами. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат устройства. Устройство содержит два блока усиления, два блока дешифрации, буферный регистр, две группы элементов И, первый блок регистров ввода-вывода и группу блоков регистров ввода-вывода. Устройство позволяет организовать дополнительные сигналы управления периферийными устройствами или сигналы дополнительных состояний и стробов, или дополнительные данные периферийных устройств, доступные по чтению, записи или по записи и чтению со стороны микроЭВМ. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (50 4 С 06 Р 13/20:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4262080/24-24 (22) 1 5. 06,87 (46) 07.12.89. Бюл. )) 45 (71) Областное производственное объеII динение горэлектротранспорта Донецкгорэлектротранс" (72) А,К. Злачевский, (53) 68).325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1282148, кл. G 06 Р 13/20, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1451709, кл. G 06 Р 13/20, 08.06.87. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ,С МАГИСТРАЛЬЮ ЭВМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для электрического и алИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для электрического и алгоритмического согласования микроЭВМ, имеющих магистральный параллельный интерфейс МПИ (" Электроника-60", ДВК), с периферийными устройствами ввода-вывода, имеющими другие интерфейсы.

Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат устройства, требуемых при подключении к ЭВМ разнообразных периферийных устройств, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема нторога блока дешифрации, групп элементов И и одного иэ блоков регистров вводанынода; на фиг. 3 — схема программнодоступных разрядов регистров; иа

2 горитмического согласования микроЭВМ с периферийными устройствами. Цель изобретения — сокращение аппаратурных затрат устройства. Устройство содержит дна блока усиления, дна блока дешифрации, буферный регистр, две группы элементов И, первый блок регистров ннода-вывода и группу блоков регистров ввода-вывода. Устройство позволяет организовать дополнительные сигналы управления периферийными устройствами или сигналы дополнительных состояний и стробон, или дополнительные данные периферийных устройств, доступные по чтению, записи или по записи и чтению со стороны микроЭВМ.

4 ил. фиг. 4 — временная диаграмма работы устройства, У тройстно содержит первый 1 и второй 2 блоки усиления, первый блок

3 дешифрации, буферный регистр 4, второй блок 5 дешифрации, элементы

И 6 и 7 первой и второй групп, первый блок 8, регистров ввода-вывода, группа блоков 8 -8:„ регистров ввода-вывода, Кроме того, показаны внутренние связи входов и выходов (линий)

9-29 устройства, Блок 3 может быть выполнен на

БИС 1801ВП1-033, а блок 4 — на БИС

180)BII)-034.

Блок 5 дешифрации, группы элементов И 6 и 7 и блоки 8 регистров содержат (фиг, 2), например, триг1 э27639

20

30

45

5 Г

„5 геры 30-32, элементы И-НЕ 33-36, элемент ИЛ11-НЕ 37 и элемент НЕ 38.

УсTpof с. тBA работает следующим образом °

Устрсйс но через блок 1 подключается к магистрали ЭВМ (интерфейсу

МПИ), а через блок 2 — к периферийным внешч»м устройствам ввода-вывода.

По команде ЭВМ »о одной из ли»ий поступает сиг»ал сброса, по кс орому на л»нии <6 формируется импульс началъ»ой уста»онк» блокон 4 » 8, Блоки

4 и 8 находятся в исходном состоянии, при этом сигналы на их вьходах пассив»к. и не оказывают влияния »а работу обоих интерфейсон ° В таком сост.1янии устройство находится по тех пор, и. ка нет обращения ЭВМ к регистрам устройства.

ЭВМ обслуживает устройства ввода и вывода, обращаясь к регистрам состояния (РС) и регистрам данных (РД) устройства. Каждый из регистров PC и РД имеет свой адрес в адресном пространстве ЭВМ, формат и структуру програщмно-доступных разрядов. An— паратно РС находятся внутри блока 3, а РД вЂ” внутри регистра 4. Для гростоты рассмотрим работу устройства »ри обслужинаггии ЭВМ лишь устройс гна ввода » как орг. .низуется дополните.:ьный программный доступ к РС, закреnneHHOму за этим 1: тройством ввода, л»ш по записи, а дополнительный программный доступ к РД, закрепленному за этим устройством ввода, лишь пс чтению.

ЭВМ, обслужиная устройство ннод4, вначале обраг,,ается к РС в цикле

"Ввод" (фиг. 4) . При этом в адресно и части цикла м»крсЭВМ выставляет на шин адреса-данин х интерфейса адрес

РС, закрепленный эа этим устройством ввода, стробируя его фронтом с: нхроимпулъс з адреса, посылаемым по шине управления сбменом интерфейса МПИ, с

По линиям 9 этот адрес поступает на вход блока : и на входы блока 5. По фронту с»нхроимпульса адреса, »остуnarrmего по линиям 11 и 23, блок 3 распознает адрес устройства и дает разрешен»е регистру РС, находящ;..муся внутри блока 3, блок 5 в это же время распознает адрес, зашифрованный младшими разрядами и поступающий на его входы 20-22, и на одном из выходов, допустим, 26, активирует сигнал разрешения, поступающий на вход элемен"а И 61. Эти разрешения активны в течеггие всего цикла Ввод, пока активен синхроимпульс адрес» на входе 23, По окончании адресгн;Й части цикла

",Ввод" ЭВМ посылает синхроимпульс ввода. C выхода блока 1 этот синхроимпульс поступает по линиям ll и 25, Блок 3 гго синхроим»ульсу ввода подключае выходы программно-доступных по чтению разрядов РС к »иниям 9 и одновременно вырабатывает си»хроимпульс этнета на выходе 14, ЭВМ считывает данные из PC о состоянии устройства ввода. Си=налы на выходах 28 и 29 элементов И 6 и 7 в этот момент пассинны, так как ни»а одном из ни:с не .эьпн лняется условие совпадения. Блоки находятся н исходном состоянии и не оказывают влия1гия на работу устройс тва, Цикл "Ввод ЭВМ заканчивает, снимая синхроимпульс ввода и синхроимпульс адреса. Блок 3 снимает синхроимпульс ответа на выходе 14.

Проанализировав принятые из PC данные о состоянии устройства ввода, 3ВМ н случае, если устройство ввода готоно к работе и нет ошибки в его ссстоянии, обращается к FC н цикле

"Вывод, При этом н адресной части цикла ЭВМ выставляет I a шине адресаданных интерфейса адрес PC стробируя el o фронтом синхроимпульса адреса. В этой, адресной, части цикла

"Вывод все процессы идентичны описанным для цикла Ввод, На выходе

26< блока 5 активен н течение всего цикла сигнал разрешения, По окончании адресной чañòè этого

UHKna 3BM выставляет на шинах адреса-даннь1х даггные для аписи в программно-доступные по записи разряды

РС г сопровождая их синхроимпульсом в,.:вода. Блок 3, получив с.инхроимпульс вгю ода на входе 11, активирует на выходе 14 синхроимпульс ответа ° С ныхода 14 этот сигнал поступает на н:од блока I и на входы элементов

И 6 и 7. На выходе 28 элемента И 61 появляется активный сигнал, воздейстнующ»й на синхронизирующий вход блока 8< . На всех остальных управляющих входах блоков вывода 8 в этот момент пассивные сигналы, поэтому в данный момент работает только блок 8 и только »а за»ись. Происходит занесение основных данных записи в основной PC внутри блока 3 и дополнительных данных записи с линий 19. Эти дополни527639 6 полнительный сигнал управления вводом

It 11

Старт и дополнительный бит контроля по паритету данных ввода ПАР. На

5 фиг. 4 приведены временные диаграммы устройства ввода, изображенного на фиг. 2.

ЭВМ, обслуживая устройство ввода, вначале обращается к PC источника в цикле "Ввод" .(участок 1, фиг ° 4) .

При этом в адресной части цикла ЭВМ выставляет на шине адреса-данных интерфейса адрес РС, закрепленный за этим устройством ввода, допустим

"177550". Одновременно с адресом активируется сигнал ВУ (линии 11), свиде тельс тв ующий о том, что выставленный адрес принадлежит к области старших 4К адресов, которые в адресном

20 пространстве ЭВМ отведены под адреса периферийных устройств ° Через время, необходимое для окончании переходных процессов в канлле ЭВМ после выставления адреса, ЭВМ активирует

25 в линиях 11 и 23 синхроимпульс адреса СИА, По фронту этого сигнала срабатывают блоки 3 и 5. Блок 3 распознает адрес "177550" клк "свой" и эа5 1 тельйые данные являются дополнительными сигналами управления вводом и выводом (в данном примере только вво дом) и, поступая на вход 17 блока 2, позволяют расширить номенклатуру основных сигналов управления вводом и выводом, поступающих на вход 15 блока 2.

Дэлее ЭВМ ожидает какого-либо состояния устройства ввода, например готовности к вводу информации, анализируя -оответствующий разряд РС в циклах 11Ввод1 . Как только устройство ввода будет готово ввести данные, ЭВМ обращается по адресу РД, закрепленному за данным устройством ввода, в цикле Ввод . При этом микроЭВМ выставляет на шине адреса-данных в адресной части цикла адрес РД, стробируя его фронтом сиихроимпульса адреса, Срабатывают блоки 3 и 5, Блок 3 дает разрешение своему регистру РД, подготавливая ввод данных из него в ЭВМ, на выходе 26 блока 5 также появляется активный сигнал разрешения, поступающий на вход соответствующеro элемента И 7, Блок 3„ получив синхроимпульс ввода, вырабатывает на соответствующем выходе 15 сигнал управления вводом данных из РД, а также вырабатывает синхроимпульс ответа на выходе !4, Сигнал управления вводом с выхода

15 поступает на входы блоков 2 и 4.

По этому сигналу регистр 4 подключает основные данные ввода, которые поступают на его входы с выходов блока 2 и выдаются на линии 19 адресаданных. В этот же момент времени на выходе 29 соответствующего элемента

И 7 и на входе 29 соответствующего блока 8 появляется активный сигнал разрешения, и дополнительные данные ввода с выходов 8 блока 2 выдаются на линии 19 и 9 блока 1 ° Таким образом, одновременно с основными данными ввода ЭВМ считывает и дополнительные данные ввода, т,е. номенклатура данных ввода рлсши!ляется.

Устройство может быть реализовано (фиг, 2) с организацией дополнительного программного доступа по записи к нулевому разряду PC устройства ввода и дополнительного программного доступа по чтению к восьмому разряду

РД устройства вводы (блоки 3 и 4 с их связями не показаны)..С помощью такого устройства, организуется допоминает этот признак да окончания

30 текущего llèêëë "Ввод1 . Блок 5 в это же время распознает адрес, зашифрованный в дв ух мллппчгх раэ рядах и по— ступающий на em входы 21 и 22, как

"свой", и на ег.о выходе 26 активируется сигнал раз решения, поступающий на вход первого элемента И 6. Этот сигнал активен в течение всего цикла г

Ввод, пока ак тивен синхроимпульс адреса СИА, На выходе 27, блока 5

40 сигнал разрешения пассивен в течение всего рассматриваемого цикла .

По окончании адресной части цикла

Ввод ЭВМ посылает синхроимпульс ввода, лктивируя сигнал на линиях

45 11 и 25 "Ввод", Этот сигнал поступает на вход блокл 3 и нл вход элемента И 7. Блок 3 с злдержкой относительно начала сивилла Ввод11 подклю" чает выходы программно-доступных по чтению разрядов P(: источника к линиям

19 и с задержкой относительно начала сигнала "Ввод" вырабатывает синхроимпульс ответа на выходе 14.

ЭВМ считывает даннь1е из РС о состоя55 нии устройства вводл, сопровождаемые синхроимпульсом от; етл. Сигналы на выходах 28 и 29 элементов И 6 и 7 в этот момент пассивны, так как ни на одном иэ элементов И не выполня1527639 ется условие совпадения. Выходы блока 8 находятся в пассивном состоянии и не оказывают влияния на работу устройства. Цикл "Ввод" ЭВМ заканчивает,снимая синхроимпульс ввода.

Блок 3 после этого отключает выходы

40 программно-доступных по чтению разрядов РС от линий 19 и одновременно снимает синхроимпульс ответа на выходе 14, В ответ на снятие синхроимпульса ответа ЭВМ снимает сигнал СИА, что приводит к снятию сигнала разрешения на выходе 26 устройства, Цикл

"Ввод" окончен, 15

Проанализировав считанные из PC данные о состоянии устройства ввода, 3BN в случае, если устройство готово к работе и нет ошибки в его состоянии, обращается к РС в цикле "Вывод" (участок 2, фиг. 4). При этом в адресной части этого цикла ЭВМ выставляет на линиях 9 адрес PC "177550".

В этой, адресной, части цикла нВывод" все процессы идентичны описан- 25 ным для цикла "Ввод". На выходе 26 блока 5 активен в течение всего цикла "Вывод" сигнал разрешения, Сигнал на выходе 26 пассивен в течение все Z

ro рассматриваемого цикла, По окон- 30 чании адресной части цикла Вывод"

ЭВМ выставляет на линиях 9 данные для записи в PC (код 000001 — команда пСтарт на УВВ), сопровождая выводимые данные синхроимпульсои вывода, Блок 3, получив синхроимпульс вывода на соответствующем входе 11, активирует синхроимпульс ответа. С выхода 14 этот сигнал поступает на вход блока 1 и на входы элементов

И 6 и 7. На выходе элемента И 7 в рассматриваемом цикле — пассивный сигнал, поэтому в цикле "Вывод| на выходе 17 блока 8 активируется сигнал

Старт", а на выходе 19 блока 8 сиг- 45 нал пассивен, Происходит занесение основных данных записи в основной

PC (расположенный внутри блока 3) и дополнительных данных записи в блок 8. Цикл "Вывод" 3BN завершает снятием синхроимпульса вывода, затеи через ЭВМ снимает с линий 9 данные.

После снятия сигнала вывода блок 3 снимает синхроимпульс ответа на выходе 14, и сигнал на выходе элемента И 6 переходит в пассивное состояние. В ответ на снятие устройством синхроимпульса ответа ЭВМ снимает сигнал СИЛ. Это приводит к снятию сигнала разрешения на выходе 26 блока 5. Цикл "Вывод" окончен. Сигнал

"Старт" на выходе блока 8 включает, например, механизм протягивания, например, считывателя перфоленты, который снимает сигнал готовности, Возможны два режима работы ЭВМ с устройством: по опросу флага готовности и по прерываниям.

В режиме опроса флага готовности

ЭВМ непрерывно анализирует бит готовности РС в циклах "Ввод, Цо приходу строба CTP-И И, который поступает по линии 12 блока 2, сигнал "Старт" на выходе 17 блока 8 становится пассивным ° Взнодится бит готовности PC (внутри блока 3). Как только это происходит, ЭВМ обращается к РД источника в цикле "Ввод" (участок 3, фиг. 4).

При этом в адресной части цикла ЭВМ выставляет адрес РД 177552", сопровождая этот адрес выработкой сигналов ВУ и СИА, аналогично циклу

"Ввод" участка 1 (фиг. 4). На выходе 27, блока 5 активируется на время рассматриваемого цикла сигнал разрешения, поступающий на вход элемента И 7. Блок 3 после начала сигнала ввода вырабатывает на соответствующем выходе 15 строб управления вводом данных, а затем синхроимпульс ответа на выходе 14. Строб управления вводом поступает на соответствующий вход блока 2 (а оттуда на

УВВ) и на вход регистра 4. По этому стробу регистр 4 подключает основной

РД источника к линиям 19. В этот же момент времени на выходе элемента И 7 активируется сигнал разрешения„ и дополнительный бит паритета, поступающий с выхода 18 блока 2.(т,е. от УВВ), через элемент И-НЕ 34 передается в линии восьмого разряда линий 19 адреса-данных. Таким образом, вместе с основным байтом данных считывается и дополнительный бит паритетз. Завершение цикла — аналогично рассмотренному на участке 1 (фиг.4).

Режим работы по прерываниям отличается от рассмотренного теи, что в цикле "Вывод" (участок 2, фиг. 4)

ЭВМ вместе с командой "Старт" записывает в PC условие разрешения прерывания (код 000101). После этого ЭВМ может заниматься другой работой, а не опрашивать непрерывно флаг готовности устройства ° Как только УВВ будет сиона готово к вводу данных в

1527639

in микроЭВМ, на соответствующем восходе

13 блока 3 возникает требование прерывания, поступающее через блок 1 и интерфейс МПИ н ЭВМ, которая завершает выполнение той команды, во время выполнения которой поступило требование прерывания от данного УВВ, и выполняет цикл иВвод адреса вектора прерывания, в результате чего выполняется и здирограмма обслуживания данного УВВ и ввод основных и дополнительных данных от УВВ в ЭВМ (участок 3, фиг. л). После ввода данных ЭВМ, если ввод информации еше не закончен полностью, вновь записывает н PC команду."Старт" вместе с условием разрешения прерывания, после чего ЭВМ возобновляет выполнение прерванной программы до очередного требования прерывания, и т.д., пока вся информация от УВВ не будет введена в ЭВМ. Режим работы ио прерываниям позволяет организовать работу системы в режиме реального времени. формула изобретения

Устройство для сопряжения внешних устройств с магистралью ЭВМ, содерmagee первый и второй блоки усиления, первый и второй блоки дешифрации, блок регистров ввода-вывода и буферный регистр, причем первый информационный вход первого блока дешифрации соединен с входом-выходом буферного регистра и первым входом-выходом первого блока усиления, второй входвыход которого является входом-выходом устройства для подключения к магистрали ЭВМ, второй информационный вход, синхровход, первый, второй и третий выходы первого блока дешифрации соединены соответственно с первыми, вторыми выходами, входами первого блока усиления и первым входом второго блока усиления, вход-выход которого является входом-выходом устройства для подключения к магистрали внешних устройств а первый выход, вторые вход и выход соответственно подключены к третье:<у информационНому входу, четвертому выходу блока дешифрации, выходу и информационному входу буферного регистра, входы задания режима и сброса которого

5 подключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого блока дешифрации, информационный и синхронизирующий входы второго блока дешифрации подключены соответственно к первому информационному входу-выходу и первому выходу первого блока усиления, первый выход, первый информационный вход и второй выход первого блока регистров ввода-вывода соединены соответственно с третьими входом и выходом второго блока усиления и с первым входом-выходом первого блока усиления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения апиаратурных затрат устройства, в него введены две группы элементов И и группа блоков регистров ввода-вывода, причем первые входы элементов

25 И первой и второй групп подключены соответственно к выходам первой и второй групп второго блока дешифрации, вторые и третьи входы соединены соответственно с вторым выходом первого блока дешифрации и с вторым выходом первого блока усиления, первые выходы, первые информационные входы и вторые выходы блоков регистров ввода-вывода группы соединены соот35 ветственно с группами входов и выходов второго блока усиления и первым входом-выходом первого блока усиления, вторые информационные входы первого блока регистров ввода-вывода

40 и блоков регистров ввода-вывода группь подключены к первому входу-выходу первого блока усиления, синхровходы вывода и ввода и первый и второй входы установки первого блока регистров

45 ввода-вывода и блоков регистров ввода-вывода группы соединены соответственно с выходами элементов И первой и второй групп, с первым выходом второго блока усиления и с четвертым выходом первого блока дешифрации и четвертым входом второго блока уси-, ления, 1527639

1527639

6 9 13 П ft Þ Ó Ь 7 6 5 4 3 8 1 0 а урнес п те

Ю гт рпр amer (чт1 (ит1 (м(чт) (JW

f l дэюае Мюе — проераяюа- иа,Ье у к Ю р р " — 6маем те еже лю аж о-ОоетЪе е ф фйЪ фу офщдЬо угр1роис Фт No&

gymyfwgyns mpoucnnfe МйФ

Рпю — ра аеи гмм ореаль.агония мСайм м устроиж6ан ИлЭ

ILfP — йо порипхта доньи Водо

Фиг.1

Составитель В. Вертлиб

Редактор В, Петраш Техред Л.Сердюкова

Корректор Т. Малец

Заказ 7511/53 Тираж 668 Подп ис но е

BH1MfH Государственного комитета по изобретениям и откры-.иям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101