Устройство для сопряжения цифровой вычислительной машины с накопителем на магнитной ленте Советский патент 1983 года по МПК G06F3/04 

ми первого и пятого элементов И, третий вход второго элемента ИЛИ и инверсный вход первого элемента И соединены с выходом регистра данных, второй выход блока дешиф.рации соединен с С-входом третьего триггера и с R-входом триггера записи, выход второго элемента ИЛИ соединен с R-входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход пятого элемента И соединен с D-входами второго триггера и триггера записи, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И, первый вход устройства через шестой

элемент И соединен с инверсным входом седьмого элемента Лис первым входом восьмого элемента И, четвертый вход устройства соединен с инверсным R-входом четвертого триггера и через.элемент задержки - с входом седьмого элемента И и с вторым входом восьмого элемента И, первый выход блока дешифрации соединен с S-входом четвертого триггера и с R-входом триггера чтения, выход седьмого элемента И соединен с С-входом триггера чтения, выход восьмого элемента И и выход четвертого триггера череа третий эле-г мент ИЛИ соединены с пятым выходом устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ с НАКОПИТЕЛЕМ НА МАГНИТНОЙ ЛЕНТЕ, содержащее блок приемопередающих усилителей , выход которого соединен с информационным входом регистра данных, с входом блока дешифрации и с первым входом блока прерывания, выход которого соединен с информационным входом блока выходных усилителей, блок формирования разряда нечетности,вход которого соединен с выходом регистра данных, триггер чтения и триггер записи, пряквле выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока прерывания, причем первый - четвертый выходы блока дешифрации соединены соответственно с первым входом блока приемопередакхцих усилителей, с управляющим входом регистра данных, с управляющим входом блока выходных усилителей и с Четвертым входом блока прерывания, первый, второй, третий входы - выходы устройства соединены соответственно с входами-выходами блока приемопередающих усилителей, блока дешифрации и блока прерывания, первый вход устройства является вторым входом блока приемопередающих усилителей, первый выход устройства является выходом блока выходных усилителей, D-вход триггера чтения и S-вход триггера записи соединены с,вторым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности оно содержит группу элементов ИЛИ, восемь элементов И, три элемента ИЛИ, четыре триггера, одновибратор, элемент задержки, причем выход регистра данных и выход первого элемента И соединены через группу элементов ИЛИ с вторым выходом устройства, выход блока формирования «о разряда нечетности соединен с вхо(Л дом второго элемента И, инверсный вход которого и выход соединейы соответственно с выходом первого элементе fl и с третьим выходом устройства, второй выход блока дешифрами соединен с входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с С-входом первого триггера, третий э Ю з: вход устройства соединен с С-входами второго триггера и триггера записи, с первым входом .третьего элемента И, с инверсным уходом первого элемента ИЛИ и через одновибратор - с инверсным входом тьего Элемента И и с D-входом пер30 вого триггера, инверсный выход триггера записи соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с четвертым выходом устройства и с первым входс четвер того элемента И, второй вход которого и выход соединены соответствен но с прякалк выходом второго триггера и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с прякким выходом первого триггера, инверсный выход первого триггера соединен с первыми входа

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании систем на базе мини-()ЭВМ с внешней памятью на магнитной ленте. Известно устройство для сопряжения ЦВМ с НМЛ, содержащее регистр команд, регистр состояния, счетчик байт, регистр текущего адреса, регистр буфера данных, сопряжения с магистралью Общая шина Недостатком известного устройства является большой объем оборудо вания . Известно устройство для сопряжения ЦВМ с НМЛ, предназначенное для работы в реальном времени и содержащее буфер, принимающий данные от процессора, второй буфер, принимающий данные от первого буфера и пере даквдий их в НМЛ 2. Недостатком известного устройства является то, что допустимая задер ка передачи данных при асинхронном обмене между процессором и НМЛ огра ничена и не может быть более интервала времени, соответствующего трем запросам НМЛ. Наиболее.близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство дл сопр;яжения ЦВМ с НМЛ, содержащее сх мы передачи данных в магистраль и приема данных из магистрали, регист буфер данных, регистр команд и сост яний , схемы дешифрации адреса , формирования управляющих сигналов, схекш прерываний t 3. Однако устройство при плотно загруженной ЦВМ, работаквдей ц режиме реального рррмёни либо имеющей широкую сеть периферийных устройств, работающих одновременно, не обеспечивает защиту процесса записи данных в НМЛ от возможности передержек. Передержки записи могут, возникать при асинхронном обмене под управлеп нием программы из-за временных задержек вызова подпрограмм обмена во время записи информации в НМЛ. При конфликты при запросах от нескольких устройств разрешаются в i пользу тех, которые имеют более высокий приоритет на обслуживание. Это ведет к потере информации при записи ее в НМЛ, что снижает надежность устройства. Цель изобретения - повкыение надежности , Поставленная цель достигается тем, что устройство для сопряжения цифровой вычислительной машины с накопителем на магнитной ленте, содержащее блок приемопередающих усилителей, выход которого соединен с информационным входом регистра данных, с входом блока дешифрации и с первым входом блока прерывания, выход кот- торого соединен с информационным входом блока выходных усилителей, блок формирования разряда нечетности, вход которого соединен с выходом регистра данных, триггер чтения и триггер записи , прямые выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока прерывания, причем первый - четвертый выходы блока дешяфра; ции соединены соответственно с первым входом блока приемопередающих усилителей, с управляющим входом регистра данных, с управляющим входом блока выходных усилителей и с четвертым входс 1 блока прерывания, первый.

второй, третий входы - выходы устройства соединены соответственно с входами-выходами блока приемопередающих усилителей, блока дешифрации, и блока прерывания, первый вход устройства является вторым входом блока приемопередающих усилителей, первый .выход устройства является выходом блока выходных усилителей, D-вход триггера чтения и S-вход триггера записи соединены с вторым входом устройства, введены группа элементов ИЛИ, .восемь элементов И, три элемента ИЛИ, четыре триггера, одновибратор и элемент задержки, причем выход регистра данных и выход первого элемента И соединены через группу элементов ИЛИ с вторым выходом устройства, выход блока формирования разряда нечетности соединен с входом второго элемента И, инверсный вход которого и выход соединены соответственно с выходом первого элемента И и с третьим выходом устройства, второй .выход блока дешифрации соединен с входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с С-входом первого триггера,, третий вход устройства соединен с С-входами второго триггера и триггера записи, с первым входом третьего элемента И, с инверсным входом первого элемента ИЛИ и через одновибратор - с инверсным входом третьего элемента И и с D-BKOдом первого триггера, инверсный выход триггера записи соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с четвертвм выходом устройства и с первьвл входом четвертого элемента И, второй вход которого и выход соединены соответственно с прямым выходом второго триггера и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с прякым выходом первого триггера, инверсный выход первого триггера соединен с первыми входами первого :и пятого элементов И, третий вход второго элемента ИЛИ и инверсный вход первого элемента И соединены с выходом регистра данных, второй выход блока дешифрации соединен с С-входом третьего триггера и с R-входом триггера записи, выход второго элемента ИЛИ соединен с R-входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход пятого элемента И соединен с D-входами второго триггера и триггера записи, инверсный выход второго триггера соединен с .вторым входом первого элемента И, первый вход устройства через шестой элемент И соединен с инверс1НЫМ входом седьмого элемента И и с nefiBbiM входом восьмого элемента И/ четвертый вход устрОйства соединен с инверсным R-входом четвертого триггера и через элемент задержки - с входом седьмого элемента И и с вторым входом восьмого элемента И, первый выход блока дешифрации соединен с S-входом четвертого триггера и с R-входом триггера чтения,, выход седьмого элемента И соединен с С-входом триггера чтения, выход восьмого элемента И и выход четвертого триггера через третий элемент ИЛИ соединены с пятым выходом устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока дешифрации; на фиг. 3 т структурная схема блока

прерилвания. .

Устройство сопряжения содержит (фиг. 1}блок 1 приемопередающих уси- .

лителей, регистр 2 данных, блок 3 формирования разряда нечетности,

блок 4 дешифрации, блок 5 прерывания, блок:;б выходных усилителей, группу 7 элементов ИЛИ. Позицией 8 обозначены накопитель на магнитной ленте (НМЛ. Устройство также содержит вход 9 сброса, элементы И 10-17, элементы ИЛИ 18-20, триггеры 21-24, триггер 25 записи, триггер 26 чтения, одновибратор 27, элемент 28 задержки, выходы 29-32, вхсда 33 и вход-выход 34 влока дешифрации, входы 35-38,

вход-выход 39 и выход 40 блока прерываиия, входы-выхода 41-44, выходы 45-4, входы 49-51.

Блок дешифрации содержит (фиг. 2); дешифратор 52 адреса, регистр 53, дешифратор 54 кода управления, входы 55-63, выход 64.

Блок прерывания содержит (фиг. 3) входы 65-6U, выходы 69 и 70, триггеры 71-74, регистр 75, наборный узел 76, мультиплексор 77, элементы И 78-84, элементы ИЛИ 85 и 66, вход 87.

Устройство работает следующим . образом.

По сигналу Сброс (вход 9) устанавливаются в единичное состояние триггер 25 записи и в нулевое состояние триггер 26 чтения.

Операция Запись, Перёд записью данных программно в блок 5 передается признак разрешения прерывания, i. (При обмене с опроссда разрешение прерывания в блок 5 не передается.

В регистр 2 данных из ЦВМ через блок 1 передается код операции Запись вместе с признаке команды и однсял из его разрядов.

По сигналу Вывод (выход 30.блока 4) код операции вместе с признаком команды заносится в регистр 2 даниых, а триггер 25 записи устанавливается в нулевое состояние. Активный сигнал признака команды (выход соответствующего разряда регистра 2 данных поддерживает триггер 22 (через элемент ИЛИ 19) в нулевом состоянии и запрещает коррекцию кода регистра 2 данных, на группе элементов ИЛИ 7 через элемент И10 Поэтому на группу входов 45 НМЛ 8 поступит исходный код операции с пр наком команда. Высокий уровень сигнала с инверс ного выхода триггера 25 записи разр шит элементу И 12 формирование сигн ла синхронизации записи, поступающего на вход 47 НМЛ 8. НМЛ 8 принимает код операции, по признаку кома ду: распознает его команду и начинае ся операция Запись. При этом снимается активный уровен сигнала с выхода 51 готовности записи НМЛ 8, заднему фронту которого триггер 23 ( элемэнт ИЛИ 18) устанавливается в нулевое состояние. При появлении на выходе 51 НМЛ 8 сигнала . готовности записи, устанавливается единичное состояние триггер 25 запи си ( по динамическому входу синхронизации при наличии низкого уровня сигнала на инверснс D- входе, посту ющего с триггера 22, через элемент И 14) и запускается одновибратор 27 Установка триггера 25 записи в единичное состояние активизирует работу блока 5, на управл$ас«цем выходе которого формируется сигнал Требов ние прерывания . Йо требованию прерывания под уп)авлением 4 подпрограммы обмена ЦВМ производит вывод данных в регистр 2 данных. , Если вывод данных произошел внут ри интервала времени, отмеряемого одновибратором 27, то по переднему фронту сигнала Вывод, поступающего с выхода 30 блока 4 через элемент ИЛИ 18 на динамический синхровход триггера 23 , триггер 23 установитхгя в единичное состояние. Единичное состояние триггера 23 запрещает через элемент И 10) коррекцию кода данных на rovnrte эле- . ментов ИЛИ 7 и информация с регистра 2 данных поступает на входы 45 НМЛ8 без изменений. Сигнал синхронизации записи форми руется на выходе элемента И 12 по ис течении времени работы одновибратора 27 (при наличии готовности записи на выходе 51 НМЛ 8 низкого уровня сигНс1ла с выхода одновибратора 27 и нулевого состояния триггера 25 записи По сигналу синхронизациизаписи на выходе 47 устройства. НМЛ 8 фиксирует данные, поступающие на его вход 45 и снимает сигнал готовности с выхода 51 готовности записи, по зад нему фронту моторого производится установка триггера 23 в нулевое состояние ( через элемент ИЛИ 18 при наличии низкого уровня сигнала на D-входе)- , Если время вывода информации из ЦВМ по отнсяаению к установке сигнала готовности не превышает длительности времени, отмеряемого одновибратором, 27, то такие циклы записи повторяются N раз, где N - длина зоны записи. Одновибратор 27 при этом отмеряет интервал времени, в течение которого гарантируется отсутствие передержек записи в НМЛ 8. По окончании записи зоны из ЦВМ производится вывод кода команды Конец записи с признаком команды и запись прекращается . Если внутри интервала времени, отмеряемого одновнбратором. 27, отсутствовал вывод данных из ЦВМ, то триггеры 21 тл 23 остс1ются в нулевом состоянии и по сигналу с выхода элемента И 10 на группе элементов ИЛИ 7 и элементов И 11 будет осуществлена коррекция кода, поступающего на выход 45 устройства. По окончании I работы одновибратора 27 на выходе элемента И 12 (на выходе 47 устройства сформируется сигнал синхронизации записи, по которому в НМЛ 8 записывается фиктивный код с четным числом единдц ) фиктивный код записи может иметь следующую структуру: 1 - данные О - разряд нечетности. Запись информации в НМЛ обычно производится 9-разрядными словами. (байта данных и разряда нечетности). При записи байта данных с единицами во всех разрядах значение разряда нечетности равно 1. При записи фиктивного кода значение разряда нечетности равно О. Если вывод данных из ЦВМ отсутствует длительное время, то процесс, записи фиктивного кода повторяется. Если вывод данных из ЦВМ происходит внутри одного из последующих интервалов , отмеряемых одновибратором 27 то функционирование устройства про исходит, как было описано ранее. При выдаче данных из ЦВМ вне интервала, отмеряемого одновибратором 27, по сигналу Вывод (с выхода 30 блока 4) данные заносятся в регистр 2 данных, триггер 25 записи устаиавливается в нулевое состояние, триггер 23 остается в нулевом состоянии, а триггер 22 по заднему фронту сигнала Вывод ( поступающему на его динамический С-вход ) устанавливается в единичное состояние. При этом, с выхода элемента И 14 на D-вход триггера 21 и (инверсный) D-вход триггера 25 поступает высокий уровень сигнала. При появлении на НМЛ 8 на входе 51 устройства готовности записи триггер 21 устанавли вается в .единичное состояние, а триг гер записи 25 остается в нулевом состоянии. Сигналом с инверсного выхода триггера 21, поступающим на вход элемента И 10, запрещена коррекция кода на группе элементов ИЛИ 7 и элементов И 11. По окончании работы одновибратора 27 на выходе элемента И 12 формируется сигнал син хронизации записи, по которому триггер 22 устанавливается в нулевое состояние (через элементы И 13, ИЛИ 19 при условии единичного состояния триггера 21|, в НМЛ 8 с выхода 45 устройства записываются данные, а с входа 51.устройства снимается сигнал готовности записи. . Операция .чтение. В начале обмена, также как при операции Запись из ЦВМ в НМЛ 8 передается код команды Чтение , а в блок 5 передается признак разрешения прерывания. В процессе чтения данные с входа 49 устройства поступают на элемент И 15, на котором выделяются фиктивны коды. .Выделение фиктивных кодов происхо дит по совпадению единиц в байте дан на шине Ошибка. ных и наличию Сигнал готовности чтения-с входа 50 устройства задерживается на элементе 2S задержки на время, необходимое для .срабатывания элемента И 15. В случае нормальной записи байта данных сигнал готовности чтения уста навливается по динамическому входу триггер 26 чтения (через элемент 28задержки, элемент И 16), который активизирует работу блока 5, выраба тывающего сигналы требования прерывания . В прерываниях производится ввод данных НМЛ 8 в ЦВМ через блок 1. При этом сигналом Ввод (.с входа 29блока 4) блок 1 переключается в режим перед ачи, а триггер 24 уста навливается в- единичное состояние. На выход 48 устройства с триггера 2 через элемент ИЛИ 20 поступает сигнал синхронизации, по которому НМЛ снимает с входа 50 устройства сигнал .готовности чтения, по низкому уровню которого триггер 24 вновь устанавливается в нулевое состояние. I. - . В случае появления при чтении фиктивного кода сигналом с выхода элемента запрещается установка триггера 26 чтения в единичное состояние. Сигнал готовности чтения, поступающий через элемент 28 задержки, элементы И 17 и ИЛИ 20, поступают на выход 48 устройства на шину синхронизации чтения НМЛ 8,. обеспечивая тем самым необходимый сигнальный обмен для НМЛ при чтении фиктивной записи. В .ЦВМ, при этом, передача фиктивного кода не производится так как триггер 26 чтения остается в нулевом состоянии. Контроль ошибок записи на НМЛ как и в известных устройствах может осуществляться при помощи поперечного и продольного контроля. Рассмотрим работу блоков 4 и 5. Блок 4 дешифрации предназначен для выбора устройства в соответствии с присвоенным ему адресом и выработки управляющих сигналов при выводе (вводе) информации из ЦВМ. Блок 5 прерываний предназначен для приема из ЦВМ сигналов разрешения прерывания и управления приемом-передачей данных между ЦВМ и НМЛ в режиме прерывания. Выполнение блоков 4 и 5 определяется 1ИПОМ и. структурой магистрали ЦВМ, поэтому их конкретная реализация может быть различной. На фиг. 2 и 3 изображены структурные схемы блока 4дешифрации, и блока 5 прерываний устройства для варианта сопряжения НМЛ с ЦВМ Электроника 60. Код. адреса поступает с выхода блока 1 на входы 58 и 59 дешифратора 52 адреса. При совпадении кода адреса в разрядах ДАОЗ-15 с кодом адреса, присвоенным устройству, дешифратор 52 адреса вырабатывает сигнал УВ (Устройство выбрано Л Этот сигнал, а также разряды ДАОО-03 с выхода блока 1 поступают на информационные входы 55-57 регистра 53. По сигналу с входа 63 из группы входов 34 происходите запись в регистр 33 поступающей на его входы информации. Выходы регистра 53 соединены.с информационными входами дешифратора 54 кода управления, на управляющие входы которого поступают сигналы из группы входов 34 шины ВВОД К(Ввод данных в ЦВМ), ВЫВОД К (Вывод данных из , ППР к ( Предоставление прерывания /. В соответствии с поступившим ко|дом информации с регистра 53 и управляющими сигналами дешифратор 54 кода управления вырабатывает один из сигналов на выходах 29-32, по которьм производится соответственно ввод информации из НМЛ в ЦВМ, вывод информации из ЦВМ в НМЛ, запись в регистр состояния 75, чтение регистра состояния 75 или адреса вектора прерывания. Кроме того, дешифратор 54 вырабатывает на выходе 64 синхроимпульс передачи приема данных в ЦВМ. На информационные входы регистра 75 состояния поступают данные с выхода блока 1 (ДА05 и ДА06). По сигналу, поступающему с выхода 32 блока 4 на вход 37 блока 5, происходит запись информации в регистр 75 состояния. Эта информация является раэ решением прерывания для чтения (РС05) или для записи (РСОб. В режиме обмена по прерываниям при операции Чтение по переднему фронту сигнала готовности, поступающему с выхода триггера 26 чтения, устанавливается в единичное состояние триггер 71. При условии разрешения прерывания для чтения на выходе элемента ИЛИ 85 (через элементы И 78 и 80 формируется сигнал требования на вы}с6де 70, поступающий в группу 39 входов-выходов устройства В ответ на сигнал на выходе 7о ЦВМ, предоставляя прерывание, выдает сигнал Ввод Кт и сигнсш предоставлени прерывания (ППРК) на вход 28. По сиг налу с входа 87 устанавливается в единичное состояние триггер 73. По сигналу на входе 66 на элементах И 83, 84 и И 86 формируется синзфоимпульс передачи адреса вектора прерывания, который поступает на входвыход 39 и на управлякж ий вход мульт плексора 77. При эт через мультиплексор 77 на вход блока 6 поступает адрес вектора прессования для чтения разряды АВОЗ-07 которого набираются на наборном узле 76, а разряд АВ 02,, который равен О при операции Чтение и 1 при операции Запись, поступает/с элемента И 83. При отсутствии прерывания на вход блока 6 поступает информация из регистра 75 состояния. Работа блока 5 при операции Запись происходит аналогично операции Чтение. Таким образом предлагаемое устройство позволяет обеспечить асинхронный обмен данными между ЦВМ и НМЛ в режиме записи информации на магнитную ленту с задержками вывода данных из ЦВМ, изменяющимися в широких пределах , и правильное воспроизведение информации при чтении. Это позволяёт повысить надежность. Кроме того расширяется область применения устройства, способного работать в цифровых системах реального времени, в системах, имеющих большой набор одновременно рабо.1.ающих периферийных устройств. По сравнению с использующимся ВК СМ 4, предлагаемое устройство более на дежно и может иметь более широкре Йрименение.

фие. 1