Устройство для сопряжения электронной вычислительной машины с абонентами

 

642701

50 ми входами регистра адреса и регистра данных, третий вход регистра данных соединен с третьим входом регистра адреса и вторым входом узла сьехронизации, третий вход узла синхронизации соедииен с вторым выходом дешифратора сигнаnes управления, первьй вход которого соединен с третьим входом дешифратора адреса, второй выход дешифратора адреса соединен с первым входом узла управления обменом, второй вход которого соединен с третьим выходом узла синхронизации, третий вход узла управления обменом соединен с вторым выходом регистра адреса, четвертым входом соединенного с третьим выходом дешифратора адреса,. четвертый вход дешифратора адреса соединен с четвертым выходом узла синхронизации, соединенного двусторонними связями с шифратором сигналов управле. ния (2). Это устройство не позволяет транслировать сигналы сопряжения ввода-вывода ЭВМ типа общей шины, в том числе передачу приоритетов запросов от периферийных устройств, оптимизировать в зависимости от вида информации форматы передаваемой посылки, использовать одинаковые схемы для передачи информации, а также обеспечивать необходимую степень совмещения процедур обмена данными между ЭВМ и периферийными устройствами.

Цель изобретения — повышение скорости обмена информацией ЭВМ с абонентами. В описываемом устройстве зто достигается там, что в него дополнительно введены шифратор данных, дешифратор данных, регистр сдвига, коммутатор, узел задания форматов, первый выход которого соединен с четвертым входом узла управления обменом, а вход — с первым выходом коммутатора и с первым входом дешифратора сигналов управления, второй выход узла задания форматов соединен с вторыми входами дешифратора сигналов управления и шифратора сигналов управления, выход шифратора сигналов управления соединен с первым входом регистра сдвига, второй вход которого соединен с третьим выходом узла задания форматов, первьй выход регистра сдвига соединен с третьим входом дешифратора сигналов управления, второй — с первым входом коммутатора, вторые вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом первого узла связи, третий выход — с третьим входом шифратора сигналов управления, четвертый выход — с тоетьим входом регистра сдвига, первьй вход шифратора данных соединен с первым выходом узла управления обменом, второй выход которого соединен с первым входом дешифратора данных, второй вход дешифратора данных соединен с выходом регистра приема, а выход — с третьим входом регистра данных, выход шифратора данных соединен с входом регистра передачи, второй вход — с третьим

15 го

55 выходом регистра адреса, третий вход — с вторым выходом регистра данных.

На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — схема соединения устройства с ЭВМ и с абонентами.

Устройство содержит второй узел 1 связи, шифратор 2 сигналов управления, узел 3 синхронизации, дешифратор 4 адреса, регистр 5 ащмса, регистр 6 данных, дешифратор 7 сигналов управления, регистр 8 сдвига, узел 9 управления обменом, шифратор 10 данных, дешифратор 11 данных,коммутатор 12, узел 13 задания форматов, регистр 14 передачи, регистр 15 приема, первый узел 16 связи, блоки 17 и 18 приема-передачи, блок 19 управления общей шиной ЭВМ, общую шину 20 ЭВМ, блок 21 управления общей шиной абонентов, общую шину 22 абонентов и канал 23 связи.

Абоненты связываются с устройствами ЭВМ (процессором, оперативной памятью и др.} с помощью следующих основных типов операций; захвата шины, прерывания программы и передачи данных.

Операции передачи данных осуществляются относительно задающего устройства (эадатчика); ввод данных (чтение) выполняется всегда от исполнителя к задатчику, а выход данных (запись) — от задатчика к исполнителю.

Оградил захвата шины служит для подготовки к передаче управления обшей шиной 20 от текущего абонента к очередному и происходит следуинцим образом. Шифратор сигналов управления блока 18 приема-передачи с помощью коммутатора 12, настраивается на шифрацию сигналов запроса, шифратор 2 сигналов управления блока 17 приема-передачи — на шифрацию сигналов управления от общей шины 20, дешифратор 7 сигналов управления блока 18 приема-передачи— на дешифрацию сигналов управления, а дешифратор 7 сигналов управления блока 17 приема-передачи — на дешифрацию сигналов запроса. Запрашивающее устройство абонента выставляет сигнал запроса по соответствующей линии общей шины 22, который поступает в блок 21. При этом одновременно может быть выставлено несколько запросов произвольного приоритета от разных абонентов. В блоке 21 анализируется,осуществляется ли абонентом в текущий момент времени операция захвата шины 22. Если она осуществляется, то запросы в блок 21 не принимаются, если же нет, — то запросы поступают в блок 21. В блоке 21 выделяется наиболее приоритетный запрос, который передается в шифратор сигналов управления блока 18. В шифраторе 2 осуществляется его шифрация в соответствующий трехраэрядный двоичньй код (например, для запросов пяти уровней приоритета): 001 — запрос 1- го уровня приоритета; О! 0 -запрос 2-го уровня при64270?

40 оритета; 011 — запрос 3-го уровня приоритета;

100 — запрос 4-го уровня приоритета; IOI— запрос 5 ° го уровня приоритета. Сформированный запрос (напрнмер, ЗП,, i = I — 5) поступает затем из шифратора 2 в регистр сдвига, в ием осуществляется преобразование паралпельного кода запроса в последовательный код, который через коммутатор 12 поступает на второй узел связи 1. Одновременно с поразрядной передачей кода запроса регистр сдвига 18 формирует синхроимпульсы сопровождения, передающиеся через коммутатор 12 на первый узел 16 связи. С выхода второго узла I связи блока 18 запрос в последовательном коде поступает через канал 23 связи на первый узел 16 связи блока 17, в котором осуществляются дальнейшие операции, Через канал 23 связи на вход первого узла 16 поступают синхронмпульсы сопровождения запросов. С выхода второго узла I связи сигналы запроса и синхронизации поступают через коммутатор 12 иа регистр 8 сдвига, с помощью которого осуществляется преобразование последовательного кода запроса в параллельный код. Затем код запроса передается в дешифратор 7 сигналов унравления, где осуществляется дешифрация параллельного кода запроса и формирование запроса соответствующего уровня приоритета (Зц;

i -= -1 — 5), После осуществления операции захвата общей шиной запрашивающее устройство подготавливается к выполнению операции прерывания. В процессе передачи запроса иэ блока 18 в блок 17 запрашивающее устройство осуществляет операцию прерывания на общей шине 22. В результате ее выполнения в узле синхронизации блока I& запоминается признак прерывания, а в регистре данных 6 — адрес вектора прерывании, переда,ваемый из устройства через второй узел связи 1.

Признак прерывания затем поступает в шифратор 2 сигналов управления, а адрес вектора прерывания — в шифратор 10 данных. В шифраторе 2 осуществляется шифрация сигнала прерывания в трехраэрядный двоичный код (например, для рассматриваемого уровня 110).Иэ шифратора 2 шифрованный признак прерывания передается в регистр 8 сдвига, из которого он в последовательном коде поступает с синхроимпульсами сопровождения через коммутатор 12 и первый узел 16 связи и канал 23 связи в блок 17 приема-передачи. В шифраторе 10 выполняется шифрация признака адреса вектора в трехразрядный двоичный код и формирование в параллельном коде посылки адреса вектора прерывания, формат которой: (0-2) разряды — признак адреса вектора прерывания, (3 — 10) разряды — адрес вектора прерывания. Иэ шифратора 10 сформированная лосылка поступает в регистр 14 передачи, где осуществляется ирсобразов ание цараляельно10

Го кода посылки в последовательный код и его передача вместе с синхроимпульсами сопровождения через первый узел 16 связи и канал 23 связи в блок 17 приема-передачи. В блоке 17 с помощью узлов 16, 12 и 18 осуществляются прием и восстановление признака прерывания.и его запоминание в узле синхронизации 3, а с помогцью узлов 16, 15 и 11 осуществляются прием и восстановление в параллельном коде адреса вектора прерывании и его запоминание в регистре 6.

Таким образом, в узле синхронизации блока

l7 имеется запрос передави соответствующего приоритета н признак прерывания, в регистре данных 6 — адрес вектора прерывания.

Блок 17 осуществляет сначала посредством узла 3 операшяо захвата общей шины ЭВМ, а затем операцию прерывания, в результате которой передает в процессор через блок 19 адрес вектора прерывания из регистра 6 от абонента.

В результате выполнения прерывания процессор организует процедуру обмена данными с занрашиваемым абонентом, которая происходит следующим образом. Процессор с помощью блока 19 становится текущим задатчиком, устанавливает на общей шине 20 код операции н адрес регистра абонента и посылает синхросигнал сопровождения. Этот сигнал и код операции поступают в узел 3 синхронизации блока 17, а адрес на первый и второй входы соответственно регистра 5 адреса и дешифратора 4 адреса. По сигналу разрешения из узла синхронизации 3 в дешнфраторе 4 осуществляется дешифрация адреса, В случае его соответствия адресам регистров абонентов осуществляется прием адреса в регистр 6 данных.

При операции записи в зависимости от кода операши происходит прием в регистр 6 либо слова, либо старшего или млцциего байта данных.

Операщ я записи на общей шине ЭВМ завершается с помощью блоков 17 и 19, после чего блок 19 берет управление общей шиной 20. После приема адреса при операции записи осуществляется такая последовательность действий. В шифраторе с помощью узла 9 управления обменом производятся шифрация признака адреса в трехразрядный двоичный код, формирование кода посылки адреса, поступающего в шифратор 10 нз регистра S адреса. Сформированный код посылки адреса передается в регистр 14 передачи. В ием осуществляются преобразование параллельного кода посылки в последовательный и его передача в блок 18 вместе с синхроимпульсами сопровождения через первый узел 16 связи и канал 23 связи.

При использовании для передачи адресов и данных из блока 17 в блок 12 одной информационной линии, после передачи посылки адреса в блок 18, в шифрагоре l0 с помогцьн 6;и . ка 9 управления обменом осушес вяяе :я шифра64270 ция признака передаваемых данных в трехразрядный двоичный код.

Двоичное число, записываемое, например, с помощью трех разрядов и используемое в проце9 дуре обмена данными, обозначает: 0 — не исполь. зуются, 1- признак адреса; 2 — признак слова данных записи; 3 — признак старшего байта данных записи; 4 — признак младшего байта записи;

5 — признак чтения слова данных; 6 — признак

l0 чтения старшего байта данных; 7 — признак чтения младшего байта данных.

После пересылки адресной посылки иэ блока

l аналогично осуществляется передача посылки данных в блок 18. В блоке 18 с помощью регистра 15 приема производится перевод носылок адреса и данных в параллельный код, который поступает в дешифратор 11 данных. В нем осуществляется декодирование признаков посылок. Затем адреса и данные из дешифратора 11 запоминаются соответственно в регистрах S и 6. В узел синхронизации 3 из дешифратора 11 поступает кодированный двухразрядный код операции.

Узел 16 блока 18 осуществляет операцию захвата общей цлны и затем берет управление общей шиной 22. В случае операции записи данные передаются из регистра 6 через первый узел связи

1 адресуемому абоненту.

При операции чтения данные считываются от абонента и через второй узел связи 1 поступают в регистр 6, после чего блок 12 завершает операцию чтения на общей шине 22. В шифраторе осуществляется затем формирование кода посылки данных и с помощью регистра 14 передачи ее передача из блока 18 в блок 17. В блоке 17 с помощью регистра 15 приема и дешифратора 11 осуществляется формирование данных и запоминание их в регистре 6.

Таким образом, прн операции чтения из блока

17 в блок 18 сначала передается код операции и адрес, по которому в зависимости от кода операции читаются данные соответствующего формата иэ регистра абонента.

Считанные данные передаются ."àòåì в блок

17. Он посылает принятые данные в процессор и завершает на общей шине операцию чтения. Блок

19 берет управление общей шиной и на этом заканчивается выполнение операции чтения.

Процедура обмена данными между оперативной памятью ЭВМ и абонентом удаленной периферийной системы в режиме прямого доступа, при котором абонент (а не процессор) является задатчиком, а оперативная память исполнителем, отличается алгоритмом обмена. При этом код операции, адреса и данные (при операции записи)

55 передаются от абонента в оперативную память и

ЭВМ следующим образом. Абонент периферийной системы с помощью блока 21 осуществляет операцию захвата общей шины 22. Задатчик выстав1 8 ляет на линии общей шины 22 разряда адреса код операции, сигналы управления и синхронизации, признак занятости обшей шины и в случае операции записи соответствующие данные. Сигнал синхронизации поступает в блоке l на узел 3 синхронизации, адрес — в регистр 5 адреса и на дешифратор 4 адреса. По сигналу нэ узла синхронизации

3 осуществляется дешифрация адреса в деняфраторе 4. В случае его несоответствия адресам регистров абонентов осуществляется его прием в регистр 5. При операции записи по сигналам узла

3 и зависимости от кода операции осуществляется прием в регистр 6 блока 18 либо слова, либо старшего нли младшего байта данных. Кроме того, зтн сигналы передаются иэ узла 3 в узел 9 управления обменом. Затем в блоке 18 осуществляется такая последовательность действий. В шифраторе 10 прад управлением узла 9 производится шифрация признака адреса в трехразрядный двоичный код, а затем формирование кода посылки адреса. Код посылки признака адреса и адреса поступают в регистр 14 передачи, где осуществляется их преобразование и последовательный код, передаваемый вместе с синхроимпульсами сопровождения через первый узел 16 связи и канал 23 связи в блок 17. При использовании для передачи информации из блока 18 в блок 17 одной информационной линии, после передачи адреса в блок 17, в шифраторе 10 и блоке 4 осуществляется шифрация признака передаваемых данных и самих данных в код посылки данных. После передачи в блок 17 адресной посылки из блока 18 осуществляется передача посылки данных. В блоке 17 с помощью регистра

15 посылки адреса данные переводятся в параллельный код, поступающий в дешифратор 11. В нем декодируются признаки посылок. Затем адрес и данные заносятся соответственно в регистр

5 и дешифратор 4, а в узел 3 из дешифратора 11 поступает кодированный двухразрядный код операции. После этого блок 17 с помощью узла 3, дешифратора 2 и дешифратора 7 и регистра 8 сдвига осуществляет формирование закодированного признака окончания приема посылки и его передачу вместе с синхросигналами сопровождения в блок !8. В блоке 18 зти сигналы через коммутатор 12 поступают на регистр 8, в котором осуществляется перевод посылки в параллельный двоичный код {П1). Последний передается в дешифратор 7, где осуществляется его дешифрация, после чего сформированный сигнал управления посылается в узел 3.

При операции записи узел 3 через первый узел

16 и канал 23 передает в блок 21 сигнал разрешения осуществления на обшей шине операции в режиме прямого доступа в память ЭВМ.

Одновременно блок 17 осуществляет операцию захвата общей шины 20 и затем берет управ642701 ление ее работой, становясь текущим задатчиком.

После этого на линии общей шины 20 из регистра

5 выдается адрес; из регистра данных 6 — данные (при операции записи), из узла 3 — код операции и синхроимпульс сопровождения. После осуществления цикла передачи данных в оперативную память ЭВМ (или в регистр устройства ЭВМ) завершается операция на общей шине 20, и блок

17 перестает быть задатчиком.

Следовательно, описываемое устройство осуществляет передачу сигналов общей шины в последовательном коде к удаляемым абонентам с сохранением функциональных характеристик общей шины. При этом за счет применяемой в устройстве системы кодирования и формирования управляющих и информационных посылок обеспечиваются рациональные, процедуры обмена и более высокая скорость обмена, по сравнению с известным устройством. Посредством использования буферных регистров и схемы управления достигается совмещение операций передачи данных между блоками приема-передачи, общими пя1нами ЭВМ и абонентами, что увеличивает быстродействие устройства; кроме того, в результате использования в блоках приема-передачи устройства одинаковых схем обмена возрастает коэффициент унификации устройства, повышается технологичность устройства и сокращается количество его запасного эксплуатационного оборудования, а посредством введения дополнительных схем, осуществляющих передачу информации, между блоками связи через одну, две н большее число информационных линий в каждом направлении обеспечивается необходимое быстродействие устройства, что расширяет сферу его применения.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения электронной вычислительной машины с абонентами, содержащее соединенные каналом связи два блока приемапередачи, каждый из которых содержит узел синхронизации, узел управления обменом, дешифратор адреса, шифратора сигналов управления, дешифратор сигналов управления,:регистр адреса, регистр данных, регистр приема, регистр передачи, первый и второй узлы связи, вход первого узла связи соединен с выходом регистра передачи, а выход — с входом регистра г.,сиема, первые входы и выходы шифратора сигналов управления узла синхронизации дешифратора сигналов управления, дешифратора адреса, регистра адреса и регистра данных соединены соответственно с выходами и входами второго узла связи, второй вход дешифратора адреса соединен с первым входом регистра адреса, второй выход узла синхронизации соединен с вторыми входами реп1стра адреса и регистра данных, третий вход

5

1О

36 регистра данных соединен с третьим входом регистра адреса и вторым входом узла синхронизации, третий вход узла синхронизации соединен с вторым выходом дещифратора сигналов управления, первый вход которого соединен с третьим входом дешифратора адреса, второй выход дешифратора адреса соединен с первым входом узла управления обменом, второй вход которого соединен с третьим выходом узла синхронизации, третий вход узла управления обменом соединен с вторым выходом регистра адреса, четвертым входом соединенного с третьим выходом дещифратора адреса, четвертый вход дешифратора адреса соединен с четвертым выходом узла сннхронизапии, соединенного двусторонними связялш с исифратором сигналов управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости обмена информацией ЭВМ с абонентами, в него дополнительно введены шифратор данных, дешифратор данных, регистр сдвига, коммутатор,.узел задания форматов, первый выход которого соединен с четвертым входом узла управления обменом, а вход — с первым выходом коммутатора и с первым входом дещифратора сигналов управления, второй выход узла задак1я форматов соединен с вторымн входами дешифратора сигналов управления и пшфратора сигналов управления, выход шифратора сигналов управления соединен с первым входом регистра сдвига, второй вход которого соединен с третьим выходом узла задания форматов, первый выход регистра сдвига соединен с третьим входом дешифратора сипсалов управления, второй — с первым входом коммутатора. вторые вход и выход которого соединены соответстве1шо с выходом и входом первого узла связи, третий выход — с третьим входом шифратора сигналов управления, четвертый выход — с третьим входом регистра сдвига, первый вход шифратора данных соединен с первым выходом узла управления обменом, второй выход которого соединен с первым входом дешифратора данных, второй вход дешифратора данных соединен с выходом регист1и приема, а выход — с третьим входом регистра данных, выход пп1фратора дан. ных соединен с входом регистра передачи, второй вход — с третьим выходом регистра адресе, третий вход — с вторым выходом регистре дашых.

Источники информации, принятые во вннмаmе прп экспертизе

1. Патент США И 3821713, кл. 340 — 172.5, 1974. сс

2. Последовательный обмен данными между небольна ми 11ВМ и периферийными устрой ствами. Экспресс-информация, серия "Вычислительная техника", 1970, М 35, с. 10- 12.

642701

Закаэ 7761 46

Тирак 7 УЯ Подписное

ЦНИИГБ Государственного коьегвте СССР

Во дедам изобретений и Открьгтнй

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

Фасад ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектиаи, 4

Составитель В. Евстигнев

Техред С.Мигай орреитор E. дичииская