Устройство для сопряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Веслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ р11798778 (61) Дополнительиов к авт. сеид-еу (51)М. Кл,з

G 06 F 3/04 (22) Заявлено 28.06.78 (21) 26 35252/18-24 с присоедиивиием заявки Их (23) Приоритет

Государствеиный комитет

СССР по делам мзобретеннй и открытий

Опубликовано 230181. Бюллетень 89 3

Дата опубликования описания 30. 01. 81 (53) УДК 681. 327..7(088.8) (72) Авторы изобретения

Р.И.Абражевич, В.A.Àâåðüÿíîâ, О.В.Кулаго и Ю.В.Тихович (71) Заявитель

В П Т, . — ФЙЩ 3y.,,,",.-;..;,".;

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении систем обработки и передачи данных, в частности в каналах ввода-вывода или устройствах управления внешними устройствами.

Известно устройство для сопряжения, содержащее однобайтовые буферные регистры и схему управления; содержащую триггеры хранения каждого буферного регистра, триггеры передачи из предыдущего в последующий буферный регистр и триггеры фиксирования состояния регистров в буфере (1) .

Недостатком данных такого буфера является то, что он обладает малым быстродействием и требует для управления большого (до восьми) набора синхроимпульсов.

Наиболее близким техническим решением является буферное устройство канала ввода-вывода, содержащее накопитель, адресный регистр, выходом подключенный ко входу блока выборки накопителя, регистр сдвига, выходом соединенный с информационными входами первой группы накопителя, а входом — с первым информационным входом устройства, и две группы элементов ИЛИ, причем первые и вторые входы элементов ИЛИ первой группы подключены соответственно ко входам устройства группы связи с оперативной памятью и группы связи с абонентами, выходы элементов

ИЛИ первой группы соединены с информационными входами второй группы накопителя, информационные выходы которого соединены с соответствующими выходами устройства группы связи с оперативной памятью и через соответствующие элементы ИЛИ второй

15 группы — с выходами устро 1ства группы связи с абонентами (2) .

Недостаток этого устройства состоит в низком быстродействии.

Целью изобретения являетя повы20 шение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый регистр сдвига, группа выходов которого является первой группой информационных выходов устройства, введены группа элементов И-ИЛИ загрузки, группа элементов И-ИЛИ разгрузки, группа элементов И переключения направления передачи, вто30 рой регистр сдвига и элемент Й, при798778 чем группа выходов первого регистра сдвига соединена с первой группой входов элементов И-ИЛИ загрузки группы, выходы которых подключены к группе информационных входов первого регистра сдвига., вторая группа входов элементов И-ИЛИ загрузки группы является первой группой информационных входов устройства, третья группа входов — второй группой информационных входов устройства, четвертая группа входов — первой группой управляющих входов устройства, выходы элементов И-ИЛИ группы разгрузки подключены к соответствующим информационным входам из группы информационных входов второго реги- 15 стра сдвига, выходы которого соединены с информационными входами соответствующих элементов И.группы переключения направления, с соответствующими входами первой группы р() входов элементов И-ИЛИ группы разгрузки и с соответствующими информационными выходами второй группы информационных выходов устройства, вторая и третья группы входов элементов И-ИЛИ разгрузки группы соединены соответственно с третьей группой информационных входов устройства и группой выходов элементов И группы переключения передачи, один из выходов группы первого регистра Зр сдвига соединен с прямым входом элемента И и входом элементов И-ИЛИ разгрузки группы, четвертая группа входов которой является второй группой управляющих входов устройства, 35 входы элементов И-ИЛИ загрузки группы подключены к соответствующему выходу из группы выходов второго регистра сдвига, синхронизирующие входы которого являются соответствую- 4р щими входами из третьей группы управляющих входов устройства, управляющий вход второго регистра сдвига соединен с выходом элемента И, инверсный вход которого является управляющим входом устройства,,синхронизирующие входы первого регистра сдвига являются соответствующими входами четвертой группы управляющих входов устройства, управляющие входы элементов И группы переключения передачи соединены с первым входом из второй группы управляющих входов устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схе55 ма устройства; на фиг. 2 — функциональная схема первого регистра сдвига с элементами И-ИЛИ первой группы; на фиг. 3 — функциональная схема второго регистра сдвига с элемен- бО тами И-ИЛИ второй группы и элементами И группы переключения передачи; на фиг. 4 — логическая схема регистра сдвига; на фиг. 5 — пример структуры системы, использующей уст- ф5 ройство для сопряжения внешнего устройства, и оперативной памяти.

Устройство содержит блок 1 состояния и блок 2 памяти, содержащие группы элементов И-ИЛИ загрузки 3 и разгрузки 4, регистры 5 и б сдвига, элемент И 7, группу 8 элементов И переключения передачи, управляющие входы 9, 10 и 11 первой группы устройства, управляющие входы 12 четвертой группы устройства, управлякиций вход 13 устройства, управляющие входы 14 третьей группы устройства, управляющие входы 15 и 16 второй группы устройства, информационные входы 17 и 18 первой группы устройства, выходы 19-22 элементов

И-ИЛИ группы загрузки 3, выходы 2326 элементов И-ИЛИ группы разгрузки 4, выходы 27-30 элементов И группы 8 переключения передачи, информационные выходы 31-34 первой группы устройства, информационные выходы 35-38 второй группы устройства, выход 39 элемента И 7, информационные входы 40-42 второй группы устройства и информационные входы 43-46 третьей группы устройства.

Группа элементов И-ИЛИ загрузки (узел загрузки) 3 содержит элементы

И-ИЛИ 47-50 и входы 51 — 53, составляющие четвертую группу управляющих входов устройства и являющиеся синхронизирующими входами регистра 5.

Группа 8 элементов И переключения передачи содержит (фиг. 3) элементы

И 54-57, подключенные первыми входами к соответствующим выходам 35-38 регистра 6, вторыми входами — к управляющему входу 15, а выходами

27-30 к соответствующим входам третьей группы элементов И-ИЛИ 58-62 группы разгрузки 4, выходы 23-26 которых соединены с информационными входами регистра 6, входы 63-65 синхронизации которого составляют управляющие входы 14.

Блок памяти условно разбит на восемь подблоков 66-73, каждый из которых содержит один разряд информации (фиг. 5).

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства ориентируется восьмью байтами (фиг. 5). Его используют в канале ввода-вывода при обмене данными с оперативной памятью словами по четыре байта.

В канале устройство обеспечивает согласование скоростей работы оперативной памяти и устройства вводавывода во время выполнения операций передачи данных.

Устройство может работать в трех режимах, т.е. запись, считывание и.обратное считывание.

При выполнении операции записи на внешнее устройство данные из оперативной памяти поступают в подбло798778 ки 69-72 словами по 4 байта. В конце и в начале передачи блока данных может происходить передача неполным словом (один, два, три байта). Если передается неполное слово, то некоторые из управляющих сигналов на входах 10 приема данных в узел 3 загРузки отсутствуют. Выдача данных на внешнее устройство производится из подблока 68. Прием данных осуществляется через элементы И-ИЛИ загрузки блока 2 памяти (фиг. 2) по информационным входам 17 и по управляющим сигналам на входах 10.

Блок 1 состояния управляет работой блоков памяти и при приеме данных в блоки памяти на информационные входы 17 подаются управляющие сигналы загрузки такие же как и на управляющий вход 10.

Байты данных через элементы И-ИЛИ загрузки 3 блока 2 памяти передаются на входы 19-22, с которых по синхросигналу 52 и при наличии сигнала 53 принимаются в первый регистр сдвига (фиг. 2).Затем эти байты данных сдвигаются по управляющим сигналам 51-53, 63-65. Байт данных может быть сдвинут на одну позицию одновременно в первом 5 и втором 6 регистрах сдвига по управляющим сигналам 51 и 63 (при отсутствии сигналов

53 и 65). Эти сигналы возникают, когда сигнал 38 в блоке 1 состояния отсутствует, т.е. когда подблок 68 в буферной памяти не заполнен, или когда он заполнен, на байт данных из него уже принят внешним устройством и его нужно сбросить. Кроме того, байты данных могут быть сдвинуты на одну позицию только в первых

5 регистрах сдвига буферной памяти по сигналу 51, который возникает в случае, когда подблок 70 буферной памяти не заполнен (сигнал 34 блока

1 состояния отсутствует). При сдвиге байт данных, выдвинутый из подблока 70, через элемент И 7 и элементы И-ИЛИ разгрузки 4 принимается в подблок 73 по сигналу на входе

63, а выдвинутый из подблока 68 байт пропадает (он уже принят внешним устройством).

В каждом машинном такте в устройство при выполнении операции записи на внешнее устройство по-входам

52 и 64 поступают управляющие сигналы, по которым осуществляется перезапись байтов данных из каждого подблока буферной памяти либо в соседний (если он не заполнен), либо в эту же позицию через элементы И-ИЛИ загрузки и разгрузки.

При выполнении операции считывания с внешнего устройства байты данных из внешнего устройства по одному байту последовательно поступают в подблок 71. Выдача байтов данных производится через подблоки 66-68 и 73 в оперативную память по 4 байта. В начале и в конце передачи блока данных может производиться выдача из канала неполным словом (1, 2 и 3 байта). Прием байтов данных от внешнего устройства осуществляется по информационному входу

18 и управляющему сигналу на входе

9. Прием и сдвиг байтов данных в регистре 5 при операции считывания с внешнего устройства аналогичен приему и сдвигу данных при выполнении операции записи. В регистре б сдвига при выполнении операции считывания сдвиг байтов данных ведется только по управляющему сигналу на вхо35 де 63. Этот сигнал в операции считывания не выдается, а включается только тогда, когда подблок 70 заполнен. По сигналу на входе 63 (при отсутствии сигнала на входе 65) производится сдвиг байтов данных, находящихся в регистре б сдвига на одну позицию и прием выдвинутого из регистра 5 байта данных в регистр б через элемент И 7 по управляющему сигналу на входе 13. Элемент И 7 разрешает прием байтов данных в регистр б сдвига до тех пор, пока нужное число байтов (1, 2, 3, 4) не сдвинется из регистра 5 в регистр б. После этого сигнал запрещения сдвига на входе 13 устанавливается и сдвиг байтов данных из регистра

5 в регистр б запрещается, но сдвиг байтов данных в регистре 6 может продолжаться (при передаче неполЗ5 ным словом) по сигналу на входе 63, чтобы расположить принятые байты данных нужным образом в оперативную память.

При выполнении операции обрат4Q ного считывания устройство работает так же как и при операции считывания, только после размещения байтов данных в подблоках 73, 66-68 по специальному сигналу на входе

15 осуществляется передача накрест байтов данных в подблоках 73, 66-68 через элементы И-ИЛИ разгрузки 4 и группу 8 элементов И (фиг. 3) таким образом, чтобы они размещались в порядке убывания адресов оперативной памяти.

Известное и предлагаемое устройства выполняют одни и те же функции и для своего управления требуют два синхроимпульса. В канальном буфере известного устройства каждому регистру буфера соответствует два триггера, которые служат для управления сдвигом буфера. Одни триггеры являются основными и фиксируют сос40 тояние буферных регистров (полный, пустой). Другие триггеры являются вспомогательными и испольвуются для хранения состояния триггеров фиксирования. Сдвиг информации за один

Я такт происходит либо в соседний

798778 регистр, либо через один. Копирование основных триггеров в вспомогательные производится по одному синхроимпульсу, а установка новых состояний основных триггеров по другому.

В известном устройстве буферные регистры, в которые производится запись данных из оперативной памяти, освобождаются значительно позже, следовательно данное устройство может загружаться из оперативной памяти раньше, поскольку оно сдвигает данные быстрее, то возможно

его применение в более быстродействующих каналах ввода-вывода, работающих с более быстродействующей оперативной памятью. В операциях считывания предлагаемое устройство работает быстрее, чем известное, так как ему достаточно одного такта сдвига, чтобы освободить подблок, в который производится прием байта данных от внешнего устройства.

Группа элементов И переключения передачи осуществляет передачу накрест в логическом блоке и позволяет устройству (каналу) считывать байты данных в оперативную память с носителя информации движущегося и в обратном направлении, например, с накопителя на магнитной ленте.

В каналах ввода-вывода известного устройства для записи данных в оперативную память через устройство используется ассемблер считывания (обратного считывания), требующий больших затрат оборудования для передачи одного бита информации в оперативную память.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения, содержащее первый. регистр сдвига, группа выходов которого является первой группой информационных выходов устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены группа элементов И-ИЛИ загрузки, группы элементов И-ИЛИ разгрузки, группы элементов И переключения направления передачи, второй регистр сдвига и элемент И, причем группа выходов первого регистра сдвига соединена с первой группой входов элементов И-ИЛИ загрузки группы, выходы которых подключены к группе информационных входов первого регистра сдвига, вторая группа входов элементов И-ИЛИ загрузки группы является первой группой информационных входов устройства, третья группа входов является второй группой ин.— формационных входов устройства, четвертая группа входов — первой группой управляющих входов устройства, выходы элементов И-ИЛИ разгрузки группы подключены к соответствующим информационным входам из группы информационных входов регистра сдвига, выходы которого соединены с информационными входами соответствующих элементов И группы пе15 реключения направления, с соответствующими входами первой группы входов элементов И-ИЛИ разгрузки группы и с соответствукщими информационными выходами второй группы информаЩ ционных выходов устройства, вторая и третья группы входов элементов

И-ИЛИ разгрузки группы соединены соответственно с третьей группой информационных входов устройства и группой выходов элементов И группы переключения передачи, один из выходов группы выходов первого регистра сдвига соединен с прямым входом элемента И и входом элементов И-ИЛИ разгрузки группы, четвертая группа входов которой является второй группой управляющих входов устройства, входы элементов И-ИЛИ загрузки группы подключены к соответствующему выходу из группы выходов второго регистра сдвига, синхронизирующие входы которого являются соответствующими входами из третьей группы управляющих входов устройства, управляющий вход второго регистра сдвига

4Q соединен с выходом элемента И, инверсный вход которого является управляющим входом устройства, синхронизирующие входы первого регистра сдвига являются соответствующими входами четвертой группы управляющих входов устройства, управляющие входы элементов И группы переключения передачи соединены с первым входом из второй группы управляющих входов устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каналы ввода-вывода ЭВМ

EC-1020, N., "Статистика" 1975, гл. 6.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2433806/24, кл. G 06 F 3/04, 1976 (прототип).

798778

Сост авитель В. Be ртлиб

Техред А . Бабинец Корректор K. нигула

Редактор Н.Кончицкая

Филиал ППП "Патент"., r. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 10031 64 Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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