Патент ссср 419892

 

О П И С А Н И Е 111) 419892

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.10.71 121) 1712327118-24 (51) Ч. Кл. G 06f 9 00 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 12.08.74

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изаоретений н открытий (53) Л1х 681 325(088 8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. П. Блинушов, В. Г. Петрен <о и О. Г. Светников

Особое конструкторское бюро вычислительной техники Рязанского радиотехнического института (54) УСТРОЙСТВО ОБМЕНА

Устройство относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах, в информационно-поисковых системах, в системах сбора и обработки информации.

В современных вычислительных система:, работающих в реальном масштабе време,IH, для согласования потоков данных между различными устройствами применяются буферные наполнители, под которые обычно отводятсл отдельные зоны в запоминающем устройстве (называемые буферными зонами).

Известны устройства подобного типа, в 00став которых входят счетчики формирования адреса записи и считывания в буферную зону, схема сравнения, переключатель каналов, схема управления. Наличие автономной памя"и в устройстве обмена не принципиально, так как память устройства обмена можно opra»»зовать в памяти системы.

Недостатком извес1пого устройства является отсутствие контроля за степенью заполнения буферных зон при обмене в обоих направлениях.

С целью расширения функциональных возможностей устройство содержит блок выр"ботки состояний и реверсивный счетчик, причем его первый вход соединен с первым вы одом блока управления, второй вход — со вторым выходом блока управления, третий вход и первый выход — — с числовой шиной устройства, второй выход с первым входом блока выработки состолпш1, выход которого соединен с блоком управления.

Это позволяет ко1ггролпровать степень заполнения буферных зоп прп обмене в обоих направлениях.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

10 Устройство обмена содержит суммпрующ1 и счетчик 1 п рсвсрспвный счетчик 2, суммпрующип счетчик 3, регпс1р 4, блок выработки сигналов состояния 5, переключатель каналов 6, блок управления 7, числовую и управ15 ляющие шины 8 — 16.

Двоичный счетчик 1 предпазначеп для формирования абсолютного адреса записи в буферную зону, а счетчик 3 — для формирования абсолютного адреса считывания из бу20 ферной зоны. Рсверспвный дгоичный счетч1;к

2 предназначен для подсчета количества единиц информации, находящихся в данный момент в буферной зоне. Регистр 4 служит длл фиксации объема буферных зоп. Блок выра25 ботки сигналов состояния 5 предназначен для формированп I спг11алов, отображающих р .зличп io степеllb заполнения оуфсрны х зон Ii ряд, критических сос1ояпий буферов, Псрекл о; чатель каналов 6 прсд1азпачсп для упорядо30 чеш1я потоков заявок о- устройств системы в

419892

3 соответствии с их приоритетами и формирования адресов обращения к фиксированным для, каждого устроиства ячейками памяти устройства обмена. Блок управления 7 предназ - ачен для выработки управляющих сигналов в соответствии с заданным алгоритмом функционирования устройства обмена.

Перед началом обмена между двумя устройствами системы (одно из них является приемником, другое — источником информации) за ними закрепляется общая буферная зона, которой присваивается определенный номер. Количество задаваемых буферных зон, которыми управляет устройство обмена, определяется, в основном, памятью устройства обмена. Память устройства обмена необходима для хранения текущих состояний счетчиков 1, 2, 3 и регистра 4 при одновременном управлении несколькими буферными зонами. (В дальнейшем содержимое ячейки памяти, хранящей текущее состояние счетчиков 1, 2, 3 и регистра 4, будем называть управляющим словом,)

Перед работой в поле ячейки памяти устройства обмена, отведенное для хранения содержимого счетчиков 1 и 3, заносятся базовые адреса, определяющие местоположение буферных зон; в поле для хранения содержимого счетчика 2 — «нули», а в поле для хранения содержимого регистра 4 — двоичный код, задающий объем буферной зоны. Объем зоны определяется количеством единиц в младших разрядах поля, отведенных для хранения содержимого регистра 4. Если количество единиц в младших разрядах равно и, то объем буферной зоны равен 2" единиц информации.

В устройстве обмена формирование текущего абсолютного адреса записи или считывания осуществляется путем присоединения кода относительно адреса к коду базового адреса.

Формирование относительных адресов, задающих местоположение влекущей ячейки буферной зоны осуществляется в тех разрядах счетчиков 1 и 3, которым соответствуют единицы в регистре 4. Эта часть счетчиков 1 и 3 рабстает в кольцевом режиме. «Единицы» в регистре 5 разрешают прохождение переноса из одноименных разрядов счетчиков 1 и 3 в соседние старшие. Разряды счетчиков 1 и 3, которым соответствует нулевое поле регистра 4, не изменяются, вследствии чего базовый адрес остается постоянным на протяжении всего сеанса обмена.

Количество единиц информации, находящихся в данный момент в буферной зоне, определяется содержимым реверсивного счетчика 2. При записи информации в оуферную зону содержимое счетчика 2 увеличивается на единицу, а при считывании из буферной зоны уменьшается на единицу. Анализ степени заполнения и выработку ряда сигналов состояния осуществляется с учетом объема буферной з"оны узлом 5.

Заявки от различных устройств на прием или передачу информации поступают по ши5

65 нам 10. При одновременном поступлении нескольких заявок переключатель каналов 6 выделяет наиболее приоритетную заявку, выставляет на шинах 11 код номера обслуживаемого устройства и подготавливает свои входные цепи для приема адреса с адреснь:х шин 9. Устройство, номер которого выставлен на шинах 11, выдает в переключатель каналов номер буферной зоны и код операции («запись» или «чтение») . Переключатель каналов 6 по номеру зоны формирует команду обращения к памяти устройства обмена. 11о этой команде осуществляется считывание управляющего слова зоны и запись его комгонентов в счетчики 1, 2, 3 и регистр 4. Если в текущем цикле обслуживания задан код операции «запись», то блок управления 7 анализирует состояние соответствующей буферной зоны (информация о состоянии зон поступает по шине 15). Если буферная зона заполнена не полностью, то блок управления разрешает запись, подключает счетчик 1 к адресным шинам, а к числовым шинам — информационный выход такого устройства, номер которого выставлен на шинах 11. После завершения этих переключений производится запись информации в память по адресу, содержащемуся в счетчике 1, затем в счетчики 1 и 2 добавляются единица. Модифицированные значения счетчиков 1, 2, а также значения счетчика 3 и регистра 4 засылаются в фиксированную ячейку, отведенную под текущее управляющее слово. С приходом сигнала по шине 13, свидетельствующем об окончании операции с памятью, устройство обмена по шине

14 выдает обслуживаемому в данный момент устройству сигнал о выполнении его заявки.

Если при обслуживании заявки возникло одно из заданных состояний буферной зоны, то о возникшей ситуации сообщается обслуживаемому устройству путем подачи соответствующего сигнала по одной из шин 15. Одновременно с этим выдается сигнал о выполнении заявки. При попытке обслуживаемого устройства записать информацию в полностью заполненную буферную зону блок состояния.

5 вырабатывает сигнал «заполнен», который поступает на одну из шин 15. По этому сигналу узел управления 7 запрещает запись в буферную зону и формирует на шине 16 сигнал отказа, сигнализируя устройству о невозможности выполнения его заявки.

Если в данном цикле обслуживания задан код операции «считывание», то блок управления 7 анализирует сигналы состояния на шинах 15. При отсутствии на шинах 15 сигнала «буфер пуст» устройство обмена организует считывание из буферной зоны по адресу, хранящемуся в счетчике 3. Для этого узел управления подключают к адресным шинам выходы счетчика 3, а к числовым шинам — входы обслуживаемого в данный момент устройства, и организует обращение к памяти. Устройство, номер которого выставлен на шинах

11, принимает поступающую по числовым ши419892

73

Составитель М. Мастрюков

Техред Т. Курилко

Редактор Л. Цветкова

Корректор H. Учакина

Заказ 1907/4 Изд. М 1383 Тираж 624 Подписное

LIHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 нам затребованную информацию. С приходом сигнала по шине 13 к содержимому счетчика

3 добавляется единица, а из содержимого счетчика 2 вычитается единица. Модифицированные значения счетчиков 2, 3, а также содержимое счетчика 1 и регистра 4 засылается в фиксироваппу1о ячейку памяти, отведенную под -екущее управляющее слово. Затсм так же, как и при записи информации, узел управления формирует на шине 14 сигнал

«конец обслуживания» и дает разрешение на переход и обслуживанию заявок or других устройств.

Предмет изобретения

Устройство обмена, содержащее счетчики формирования адресов, которые соединены с адреснымп и числовыми шшшми устройства и с блоком управления, соединенным с переключааелем каналов, и регистр объема буферной зоны, соединен; ыи с числовой шиной и

5 счетчиками формированпя адресов, о т л и ч аю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит блок выработки состояний и реверсивньп1 счетчик, суммирующий вход которого

10 соединен с первым выходом блока упрагления, вычитающий вход — со вторым выходом блока управления, разрядные входы — с числовой шиной устройства, второй выход — с первым входом блока выработки состояний, 15 выход которого соединен с третьим входом блока управления и выходом регистра объема буферной зоны.