Устройство для обмена информацией

 

Рсе:с:с ь-зг я

Q g 1 Г„ с 11794630

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскнх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.07.78 (21) 2640165/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Пр иоритет— (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень ¹ 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М, Кл,з

G 06 F 3/04

Государстеениый комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327.7 (088.8) (72) Авторы изобретения Г. А. Бурлаков, В. и Гончаров и M. Г. Дубров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к системам обмена и может быть использовано при построении систем автоматического управления.

Известны устройства (Ц для управления передачей информации, содержащие регистры, блок приоритета, формирователь адреса, блок управления, коммутатор, абоненты.

Эти устройства требуют, чтобы все абоненты системы производили обмен информацией одинаковым способом — параллельным кодом и имели одинаковый набор шин управления. Применение подобных устройств при построении автоматизированных систем управления ограничивает возможности систем, так как оно не позволяет включить в систему разнотипные устройства ввода-вывода.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство (2) для обмена данными управляющей вычислительной машины с периферийными устройствами, содержащее процессор, регистр обмена, блок выбора приоритета, блок управления, коммутатор, блок связи с периферийным устройством и периферийные регистры, причем первые выходы блоков связи с периферийным устройством соединены с соответствующими входами

2 блока выбора приоритета, первый вход которого подключен ко входу блока управления и первому выходу процессора.

Недостатком этого устройства является

5 ограниченные функциональные возможности, так как эта система не обеспечивает обмена между разнотипными по форматам сообщений, кодам и интерфейсам периферийными устройствами.

1о Пель изобретения состоит в расширении фу нкциональных возможностей устройства за счет обеспечения обмена между разнотипными по способу обмена устройствами ввода-вывода (абонентами) . ,16 Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блоки связи с абонентами, блок коммутации информации, процессор, блок приоритета и блок управления, причем первые выходы блоков связи

20 с абонентом соединены соответственно с группой входов блока приоритета, первый вход которого подключен ко входу блока управления н первому выходу пропессора, введены блок прерываний и блок коммута",ь ции команд. Вторые выходы блоков связи с абонентами соединены с первыми входами процессора и блока коммутапии информации, выход которого соединен с перьымн входами блоков связи с абонентом, группа зо входов блока прерываний соединена с пер794630

5 ю

65

3 выми выходами соответствующих блоков связи с абонентом, второй вход блока коммутации информации и первый вход блока прерываний соединены с первым выходом процессора, первый и второй входы блока коммутации команд соединены с BI Iходом блока приоритета и первым выходом блока прерываний, второй выход которого соединен со вторыи входом процессора и третьим входом блока коммутации команд, выход которого соединен с третьим входом процессора. Первый выход блока упр а вления соединен со вторым входом блвка прерываний и со вторыми входами блока приоритета и блоков связи с абонентом. Второй выход блока управления соединен с третьими входами блоков связи с абонентом. а третий выход — с третьими входами блока коммутации информации и блока приоритета и с третьим входом блока прерываний.

Блок управления содержит узел выделения команд, узел формирования адреса, узел выдачи команд и дешифратор. Первый выход узла выделения команд соединен с информационным входом узла формирования адреса, а второй выход — с информационными входами узла выдачи команд и дешифратора, первый выход которого соединен с управляющими входами узла формирования адреса и узла выдачи команд.

Вход узла выделения команд является входом блока, а выходы узла формирования адреса, узла выдачи команд и второй выход дешифратора являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока.

Блок связи с абонентом содергкит два регистра, узел формирователей, узел связи с магистралью обмена, элемент И, дешифратор, узел управления. Выход первого регистра соединен с информационным входом узла связи и магистралью обмена. Выход элемента И соединен с управляющим входом дешифратора, первый выход которого соединен с управляющим входом второго регистра, второй выход — с управляющим входом узла связи с магистралью обмена, третий выход — с первыми входами узла управления, выход которого и выход узла связи с магистралью обмена являются соответственно первым и вторым выходами блока. Информационные входы второго регистра, вход дешифратора и вход элемента

И являются соответственно первым, третьим и вторым входами блока.

Ка фиг. 1 приведена структурная схема устройства для обмена информацией; на фиг. 2 — структурная схема блока управления; на фиг. 3 — структурная схема блока связи с абонентом.

Устройство содержит блоки 1 связи с абонентом, блок 2 приоритета, блок 3 прерываний, блок 4 коммутации информации, блок 5 управления, блок 6 коммутации команд, процессор 7, шины 8 магистрали запросов (цепи сигналов «Заявка обслужи4 вапия»), шины 9 адресной магистрали, шипы 10 магистрали команд, шины 11 п 12 информационных магистралей, входы

13 — 16 блоков.

Блок 5 управления (фиг. 2) содержит узел 17 выделения команд, узел 18 формирования адреса, узел 19 выдачи команд и дешифратор 20.

Блок 1 связи с аоонентом (фиг. 3) содергкит регистры 21, 22, узел 23 формирователей, узел 24 связи с магистралью обмена, элемент И вЂ” 25, дешифратор 26 и узел

27 управления.

Блоки 1 связи с абонентом реализуют интерфейс абонентов, т. е. осуществляют логическое, электрическое и кабельное сопряжение с абонентами. Все блоки 1 имеют одинаковое конструктивное исполнение и со стороны системы обмена имеют одинаковый набор информационных и управляющих сигналов.

Блок 2 приоритета реализует приоритетное обслуживание заявок, поступающих or блоков 1. Блок 3 прерываний предназначен для выработки сигналов прерывания работы процессора 7 для удовлетворения заявок от абонентов, имеющих ограниченное время ожидания начала обслуживания.

Блок 4 коммутации информации реализует подключение к шинам 11 входной магистрали блоков 1 либо числовой магистрали от процессора 7, либо шин 12 выходной информационной магистрали от блоков 1.

Блок 6 коммутации команд слу;кит для подключения к командной магистрали процессора 7 кодов номеров заявок, поступающих от блока 2 приоритета или от блока

3 прерываний.

Устройство работает следующим образом.

Заявки на обслуживание от блоков 1 поступают на входы блоков 2 и 3. Каждый блок 1 может выставить две заявки: заявку на прием информации и заявку на вы дачу информации. Заявки на входах блоков 2 и 3 могут маскироваться по командам процессора 7. Заявка от абонентов, допускающих большое время ожидания начала обслуживания, маскируются на входах блока 3, а заявки, требующие немедленного обслуживания, маскируются на входах блока 2 и соответственно размаскированы на входах блока 3. В процессе работы устрой ства можно установить (или снять) маску на заявку любого абонента как на входе блока 2, так и на входе блока 3, т.е, можно осуществлять динамическое управление потоком заявок.

Если процессор 7 свободен, т. е. не занят в данный момент обслуживанием абонентов, и если на входах блока 3 отсутствуют заявки, требующие немедленного обслуживания, то в блоке 2 осуществляется просмотр заявок на обслуживание. При нахождении первой заявки ее номер через

794630

5 блок 6 передается в процессор 7, после чего начинается обслуживание этой заявки.

Во время обслуживания абонента просмотр заявок в блоке 2 прекращается и возобновляется вновь после окончания обслуживания предыдущей заявки.

В блоке 3 постоянно осуществляется просмотр заявок. При нахождении заявки блок 3 вырабатывает сигнал авторазрыва, который со второго выхода поступает на входы процессора 7 и блока 6. При получении этого сигнала процессор 7 прекращает выполнение программы и выполняет заявку, номер которой поступает через блок 6 от блока 3. После выполнения программы авторазрыва процессор 7 возобновляет выполнение прерванной программы. Таким образом, осуществляется инициация обмена по заявкам от абонентов.

Процесс обмена информацией осуществляется по командам процессора 7, Всем абонентам системы и блокам 1 присвоены номера от 1 до М, где М число абонентов в системе. При начале обмена с первого выхода процессора 7 поступает код номера блока 1 (адрес абонента) и код команды. Блок 5 выделяет команды, адресованные блокам 1, и выставляет на шины 9 адресной магистрали адрес, а на шины 10— код ком анды, подлежащий исполнению.

Лдрес и команда поступают на все блоки

1. Каждый блок 1 опознает адрес, присутствующий на шинах 9. Блок 1, опознавший адрес, принимает команду к исполнению, подключается к шинам 11 или 12 и организует обмен информацией между абонентом и процессором 7. При передаче информации от абонента соответствуюший блок 1 подключается к шинам 12, при передаче информации абоненту воспринимает информацию с шин 11 и доводит ее до абонента, Имеется возможность осуществить обмен информацией между парой абонементов без доведения ее до процессора. В этом случае от процессора 7 поступает абоненту-источнику команда «Передать информацию», абоненту-приемнику — «Принять информацию», блоку 5 — «Взаимный обмен».

Блок 5 по этой команде переключает блок

4. Информация от абонента-источника через его блок 1 поступает на шины 12, через блок 4 на шины 11 и далее через соответствующий блок 1 абоненту-приемнику.

Взаимный обмен информацией между абонентами без участия процессора 7 осуществляется в том случае, если информация абонента-источника не требует преобразования (обработки), т. е. если «понятна > абоненту-приемнику.

Во время обмена информацией между абонентами или абонентом и процессором

7 шины 11 и 12 информационной магистрали заняты, т. е. в каждый момент обмен информации осуществляется между двумя абонентами или между одним абонентом и

6 процессором. После завершения обмена блок 5 с третьего выхода выдает команды управления на блоки 2 и 3, разрешающие просмотр заявок. На блок 3 выдается разб решение после завершения фазы обмена, на блок 2 — после завершения фазы обработки информации в процессоре 7 (обслуживание заявки абонентов включает фазу обмена плюс фазу обработки при приеме

>о от абонента или фазу подготовки плюс фазу обмена при выдаче информации абоненту) .

В зависимости от скорости, с которой абоненты осуществляют обмен информад цией, по командам процессора 7 реализуется монопольный, мультиплексный или блокмультиплексный режимы обмена. В монопольном режиме за одно подключение блока 1 к шинам 11 или 12 передается вся ин20 формация. В мультиплексном режиме за одно подключение передается только одно информационное слово. В этом случае каждый раз при готовности абонента принять (выдать) слово блок 1 выставляет заявку на обслуживание, которая через блок 2 или через блок 3 доводится до процессора 7.

В блок-мультиплексном режиме за одно подключение осуществляется обмен группой информационных слов. Взаимный обзо мен информацией осуществляется только в монопольном режиме и с высокой скоростью обмена.

От процессора 7 на вход блока 5 поступают информационные и управляющие слозь ва. Узел 17 выделяет управляющие слова (цепи признаков управляющего и информационных слов не показаны). Управляющее слово состоит из двух частей: двоичного кода команды и двоичного кода адреса узла, 4о которому команда предназначена. Код адреса с выхода узла 17 поступает на вход узла 18, а код команды — на входы узла

19 и дешифратора 20. Узел 18 преобразует двоичный код адреса в парафазный код, и т. е. в код, в котором каждому разряду соответствуют две шины: для прямого и инверсного значений. Парафазный код адреса разводится по всем позициям для установки блоков 1, а также к блоку 2 и к бло50 ку 3. Шины 9 подводятся к перечисленным блокам строго фиксированным образом в соответствии с адресами абонентов, так что при выдаче на шины 9 кода адреса на адресных входах только одного из блоков 1

i55 (входах элемента И 25) присутствуют все единицы. Такая система построения адресной магистрали позволяет упростить блоки

1 за счет организации узла опознания адреса на элементе И, и в то же время обесбо печивает гибкость при построении системы, так как имеется возможность присвоения любому абоненту любого номера.

Команды, поступающие от процессора 7, могут быть адресованы как абонентам бь (блокам 1), так и внутренним узлам. К

794630

60 внутренним командам относятся команды управления блоком 2, блоком 3 (команды

«Установить маску», «Продолжить поиск заявок» и др.) .и блоком 4 (например, «Взаимный обмен») . Дешифратор 20 блока 5 выделяет внутренние команды и с третьего выхода передает их блокам 2, 3 и 4. Если на первом выходе процессора присутствует команда, адресованная блоку 1, то появится сигнал на первом выходе дешифратора

20, который разрешит прохождение адреса и команды на шины 9, 10.

Узел 27 управления осуществляет связь с абонентом по управляющим сигналам.

Если абоненту требуется обслуживание, узел 27 управления выставляет на шине 8 заявку на обслу>кивание в виде потенциального сигнала, присутствующего до момента окончания обслу>кивания.

Регистры 21, 22 осуществляют информационную связь с абонентом. При передаче информации абоненту осуществляется прием с шин 11 в регистр 22 и передача ее через узел 23. При приеме от абонента осуществляется запись информации в регистр 21, которая далее через узел 24 передается на шины 12. Подключение блока 1 к шинам

11, 12 осуществляется по командам процессора 7. Например, если при приеме информации от абонента на соответствующий блок 1 поступает команда «Читать №» (№ — адрес блока 1), то на входах элемента И 25 выбранного блока 1 будут все «1».

Сигнал с выхода элемента И 25 разрешает прохождение кода команды на дешифратор

26, сигнал с соответствующего команде

«Читать» выхода которого разрешает прохождение информации с регистра 21 через узел 24 на шины 12. Если обмен осуществляется группой слов (блоком данных), сигнал разрешения подключения к шинам 12 на выходе дешифратора 26 присутствует в течение всего времени обмена и снимается после завершения обмена (например, го команде «Конец обмена») .

Узел 24 обеспечивает подключение выходов регистров 21 всех блоков 1 интерфейса к общим шинам. Узел 24 может быть выполнен, например, на микросхемах И—

НЕ с открытым коллектором, позволяющих реализовать схему «Монтажное ИЛИ».

При передаче информации абоненту на блоки 1 поступает команда «Записать №. в выбранном блоке 1 интерфейса на соответствующем выходе дешифратора 26 появится сигнал, разрешающий запись информации с шин 11 в регистр 22 (цепи сигналов, сопровождающих информацию на шинах 11, 12, не показаны).

Помимо команд «Читать», «Записать» возможна передача от процессора 7 любых других команд. Каждый блок 1 может оперйровать любым набором команд в пределах общего количества команд, определяемых количеством разрядов кода команды, 8

Так как команда сопровождается всегда адресом блока 1, то каждый блок 1 может оперировать «своим» набором команд. Каждый блок 1 имеет дешифратор 26 и узел 27 управления, ориентированные на выполнение команд, обусловленных спецификой обслуживаемого абонента. Например, если абонент осуществляет обмен информацией последовательным кодом, блок 1 содержит регистры сдвига 21, 22. Заявка на обслуживание (на выдачу информации) из узла 27 выставляется после накопления в регичтре

21 одного слова. После выдачи слова в процессор 7 в регистре 21 накапливается следующее слово. При передаче информации абоненту заявка на прием слова от процессора 7 выставляется узлом 27 после выдачи абоненту последовательным кодом из регистра 22 предыдущего слова.

Таким образом, устройство учитывает специфику работы абонента путем соответствующего построения узлов блока 1, но при этом каждый блок 1 имеет одинаковое структуру и алгоритм, обеспечивающие работу его в системе обмена.

Формула изобретения

1. Устройство для обмена информацией, содержащее блоки связи с абонентом, блок коммутации информации, процессор, блок приоритета и блок управления, причем первые выходы блоков связи с абонентом соединены соответственно с группой входов блока приоритета, первый вход которого подключен ко входу блока управления и первому выходу процессора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возмо>кностей устройства за счет обеспечения обмена между разнотипными абонентами, в него введены блок прерываний и блок коммутации команд, причем вторые выходы блоков связи с абонентами соединены с первыми входами процессора и блока коммуTBIIHH информации, выход которого соединен с первыми входами блоков связи с абонентом, группа входов блока прерываний соединена с первыми выходами соответствующих блоков связи с абонентом, второй вход блока коммутации информации и первый вход блока прерываний соединены с первым выходом процессора, первый и второй входы блока коммутации команд соединены соответственно выходом блока приоритета и первым выходом блока прерываний, второй выход которого соединен со вторым входом процессора и третьим входом блока коммутации команд, выход которого соединен с третьим входом процессора, первый выход блока управления соединен со вторым входом блока прерываний и со вторыми входами блока приоритета и блоков связи с абонентом, второй выход блока управления соединен с третьими входами блоков связи с або794630

9 нентом, а третий выход — с третьими входами блока коммутации информации и блока приоритета и с третьим входом блока прерываний.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что блок управления содержит узел выделения команд, узел формирования адреса, узел выдачи команд, дешифратор, причем первый выход узла выделения команд соединен с информационным входом узла формирования адреса, а второй выход — с информационными входами узла выдачи команд и дешифратора, первый выход которого соединен с управляющими входами узла формирования адреса и узла выдачи команд, вход узла выделения команд является входом блока, а выходы узла формирования адреса, узла выдачи команд и второй выход дешифратора являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока.

3. Устройство по и. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что блок связи с абонентом содержит два регистра, узел формирователей, 10 узел связи с магистралью обмена, элемент

И, дешифратор, узел управления, причем выход первого регистра соединен с информационным входом узла связи с магистралью обмена, выход элемента И соединен с управляющим входом дешнфратора, первый выход которого соединен с управляющим входом второго регистра, второй выход — с управляющим входом узла связи щ с магистралью обмена, третий выход — с первым входом узла управления, выход которого и выход узла связи с магистралью обмена являются соответственно первым и вторым выходами блока, информационные

15 входы второго регистра и дешифратора и вход элемента И являются соответственно первым, третьим и вторым входами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2о 1, Авторское свидетельство СССР № 444062, кл. G 06 F 9/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 524176, кл. G 06 F 3/04, 1974 (прототип).