Устройство для сопряжения вычислительной машины с внешними объектами

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами, научными экспериментами и т.п. Целью изобретения является расширение области применения устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее интерфейсный блок, первый блок коммутации, оперативный запоминающий узел, первый мультиплексор, счетчик, генератор импульсов, три элемента ИЛИ, два элемента И и три триггера, введены второй блок коммутации, второй мультиплексор, дешифратор, группа распределителей выходных сигналов управления, схема сравнения, два одновибратора и четыре триггера. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G 06 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

110 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4 07452 2/24-24 (22) 02,06,86 (46) 15. 02. 90. Бюл. У 6 (72) Н, В, Гелашвили, Ю. С.1 анук ян, К,Г.Норакидзе и Т.А.Хананашвили (53) 681 . 326 (088.8) (56) 1!àòåíò США h"- 4339794, кл. G 06 F 3/00, 1981 .

Авторское свидетельство СССР

h - 1084774, кл. С 06 F 13/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПР1ИЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОИ МАШИНЫ С ВНЕШНИМИ ОБЬЕКТАИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами, научными экспериментами и т.п.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 — функциональные схемы распределителя сигналов управления и интерфейсного блока.

Устройство содержит оперативный запоминающий узел (ОЗУ) 1, интенАейсный блок 2, блоки 3 и 4 коммутации, элемент ИЛИ 5, триггер 6, элемент И

7, триггер 8, элемент ИЛИ 9, триггеры

10 — 12, генератор 13 импульсов, счетчик 14 триггеры 15 и 16, элемент ИПИ 17, одновибратор.l8, дешифратор 1 9, одновибратор 20, распределители 21 выходных сигналов управле2 управления технологическими процессами, научными экспериментами и т.п.

Целью изобретения является расширение облас ти применения устройс тва. Пель достигается тем, что в устройство, содержащее интерфейсный блок, первый блок коммутации, опера тивный запоминающий узел, первый мультиплексор, счетчик, генератор импульсов, три элемента ИЛИ, два элемента И и три триггера, введеный второй блок коммутации, второй мультиплексор, дешийратор, группа распределителей выходных сигналов управления, схема сравнения, два одновибратора и четыре триггера.

3 ил. ния группы, мультиплексоры 22 и 23, элемент сравнения 24 и элемент И 25.

Распределители 21 сигналов управления состоят из дешифраторов 26 и 27 и узла 28 формирователей 29 импульсов уп р авлен ия .

Интерд>ейсный блок 2 при сопряжении устройства с ЭВГ . типа ИСКРА-226 содержи-, группу элементов НЕ 30, элемент HE 31, группу командных входов

32 блока 2, элемент НЕ-ИЛИ 33, входы

34 и 35 запросов прерывания блока: 2, шинный формирователь 36, первую группу информационных входов-выходов 3?, дешифратор 38, вторую группу информационных входов-выходов 39, дешифратор

40, шифратор 41, элемент И 42, элемент НЕ 43, триггер 44, элемент И 45, . триггеры 46 и 47, первый, третий, второй, четвертый и пятый выходы 48-

1543411

52 блока 2, элемент Н1 .--ИЛИ-НЕ 53, группу выходов 54 блока 2.

На чертежах обозначены выход 55 запроса санкции, индикаторный выход и группа выходов 56, выходы сигналов управления, группа входов 57 сигналов контроля и вход 58 сигнала санкции, Устройство работает следующим образом. 10

Перед началом работы триггеры 6, 8, 10, 11, 12, 15 и 16 устанавливаются в нулевое состояние (цепь начальной установки не показана) .

Интерфейсный блок 2 осуществляет обмен данными и служебными сигналами (например, сигналами команд и состояний) с вычислительной машиной через первую группу входов-выходов, первую группу входов и первую группу выходов 20 устройства.

Данные представляются и-разрядными двоичными словами, которые в зависимости от назначения могут содержать: 25 — номер канала управления и (или) контроля (слово номера), при этом каналами управления являются выходы,56, а каналами контроля — (и-3) — разрядные входы 57; 30 — инструкцию, содержащую значение ("0" или "1") сигнала, подлежащего выдаче на выбранный канал управления, и указание на порядок выполнения ин с рукции: по Разрешению (санкции) оператора или по команде с вычислительной машины (слово инструкции); — состояние устройства и значения сигналов, поступающих по выбранному каналу контроля (слово состояния). 40

Для работы устройства используются пять команд вычислительной машины: запись слова номера (ЗПН), запись слова инструкции (ЗПИ), чтение слова номера (ЧТН), чтение слова состоя- 45 ния (ЧТС) и команда П уск . При поступлении какой-либо из этих команд, интерфейсный блок 2 формирует сигнал на соответствующем выходе, В зависимости от последовательности поступле- 50 ния команд могут быть реализованы следующие операпии: выдача инструкции на выбранный канал управления, циклический опрос каналов контроля и ввод информации в вычислительную машину.

Выдача инструкпии на выбранный канал управления. производится по командам ЗПН, ЗПИ, ПУСК. C командой

ЗПН из вычислительной машины в устройство поступает слово номера, код которого по линиям 39 подается на блок 3. По сигналу, поступающему на вход ЗП1, производится запись кода номера в блоке 3. С выходов МЗ блока

3 код номера поступает на выходы 57 устройства, а также на кодовые входы дешифратора 19 и дешифраторов 26 и

27 в распределителях 21. При этом старшие разряды кода номера поступают на дешифратор 19, из остальных разрядов кода номера старшие подаются на дешифраторы 26, а младшие — на дешифраторы 27. Например, при и 8, возможно следующее распределение разрядов кода номера: три старших разряда — на дешифратор 19, следую-. щие три разряда — на дешифраторы 26, два младших разряда — на дешифраторы

27. При таком распределении устройство может содержать до 8 распредели- телей 21, в каждом из которых Формирователи 29 сигналов управления образуют в узле 28 матрицу размером 8 4.

По команде ЗПИ в блок 4 записывается слово инструкции. Запись производится по сигналу с выхода 49.интерфейсного блока 2. Зтим же сигналом устанавливается в единичное состояние триггер 6. Сигнал инструкции с выхода блока 4 поступает на входы младшего разряда групп кодовых входов дешифраторов 27 и на выход 56 устройства.

Таким образом, на кодовых входах дешифраторов 19, 26 и 27 устанавливаются коды, позволяющие осуществить выбор формирователя 29, соответствующего содержанию слова номера, и установку его в состояние, соответствующее значению сигнала инструкции при поступлении на управляющий вход дешифратора 19 разрешающего сигнала.

Установка формирователя 29 производится в соответствии с наличием сигнала на четном (при нулевом значении сигнала инструкции) или нечетном (при единичном значении сигнала инструкции) выходах дешифратора 27.

Порядок выполнения инструкции определяется значением сигнала на другом выходе блока 4: при нулевом значении сигнала инструкция, выполняется по команде, подаваемой оператором на вход устройства, а при единичном значении — по команде ПУСК.

При поступлении команды ПУСК сигнал с выхода 52 интерфейсного блока

2 подается на (инверсный динамичес40

5 l 543 кий) вход установки нуля триггера 6 и через элемент ИЛИ 9 на (инверсный динамический) вход синхронизации триггера ) 2. Спадом этого сигнала триггер 12 устанавливается в единичное состояние, а триггер 6 сбрасывается. Если на информационный вход триггера 15 выхода блока 4 поступает то фронтом сигнала с выхода 10 триггера ) 2, триггер 15 устанавливается в единичное состояние и через элемент ИЛИ ) 7 запускает одновибратор

18. Импульс с выхода одновибратора 18, поступив на управляющий вход дешифрато- 15 ра 19, служит разрешающим сигналом для установки формирователя 29 в соответствии с кодами на входах дешийраторов .19, 26 и 27. Сигналы, соответствующие значению инструкции, выдаются с выб- 20 ранного формирователя 29 в канал управления и на мультиплексор 22.

Спад выходного импульса одновибратора ) 8 производит: запуск одновибратора 20, вслед- 25 ствие чего сбрасывается триггер 15; — установку триггера 12 через элемент ИПИ 9 в нулевое состояние (поскольку трж гер 6 находится в нулевом состоянии); 30 — установку триггера 10 в единичное состояние. При этом сигнал с выхода триггера )0 поступает на первьпх вход интерфейсного блока 2, инициируя выдачу в вычислительную машину 35 запроса на прерывание, после чего с целью контроля выполнения инструкции может быть произведен ввод в вычислительную машину информации о состоянии.

В том случае, когда инструкния должна выполняться по санкции опера,тора, с выхода блока 4 на информационный вход триггера 15 поступает

"0". Поэтому установка в единичное 45 состояние триггера 12 по команде

Пуск не вызывает установку в единичное состояние триггера 15. Сигнал с выхода триггера 12 поступает на выход 55 устройства как сигнал запроса 50 санкции оператора. При этом для индикации номера канала управления и инструкции могут быть использованы соответственно выходы 56 и выход устройства. Сигнал санкции представляет собой уровень "1", посылаемый оператором на вход 58 устройства. фронтом этого сигнала триггер 16 устанавливается в единичное состояние и через

4 l! 6 элемент ИЛИ 17 запускает одновибратор 18. Дальнейшая работа устройства происходит согласно изложенному.

Пиклический опрос каналов контроля предназначен для выявления Фактов изменения значений сигналов, поступающих по каналам контроля. Пиклический опрос начинается по команде

")Iycx" в случае ее поступления при нулевом состоянии триггера 6. т.е. после начальной установки, либо по второй команде I)ycxн после команды

ЗПИ. В этом случае на информационный вход триггера 8 поступает ") ", благодаря чему фронт сигнала с выхода 52 интерфейсного блока 2 устанавливает триггер 8 в единичное состояние. Сигнал с вьхода триггера 8 запускает генератор 13 импульсов и разрешает запись в блок 3 инФормации с выходов двоичного счетчика 14. Генератор 13 вырабатывает две сдвинутые по фазе серии ж пульсов одинаковой частоты.

Импульсы первой серии поступают на счетчик 14, вызывая его переключение.

При этом на выходах блока 3 последовательно формируются коды номеров и всех 2 каналов контроля. Эти коды поступают на адресные входы ОЗУ 1 и мультиплексора 23. В ОЗУ 1 хранятся (n-3) -разрядные слова, содержащие.значения сигналов, поступающих по каналам контроля. В течение одного периода генератора 13 из ОЗУ 1 считывается слово, содержащее предшествующие значения сигналов, поступивших по каналу контроля с номером, установленным на выходе счетчика 14. Это слово поступает на схему 24 сравнения, где сравнивается со словом, поступающим с выходов мультиплексора 23 и содержащим текущие значения сигналов, поступающих по тому же каналу контроля. При несовпадении этих слов на выходе схемы 24 сравнения формируется сигнал !". Импульсом второй серии с выхода генератора 13 триггер

11 устанавливается в единичное состояние, «а входах элемента И 25 происходит совпадение сигналов "1", а сигналом с выхода элемента И 25 производится запись в ОЗУ 1 текущего слова и через элемент ИЛИ 5 — сброс триггера 8, в результате чего генератор 13 останавливается. После окончания запи"и текущего слова в ОЗУ 1 происходит совпадение кодов на входах схемы 24 сравнения, сигнал на выходе

1543411 последнего принимает нулевое значение и снимается сигнал записи с ОЗУ 1.

При установке триггера 11 в еди-. ничное состояние сигнал с его выхода поступает на вход интерфейсного блока 2 и инициирует выдачу в вычислительную машину запроса на прерывание.

Циклический опрос каналов контроля может быть прерван командой ЗПН, 10 при поступлении которой сигналом с выхода 48 -интерфейсного блока 2 r6paсывается триггер 8, Ввод информации в вычислительную машину производится по командам ЧТН. и ЧТС. При получении команды ЧТН интерфейсный блок 2 формирует на выходе 50 сигнал, поступающий на вход ЧТ1 блока 3. По этому сигналу блок 3 считывает хранящийся в нем код номера 20 канала, который передается по линиям

39 в интерфейсный блок 2 и далее в вычислительную малину.

По команде ЧТС сигнал с выхода 51 интерфейсного блока 2 поступает на вход элемента И 7 и вход ЧТ1 блока 4.

Если команда ЧТО поступает после команды ЗПИ до команды |Пуск", то триггер 6 находится в единичном состоянии, элемент И 7 заперт нулевым сиг- 30 налом с инверсного выхода триггера 6 и на шины 39.блока 4 выдается записанное ранее по команде ЗПИ слово инструкции. Возврат слова инструкции в ввчислительную,машину может быть ис- 35 пользован для проверки правильности его приема по команде ЗПИ при реализации операции выдачи инструкции на канал управления.

При поступлении команды ЧТС после 40 начальной установки или после команды "Пуск". (например, при обмене по прерыванию) триггер 6 находится в нулевом состоянии и элемент И 7 открыт для сигнала с выхода 51 интерфейсного 45 блока 2. В этом случае одновременно производится запись информации, поступающей на входы М2 и ее считывание на шины 39 с входов-выходов И1 блока

4. Эта информация представляет собой 50 слово состояния, которое содержит:

- сигналы с выходов триггеров 10 и 11 как информацию об источнике за1 проса на прерывание, — сигнал с выхода мультиплексора

22, показывающий состояние формирователя 29 (т.е. канала управления) с номером, записанным в блоке 3; (n-3) -разрядное слово, содержащее значения сигналов, поступающих по каналу контроля с номером, записанным в блоке 3.

Интерфейсный блок 2 для обмена информацией в отрицательной логике, т.е. сигналу "1" соответствует низкий уровень напряжения (фиг,3) работает следующим образом.

На входы элементов НЕ 30 поступает код команды (MKBB) который после инвертирования подается на информационный вход деширратора 40 и шифратора 41. Для управления работой устройства используются семь команд вычислительной машины: "Установить связь (УС), "Разрешить запрос на прерывание (РЗП), Принять первый байт" (ППБ), "Принять последний байт"

{ПБП), "Выдать первый байт" (ВПБ), "Выдать последний байт" (ВБП) 1 "Принять команду" (ПК) . Стробирование кода команды осуществляется сигналом на входе 32.2. Триггер 44 служит для

I выдачи в вычислительную машину сигнала запроса на прерывание. 11 .нарратор 41 формирует коды состояний, служащие для информирования вычислитедьной ма шины о выполнении команды ."Команда выполнена" {КВ) или "Команда выполнена, есть запрос на прерывание" (K835 .

Код .состояния стробируется с сигналом, вырабатываемым элементом И 42. °

В дешифраторе 40 производится дешифрация кода команды и выдача сигнала на соответствующий выход, причем при поступлении сигналов на выходы 4Я (ППБ):, 49 {!Бг!) ь SO (ВПБ) 51 (ВБП) и 52 (ПК) блока 2 устройство выполняет действия, определяемые соответственно командами ЗПН, ЗПИ, ЧТН, ЧТС

1! tt и Пуск . Одновременно с кодом команды УС, ППБ или ПБП с вычислительной машины на входы-выходы 37 интерфейсного блока 2 подается информационное слов6, Информационное слово, поступающее с командой УС, содержит код физического адреса устройства (АУ), а слова, сопровождающие команды ППБ и ПБП, являются соответственно слорами номера и инструкции. Эти слова через шинный формирователь 36 и входы-выходы 39 интерфейсного блока 2 передаются на олоки 3 и 4. При поступлении из вычислительной машины команд BITS и ВБН сигналом с выхода элемента НЕ-ИЛИ-НЕ 53 шинный формирова1543411

1О тель 36 переключается на передачу информации с входов-выходов 39 на вхо, ды-выходы 37 и из блоков 3 и 4 в вычислительную машину выдаются соответст5 венка слова номера и состояния.

При поступлении из вычислительной машины команды УС сигнал с первого выхода дешифратора 40 устанавливает триггер 46 в соответствии со значени- 10 ем ("0" или "I"} сигнала на выходе дешифратора 38. Если код ФАУ совпадает с физическим адресом данного устройства, сигналом с выхода дешийратора 38 триггер 46 устанавливается в нулевое .состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 46 разрешает дешифрацию дешифратором 40 всех последующих команд и выдачу кодов состояний с шифратора 41, а сигнал с инверсного выхода триггера 46 разрешает выдачу в вычислительную машину сигнала ответа с выхода элемента И 42, В том случае, когда код ФАУ не совпадает с физическим адресом данного устройства, по команде УС триггер 46 устанавливается в единичное состояние и дешифрация последующих команд, выдача кодов состояний и сигнала ответа за прещаются, т.е. интерфейсный блок 2 30 логически отключается от вычислительной машины. По команде РЗП сигналом с второго выхода деширратора 40 происходит установка триггера 47 в единичное состояние, При этом сигнал с триггера 1 0 или 11 через входы 34 или

35 интерфейсного блока 2, элемент НЕИЛИ 33 и элемент И 45 поступает на информационный вход триггера 44. Спадом очередного сигнала, поступающим 40 с элемента НЕ 43 на вход синхронизации триггера 44, последний устанав ливается в единичное состояние. С инверсного выхода триггера 44 в вычислительную машину поступает сигнал за- 45 проса. При поступлении после этого из вычислительной машины команды УС и ФАУ и установки триггера 46 в нулевое состояние, с инверсного выхода триггера 46 на динамический вход установки нуля триггера 47 поступает фронт, устанавливающий триггер 47 в нулевое состояние. Подача сигнала "1" с выхода элемента И 45 на информационный вход триггера 44 прекращает55 ся и по окончании сигнала в линии

32,2 триггер 44 устанавливается в ну. левое состояние, в результате чего сигнал запроса снимается.

Сигнал с единичного выхода триггера 44, поступающий на информационный вход шифратора 41, определяет код состояния, выдаваемый интерфейсным блоком 2 на команду УС, а именно: пр« нулевом состоянии триггера 44 в вычислительную машину выдается код состояния КВ, а при единичном состоя-. нии триггера 44 — код состояния КЗЗП.

На все остальные команды вычислительной машины шифратор 41 вырабатывает код состояния КВ.

Фо рмула изобре тения

Устройство для сопряжения вычислительной машины с внешними объектами, содержащее интерфейсный блок, первая группа информационных входов-выходов, командных входов и группа выходов которого являются соответствующими группами входов-выходов, входов и выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов, группе командиых выходов и группе синхронизирующих входов вычислительной машины, а вторая группа информационных входов-выходов интерфейсного блока соединена с группой информационных входов-выходов первого блока коммутации, группа информационных входов и группа выходов которого соединены соответственно с группой выходов счетчика и группой адресных входов оперативного запоминающего узла, первый мультиплексор, группа информационных входов которого является группой входов устройства для подключения к группе информационных выходов внешнего объекта, три триггера, два элемента И, генератор импульсов и три элемента HIIH, причем инверсный выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, а выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй блок коммутации, схема сравнения, второй мультиплексор, группа распределителей выходных сигналов управления, дешифратор, четыре триггера и два одновибратора, причем выход второго триггера соединен с входом запуска генератора импульсов, выход первого одновибратора подключен к разрешающему входу дешифратора, уста154 3411

12 новочному входу третьего триггера, входу второго одновибратора и первому входу второго элемента ИЛИ, первый выход генератора импульсов сое-.

5 динен с синхровходом четвертого триггера, выходом подключенного к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с информационным входом четвертого триггера и выходом схемы сравнения, первая и вторая группы информационных входов которой подключены соответственно к группам выходов оперативного запоминающего узла и первого мультиплексора, группой адресных входов соединенного с группой выходов первого блока коммутации, группами информационных входов дешкЬратора и распределителей выходных сигналов управления группы и — щ группой адресных входов второго мультиплексора, группы информационных входов которого соединены с первыми группами выходов распределителей выходных сигналов управления, вторые группы выходов которых являются соответствующими группами входов устройства для подключения к командным группам входов внешнего объекта, группа выходов первого мультиплексора ЗО подключена к группе информационных входов оперативного запоминающего узла, вход разрешения записи которого соединен с выходом второго элемента

И прямой выход первого триггера сое-. 35 динен с информационным входом пятого триггера, выходом подключенного к синхровходу шестого триггера и информационному входу седьмого триггера, выходы которых соединены соответст- 1О венно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выходом соединенного с входом первого одновибратора, группа управляющих входов первого " блока коммутации подключена к перво- 45 му, второму синхровыходам интерфейсного блока и выходу второго триггера, информационным входом и входом сброса соединенного с инверсным выходом первсго триггера и выходом первого элемента ИЛИ, группа информационных входов-выходов и группа входов управляющих второго блока коммутации соединены соответственно с второй группой информационных входов-выходов интерфейсного блока и с третьим, четвертым синхровыходами интерфейсного блока и выходом первого элемента И, вторым входом подключенного к четвертому синхровыходу интерфейсного блока, первый и третий синхровыходы которого подключены соответственно к второму входу первого элемента ИЛИ и установочному входу первого триггера, а пятый синхровыход — к входам сброса первого, третьего и четвертого триггеров, синхровходу второго триггера и второму входу второго элемента ИЛИ, выходом соединенного с синхровходом пятого триггера, счетный вход счетчика подключен к второму выходу генератора импульсов, выход второго одновибратора соединен с входами сброса шестого и седьмого триггеров, группа информационных входов второго блока коммутации подключена к группе вьгходов первого мультиплексора; выходу второго мультиплексора и выходам третьего и четвертого трчггеров,группа выходов дешифратора соединена с разрешающими входами распределителей выходных сигналов управления группы, информационные входы которых соединены с первым выходом второго блока коммутации, вторым выходом подключенного к информационному входу шестого триггера, группа выходов первого блока коммутации и первый выход второго блока коммутации являются соответственно группой выходов индикации и выходом индикации устройства, выход пятого триггера и синхровход седьмого триггера являются соответственно выходом запроса санкции оператора и входом сигнала санкции оператора устройства, первый и второй входы запроса прерывания интерфейсного блока соединены соответственно с выходами третьего и четвертого триггеров .

1543411

1543411 фиГ2

Составитель В.Вертлиб

Редактор Л.П олинская Техред Л„Серд окова Корректор Н.Ревская Заказ 40l Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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