Устройство для обмена информацией между цвм и внешними устройствами

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано о вычислительных системах для построения интерфейсов сопряжения ЦВМ с удаленными внешними устройствами. Целью изобретения является упрощение интерфейса сопряжения. С этой целью в устройство, содержащее регистр управляющего слова, селектор адреса и блок формирования адреса, введены первый и второй регистры ввода информации, первый и второй регистры вывода информации, блок синхронизации ввода , блок синхронизации вывода, переключатель адреса и блок управления вводом - выводом. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 10 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (si>s G 06 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕНЧЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4761815/24 (22) 02.10.89 (46) 07.11.91. Бюл. ЛЬ 41 (71) Научно-исследовательский институт

"Квант" (72) В.П.Хельвас (53) 681.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

t+ 1295404, кл. G 06 F 13/00, 1987.

Карцев М.А. Архитектура цифровых вычислительных машин, М.: Наука, 1978, с.

259-265, рис. 3.5. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОР-:

МАЦИЕЙ МЕЖДУ ЦВМ И ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах для построения интерфейсов сопряжения ЦВМ с удаленными внешними устройства (BY).

Цель изобретения — упрощение интерфейса сопряжения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — схема блока синхронизации вывода; на фиг. 3 — схема селектора адреса; на фиг. 4 — схема блока управления вводом-выводом; на фиг. 5— схема блока синхронизации ввода; на фиг. 6

-схема блока формирования адреса; на фиг.

7 — структура управляющего слова; на фиг.

8- временная диаграмма работы блока синхронизации вывода; на фиг. 9 — временная диаграмма работы устройства в режиме передачи информации иэ ЦВМ в ВУ; на фиг. 10 — временная диаграмма работы устройства Ж 1689961 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано а вычислительных системах для построения интерфейсов сопряжения ЦВМ с удаленными внешними устройствами. Целью изобретения является упрощение интерфейса сопряжения. С этой целью в устройство. содержащее регистр управляющего слова, селектор адреса и блок формирования адреса. введены первый и второй регистры ваада информации, первый и второй регистры вывода информации, блок синхронизации ввода, блок синхронизации вывода, переключатель адреса и блок управления вводом — выводом. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 10 ил. в режиме передачи информации иэ BY в

ЦВМ.

Устройство для олтмена информацией еаваВ между ЦВМ и внешними устройствами содержит первый регистр 1 вывода информа- 0 ции, реги".тр 2 управляющего слова, первый 00 регистр 3 ввода информации, блок 4 синхро- 0 низации вывода, блок 5 синхронизации вво- К;) да, второй регистр б вывода информации, 0, второй регистр 7 ввода информации, блок 8 д управления вводом-выводом, селектор 9 адреса, переключатель 10 адреса, блок 1". формирования адреса.

Устройство имеет также шину 12 сброса, шину13тактов, кодовые шины 14 вывода

ЦВМ, шины 15 и 16 признаков операций вывода, кодовые шины 17 ввода ЦВМ, шины

18 и 19 считывания управляющего слова и информации, шины 20-22 синхронизации байтоа информации BY, шины 23 информации ЦВМ, шины 24 информации BY, шины

1689961

25 и 26 синхронизации ЦВМ, шину 27 признакауправляющего слова(ПУСл), шины 2830 синхронизации BY, шину 31 готовности, шину 32 записи, шину 33 стробирования, шины 34-36 синхронизации байтов инфорэции ЦВМ, шину 37 стробирования информации BY, кодовые шины 38 вывода BY, кодовые шины 39 ввода ВУ, шину 40 идентификации BY.

При этом регистры 1-3, блок 4 синхронизации вывода, блок 5 синхронизации ввода входят в состав устройства обмена ЦВМ, а регистры 6 и 7, блок 8 управления, селектор 9 адреса, переключатель 10 адреса, блок

11 формирования адреса являютея составной частью. контроллера BY.

Блок 4 синхронизации вывода (фиг. 2) содержит четыре триггера 41-44, счетчик

45, двэ регистра 46 и 47 сдвига, формирователь 48 импульсов, шесть элементов И 49 54, два элемента IE55, 56, элемент ИЛИ 57, элемент 2И вЂ” ИЛИ 58.

Селектор 9 адреса (фиг. 3) содержит схему 59 сравнения, два триггера 60 и 61, элемент И 62, формирователь 63 импульсов.

Блок 8 управления вводом-выводом (фиг. 4) содержит три триггера 64-66, три формирователя 67-69 импульсов, два элемента ИЛИ 70, 71, семь элементов И 72-78, три элемента НЕ 79-81.

В таблице приведен перечень шин интерфейса и пояснено их назначение.

Блок 5 (фиг. 5) синхронизации ввода содержит два триггера 82, 83, три формирователя 84-86 импульсов, элемент HE 87.

Блок 11 (фиг. 6) формирования адреса содержит регистр 88 и дешифратор 89, Работа устройства описывается с учетом использования 24-разрядной ЦВМ, Устройство работает в двух режимах: — выдача информации из ЦВМ во внешние устройства (BY), — прием информации в ЦВМ из внешних устройств.

Выдача информации из ЦВМ B BY.

Этот режим обеспечивается последовательным выполнением в ЦВМ двух команд вывода (В1П, В2П). Временная диаграмма режима приведена на фиг. 8, 9.

Первой командой выдается управляющее слово (УСл), определяющее адрес группы BY (прибора), адрес BY в группе (в приборе), признак направления обмена (ввод-вывод). Вариант структуры управляющего слова показан на фиг. 7.

В данном устройстве не задается использование 1-4 разрядов 1-го байта и всего

3-ro байт УСл. Их назначение может быть произвольным, с учетом алгоритмов обмена и временных диаграмм работы устройства, Второй командой выдается информация из ЦВМ в адресуемое первой командой

BY. Обе команды вывода сопровождаются выдачей из ЦВМ соответствующих признаков — ПВ1П по шине 16 и ПВ2П по шине 15.

Управляющее слово и информация выдаются по шинам 14. Задним фронтом признака

ПВ1П 24-разрядное управляющее слово, выданное из ЦВМ, записывается в регистр

2, Одновременно этот признак фиксируется триггером 41, и через элементы НЕ 55 и ИЛИ

57 осуществляется запись "1" в первый разряд регистра 46 и кода "0...0" в регистр 47 (см. фиг. 2). U

В триггере 42 осуществляется синхронизация ("привязка") выходного сигнала триггера 41 к положительному фронту импульса тактов, выдаваемых из ЦВМ по шине

13. На выходе триггера 42 формируется приформация задним фронтом признака ПВ2П записывается в регистр 1, а сам признак фиксируется триггером 43. Одновременно

"1" пятого разряда УСл передним фронтом признака ПВ2П принимается втриггер 82, а задним переписывается в триггер 83, формируя на шине 31 постоянный сигнал "Готовность

Выходным сигналом триггера.42 разрешается поступление тактовых импульсов по шине 13 через элемент 2И-ИЛИ 58 на вход одноразрядного счетчика 45, с выхода кото30 рого импульсы сдвига поступают на С-вход (вход сдвига) регистра 46, а инверсные зна35 чения этих импульсов — на С-вход регистра

47. Тремя первыми сдвигами из выходных сигналов регистра 46 на элементах И 49-51 формируется три сигнала считывания

"Счит. 1 УСл", "Счит.2 УСл", "Счит. 3 УСл", которые по.шинам 18 поступают на вход регистра 2. Этими сигналами осуществляется поочередная передача трех байтов управляющего слова по шинам 23 "Инф. ЦВМ" во внешние устройства, Одновременно на вы ходах регистра 47 формируются два сигнала синхронизации "Синхр.1 ЦВМ", "Синхр.2

ЦВМ", передаваемые по шинам 25, 26 во внешние устройства как сигналы. синхрониэдции управляющего слова, Четвертым сдвигом формируется сигнал на четвертом выходе регистра 47. Этим сигналом осуществляется установка в единичное -остояние триггера.44, в нулевое состояние — триггера 42, завершая формированиэ сигнала ПУСл, и сбрасывается через формирователь 48 в нулевое состояние счетчик 45. Передним фронтом выходного сигнала с триггера 44 через элемент ИЛИ 57 обеспечивается запись .в регистры 46, 47

20 знак управляющего слова (ПУСл).

Выдаваемая из ЦВМ по шинам 14 ин1689961

5 l0

25

40

55 кодов "0001", "0...0" соответственно. Поступающими через элемент 2И-ИЛИ 58 тактовыми сигналами запускается в режим счета счетчик 45, выходными импульсами которого осуществляется сдвиг регистров 46, 47.

Из выходных сигналов регистра 46 на элементах И 52-54 формируются три сигнала считывания из регистра 1 трех байтов информации, что обеспечивает их передачу по шинам 23 "Инф. ЦВМ" во внешние устройства. Одновременно на выходах регистра 47 формируются два сигнала синхронизации этих байтов информации, передаваемые по шинам 25, 26 в BY, где обеспечивается прием этих байтов информации. Задним фронтом сигнала "Счит.3 Инф" (одна иэ шин 19) устанавливается в нулевое состояние триггер 43, а затем сигналом с четвертого выхода регистра 47 устанавливается в нулевое состояние триггер 44. Ка этом завершается работа аппаратуры устройства обмена ЦВМ и она приводится в исходное состояние.

Работа контроллера BY начинается с приема от УО управляющего слова. Управляющее слово с выхода регистра 2 поступает на вход схемы 59 сравнения, стробируемой признаком управляющего слова ПУСл на шине 27. При сравнении кода номера группы BY (разряды 6-8 УСл) с предварительно установленным на переключателе 10 адреса BY передним фронтом сигнала "Синхр.1 ЦВМ" на шине 25 устанавливается в единичное состояние триггер 60.

Одновременно этим фронтом единица пятого разряда УСл через элемент И 72 фиксируется триггером 64. Передним фронтом сигнала, сформированным на триггере 61, через элемент И 62 в регистр 88 принимается второй байт УСл (адрес BY в группе).

Выходным потенциалом триггера 64 разрешается формирование на элементах И 74, 75 и НЕ 79 сигналов синхронизации, обеспечивающих прием трех байтов информации, поступающих по шинам 23 в регистр 7.

На формирователе 67 от.заднего фронта сигнала на шине 36 формируется сигнал, который через элемент ИЛИ 70 по шине 33 поступает на вход стробирования дешифратора 89. Ка одном из выходов дешифратора

89 формируется сигнал, соответствующий коду адреса в регистре 88. Этим сигналом осуществляется ввод в BY 24-разрядного кода информации, принятого в регистр 7.

Прием информации в ЦВМ из BY.

Этот. режим обеспечивается последовательным выполнением в ЦВМ двух команд вывода (В1П, В2П) и команды ввода (ВВП).

Временная диаграмма режима приведена на фиг. 8, 10. Первой командой из ЦВМ выдается 24-разрядное управляющее слово (УСл), которое задним фронтом признака

ПВ1П записывается в регистр 2 управляющего слова. Одновременно этот признак фиксируется триггером 41, и через элементы НЕ 55 и ИЛИ 57 осуществляется запись

"1" в первый разряд регистра 46 и кода

"0...0" в регистр 47 (см. фиг, 2). На триггере

42 осуществляется синхронизация ("привязка" ) выходного сигнала триггера 41 к положительному фронту импульса тактов. выдаваемых из ЦВЫ по шине 13. На выходе триггера 42 формируется npèçíà;< управляющего слова (ПУСл), Во второй команде (В2П) из ЦВМ нз шины информации выдается код "О...С", Эта команда в рассматриваемом режиме служит в качестве управляющей для формирования сигналсв синхронизации контроллера внешнегоустройства, Признак ПВ2П фиксируется триггером 43 н одновременно "0 пятого разряда УСл передним фронтом признака ПВ2П принимается в триггер 82, а задним переписывается в триггер 83, снимая после завершения команды 82П сигнал

"Готовность" с входа ЦРМ (на шине 31). В этом случае в ЦВМ задерживается выполнение следующей команды (ВвП) до восстановления на входе ЦВМ сигнала Тотовнрсть".

Формирование сигналов считывания на шинах 18. 19, сигналов синхронизации на шинах 25, 26 и передача в BY байтов управляющего слова и информации осуществляется аналогично режиму вывода информации иэ ЦВМ. При этом в.регистр 7 записывается код "0...0".

Управляющее слово с выхода регистра

2 поступает на вход схемы 59 сравнения, стробируемой признаком управляющего слова ПУСл на шине 27. При сравнении кода номера группы BY (разряды 6-8 УСл) с предварительно установленным на переключателе 10 адреса BY передним фронтом сигнала "Синхр.1 ЦВМ" на шине 25устанавливается в единичное состояние триггер 60.

Одновременно этим фронтом нуль гятого разряда УСл через элементы HE 80, И 73 фиксируется триггером 65. Передним фронтом сигнала, сформированным на триггере

61, через элемент И 62 в регистр 88 принимается второй байт управляющего слова, Выходным потенциалом триггера 65 разрешается формирование на элементе И 73, формирователе 69 и элементе ИЛИ 70 строба дешифрзтора 89. При этом на одном из его выходов формируется сигнал, соответствующий коду адреса в регистре 88 и служащий в качестве признака запроса о BY на выдачу информации. Из BY по шинам 38 поступает информация, записываемая в ре1689961

30 гистр 6 сигналом синхронизации на шиН8 37.

Выходным потенциалом триггера 65 из сигналов Синхр.1 ЦБМ", Г;инхр.2 ЦБМ", поступающих в операции В2П (отсутствие признака ПУСл), на элементах {А 76, 77 и

Tpvif { Gp8 66 фООМ{{ру ются сиГналы считыва ния байтов информации из регистра 6. При этом сигналы "{"..И{-{><р.1 ВУ", "Си{{хр.2 ВУ" > а шинах 28, 29 посгупа{ат t{a Вход блока 5 синхронизации Ввода как сигналы си txpoнизации бай-{-ОВ ин орг1ац{{и ВУ, .

Задним фрОнтом сиг{{ала "{инхр.2 BY через формирователь 68 и элемент ИЛИ 71 сбрасывается В нулевое состояние триггер

65е ftpt{50ÄÉ тем семь{M аппаратур j контрсл лера FiV В исходн08 состояние. зс. н-лов С{ {щ>,1 BY, Cx{t>tp.d BY на элементе НЕ 87 и фс}рмиоователях 84-86 формируются сигналы приема отдельных байтов информации БУ В регистр 3. Сигналом синхронизации третьего байта с выхода форм{ {р{звател{1 86 устанавливаются В {{улеt3o8 сос1 ояние триггGp{;t 82, 83, формируя Н8 шине 31 сигнал "Готовност ", поступающий на вход ЦБМ. После этого BM выполняет ко{ианд{ { вода (B 13{ {) cop8p>{(tlw{ofo регl {cTp8

3. На зтОм завершаетсЯ p8cñw{8Tpè838ìûé

: режим работы устройства.

Фoрмула изОбретениЯ

1. Устройство для обмена информацией между UHM и Внешними устройствами, содер>ка{{188 )егигтр уг{Р; 13ляк}щегО глОВВ c8" лектор адреса и Блок формирования адреса, информационный Выход которого являетсл

Выходом ус{ро{{ст{3а для подключения к адР{ с{3ому Входу ь1 «е " { {е{ с УГ { ооис{ Ва -1{{ФОР мационные Выходы Рег{{стра управля{ощеГО

CJ{ 0{38 С Гl 8РВОГО ПО ТРЕТИЙ СОЕДИ Ч8Н Ы С ПЕР

Вь{м информационным входом селектора адреса и информационным входом блока формирования адреса, информационный вход регистра управляющего слова является входом устройства для подключения к информационному выходу ЦВМ, а первый выход селектора адреса одкгначен к Входу записи блока формирования адреса, о т л ич а ю щ е 0 с A тем, что, с целью упрощения интерфейса сопряжения, В него введены первы{й и второй регистры Ввода информации, первый и второй регистры Вывода информации, блок синхронизации Ввода, блок синхронизации вывода, пареклк>чатель адР8са и блОК управления ВВОдом-выВОдом, причем информационный Вход первого реГистра Вывода информац {и соединен с входом устройства для подключения t; информацио{{{цому Выходу ЦВМ, и>{фо{рмаЦИО lit{38 ВЫХОДЫ f{8P{30fо РЕГИСТРа ВЫВОДЯ инфоомации с Г{ервого ilo третий Объединены с одноиме{{ными выходами регистра управляющего слова и подключены к одноименным информационным входам второго регистра ввода информации, один из разрядов первого информационного выхода регистра управляющего слова соединен с первым входом разрешения приема блока управления вводом-выводом. первый вход запуска блока синхро{{изации вывода и сихровход регистра управляющего слова объединены и образуют вход устройства для подключения к первому выходу признака операции ЦВМ, второй вход запуска блока синхронизации вывода, си хровход первого регистра Вывода информации и первый тактовый вход блока синхронизации ввода объединены и образуют вход устройства для подкл{очения к второму выходу признака операции ЦВМ, вход запуска блока синхронизации ввода объединен с о{3{ним из разрядов информационного входа первого регистра вывода информации, вход разрешения {{риема которого подключен к первому выходу блока синхронизации вывода, Второй Выход которого соединен с входом разрешения приема регистра управляющего слова, тактовый Вход блока синхронизации вывода является входом устройства для подключения к тактовому выходу ЦВМ, третий выход блока синхронизации вывода подключен к синхровходу селектора адреса и первому синхровходу блока управления вводом-выводом, четвертый выход блока синхронизации вывода соединен с входом начальной установки селектора адреса и вторым синхровходом блока управления вводом-выводом, пятый выход блока синхронизации вывода подключен к входу разрешения приема селектора адреса и входу признака операции блока управления вводом-выводом, ВтОРОй выход селектора адреса соединен с вторым входом разрешения приема блока управления вводом-выводом, Выходы с первого по третий которого подключены к одноименным синхровходам второго регистра ввода информации, четВертый и пятый выходы блока управления вводом-выводом соединены соответственно с входом начальной установки и входом разрешения приема блока формирования адреса, информационный выход второго регистра ввода информации является выходом устройства дл я подключения к информационному входу внешнего устройства, e>:oäb{ разРешения приема второго ðåГистра Вывода информации с п8РВОГО по третий подключены к выходам блока управления вводом-Выводом с шестого по восьмой, кроме того, шестой и седьмой выходы блока управления вводом-выводом соеди1689961

Наимейование шин

Направление пе е ачи

Количество

Назначение

ЦВМ вЂ” ВУ

Передача Усл и информации из

ЦВМ в BY

Передача информации из ВУв ЦВМ

Идентификация УСл

ВУ.— в.ЦВМ

ЦВМ вЂ” ВУ

ЦВМ вЂ” -ВУ

ВУ вЂ” рЦВМ

Инф.1ВУ..Инф.8ВУ

ПУСл

Синхр.1ЦВМ, Синхр.

2ЦВМ

СинхрониэацияУСл и информации

Синхронизация ин о мации BY

Синхр.1ВУ,Синхр.2ВУ нены соответственно с вторым тактовым входом и входом останова блока синхронизации ввода, информационный вход и синхровход второго регистра вывода информации являются входами устройства 5 для подключения соответственно к информационному выходу и выходу синхронизации вы вода внешнего устройства, информационный выход второго регистра вывода информации подключен к информа- 10 ционным входам с первого по третий первого регистра ввода информации, выход которого является выходом устройства для подключения к информационному входу

ЦВМ, второй информационный вход селек- 15 тора адреса соединен с выходом переключателя адреса, синхровходы первого регистра ввода информации с первого по третий подключены к выходам блока синхронизации ввода с первого по третий, чет- 20 вертый выход которого является выходом устройства для подключения к входу готовности ЦВМ.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е- 25 с я тем, что блок управления вводом-выводом содержит три триггера, три формирователя импульсов, два элемента ИЛИ, семь элементов И и три элемента НЕ, причем первый вход разрешения приема блока со- 30 единен с первым входом первого элемента

И и через второй элемент НŠ— с первым входом второго элемента И, первый синхровход блока подключен к вторым входам первого и второго элементов И, первым вхо- 35 дам третьего, пятого, шестого элементов И и синхровходу третьего триггера, второй синхровход блока соединен с первым входом четвертого элемента И, входом сброса ,40

Инф.1ЦВМ..Инф.8ЦВМ третьего триггера и первым входом седьмого элемента И, второй вход разрешения приема блока подключен к третьим входам первого и второго элементов И, вход признака операции блока соединен с вторым входом седьмого элемента И, а через третий элемент НŠ— c вторыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, выход первого триггера подключен к третьим входам третьего и четвертого элементов

И, выход третьего элемента И соединен с первым выходом блока, а через первый элемент HE — с вторым его выходом, выход четвертого элемента И подключен к третьему выходу блока, а через первый формирователь импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход второго триггера соединен с третьими входами пятого, шестого, седьмого элементов И и информационным входом третьего триггера. выход пятого элемента И является седьмым выходом блока, выход шестого элемента И подключен к шестому выходу блока и через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к входам сброса первого и второго триггеров и является четвертым выходом блока, выходы первого и второго элементов И соединены с синхровходами соответственно первого и второго триггеров, выход третьего триггера является восьмым выходом блока, выход седьмого элемента И через третий формирователь импульсов подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с пятым выходом блока, а информационные входы первого и второго триггеров подключены к шине единичного потенциала блока.

1689963

1689961

1689961

1689961 сль

2 $Q0m

Раз яды

032 1

Сарукаура

2Ô 23 22 21 20 19 1В 17

16 15 9 13 12 15 50 9

Адрес ВУ о абдулле (8 приборе) 0 7 6

48 ес ер пы

5р„-Напра5 ение обижена

1-."Вы8од"

0.,8дод

1689961 л нф (в (ЗЧ) 17-2Ффр

lu г.9 (13

ЛЯ1О (16

Кодцви ®

ПВ20 ® (щ)

I79Cn (2 (ЧЯ

Gaumy(1

Вит2УГя(18) йитзУсл(®

Сиихр.1цВн (Ч7-2)

Сцнхр,2 ® (Ч7-Ф (98) (М

С од)цнии ®

Счигп20нф ®

COutn3Ua ®

llB@7 (16} код ЦВМ па гп

ПУ Сп (2)

Ин .a8h

guesp 14ВМ 2 ) pgpzg8M 2З>

25)

Я а)

32

1 aum 2 atlm 3 adam

abdal 2 адт J айл

1689961 (16 (15) (19) ус

2) (27) (26) (бО

И2)

90) (65 (78) (89703З) (38) (21)

22)

Операция дд/7

Фи р. 70

Составитель Г.Виталиев

Редактор Б.Федотов Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 3815 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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