Устройство для сопряжения эвм с внешним абонентом

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения ЭВМ, имеющих магистральную организацию, например "электроника 60" с внешними устройствами. Целью изобретения является повышение производительности ЭВМ за счет аппаратной организации обмена с внешним устройством. Устройство содержит блок микропрограммного управления, коммутатор, два регистра данных, регистр управляющих слов, счетчик слов, счетчик адреса, три дешифратора, шифратор, элемент сравнения, элемент задержки, семь триггеров, три элемента И, три элемента НЕ и элемент И-ИЛИ. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) А1 (51)5 С 06 F 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с с1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.(21) 4498984/24-24 (22) 27.10.88 (46) 23.09.90, Бюл. У 35 (72) Б.Г.Шаров и Б.А.Швед (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 849190, кл. G 06 F 13/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1211744, кл. G 06 F 13/34, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭВМ

С. ВНЕШНИМ АБОНЕНТОМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения ЭВМ, имеющих

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения ЭВМ, имеющих магистральную организацию, например

"Электроника 60", с внешними устройств ами.

Цель изобретения — повышение производительности за счет аппаратной организации обмена с внешним абонентом.

На фиг.l представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — пример реализации блока микропрограммного управления; на фиг.3 — пример графа-, алгоритма управления.

Устройство содержит (фиг.l) элемент И 1, триггер 2, элемент НЕ 3, дешифратор 4, шифратор 5 адреса вектора прерывания, коммутатор 6, триг2 магистральную организацию, например

"Электроника 60" с внешними . устройствами. Целью изобретения является повышение производительности ЭВМ за счет аппаратной организации обмена с внешним:устройством. Устройство содержит блок микропрограммного управления, коммутатор, два регистра данных, регистр. управляющих слов, счет-. чик слов, счетчик адреса, три дешифратора, шифратор, элемент сравнения, элемент задержки, семь триггеров, три элемента И, три элемента НЕ и элемент И-ИЛИ. 3 ип. геры 7, 8 и 9, элементы И 10 и 11, триггер 12, элементы НЕ 13 и 14, элемент 15 сравнения, дешифратор 16, счетчик 17 слов, регистр 18 управляющего слова, регистр 19 данных, счетчик 20 адреса, дешифратор 21, блок 22 микропрограммного управления, регистр 23 данных, триггер 24, элемент И-ИЛИ 25, триггер 26, элемент

27 задержки, шику 28 запроса прерыва.ния, шину 29 предоставления прерывания, шину 30 запроса магистрали, шину 31 разрешения захвата магистрали, шину 32 подтверждения захвата магист-. рали, шину 33 данных магистрали, .шину 34 сигналов управления магистрали, шину 35 сигнала выдачи информации, выходную шину 36 информации, шину 37 приема информации, вход-,, ную шину 38 информации.

1594553

=Л где АМК вЂ . поле адреса следующей микрокоманды;

АМХ вЂ” поле адреса подключаемого входа мультиплексора; !

УПР— поле выходных сигналов устройств а управления.

Если на выбранном входе присутствует входной сигнал (т.е. лог. "1" ), то автомат переходит в состояние, в младшем адресном разряде которого присутствует единица. Если на - выбранном входе отсутствует входной сигнал (т.е. присутствует лог."0"), то автомат переходит в состояние, в младшем адресном разряде которого присутствует ноль. Например, пусть

55 поле адреса памяти представляет комбинацию 0011, поле адреса входного мультиплексора 0101.

Блок 22 микропрограммного управления содержит (фиг.2) мультиплек— сор 39, постоянную память 40, регистр 41, генератор 42 импульсов и имеет входы и выходы 43-55.

Мультиплексор 39 предназначен: для реализации условных переходов.

Постоянная память 40 служит для хранения набора микрокоманд. Выходной регистр 41 предназначен для устранения разброса времени выборки различных адресных разрядов памяти 40. Генератор 42 импульсов формирует последовательность синхрозирующих сигналов.

Информационные входы мультиплексора 39 соединены с входами логического условия блока микропрограммного управления,,т.е. с входами для сигналов, по которым осуществляются переходы из одного состояния в другое, Выход мультиплексора 39 подключен к младшему разрядному входу памяти 40, на остальные адресные входы которого 25 подаются сигналы с выходных регистров.

В каждом состоянии автомата, которому соответствует выбранная ячейка памяти, на адресный младший вход пдд- 0 ключается один из входов блока микропрограммного управления. Выбор под-,: ключаемого входа производится в поле формата микрокоманды.

Возможный формат микрокоманды представлен ниже:.

Если на пятом входе мультиплексо ра присутствует входной сигнал (т.е.

I I ll лог. 1 ), то переход осуществляется по адресу 00110. Аналогично реализуются все остальные условные переходы.

Для формирования выходных сигналов блока микропрограммного управления используется горизонтальное микропрограммирование, т.е. каждому разряду поля выходных сигналов микрокоманды ставится в соответствие определенный выходной сигнал блока микропрограммного управления.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 2, 7, 8, 9, 12, 24 и 26, регистры 18, 19, 23, счетчики 17 и 20 обнулены (средства установки в исходное состояние не показаны).

Нулевой сигнал с выхода триггера

12 блокирует появление сигнала на выходе элемента И 11.

На шину 38 устройства поступает слово, сопровождаемое сигналом синхронизации на шине 37. При наличии в слое маркера, свидетельствующего о принадлежности данного слова к служебным, на выходе дешифратора 4 появляется нулевой сигнал, запрещающий запись в регистр 19 и счетчик 20 и поступающий на вход элемента НЕ 3.

В качестве маркера может быть использовано появление определенной комбинации в слове данных либо появление сигнала на дополнительном разряде шины 38. С выхода дешифратора 4 нулевой сигнал поступает на вход элемента НЕ 3, с выхода которого единичный разрешающий сигнал поступает на вход регистра 18. В результате по заднему фронту сигнала на шине 37, свидетельствующего о наличии на шине

38 слова данных, осуществляется запись в регистр 18 управляющего слова.

Одновременно с выхода элемента НЕ 3. единичный сигнал поступает на нулевые входы триггеров 2 и 9, подтверждая их нулевое состояние, а также на вход элемента И 10 и вход разрешения сброса счетчика 17 слов. При поступлении по шине 37 единичного сигнала счетчик

17 слов подтверждает свое нулевое состояние.

По заднему фронту сигнала на шине

37 устройства триггер 12 устанавливается в единичное состояние, а счетчик

5 15

17 слов модифицирует свое состояние.

Единичный сигнал с выхода триггера 12 поступает на вход элемента 27 задержки. Через интервал времени, определяемый с учетом времени срабатывания счетчика 17 слов, регистра 1 8 управ- . ляющего слов и элемента 15 сравнения, на выходе элемента 27 задержки вырабатывается разрешающий сигнал, поступающий на вход элемента И ll. Поскольку код на выходе счетчика 17 не равен коду поля количества слов. на соответствующем регистре 18 управляющего слова (передаваемые масеивы кроме управляющего слбва содержат и информационные слова), на выходе элемента 15 сравнения формируется нулевой сигнал, блокирующий .появление сигналов на выходе элемента И 11 и поступающий, кроме того, на вход элемента НЕ 13. Единичный сигнал поступает на вход элемента

И 10, разрешая появление сигналов на его выходе. Поскольку к этому моменту времени сигнал на шине 37 устройства отсутствует, на выходе элемента И 10 сигнал сформирован не будет.

Управляющее поле имеет следующий формат

94553 6 решающий единичный сигнал, поступающий на управляющие входы регистра 19 и счетчика 20. Поскольку в этот момент времени на выходе дешифратора

16 присутствует сигнал разрешения записи в счетчик 20, то на обоих управляющих входах счетчика 20 оказываются разрешающие сигналы и

„- информация с шины 38 устройства записывается в счетчик 20. 110 заднему фронту сигнала на шине 37 счетчик

17 модифицирует свое состояние. Поскольку в поле "количество слов"

15 управляющего слова, записанного в регистр IS, присутствует код, указывающий на передачу двух слов (начального адреса массива и управляющего слова) после модификации

Х счетчика 17, комбинация сигналов на выходе его станет равной комбинации сигналов на соответствующем выходе регистра 18, и на выходе элемента

15 сравнения будет сформирован еди25 ничный сигнал, свидетельствующий о совпадении и поступающий на вход элемента НЕ 13 и один из входов эле». мента И 11, На выходе элемента НЕ 13 формируется сигнал, блокирующий

30 появление сигнала ошибки на выходе элемента И 10. Поскольку после окон.чания сигнала на шине 37 на выходе элемента НЕ 14 присутствует единичный сигнал, то после поступления единичного сигнала с выхода элемента 15 сравнения на выходе элемента

И 11 формируется сигнал окончания, по переднему фронту которого устанавливается триггер 9 (окончания) и

Признаки приема/передачи

Код команды

Количество слов

Я

5с

Сигналы признаков прием/передача поступают с выхода регистра 18 управляющего слова на вход блока

22 микропрограммного управления, определяя выполняемую блоком 22 последовательность действий.

Код команды с выхода регистра 18 поступает на вход дешифратора 16 °

Возможны две команды "Установить адрес" и "Передать данные". Если на выходе регистра 18 управляющего слова присутствует код команды "Установить адрес", на выходе дешифратора

16 появляется сигнал, разрешающий запись в счетчик 20 адреса. На другой управляющий вход счетчика 20 поступает блокирующий сигнал с выхода дешифратора 4. В результате после появления сигнала на шике 37 состояние счетчика 20 не изменится ° Далее на шину 38 устройства поступает инфор- мационное слово, содержащее начальный адрес передаваемого массива и иа выходе дешифратора 4 формируется разтриггер 2 (заявки прерывания) и сбрасывается счетчик 17 слов. С выхода триггера 9 сигнал поступает на входы коммутатора 6 и шифратора 5, с выхода которого сФормированный в соответствии с сигналами на выходах триггеров 8 и 9 и дешифратора 16 код адреса вектора прерывания поступает на соответствующий вход коммутатора 6.

С выхода триггера 2 (заявки прерыг; вания) единичный сигнал поступает на вход элемента И 1 ° При наличии разрешения прерывания, о чем свидетельствует установка триггера 7 в единичное состояние, на выходе элемента И 1 формируется единичный сигнал, поступающий иа шину 28 ЗПР.

Центральный процессор, получив сигнал ЗПР, формирует последовательность

1594553 обслуживания прорывания, во время которой передается сигнал ПРР, поступающий по шине 29 устройства на вход блока 22 и нулевой вход триггера 2 (заявки прерывания). Триггер 2 обнуля5 ется и сигнал ЗПР на шине 28 устройсива сбрасывается. При необходимости центральный процессор считывает состояние триггеров 7-9 и состояние вы- 10 хода дешифратора 16. Б этом случае из центрального процессора на шину 33 поступает адрес устройства, после чего по соответствующему разряду шины

34 передается сигнал синхронизации обмена, появление которого свидетельствует о наличии на шине 33 адреса.

При появлении на соответствующем выходе дешифратора 21 адреса сигнала, свидетельствующего об опознании адреса,.0 и после поступления bio соответствующему разряду шины 34 сигнала ввода блок 22 вырабатывает сигнал, в соответствии с которым состояние . триггеров 7-9 и дешифратора 16 пере- 25 даетея через коммутатор 6 на шину

33 в сопровождении сигнала, поступающего из блока 22 на соответствующий разряд шины 34. После окончания цикла обмена сигнал с выхода блока 30

22, разрешающий передачу информации через коммутатор 6, сбрасывается и информация на шине 33 снимается.

Если на выходе регистра 18 управляющего слова присутствует код команды . Передать данные", на выходе дешифратора 16 появляется сигнал, разрешающий запись в регистр 19 и модификацию счетчика 20 адреса и 40 запрещающий запись в счетчик 20 адреса. При поступлении последующего информационного слова по шине 38 устройства, о чем свидетельствует единичный сигнал на выходе дешифрато- 45 ра 4, и появлении сигнала, сопровождающего эту информацию, на шине 37 устройства осуществляется запись информации в регистр 19. Одновременно с выхода дешифратора 4 и с шины 37 на входы элемента И-ИЛИ 25 поступают единичные разрешающие сигналы. Если на выходе регистра 18 управляющего слова в поле признаков прием/передача присутствует признак, свидетельст, вующий о передаче информации из уст-: ройства, на выходе элемента И-ИЛИ 25 формируется сигнал, поступающий на установочный вход триггера 24 °

На выходе триггера 24 формируется сигнал запроса магистрали, поступающий на шину 30 устройства. После появления на шине 31 сигнала разрешения захвата магистрали производится сброс триггера 24 и установка триггера 26, с выхода которого на шину

32 устройства поступает сигнал подтверждения захвата магистрали. Одновременно с выхода триггера 26 сигнал подтверждения захвата поступает на вход блока 22. Блок 22 формирует сигнал„ в соответствии с которым содержимое счетчика 20 адреса передается через коммутатор 6 на шину ЗЗ устройства. Далее с выхода блока 22 поступает на соответствующий разряд шины 34 сигнал синхронизации активного устройства. Затем с выхода блока

22 на вход коммутатора 6 поступают сигналы, в соответствии с которыми запрещается передача информации с выходов счетчика 20 адреса через комму-, татор 6 на шинуЗЗ и разрешается передача на эту шину информации с выходов регистра 19 данных. На выходе блока

22 вырабатывается сигнал, определяющий вывод информации и поступающий на соответствующий разряд шины 34 устройства. При поступлении по шине

34 устройства сигнала, свидетельствующего о приеме информации, блок

22 формирует последовательность окончания, в процессе выполнения которой сбрасывается сигнал, разрешающий передачу информации с выхода регистра

19 данных через коммутатор 6 на шину

33, и формируется сигнал сброса триггера 26. По заднему фронту сигнала с выхода триггера 26 модифицируется счетчик 20 адреса. По заднему фронту сигнала на шине 37 осуществляется модификация счетчика 17 слов. Если полученное в данном массиве слово являлось конечным в данном массиве, то после модификации счетчика 1 7 слов на выходе элемента 15 сравнения фор-. мируется единичный сигнал, Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично описанному вышее.

Если на выходе регистра управляющего слова присутствует код команды

"Передать данные", на выходе дешифра" тора 16 появляется сигнал, запрещающий запись в регистр 19 данных и счетчик 20 и разрешающий модификацию счетчика 20 адреса. Одновременно с выхода регистра 18 управляющего сло1594553

1Î

9 ва сигнал, свидетельствующий о прие-ме информации в устройство, поступает на вход элемента И-ИЛИ 25, подключая шину 37 к установочному входу триггера 24, Поскольку на шине 38 уст5 ройства отсутствует информация (нет передачи данных по этой шине), на выходе элемента НЕ 3 присутствует нулевой сигнал, блокирующий запись в регистр 18 управляющего слова. При появлении на шине 37 устройства сигнала на выходе элемента И-ИЛИ 25 формируется сигнал установки триггера

24. С выхода триггера 24 на шину 30 поступает сигнал запроса магистрали.

После поступления по шине 31 сигнала разрешения захвата магистрани осуществляется сброс триггера 24 и установка триггера 26. С выхода триггера 26 сигнал подтверждения захвата магистрали поступает на шину 32 устройства и соответствующий вход блока 22. Блок

22 формирует сигнал, подключающий выходы счетчика 20 через коммутатор 25

6 к шине 33 устройства. Далее блок 22 формирует сигнал синхронизации активного устройства и сигнал запроса информации, поступающий на соответствующий разряд шины 34. Одновременно с вы-30 хода блока 22 снимается сигнал, разрешающий передачу информации с выхода счетчика 20 через коммутатор 6 на шину 33. При появлении на шине 33 устройства в сопровождении соответствующего сигнала на шине 34 устройства информации она поступает на вход регистра 23. Блок 22 формирует сигнал разрешения, поступающий на вход регистра 23, и вырабатывает 40 сигнал записи в регистр 23. Затем блок 22 заканчивает выполнение последовательности обмена, в процессе которой формирует на выходе 51 сигнал сброса триггера 26. По зад- . 45 нему фронту сигнала с выхода триггера 26 осуществляется модификация счетчика 20 адреса. С выхода регистра 23 данные поступают на шину 36 устройства. Далее блок 22 формирует сигнал, сопровождающий информацию на шине 36 устройства и поступающий на шину,35 устройства. Внешнее устройство;- получив сигнал по шине 35 устройства снимает сигнал с шины . 5с 37 устройства. По заднему фронту сиг- нала на шине 37 устройства модифицируется счетчик 17 слов. С выхода счетчика 1 7 слов информация поступает на вход элемента 15 сравнения, на другой вход которого поступает код количества чисел с выхода регистра )8 управляющего слова. Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично описанному.

Если при поступлении по шине 38 устройства управляющего слова, о чем свидетельствует единичный сигнал на выходе элемента НЕ 3, поступающий на входы сброса триггеров 2 и 9, вход элемента И 10 и вход разрешения сброса счетчика 17, код на выходе счетчика 17 слов оказывается не равным коду поля количества слов на соответствующем выходе регистра 18 управляющего слова, о чем свидетельствует единичный сигнал на выходе элемента НЕ 1 3, то после поступления сигнала по шине 37 устройства на выходе элемента И 10 формируется сигнал ошибки формата, в соответствии с которым устанавливаются триггеры 2 и 8.

Кроме того, при наличии единичного сигнала на шине 37 устройства и наличии сигнала разрешения на выходе элемента HE 3 осуществляется сброс счевчика 17 слов.

Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично описанному.

При необходимости изменения состояния триггера 7 на шине 33 устройства устанавливается адрес триггера

7. В результате на выходе дешифратора

21 появляется разрешающий сигнал, поступающий на управляющий вход триггера 7. Далее, на соответствующем разряде шины 33 появляется сигнал, соответствующий новому состоянию триггера 7, который записывается по сигналу с выхода блока 22. При сброшенном триггере 7 нулевой сигнал с его выхода блокирует появление сигнала на шине 28 устройства.

Формула н з о б р е т е н и я

Устройство для сопряжения ЭВМ с внешним абонентом, содержащее блок микропрограммного управления, семь триггеров, два регистра данных, первый дешифратор, три элемента И, три элемента НЕ, причем выходы первого и второго триггеров являются выходами захвата магистрали и подтверждения захвата магистрали устройства, нулевой вход первого триггера соединен с единичным входом второго триггера

1594553

12 и является входом разрешения захвата магистрали от 3ВМ устройства, первый нулевой вход третьего триггера соединен с первым входом логического условия блока микропрограммного управления и является входом предоставления прерьвания от ЭВМ устройства, выход первого элемента И является выходом запроса прерывания ЭВМ устройства, информационный вход первого де:шифратора является входом адреса из

ЭВМ устройства, информационный выход первого регистра данных и первый выход блока микропрограммного управле-. — >5 ния являются выходами данных и синх-:. ронизации к внешнему абоненту устройства, при этом выход первого дешифра". тора соединен с разрешающим входом четвертого триггера, с первым разре- щ шающим входом первого регистра данных и с вторым входом логического условия блока микропрограммного управления, ;второй выход которого соединен с вторым разрешающим входом первого регIHcT 5 ра данных, синхровход которого соеди.нен с синхровходом четвертого триггера н с третьим выходом блока микропрограммного управления, третий вход: логического условия которого соединен 30 с выходом четвертого триггера и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего триггера, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что,, с целью 35 повышения производительности за счет аппаратной организации обмена с внешним абонентом, в него введены коммутатор, шифратор адреса вектора прерывания, два дешифратора, элемент 40 задержки, элемент сравнения, элемент

И-ИЛИ, счетчик слов, счетчик адреса, регистр управляющего слова, причем информационный выход коммутатора является выходом данных к ЭВМ устрой- 45 ства, группа входов"выходов блока микропрограммного управления образует группу входов-выходов команд из ЭВМ устройства, синхровход регистра управляющего слова соединен 50 с установочным входом и синхровходом счетчика слов, с синхровходом второго регистра данных, с четвертым входом логического условия блока микропрограммного управления, с первым и 55 вторым входами элемента И-ИЛИ, co . счетным входом пятого триггера, с входом первого элемента НЕ, с первым входом второго элемента И и является входом синхронизации от внешнего абонента устройства, информационный вход регистра управляющего слова соединен с информационными входами второго регистра данных, счетчика адреса, второго дешифратора и является входом данных от внешних абонента устройства, информационный вход первого регистра данных соединен с информационным входом четвертого триггера и является входом данных от ЭВМ устройства, при этом выход второго триггера соединен с пятым входом логического условия блока микропрограммного управления и с синхровходом счетчика адреса, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, первый, второй, третий и четвертый управляю-. щие входы которого соединены с группой выходов блока микропрограммного управления, шестой вход логического условия которого соединен с выходомшестого триггера, с вторым информационным входом коммутатора и с пер» вым информационным входом шифратора адреса вектора прерьвания, выход которого соединен с третьим информа" ционным входом коммутатора, четвер-. тый информационный вход которого соединен с седьмым входом логического условия блока микропрограммного управления, с выходом седьмого триггера и с вторым информационным входом шифратора адреса вектора прерывания, третий информационный вход которого соединен с пятым информационным входом коммутатора, с первыми разрешающими входами второго регистра данных и счетчика адреса и с выходом третьего дешифратора, информационный вход которого соединен с первым выходом регистра управляющего слова, второй выход которого соединен с восьмым входом логического условия блока микропрограммного управ ления, с третьим и четвертым входами элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с синхровходом первого триггера, четвертый выход блока микропрограммного управления соединен с нулевым входом второго триггера, выход четвертого триггера соединен с шестым информационным входом коммутатора, седьмой информационный вход которого соединен с информационньи выходом второго регистра данных, второй разрешающий вход которого!

5945

СЬ2. 7

44

l7

4Я

Я

И

4б

ФВ

51

Фиг.2 соединен с вторым разрешающим входом счетчика адреса, с пятым входом элемента И-ИЛИ, с выходом второго дешифратора и с входом второго элемента

НЕ, выход которого соединен с вторым нулевым входом третьего триггера, с нулевым входом седьмого триггера, с вторым входом второго элемента И, с разрешающими входами счетчика слов и регистра управляющего слова, выход счетчика слов и третий выход регистра управляющего слова соответственно соединены с первым и вторым информационными входами -элемента 15 сравнения, выход которого соединен

53 14 с первым входом третьего элемента И и с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с единичным входом шестого триггера и с первым единичным входом третьего триггера, второй единичный вход которого соединен с единичным входом седьмого триггера и с выходом третьего элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом первого элемента НЕ и с выходом элемента задержки, вход которого соединен с вы.ходом пятого триггера.

1594553

Составитель С.Пестмал

Техред N.Дидык Корректор A-Обручар

Редактор В.Бугреикова

Заказ 2831 Тираж 566 Подписное

БЯКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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