Устройство для сопряжения эвм с внешним накопителем

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для связи периферийных устройств с ЭВМ. Цель изобретения - повышение скорости обмена информацией при снижении времени захвата канала. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок регистров, блок канальных формирователей, шифратор состояний и триггер требования прямого доступа, введен элемент И - ИЛИ - НЕ. 7 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) 5 С, 06 F 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ССОР (21) 4486883/24 (22) 26,09.88 (46) 23=08.91., Бюл, 5 31 (2) А.И„.Иванов и А.P Казаков (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1325495, кл. G 06 I 13/20, 1986.

Устройство управления ИЗСТ 5005С.

Схема электрическая принципиальная, Ц13.092./5/,201. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ COIIP×ÆEHÈß. 3BN

С ВНЕШНИХ НАКОПИТЕЛЕИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных комплексах для подключения к ЭВМ внешних накопителей, например, на магнитной ленте.

Целью изобретения является повышение скорости обмена информацией.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока регистров; на фиг.3 функциональная схема дешифратора адреса; на фиг,4 — функциональная схема блока канальных формирователей; на фиг.5-/ — временные диаграммы работы устройства.

На схеме (фиг,,1) показаны устройство 1 управления внешним накопителем, подключенное к блоку 2 регистров, дешифратору 3 адреса и триггеру

4 требования прямого доступа, блок 5 канальных формирователей, элемент

И-ИЛИ-НЕ 6, шифратор / состояний и

ЭВИ 8.

Блок 2 регистров предназначен для приема и передачи информации из ЭВМ. Ы 1672459 А1

2 (5/) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для связи периферийных устройств с 3HN. Цель изобретения повышение скорости обмена информацией при снижении времени захвата канала. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок регистров, блок канальных формирователей, шифратор состояний и триггер требования прямого доступа, введен элемент

И-ИЛИ-НЕ. / ил. с каналом Общая шина" и содержит (фиг.2) регистр 9 передаваемых д .нных регистр 10 передаваемого адреса, регистр 11 состояния передачи, в котором младшие два разряда — старшие разряды адреса, старшие — разряды типа обмена (ввод, вывод, вывод байта), регистр 12 принимаемых данных (с тремя состояниями на выходе), регистр 13 принимаемого адреса, регистр

14 состояния приема, в котором младшие два разряда — старшие разряды адреса, старшие — разряды типа обмена

Дешифратор 3 адреса (фиг.3) предназначен для определения обращения

ЭВМ к регистрам устройства и состоит из регистра типа "защелка", выполненного на элементах И-ИЛИ-НЕ 15 и

16, компараторов 1/ и 18 на элементах И-ИЛИ-НЕ (элементы И-ИЛИ-НЕ могут быть реализованы на интегральной схеме программируемой логической матрицы IQI1556XJI8) и элемента И-НЕ 19.

16/2459

Блок 5 канальных формирователей (фиг.4) служит для формирования приема и передачи в канал ЭВМ сигналов, управляющих обменом информации, и состоит из элементов И 20-22, элементов HE (инверторов) 23-25, элементов

26-29 задержки, канальных приемопередатчиков 30-33, триггеров 34 и 35 и элемента И-ИЛИ-НЕ 36. 10

Шифратор / может быть выполнен на интегральной схеме программируемой логической матрицы КР556РТ2.

На фиг.1-4 показаны также линии (шины) 3/-63 междублочных и внешних соединений, причем линии 3 /-43 образуют группу выходов, а линия 44 выход шифратора / состояний, линии

50, 51, 60 и 62 образуют группу входов устройства для подключения к управляющей группе выходов внешнего накопителя.

На линиях 3/-63 формируются сигналы следующего функционального назначения: линия 3/ — канал занят 25 (прямой сигнал), линия 38 — синхронизация пассивного устройства, линия

39 — подтверждение выбора, линия 40— разрешение передачи данньж в канал, линия 41 — синхронизация активного 30 устройства, линия 42 — запрос на обслуживание программного обмена, линия 43 — запрос на обслуживание в режимах прямого доступа и прерывания, линия 44 — состояние устройства эани35 мает канал, шина 45 — двунаправленная шина данных, шина 46 — шина адреса и данных канала ЭВМ, линия 47— управление записью в регистр 12 принимаемых данных, линия 48 — управле- 40 ние записью в регистр 9 передаваемых данных, линия 49.0 - управление записью в регистр 10 адреса, линия

49.1 — управление записью в регистр

11 адреса и направления обмена, линия 49.2 — разрешение третьего состояния приемного регистра 12 данных, линия 50 — установка требования прямого доступа к памяти, линия 51 управление режимом прямого доступа к памяти, линия 52 — выходы принимаемого адреса, линия 53 — выход приемника режима обмена, линия 54 — выход приемника направления обмена, линия

55 — канал занят (инверсный сигнал), 55 линия 56 — адреса регистров устройства, линия 5/.0 - выход совпадения адресов регистров компаратора 1/, линия 5/.1 — запрос на программный обмен, линия 58. 0 — задержанный принимаемый сигнал синхронизации пассивкого устройства, линия 58.1 — принимаемый сигнал синхронизации активного устройства, линия 58.2 — задержанный принимаемый сигнал "Канал занят", линия 58.3 — синхросигнал предоставления канала, шина 59 — шина управляющих сигналов канала ЭВМ, линия

60 — сигнал управления программным обменом, линия 61 — сигнал требования прямого доступа к памяти, линия

62 — сигнал запроса на прерывание, линия 63 — принимаемый сигнал синхронизации пассивного устройства.

Устройство работает следующим образом.

В режиме программного обмена чаще всего производится чтение регистра состояния устройства. Устройство 1 управления после обработки обращения к этому регистру или по завершении обслуживания прямого доступа к памяти, или, если устройство не занято выводом информации в режиме прямого доступа, а произошло изменение состоя. п я этого регистра, записывает его содержимое в регистр 9 передаваемых данных блока 2, одновременно адрес записанного регистра фиксируется в регистре дешифратора 3. В этом случае при чтении ЭВМ регистра состояния устройства дешифратор 3 сравнивает содержимое регистра и адреса, к которому происходит обращение ЭВМ, выдает на шифратор / сигнал совпадения по линии 57.0. Дешифратор 3 выдает на шифратор 7 запрос программного обмена по линии 5/.1 обращения к регистрам устройства, адреса регистров устройства задаются на.линиях

56.3 и 56.4.

Обмен информацией в режиме прямого доступа подготавливается заранее.

В регистры блока 2 устройством 1 записывается адрес, направление обмена и данные, если будет вывод информации, затем с выхода 50 устройства 1 передается сигнал, устанавливающий триггер 4. Прямой доступ завершается, как только ЭВМ освободит канал. По завершении цикла прямого доступа, если был вывод информации, вызывается запрос на обслуживание следующего цикла. Если был ввод информации, она запоминается н регистре 12 блока 2, а также вызывается запрос на обслуживание, но текущего цикла, по за2459

5 16! нсршешш которого установкой триггера ч инициируется следующий, Элемент 6 вьщает импульс записи в регистр 12 (фиг.2! при записи ЭВМ из канала в регистр устройства и при вводе информации в режиме прямого доступа к памя ги. При программном обмене и обмене информацией в режиме прямого доступа возможна одновременное использование регистров передаваемых данньг< 9 и принимаемых данных

12. Для того, чтобы избежать возникающие при этом потери информации, на устройство 1 подаются сигналы па линиях 38, 44 и 61 (с»иг.1), отражающие состояние обмена

Для обмена информацией в режиме прямого доступа к памяти в регистры

10 и 11 блока 2 (фиг,,2) устройством

1 записываются адрес и направление обмена, данные в регистр 9 записываются, если будет вывод информации. Па завершении цикла прямого доступа, если был вывод информации, вызывается запрос на обслуживание следующего цикла прямого доступа к памяти. Если был вывод информации, она запоминается в приемном регистре 12 блока 2, и вызывается запрос на обслуживание текущего цикла прямого досту| а к памяти.

Если был инициирован прямой оступ к памяти и в регистр 9 были за.исаны данные, канал ЭВМ еще не предоставлен, а ЭВМ 1 обратилась с запросом на чтение регистра устройства, .тогда при . обслуживании чтения регистра устройство 1 переписывает в регистр 9 запрашиваемую информацию, ожидает снятия в линии 38 сигнала синхронизации пассивного устройства и восстанавливает записанную ранее информацию. С другой стороны, перед инициализацией прямого доступа устройство 1 проверяет сигнал в линии 44, определяя, не занят ли канал обслуживанием устройства.

При запросе ЭВМ на чтение регистра устройства производится запись даннь.х из регистра устройства 1 в регистр 9 (фиг.2) блока 2 по сигналу в линии 48. Одновременно этим сигналом ,адрес регистра устройства 1 фиксируется с входом 56 в регистре дешифратора 3 (элементы 15 и 16, фиг 3). В дальнейшем при чтении ЭВМ 8 регистра устройства компаратор 1! сравнивает содержимое регистра и адреса, к кото"

55 раму происходит обращение ЭВМ, вьщает на вход шифратора сигнал совпадения по линии 5!,О, следовательно, обслуживания программного обмена устройством 1 управления не требуется. 111ифратор состояний выдает через блок 5 в канал сигнал синхронизации пассивно о устройства, т.е. канал занимается на л|инил1альньп",, в два раза меньший, период времени „

Кампаратар 18 вьщает на шифратор ! состояний сигнал по линии 5 /.1 запроса ирограммнога обмена (обращения к регистрам устройства), адреса регистров устройства =адаются на входах 56.3 и 56.4.

Элемент И 20 блока 5 (фиг„4) задерживает начало передачи сигнала синхронизации пассиннога устройства (:шния 38) и линии ЭВМ 8, элементы

?1 и 22 снимают сигналы запроса канала в режимах прямого доступа к памяти и прерывания прн установке шифратором сигнала "Канал занят" (линия 3!). Элементы 21 и 22, инверторы

24 и 25 и триггеры 34 и 35 служат для формирования сигналов запроса и предоставления канала в режимах прямого доступа к памяти и прерывания программы. Начальное состояние выходов инверторав 24 и 25 — уровень логического "0", на вь"..-одах триггеров

34 и 35 — " 1". Если устройство запрашивало канал, та па вы.аде элемента

21 илп 22 и на входе очистки соответствующего триггера 34 или 35 имеется уровень логической "1", при поступлении с канала ЭВ1 8 сигнала предаставления канала на выходе соответствующего инвертора 24 или

25 — уровень логической "1", состояние триггеров не меняется, сигнал предоставления канала через устройство не проходит. Если запроса канала не было, на выходе элемента 21 или 22 и на входе очистки соответствующего триггера 34 или 35 — уровень логического 0 1, а так как и на входа установки то же, то на выходе этих триггеров имеется уровень логической "1", при поступлении с канала

ЭВМ 8 сигнала предоставления канала на выходе соответствующего инвертора

24 или 25 — уровень логической "1", т.е. уровень "0" присутствует только на входе очистки триггера. Следовательно, на его выходе "0", что соответствует передаваемому сигналу

16/2459

Содержимое всех программно-доступ ных регистров устройства хранится в регистрах устройства 1 управления,.

Для чтения в режиме программного обмена с ЭБМ 8 необходимо передать содержимое одного «s регистров устройства 1 в регистр 9 (фиг.2), для записи в эт« регистры необход«мо передать содержимое регистра 12 в соответствующ«й (.заданный по нине 52) регистр устройства 1. При записи передаваемьгх в ЭБМ данных в регистр

9 одновременно тем же сигналом произ водится запись адреса регистра устройства 1 в триггеры 15 и 16 деитифра тора 3 (фиг.3), т,е. при чтении ЭВМ регистров устройства, если эти адрсса совпадают, не требуется обслужива ния устройством 1 программного обмена, т,е, передачи данных из регистров устройства 1 в регистр 9, сигнал с выхода компаратора 1/ поступает на шифратор /, блокирует выработку сигнала в линии 4? и разрешает немедленную вьдачу сигнала в линию 38.

Временная диаграмма (фиг.5) отобр жает процессы программного обмена с

ЭВМ 8„ При обращен«и к устройству

ЭБМ 8 выставляет на шинах 46 канала его адрес. Дешифратор 3 дешифрирует

его и вьдает на блок 5 сигнал по линии 5/.1 (фиг.5). Далее ЭВМ вьдает в шины 46 сигнал синхронизаци« активного устройства, когорьп через блок

5 поступает на вход 58.1 шифратора / если это запись в регистр устройства или чтение регистра, который не хранится в данный момент в регистре 12 блока 2 (начало временной диаграммы на фиг,5), шифратор / вьдает запрос на обслуживан«е программного обмена с выхода 42 в устройство 1, последнее завершает выполнение текущей мик ропрограммы, считывает содержимое регистра 9 блока 2 и выдает сигнал по линии 60. Получив последний, пп фратор / форсирует в линчи 38 сигнал синхронизации пассиввог0 устройства, 20

30

40

50 предоставления канала„ Элемент

И-ИЛИ-КЕ 36 формирует задержанньп по переднему фронту сигнал предоставления канала в режимах прямого досту5 па и прерывания для управления шифратором /, Шифратор / состояний вырабатывает последовательности сигналов канала Общая шина" (Е 1 YJIK ПО ВТ 34-80). 1О который через блок 5 поступает в канал ЭВМ, та снимает сигнал в линии

58.1, процесс обмена закончен. Если происходит чтение регистра, который хранится в данный момент в регистре

12 блока 2 (конец временной диаграммы на фиг.5), шифратор / сразу же вьдает сигнал в линию 38, а сигнал по линии 42 не вырабатывается, Временная диаграмма (фиг.6) отображает обмен с ЭВМ 8 в режиме прямого доступа к памяти, процесс инициируется сигналом в линии 50 с устройства ii по которому устанавливается триггер

4. Выход 61 триггера через элемент

21 блока 5 (фиг.4) и канальный приемопередатчик 31 формирует в линии

59,5 канальньп сигнал запроса прямого доступа. ЭВМ 8 по завершении текущего процесса обмена с памятью вьдает в линию 59.10 сигнал предоставления канала в режиме прямого доступа, последний с задержкой времени формирует уровень логического нО на выходе 58.3 элемента 36, По сигналу в линии 58.3 шифратор / устанавливает в линии 39 сигнал подтверждения выбора, который снимает канальный сигнал в линии 59 ° 5 и устанавливает сигнал в линии 59.4 ЭВМ 8 в ответ снимает сигнал в линии 59,10, на выходе 58.3 появляется уровень логической "1", что приводит к установке шифратором в линии 3/ сигнала "Канал занят", а затем сигнала синхронизации активного устройства в линии

41 ° 3BN 8 отвечает сигналом синхронизации пассивного устройства (линия 63), который снимает сигналы в линиях 3/ и 41 и вьдает импульс запроса на обслуживание в режиме прямого доступа к памяти, сбрасывающий триггер 4.

Временная диаграмма (фиг./) отобра жает обмен с ЭБМ 8 в режиме прерывания. Процесс инициируется сигналом запроса на прерывание (линия 62) с устройства 1. Через элемент 22 блока

5 (фиг.4) и канальный приемопередатчик 31 формируется канальный сигнал запроса прерывания в линии 59.6. По завершении выполнения текущей команды ЭВМ 8 вьдает сигнал предоставления прерывания (линия 59.11), Последний с задержкой времени формирует уровень логического "0" на выходе

58,3 элемента 36. Ifo сигналу в линии

16/24

58,.3 шифратор / устанавливает сигнал подтверждения выбора линии 39, который снимает канальный сигнал в линии

59.6 и устанавливает сигнал на линии

59,4. ЭВЬ 8 в ответ снимает сигнал в

5 линии 59.11, на выходе 58,3 появляется уровень логической "1", что приводит к установке шифратором / сигнала

Il ll

Канал занят и сигнала запроса на обсл -живание в режиме прерывания (линии 3/ и 43), устройство 1 в ответ на запрос выдает данные (адрес вектора прерывания), импульс в линии 48, записывающий их в передающий регистр

9 данных блока 2, и сигнал управле.— ния по линии 60. Последний снимает сигнал в линии 39, шифратор / устанавливает сигнал в линии 40, который через блок 5 формирует канальный 20 . сигнал прерывания (пиния 59), ЭВМ 8 отвечает сигналом синхронизации пассивного устройства (линия 63), на который шифратор / выдает второй импульс запроса на обслуживание в ре- 25 жиме прерывания (линия 43), устройство 1 в ответ на запрос снимает сигнал в линии 62, шифратор / снимает сигналы в линиях 40 и 59 ° 6, à 3BM— сигнал в линии 63., 30

Формула изобретения

Устройство для сопряжения .ММ с внешним накопителем, содержащее блок регистров и блок канальных формирователей, группы информационных входоввыходов которых являются соответствующими группами входов-выходов устройства для подключения к адресно- 40 информационной и управляющей шинам

ЭВМ, шифратор состояний, первая группа входов состояния и первая группа выходов которого соединены соответственно с группой выходов и с первой 45 группой информационных входов блока канальных формирователей, дешифратор адреса, первая группа информационных входов которого подключена к первой группе выходов блока регистров, груп- 50 па входов-выходов данных, группа синхронизирующих входов и вторая группа выходов которого являются соответствующими группами входов-выходов, входов и выходов устройства для подi5 ключения к шине данных, группе синхронизирующих выходов и группе входов направления обмена Внешнего накопителя., и триггер требования прямого дос10 тупа, В!!ходом и входом сбрс са !1Одключенный к соответствующему Входу н

Выходу второй группы входов coc Toff>fff>I и группы гыходов шифратора состояний, причем установочный вход триггера требования прямого доступа, Вторая групйа информа1В1онных Входов блока канальных формирователей и вгорая группа входов состоя!!1!я ш11фратора состояний образуют группу Входов уст.ройства для подключения к группе выходов управления режимом Обмена, вход разрешения выдачи данных блока регистров соединен с соответствующим

Выходом группы выходов шифратора состоян1ьй1, выхс д которого яв 1яется выxoJloM cTpoHc1 f1 jIля !!одк:В0чения к

ВхОду занятости Вне!!Iне ГО 1!а tiOIffITEJIJI, о т л и ч а ю щ е е . я TOM, «To, с целью повышения скорост!! Обмена, в устройство Введен элемент И-И.1И-111, причем выход триггера TpeCОван11я прямого доступа подк.!пачен к соответстВующему входу второй группы информационных входов блока канальных формирователей, первым и вторим выходами соединенного соответственно с входом разрешения Выдачи Bjfpeñà и со стояния блока регистров н первым 11ходом элемента И-ИЛИ-1!Е, второй Вход и выход которого подключены соответственно к соответствующему 111.!ход> группы выходов шифратОра сОстоя нl I If K входу разрешения приема 1!!!формации блока регистров, третий вход элемента И-ИЛИ-НЕ соед1ьнен с соответствующим вь1ходом группll выходо- шифратора сос1ояний и входом синхронизан1п! приема адреса и состояния 0.!ока регистров, четвертый вход э.темента

И-И11И-НŠ— с соответству10!!им Выходом группы выходов блока регистров, первая группа выходов которого является группой выходов устройства для подключения к группе адресных входов внешнего накопителя, первый выход блока канальных формирователей и вторая группа выходов блока ре1нстров подключены к третьей группе входов состояния шифратора состоя1н1й, группа выходов которого является группой выходов устройства для подклк!чения к группе запросных Входов внешнего накопителя, четвертая группа входов состояния шифратора состояний соединена с группой выходов дешифратора адреса, вторая группа информационных входов и синхронизирующий вход де12

11

16/2459 шифратора адреса являются соответствующими группами входов устройства для подключения к группе адресных выходов и группе синхронизирующих выходов внешнего накопителя, выход триггера требования прямого доступа соединен с группой выходов устройства для подключения к запросному входу внешнего накопителя.

16/?459

gS г

Рог. 3!

672459

16/2459

Дгг. 7

Составитель В.Вертлиб

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 2841 Тираж 380 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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