Устройство для согласования интер-фейсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскид

Социалистических

Реслублик

<и>822166 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 050679 (21) 2774964/18-24 с присоединением заявки 14о (23) Приоритет (51)М. Кл.з

G 06 F 3/04

I îñóäàðñòååííûé комитет

СССР ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 681 ° 325 (088.8) Опубликовано 15.0481. Бюллетень Йо 14

Дата опубликования описания 25 . 04. 81 (72) Авторы изобретения

С. И. Самарский, Б.A. Аптекман и А.Е. Пили пчук.

Киевский ордена Трудового Красного Энамеви1эавод;,, .вычислительных и управляющих машин

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ

Устройство относится к вычислительной технике и может быть исполь 1 зовано в управляющих вычислительных комплексах, использующих интерфейс

"общая шина" и содержащих периферийные устройства, использующие другие интерфейсы.

Известны устройства для сопряжения, содержащие дешифратор, регистр управления, блок выполнения прерывания, блок обмена, коммутатор, переключатель, блоки усиления, первый иэ которых соединен с общей шиной ЭВМ, второй — с общей шиной перифериййой системы.

Эти устройства позволяют сопрягать интерферийную магистраль, предназначенную для подключения периферийных устройств, с общей шиной

ЭВМ (1) .

Недостатком этих устройств является низкая пропускная способность вследствие отсутствия возможности прямого обращения программы ЭВМ к любому периферийному устройству без учета занятости остальных устройств, подключенных к той же интерфейсной магистрали. Кроме того, известное . устройство требует промежуточной буФеризации данных,и команд перифе! рийной системы во внутренних ре гистрах устройства. Указанные недостатки усложняют программы обращения к периферийным устройствам и снижают быстродействие обмена с ними.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сопряжения периферийной системы в ЭВМ, содержащее дешифратор, блок обмена, блок выполне-. ния прерывания, блоки усиления, первый из которых соединен с общей шиной вычислительного комплекса, второй — с шинами интерфейса периферий15 ных устройств, первый вход первого блока усиления соединен с выходом блока выполнения прерываний, первый и второй выходы первого блока усиления соединены соответственно с пер20 вым входом .дешифратора и первым входом блока выполнения прерываний, первый выход блока обмена соединен с первым входом дешифратора (7j.

Однако данное устройство характеризуется низкой пропускной способностью, так как оно не предусматривает независимого программного обращения к периферийным устройствам сопрягаемого с "общей шиной" интер30 фейса, такого яе, как и периферий822 166 ным устройствам, подключенным непосредственно к "общей шине". Программное обращение к периферийным устройствам сопрягаемого -интерфейса осуществляется через.групповое устройство, имеющее собственные адресуемые регистр управления и схему инициирования и чтения запросного слова прерывания. Наличие группового устройст- ва существенио усложняет программное обращение к йодключенным через него периферийным устройствам, особенно в случае многопрограммного режима работы вычислительного комплекса, так как дополнительно необходимым ряд программных действий для исключения возможности возникновения конфликтных ситуаций при обслуживании подключенных устройств. Усложняет программы в этом устройстве также то, что сигналы ответа (признаки результата операции от различных периферийных устройств и регистров) считываются Программой одного общего регистра и что разрешение-запрет пре рывания устанавливается одновременно на все периферийные устройства.

Кроме того, работа с периферийныМи устройствами осуществляется только с использованием прерываний.

Цель изобретения — повышение пропускной способности устройства, а также расширения его функциональных возможностей для упрощения программного обеспечения ЭВИ и повышения гибкости управления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блоки усиления первого и второго интерфейсов, входы-выходы которых являются. соответствующими входами-выходами устройства, блок прерываний, осоответственно соединенный первым входом и выходом с первыми выходом и входом блока усиления первого интерфейса, вторые вход и выход которого подключены соответственно к первым выходу и входу блока обмена, третий вход — к выходу коммутатора, а третий, четвертый, пятый и шестой выходы - соответственно к первому входу блока выдачи уцравляющих сигналов, входу селектора и первым входам дешифратора и приемного регистра данных, вторым входом соединенного с вторым выходом блока обмена, трет й, четвертый выходы и второй вход к торого соединены соответственно с .первым входом коммутатора, вторым входом блока выдачи управляющих сигна .лов и выходом селектора, а пятый выход блока обмена — ко второму входу дешифратора, первым выходом соединенного с первым входом блока усиления второго интерфейса, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу. блока выдачи управля ющих сигналов и первому выходу приемного регистра данных, а первый выход — ко второму входу коммутато.ра, введены блок приоритета, шифратор и блок регистров команд и соб1ояний, причем первый и второй выходы блока регистров команд и состояний соединены соответственно с первым входом блока приоритета и третьим входом коммутатора, первый и второй входы — соответственно со вторыми выходами дешифратора и- приемного регистра данных, а третий вход - со вторыми входами блока усиления второго интерфейса и блока приоритета, первым вйходом подключенного ко второму входу блока прерываний, а вторым выходом - через шифратор к четвертому входу коммутатора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит дешифратор

1, предназначенный для формирования

20 сигналов выборки устройств, подключенных ко второму интерфейсу, и их регистров команд и состояний, блок 2 обмена, выполняющего процедуры, предусмотренные алгоритмом

25 первого интерфейса; блок 3 прерываний; реализующий операции преры вания программы ЭВМ, блок 4 усиления первого интерфейса, блок 5 усиления второго интерфейса, приемный регистр 6 данных, осуществляющий прием и трансляцию данных первого интерфейса на линии данных второго интерфейса или на соответствующий регистр команд исостояний; коммутатор 7,. осуществляющий выдачу на шины данных первого интерфейса информации с шин второго интерфейса, шйфратораи с регистров команд и состояний; селектор 8, опознающий на адресных шинах первого интер40 фейса адреса, присвоенные устройствам второго интерфейса, и разрешающий работу блока ббмена; блок 9 выдачи управляющих сигналов, предназначенный для формирования иэ

45 кодов операций и младших адресов первого интерфейса соответствующих управляющих сипналов второго интерфейса блок 10 регистров команд и состояний, содержащий по одному Регистру на кал цое устройство, .подключаемое ко второму интерфейсур шифратор 11, преобразующий номер выбранного устройства в вектор прерывания программ ЭВМ; блок 12 приоритетов, обеспечивающий выбор наиболее приоритетного запроса на обслуживание из всех запросов, поступающих от устройств, подключенных ко второму интерфейсу.

60 Первый интерфейс представляет собой унифицированную систему магистральных связей между процессором, оперативной памятью и периферийными устройствами. Связь между уст65 ройствами, участвующими в операции

822166 обмена, осуществляется по асинхронному принципу.

Второй интерфейс представляет собой унифицированную систему магистральных связей для данных и управляющих сигналов и радиальных связей для сигналов выборки устройств и признаков готовности. Связь между центральной и периферийной частями интерфейса осуществляется под управлением центральной части.

Каждому устройству, подключенному ко второму интерфейсу, соответ ствуют два адреса на адресных шинах первого интерфейса: адрес регистра команд и состояний и адрес регистра данных. Устройство осуществляет обмен данными между ЭВМ, использующей первый интерфейс, и устройствами, подкличенными ко второму интерфейсу, как в режиме программного обмена, так и в режиме прерываний.

В режиме программного обмена устройство работает следующим образом.

Как правило, перед обращением к внешнему устройству осуществляется опрос готовности этого устройства с помощью команд чтения состояния соответствующего регистра в блоке 10 регистров команд и состояний. С этой целью ЭВМ через усилители 4 первого интерфейса выдает: адрес регистра ко-. манд и состояний требуемого устройства, подключенного Ко второму интерфейсу. Дешифратор 1 формирует иэ полученного адреса сигнал выборки, поступающий в блок 10 .

Одновременно селектор 8 определяет принадлежность адреса, выданного по первому интерфейсу, к диапазону адресов устройств, подключенных ко второму интерфейсу, и запускают в работу блок 2 обмена, который обеспечивает чтение выбранного регистра команд и состояний в ЭВМ, через коммутатор 7 и усилители 4 первого интерфейса, причем состояние разряда, соответствующего готовности устройства, считывается непосредственно с радиальной шины готовности заданного устройства. Если разряд готовности будет в "1", то ЭВМ переходит к выполнении операции обмена информацией с соответствующим уст.ройством, подключенным ко втсрому интерфейсу, если же разряд готовности будет в "0", то ЭВМ периоди чески повторяет операции чтения этого регистра команд и состояний до получения "1", в разряде готовности. При чтении регистров команд и состояний никакие управляющие сигналы во второй интерфейс не выдаются. 1

Выдача или прием информации с устройства, подключенного ко второму интерфейсу, осуществляется одной командой ЭВМ, подключенной к первому интерфейсу.

При выдаче информации адрес устройства, подключенного ко второму интерфейсу, поступает на селектор

8, дешифратор 1 и на блок 9 выдачи управляющих сигналов, данные через усилители 4 первого интерфейса— на вход приемного регистра 6 данных и код операции записи — на блок 9 и блок 2 обмена.

По сигналу селектора 8 блок 2 обмена заносит код данных в приемный регистр 6 и запускает в работу

-дешиФратор 1 и блок 9. Данные с приемного регистра 6 через усилители 5 поступают на линии данных второго интерфейса. Дешифратор 1 выда15 ет во второй интерфейс сигнал вы борки устройства, соответствующего принятому адресу. По коду операции и состоянию младших разрядов адреса блок 9 формирует последовательность

Щ сигналов, которые записывают в устройство, для которого имеется сигнал выборки, данные, поступившие от ЭВМ, а также выполняет в устройстве другие действия, предусмотренные алгоритмами второго интерфейса и данного устройства.

Прием информации от устройства, подключенного ко второму интерфейсу, отличается от выдачи информации на устройство тем, что на блок 9 и блок

З0 2 обмена поступает код операции чтения, по которбму блок 9 выдачи управляющих сигналов формирует с учетом состояния младших разрядов адреса сигналы, по которым информация от, устройства, для которого имеется сигнал выборки, по линиям данных через усилители 5, коммутатор 7 и усилители 4 поступает в ЭВМ. Обмен необходимыми синхрасигналами по пер40 вому интерфейсу в процессе приема или выдачи информации осуществляется блоками 2 обмена;

Таким образом, в режиме программного обмена каждый такт обмена второ45 го .интерфейса инициируется одним тактом обмена первого интерфейса.

Это позволяет одной командой ЭВМ, подключенной к первому интерфейсу, выполнить все необходимые действия по такту обмена информации с устрой.ством, подключенным ко второму ин-" терфейсу, а также программе ЭВМ, использующей первый интерфейс, обращаться к устройствам, подключаемым через второй интерфейс так же как.:к

Я устройствам, подключенным к первому интерфейсу, -без дополнительных программных действий на согласование интерфейсов.

В режиме прерывания устройство щ0 работает следующим образом.

По командам от ЭВМ в регистры команд и состояний,.относящихся к внешним устройствам, которым разре» шается работать в режиме прерыва65 ний, записываются "1" в разряды раз

822 166 решения прерываний. Выходы разрядов разрешения прерываний HocTJJIIcH0T в блок 12 приоритетов, где разрешают сигналам готовности от соответствующих внешних устройств участвовать в установлении приоритетов вызова прерывания программы ЭВМ по этим сигналам, а также по сигналам ошь(бок.

Из всех одновременно поступивших от внешних устройств сигналов готовности узел 12 приоритетов выделяет наиболее приоритетный сигнал с учетом наличия раэрешейия на прерывания. для каждого из подключенных ко второму интерфейсу устройства. Выделенный сигнал поступает в шифратор:11, который преобразует поступивший на его выход сигнал. и вектор прерывайия данного устройства,, и на вход блока 3 прерываний, который осуществляет обмен необходимыми синхросигналами, предусмотренными алгоритмом первого интерфейса.

В частности, этим алгоритмом предусматривается передача в ЭВМ по шинам данных вектора прерывания,.поступающего с шифратора 11 через коммутатор " 7. Передачей в ЭВМ вектора прерывания заканчивается процедура прерывания. Затем ЭВМ пере- . ходит к выполнению программы обслуживания данного прерывания.

Таким образом, в режиме прерываний, как и.в программном режиме, обеспечивается возможность со стороны программы воспринимать устройства второго интерфейса как подключенные непосредственно к первому . интерфейсу и использовать в полной мере все архитектурные возможности

"общей шины". Это йбЬволяет сократить программы обслуживания усторойства, подключенных ко второму интерфейсу, уменьшить время их выполнения, и следовательно, lloBHGHTb скорооть обмена информацией с этими устройствами и уменьшить время реакции на сигналы йрерывания от них.

Использование предлагаемого устройства для подключения к ЭВМ, использующим интерфейс "общая шйна", устройств, выходящих на магистрально-радиальный интерфейс, позволяет по сравнению с известными примерно в.два раза сократить программы ввод -вывода данных и время их выполн ния при программном обмене и в чет е и более раз уменьшить время реакции ЭВМ на запросы прерывания при работе с прерываниями.

Устройство используется в устройстве согласования сопряжений общая шина и типа 2К (УСС ОШ/2К), применяемых соответственно в моделях СМЗ, СМ4 и СМ1 и СМ2, входящих в систему малых ЭВМ (СМ ЭВМ).

Устройство УСС ОИ/2К позволяет испольэовать в моделях СМЗ и СМ4 всю номенклатуру периферийных устройств моделей СМ1 и СМ2, причем программирование для этих устройств, под. включенных к СМЗ и CN4, через УСС Ottl/2К аналогично программированию для устройств, подключаемых к СМЗ и. СМ4 непосредственно через "общую шину".

Формула изобретения

Устройство для согласования интерфейсов, содержащее блоки усиления первого и второго интерфейса, входывыходы которых являются соответствующими входами-выходами устройства, блок прерываний, соединенный

15 первым входом и выходом соответственно с первыми выходом и входом блока усиления первого интерфейса, вторые вход и выход которого подключены соответственно к первым выходу и

2О входу блока обмена1 третий вход— к выходу коммутатора, а третий, четвертый, пятый и шестой выходы = соответственно к первому входу блока выдачи управляющих сигналов, входу селектора и первым входом дешифратора и приемного регистра данных, вторым входом соединенного со вторым выходом блока обмена, третий, четвертый выходы и второй вход которого соединены соответственно с первым входом коммутатора, вторым входом блока выдачн управляющих сигналов и выходом селектора, а пятый, выход блоica обмена — ко второму входу дешифратора, первым выходом соединенного с первым входом блока усиления второго интерфейса, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу блока выдачи управляющих сигналов и первому выходу при40 емного Регистра данных, а первый выход - ко второму входу коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной. способности устройства, в него введены блок

4 приоритета, шифратор и блок регистров команд и состояний, причем первый и второй выходы блока регистров команд и состояний соединены соответственно с первым входом блока приори о тета и третим входом коммутатоРа, первый и второй входы — соответственно со вторыми выходами дешифратора и приемного регистра данных, а третий вход - co вторыми входами блока усиления второго интерфейса и блока при55 оритета, первым выходом подключенного ко второму вхОду блока прерываний, а вторым выходом — через шифратор к четвертому входу коммутатора.

Источники информации, ф) принятые во внимание при экспертизе . 1. Патент CQIA It 3714635,,кл. 340-172.5, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

It 554534, кл. С 06 F 3/04, 1975

65 (прототип).

822166

Редактор М.Петрова

Составитель В.Вертлиб

Техред М.Коштура Корректор В.Бутяга рак Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1 У илнал П Патент, r. огород, ул. Проектная,