Устройство для ввода-вывода информации

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена сообщениями в качестве устройства сопряжения различных по скоростным характеристикам информационных каналов. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит четыре элемента И, группу элементов И, четыре элемента ИЛИ, три кольцевых регистра, два счетчика адреса, реверсный счетчик, N блоков хранения, каждый из которых содержит К блоков памяти, коммутатор адреса, коммутатор данных, группу элементов И, группу элементов ИЛИ. Поставленная цель достигается за счет совмещения во времени процессов ввода и вывода, а также за счет согласования потоков информации различного формата. 1 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (51)5 С 06 " 3/00 госудж ственн1 1й комитет по изоы етениям и отнрытиям

ПГИ ГННт СССР (21) 4421840/24-24 (22) 28.03.88 (46) 15.0!.90. Вюл. Р 2 (72) А,A,×óäoâ и С.П,Кузнецов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1290339, кл. G 06 Г 13/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1425691, кл. G 06 1" 13/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА-ВЫВОДА

ИНФОР11АЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительнои ехнике и может быть использовано в системах обмена сообщениями в качестве устройства сопряжения разИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена данными в качестве устройства сопряжения раз.личных по скоростным характеристикам исто ников и приемников информации и обеспечивает послецовательный доступ к ячейкам памяти при обмене между источником и приемником информации, работающими на произвольных частотах.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для ввода-вывода информации содержит выход 1 разрешения ввода, И-разрядный информационный вход 2, где Р— разрядность вводимых данных, вход 3 признака ввода, вход

4 признака конца ввода, выход 5 разрешения вывода, Р-разрядный информа„„SU„„1536366 А ) 2 личных по скоростным характеристикам информационных каналов. Цель изобретения — повьппение быстродействия.

Устройство содержит четыре элемента

И, группу элементов И, четыре элемента ИЛИ, три кольцевых регистра, два счетчика адреса, реверсный счетчик, N блоков хранения,,каждый из кото- рых содержит К блоков памяти, коммутатор адреса, коммутатор данных, группу элементов И, группу элементов

ИЛИ, Поставленная цель достигается за счет совмещения во времени процессов ввода и вывода, а также за счет согласования потоков информации различного формата. 1 ил.

1 ционный выход 6, где Р-разрядность выводимых данных Р=ИхК, К=2, L г

= 0,1,2,..., вход 7 признака вывода, вход 8 признака конца вывода, третий элемент И 9, первый I(-разрядный кольцевой регистр 10, счетчик 11 адресов ввода, первый элемент ИЛИ 12, первый элемент И 13, второй элемент ИЛИ 14, второй N-разрядный кольцевой регистр

15, четвертый элемент И 16, счетчик

17 адресов вывода, четвертый элемент

ИЛИ 18, второй элемент И 19, пятый элемент ИЛИ 20, третий N-разрядный кольцевой регистр 21, группу элемен-. тов И 22, счетчик 23 занятости, третий элемент ИЛИ 24, N блоков 25 хранения, каждый из которых содержит К коммутаторов данных 26, коммутатор адреса 27, узел элементов И ?8, группу элементов ИЛИ 29 и КМ-разрядных узлов 30 памяти.

1536366

Вход 3 устройства соединен с пер |ым входом элемента И 9, выход которого соединен с первыми входами узлов элементов И 28 и с входом сдвига кольцевого регистра 10, I(выходов которого подключены к вторым входам узЛов элементов И 28 N блоков 25 хране сия, а последний 1("вход кольцевого регистра 10 подключен к счетному вхо- 10

Щу счетчика 11, выход переполнения которого соединен с вторым входом флемента ИЛИ 14, вход 7 устройства соединен с первым входом элемента

Я 16, выход которого соединен с первыми входами группы элементов И 22 и со счетным входом счетчика 17, выход переполнения которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 20, вход (Й устройства соединен с входами наЧальной установки кольцевого регистра 10 и счетчика 11 и с вторым входом элемента И 13, первый вход которого ! соединен с выходом элемента ИЛИ 12, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ 14, выход которого сое,цинен с входом сдвига кольцевого регистра 15 и с входом сложения счетчика 23 занятости, вход 8 устройства соединен с входом началь.ной установки счетчика 17 и с вторым входом элемента И 19, первый вход которого соединен с выходом. элемента ИЛИ 18, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ 20, выход которсго соединен с,входом сдвига кольцевого регистра

21 и е входом вычита.""я счетчика 23 занятости, выходы счетчиков 11 и 17 подключены соответственно к второй и к первой группам входов коммутаторов

27 блоков 25.1-25.N хранения и к вхо40 дам элементов ИЛИ 12 и 18 соответственно, выходы счетчика .занятости 23 соединены с входами элемента ИЛИ 24, выход которого соединен с вторым входом элемента И 16 и является- выходом

5 устройства, а выход переполнения счетчика 23 соединен с вторым входом элемента И 9 и является выходом 1 устройства, выходы кольцевого регистра 15 соединены соответственно с вто50 рыми управляющими входами коммутато ра 27 и с третьими входами узлов элементов И 28 блоков хранения 25.125.N, выходы кольцевогс регистра 21 соединены со вторыми входами группы

55 элементов И 22, выходы которой соединены соответственно с первыми управляющими входами коммутаторов 27, с входом упр авления коммутаторов д анных 26, с вторыми входами группы элементов ИЛИ 29 и с входом управления режимом узлов 30.1-30„К памяти блоКоВ хранения 25.1-25.N информационный М-разрядный вход 2 устройства соединен с K информациониыми входами коммутаторов данных 26 блоков хранения 25.1-25,N, информационные выходы коммутаторов данных 26 являются информационным выходом 6 устройства, выходы узла элементов И 28 блоков

25.1-25.N памяти соединены с первыми входами группы элементов ИЛИ 29, выходы которой соединены соответственно с входами выборки кристалла узлов 30.1-30.K памяти, адресные входы которых подключены к выходу коммутатора 27 адреса, информационные входы-выходы узлов 30.1-30.K памяти соединены с входами-выходами коммутаторов 26 данных.

Устройство для ввода-вывода информации работает следующим образом.

В начальный момент производится установка в нулевое состояние счетчиков 11, 17 и 23, в единичное состояние первых выходов и в нулевое состояние всех остальных выходов кольцевых регистров 10, 15, 21, при этом на выходе 1 устройства формируется единичный сигнал, разреиающий ввод информации в устройство, а на выходе

5 — нулевой сигнал, запрещающий вывод информации из устройства (цепи начальной установки на чертеже не показаны).

Регистры 15 и 21, число разрядов которых равно числу блоков 25 хранения, определяют блоки 25 хранения, в которые соответственно осуществляется ввод или вывод информации, регистр 10, число разрядов которого равно числу K узлов 30 памяти в каждом блоке 25 хранения, определяет непосредственно ЗО.I (Х=l-I(), в которое производится ввод информации.

Ввод информации в узел 30 памяти осуществляется при наличии единичного сигнала на входе выборки кристалла, соединенного с выходам элемента ИЛИ

29, вывод информации из узла 30 памяти осуществляется.при наличии единичных сигналов на входах выборки кристалла и режима узла памяти, коммутаторы 26 блоков 25 хранения при наличии нулевого сигнала на управляющем входе, соединенном с выходом элемента

5 15363

И 22, производят передачу информации ции адреса ячеек памяти узла 30 памяти задаются счетчиком 11 а в процес- 10

15 одновременный вывод Р-разрядных слов. 20

30

На информационных входах 2 устрой- 40 ства устанавливается вводимое инфор45

55 с входа 2 устройства на информационные входы узла 30 памяти, а при наличии единичного сигнала на управляющем входе производят передачу информации из узла 30 памяти на выходы 6 устройства. В процессе ввода информасе вывода информации — счетчиком 17, ввод информации в устройство производится М-разрядными словами, а вывод информации - P-разрядными словами, причем Р = М К, где К = 2

Ь

0,1,2,..., каждый узел памяти ЗО.Т (I 1-1) обеспечивает ввод-вывод

М-разрядных слов, а все узлы памяти

30.1-30.К каждого блока 25 хранения—

Так как в начальный момент на выходах элементов ИЛИ 24, И 16 и 22 имеют место нулевые сигналы, коммутаторы 26 всех блоков 25 хранения обеспечивают передачу информации с входов 2 устройства на входы 30 узлов памяти и во всех 30 блоков узлов

25.1-25,N памяти хранения установлен режим записи (нулевые сигналы на выходах группы элементов И .22), однако за счет единичных сигналов на первых выходах регистров 15 и 10 изменение адресов ячеек узла 30 памяти, а также формирование выборок кристалла осуществляется только в блоке 25.1 хранения.

Процесс ввода информации в устройство осуществляется следующим образом. мационное слово разрядностью М, а на входе 3 признака ввода — стробирующий положительный импульс, минимальная длительность которого равна циклу записи данных в узле 30 памяти.

Во время действия сигнала на входе 3 на первом выходе группы элементов

ИЛИ 29 блока 25,1 хранения формируется единичный сигнал, так как единичные сигналы имеют место на первых выходах регистров 10 и 15, поэтому запись первого слова осуществляется. в узле 30 ° 1 памяти блока 25.1 хранения по нулевому адресу, задаваемому счетчиком 11, задним фронтом сигнала на входе 3, стробирующего вводимые данные, осуществляется установка в единичное состояние второго разряда

66 6 и в нулевое состояние первого разряда регистра 10, поэтому во время ввода следующего слова данных (единичный сигнал на входе 3) единичный

5 сигнал сформируется на втором выходе группы элементов ИЛИ 29 и запись следующего слова осуществляется в узле

30.2 памяти первого блока 25,1 хранения также по нулевому адресу. После записи первых К слов вводимых данных во все узлы 30.1-30 ° К памяти первого блока 25.1 хранения задним фронтом сигнала с К-ого выхода кольцевого регистра 10 счетчик 11 увеличивает свое содержимое на единицу, поэтому запись следующих K вводимых слов осуществляется последовательно в узел 30.1-30.К памяти блока 25.1 хранения по первому адресу, задаваемому счетчиком 11 и т.д.

После окончания ввода массива данных на входе 4 признака конца ввода сформируется положительный импульс, который осуществляет установку в исходное состояние регистра 10, счетчика 11 в единичное состояние второго разряда и в нулевое состояние первого разряда регистра 15, поэтому запись следующего массива данных производится в блок 25,2 хранения в. узел памяти 30 ° 1 по нулевому адресу, кроме того, сигналом с выхода 4 осуществляется увеличение на единицу содержимого счетчика 23, что приводит к формированию единичного сигнала на выходе элемента 24 ИЛИ, а следовательно, к разрешению вывода информации из устройства, а именно из блока

25.1 хранения, Если длина вводимого массива больше емкости блока 25 хранения, то в момент переполнения емкости счетчика 11 на выходе переполнения сформируется единичный сигнал, который так же, как и сигнал на входе 4 устройства, осуществляет сдвиг единичного сигнала в кольцевом регистре 15, увеличит содержимое счетчика 23.и, тем самым, ввод массива данных продолжается в блок 25.2 хранения в узел памяти 30.1 по нулевому адресу, для исключения двойного срабатывания кольцевого регистра 15 и счетчика 23 при вводе массивов длиной, равной емкости узла памяти одного блока 25 хранения, введена блокировка входа 4 нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 12, поступающим на второй вход элемента И 13.

1536366

Если все блоки хранения 25.1-25.Б . заполнены, то на выходе переполнения счетчика 23, а следовательно, и на выходе 1 устройства сформируется ну5 левой сигнал, который запретит дальнейший ввод информации до тех пор, пока не освободится хотя бы один блоК

25 хранения, Вывод информации из устройства возможен только после заполнения массивом данных хотя бы одного блока 25 хранения и осуществляется Р-разрядными словами при наличии единичного сигнала на выходе 5 устройства следующим образом.

Иа входе 7 устройства .устанавливается единичный сигнал, стробирующий выводимые данные, с. минимальной длительностью, равной циклу чтения из узла 30 хранения, во время действия единичного сигнала на входе 7 устройства, на выходе элемента И 16, а следовательно, и на первом выходе группы элементов И 22 сформируется 25 единичный сигнал, который приводит к формированию единичных сигиBJIQEl на входах задания режима всех узпов 30 памяти блока хранения .25.1„ на всех выхоцах группы элементов ИЛИ 29 бло.— ка сигнала, на управляющих входах коммутатора 26 блока хранения 25.1, поэтому данные, выводимые из узла

30,1-30.К памяти блока 25.1 хранения . по нулевому адресу, задаваемому счетчиком 17, через коммутатор 26 поступают на выход 6 » тройства. Задним фронтом единичного сигнала с выхода элемента И 16 счетчик !7 адресов вывода увеличивает свое содержимое на единицу, поэтому во время действия следующего единичного сигнала на входе 7 устройства вывод данных производится одновременно из узлов

30,1-30.K памяти блока 25,1 хранения по следующему адресу, задаваемому счетчиком 17.

В моменг окончания вывода массива данных единичный сигнал сформируется на входе 8 устройства, при этом в кольцевом регистре 21 происходит сдвиг информации, а счетчик 23 уменьшает свое содержимое на единицу, аналогично режиму записи при выводе массивов длиной большей емкости блока

25 хранения, на выходе переполнения счетчика 17 сформируется единичный сигнал, функции которого аналогичны функциям сигнала на входе 8, Для исключения двойного срабатывания так же, как и при записи, введена блокировка входа 8 нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 18, Если после чтения массива информации отсутствуют заполненные блоки 25 хранения (счетчик 23 установился в нулевое состояние) дальнейший вывод информации приостанавливается до появления заполненных, готовых к выводу, блоков хранения 25.

1<оммутатор адреса 27 представляет собой группу элементов И-ИЛИ, количество элементов И-ИЛИ равно разрядности счетчиков 11 и 17- и соответствует объему одного узла 30 памяти.

Емкость счетчика 23 занятости равна числу блоков 25 хранения.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство для ввода-вывода информации, содержащее два элемента И, пять элементов ИЛИ, счетчик занятости, счетчик адресов вывода, счетчик адресов ввода„ разрядные выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом признака конца ввода устройства, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу переполнения счетчика адресов ввода, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сложения счетчика занятости, разрядные выходы которого соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом разрешения вывода устройства, выходом разрешения ввода которого является выход переполнения счетчика занятости, разрядные выходы счетчика адресов вывода соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входом признака конца вывода устройства, выход второго элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнения счетчика адресов вывода, выход пятого элемента ИЛИ соединен с входом вычитания счетчика занятости, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены третий и четвертый элементы И, 9 15363 три кольцевых регистра, группа элементов И, N блоков хранения данных, каждый из которых содержит коммутатор данных коммутатор адреса, узел элеУ

5 ментов И, группу элементов ИЛИ, К узлов памяти, (где К=2, п 0,1,2,...), причем первый вход третьего элемента

И является входом признака ввода устройства, второй вход третьего эле- 1О мента И соединен с выходом переполнения счетчика занятости, выход третьего элемента И соединен с первыми входами узлов элементов И блоков хранения данных и с синхровходом первого кольцевого регистра, параллельные выходы которого соединены с вторыми входами узлов элементов И .Б блоков хранения данных, выход старшего разряда первого кольцевого регистра сое- 2О динен со счетным входом счетчика адресов ввода, вход сброса которого соединен с входом установки в исходное состояние первого кольцевого регистра и входом признака конца ввода 25 устройства, вход признака вывода устройства соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход кото-., рого соединен с выходом третьего элемента ИЛЦ, выход четвертого элемента

И соединен с первыми входами элементов И группы и со счетным входом счетчика адресов вывода, вход сброса которого соединен с входом признака конца вывода устройства, вывод второго элемента ИЛИ соединен с синхровходом второго кольцевого регистра, 66 . 10

1 — N выходы которого соединены с первыми управляющими входами коммутаторов адреса и третьими входами ysлов элементов И соответственно — N блоков хранения данных, выход пятого элемента ИЛИ соединен с синхровходом третьего кольцевого регистра, параллельные выходы которого соединены с вторыми входами элементов И группы, 1-N выходы которых соединены с уп-, равляющими входами коммутаторов ад-, реса, с первыми входами элементов

ИЛИ группы, с управляющими входами коммутаторов данных и входами режима узлов памяти соответственно 1-N блоков хранения данных, первый и второй информационные входы коммутаторов адреса N блоков хранения данных соединены с разрядными выходами счет" чиков адресов ввода и вывода соответственно, причем в каждом блоке хранения данных выходы узла элементов

И соединены с .вторыми входами элементов ИЛИ группы, 1-К выходы элементов

ИЛИ группы соединены с входами выборки кристалла соответственно 1 — К узлов памяти, адресные входы которых объединены и подключены к выходу коммутатора адреса, информационные входы-выходы узлов памяти подключены к группе информационных входов-выходов коммутаторов данных, информационные. входы-выходы коммутаторов данных.N блоков хранения данных являются соответственно информационными входамивыходами устройства.

1536366

1 оставитель Р,. Засорил . ехред 1 .:5о„ а1I "r

Корректор П Патай

Редактор М, Недолуженко

Подписное

ВНИИПИ Государственного nnrrrrr ета rro rrçооретения и открытиям при ГКЧТ СССР

1 130 35,. Москва iH--3 -; . r.":а.уиская наб,,, д, "r /5

Производственно-.издательский коиб на < Патент,.,, Ужгород, ул, агарина, 101