Устройство для обмена информацией управляющей вычислительной машины с объектами управления Советский патент 1983 года по МПК G06F3/04 

ных коммутаторов, первая группа выходов выходного коммутатора информации - с вторыми группами информационных входов первого и второго промежуточных коммутаторов, вторая и третья группы входов устройства соответственно с третьей и четвертой группами информационньлх входов первого промежуточного коммутатора, первая и вторая группы выходов которого соединены соответственно с группой входов буферного регистра ввода и третьей группой информационных входов входного коммутатора информации, четвертая и пятая группы входов устройства соединены соответ ственно с третьей и четвертой группами информационных входов второго промежуточного коммутатора, первая и вторая группы выходов которого соединены соответственно с группеьми входов блоков приоритетов прерываний и приостановов, группа выходов шифратора команд соединена с пятой группой выходов устройства, выход и группа выходов блока приоритетов приостановов соединены соответственно с входом блока приоритета прерываний и второй группой входов шифратора команд.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОйЯАЦИЕЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНСШ МАЛИНЫ С ОБЪЕКТАМИ УПРАВЛЖЙИЯ, содержащее выходной кокилутатор инфорЬ4ации, входной кся«4утатор инфо{Ж1ации, блок адресации, пульт управления, преобразователи параллельного кода в последовательньв н последовательного в параллельшлй, буферные регистре вывода и ввода, шифратор команд, блоки приоритетов приостановов и прерываний, причем первая группа выходов устройства соединена с группой выходов входного коммутатора информакши, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с группами выходов преобразователя последовательного кода в параллельный и буферного регистра ввода, первые группы входов устройства и пульта управления соединены соответственно с первой н второй группами информационных входов выходного к жо утатора, первая, вторая, третья и чет вертая группы выходов которого соединены соответственно с второй группой выходов устройства, с группой входов преобразователя параллельного кода в последовательный, с группой входов буферного регистра вывода и с группой входов блока адресации, группы выходов буферного регистра вывода и блока адресации соединены соответственно с третьей и четвертой группами выходов устройства, выход преобразователя паграллельного кода в последовательный соединен с выходом устройства, а группа выходов блока приоритетов прерываний - с первой группой входов шифратора команд, о т л н ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности перестройки трактов прохождения информации в устройстве, в него введены дешифратор признаков операций, регистр кода структуры, коммутатор сигналов управления и ; два прод4ежуточных коммутатора, при Ь) чем первая группа входов устройства соединена с группой входов дешифратора признаков операций и -F группой информационных входов регист ра кода структуры, группа выходов которого соединена с первой группой входов коммутатора сигналов управления, вторая группа входов которого соединена с второй группой выходов пульта управления, первый и второй выходы дешифратора признаков операции соединены соответственно с со о ф ю управляющими входами выходного коммутатора: и регистра кода структуры, группа выходов коммутатора сигналов управления соединена с группами управлякйцих входов входного и выходного коммутаторов информации и первого и второго промежуточных коммутаторов, выход преобразователя параллельного кода в последовательный и вхоя устройства соединены соответственно с первым и вторюл входами первого прся«1ежуточного коммутатора, выход которого соединен с входом преобразователя последовательного в параллельный, группа выходов буферного регистра вывода соединена С первыми группами инфор «1Ционшлх входов первого и второго промежуточ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам обмена, и может быть использовано при построении управляющих вычислительных комплексов, особенно сложных комплексов, в которых объекты управления сами имеют в своем составе управляющие вычислительные системы.

Известны устройства для сопряжения абонентов с цифровой вычислителНой машиной, содерхчащие дешифратор, коммутаторы, блоки приоритета 1 13Недостатками устройств являются ограниченная область применения изОтсутствия режимов контроля собственного оборудования и невоз «эжность работы с абонентами с различными типами обмена.

Наиболее близким к предлагае| эму по технической сущности является устройство обмена информацией управляющей вычислительной машины УВМ с объектами управления, содержащее аходной коммутатор, выходной KoiviMyтатор, коммутатор команд, преобразователи параллельного кода в последовательный и последовательного в параллельный, буферные регистры ввода и вывода, шифратор команд, близки

. ариоритето и приостановов и пре рываний и блок адресация, причем группа В5лходов входного коммутатора соединена с первой группой выходов устройства, первая группа входов устройства соединена с группо входов выходного KONwyTaTopa, первая, вторая, третья и четвертая группы выходов выходного кс 1мутатора соединены соответственно с второй группой выходов устройства, группой входов преобразователя параллельного кода в последовательный, группой входов буферного регистра вывода и группой входов блока адресации, группа выходов буферного регистра вывода и выход преобразователя параллельного кода в последовательный соединены соответственно с четвертой группой выходов и выходе устройства, группы выходов преобразователя последовательного кода в параллельный и буферного регистра ввода соединены соответственно с второй и третьей Группами входов входного коммутатора информации, группа выходов блока адресации соединена с шестой группой выходов устройства, а первая и вторая группы входов шифратора команд соединены соответственно с группами выходов блоков приоритетов приостановов и прерываний fsj.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как его структура не позволяет организовать режим тестового контроля устройства по программам УВИ без участи объекта управлений при его отсутствии или при неисправном объекте управления). При этом даже в случае использования реального объекта управления для контроля исправности устройства, оно имеет ограниченн возможности для диагностики неисправностей собственного оборудования, так как контроль работоспособности блоков устройства может осуществляться толь ко за счет аппаратных средств контроля, входящих в состав самих этих блоков. Кроме того, невозможны автоломный контроль и наладка устройства и отсутствует режим обмена информацией с объектсм управления без участия УВМ.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возмо;кности перестройки трактов прохождения информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее выходной коммутатор информации, входной коммутатор информации, блок адресации, пульт управления, преобразователи параллельного кода в последовательный и последовательного в параллельный, буферные регистрял вывода и ввода, шифратор команд, блока приоритетов приостановов и прерываний, причем первая группа выходов устройства соединена с группой выходов входного коммутатора информации, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с группами выходов преобразователя последовательного кода в параллельный и буферного регистра ввода, первые группы входов устройства и пульта управления соединены соответственно с первой и вторгай группами информационных входов выходного коммутатора, первая, вторая, третья и четвертая группы выходов которого соединены соответственно с второй группой выходов устройства, с группой входов преобразователя параллельного кода в последовательный, с группой входов буферного регистра вывода и с группой входов блока адресации, группы выходов буферного регистра вывода и блока адресации соединены соответственно с третьей и четвертой группами выходов устройства, выход преобр)азователя параллельного кода в последовательный соединен с выходом устройства, а группа выходов блока приоритетов прерываний - с первой группой входов шифратора команд, введены дешифратор признаков операций, регистр кода структура, коммутатор сигналов упр)авления и два промежуточных коммутатора, причем первая .группа входов устройства соединена с группой входов дешифратора признаков операций и группой информационных входов регистра кода структуры, группа выходов которюго соешинена с первой группой входов коквлутатора сигналов управления, вторая группа входов которого соединена с второй группой выходов пульта управления, первый и второй выходы дешифратора признаков операции соединены соответственно с управляющими входами выходного кокмутатора и регистра кода структуры, группа выходов коьфлутатора сигналов управления соединена с группами управляющих входов входного и выходного KONwyTaTopoB информации и первого и второго промежуточных коммутаторов, выход преобразователя параллельного кода в последовательный и вход устройства соединены соответственно с первым и вторым входами первого промежуточного коммутатора, выход которюго соединен с входом преобразователя последовательного кода в параллельный, группа выходов буферного регистра вывода соединена с первыми группами информационных входов первого и второго промежуточных коммутаторов, первая группа выходов выходного коммутатора

0 информации - с вторыми группами информационных входов первого и второго промежуточных коммутаторов, вторая и третья группы входов устройства соединены соответственно с третьей

5 и четвертой группами информационных входов первого промежуточного коммутатора, первая и вторая группы выходов которюго соединены соответственно с группой входов буферного регистра ввода и третьей группой информа0ционных входов входного коммутатора информации, четвертая и пятая группы входов устройства соединены соответственно с третьей и четвертой группами информационных входов второго

5 промежуточного коммутатора, первая и вторая группы выходов которого соединены соответственно с группс1Ми входов блоков приоритетов прерываний и приостановов, группа выходов

0 шифратора команд соединена с пятой группой выходов устргайства, выход и группа выходов блока приоритета приостановов соединены соответственно с входом блока приоритета прерлва5ний и второй группой входов шифратора команд.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема пуль0та управления; на фиг. 3 - функциональная схема блока адресации; на фиг. 4 функциональная схема коммутатора; на фиг.- 5 - функциональная блока приоритетов.

Устройство содержит фиг. 1) вы5ходной коммутатор 1 инфор мации, входной коммутатор 2 информации, блок 3 адржсадаи, пульт 4 управления, прзеобразователь 5 параллельного кода в последовательный, преобразователь

0 б последовательного кода в параллельный, буферный регистр 7 вывода, буферный 8 регистр ввода, шифратор 9 команд, блок 10 приоритетов прерываний, блок 11 приоритетов приоста5новов, дешифратор 12 признаков операций, регистр 13 кода структуры, первый промежуточный коммутатор 14, второй промежуточный когдалутатор 15, коммутатор 16 сигналов управления,

0 шины выхода 17 устройства, четвертой 18, первой 19, второй 20, пятой 21 и третьей 22 групп выходов устройства, шины второй 23, третьей 24, четвертой 25, пятой 26 и первой 27 групп выходов и входа 28 устройства.

5 Пульт 4 управления содержит (фиг. 2) переключатель 29 структуЕЫ наборник 30 информационньЬс сигналов усилители 31 сигналовиндикации и индикаторы 32. Блок 3 адресации содержит {фиг. 3) регистр 33 адреса и дешифратор 34 адреса. Кокинутаторы 1, 2, 14, 15 и 16 содержатF(фиг. 4 мультиплексор 35, группу 36 элементов И и демультиплексор 37. торы 1, 2, 14, 15 и 16 имеют идеитичную внутреннюю структуру. Группы информационных входов коммутаторов являются соответствующими группами информационных входов мультиплегксора 35. Группы выходов демультиплексора 37 являются группами выходов . KOivwyTaTopa. Группа управлякядшс вхо дов коммутатора соединена с груп-пами управляющих входов мультиплексора 35 и демультиплексора 37, а управлякяций вход коммутатора соединен с управляющим входом группы 36 элементов И. У коммутаторов 2, 14,, 15 и 16 управлякядий вход блока соездине с шиной логической единица. У комлу . таторов 2, 14, 15 и 16, у котоЕШХ нет необходимости блокировать прохождение через них информации,групп 36 элементов Н и управлякядий вход могут отсутствовать. В этом случае группа выходов мультиплексора 35 соединенна с группой входов демьльти плексора 37. Выходной коммутатор 1 предназнач для подключения к шине 27, связанной с выходной магистралью УВМ, к блоку 3 адресации или к объекту управления непосредственно через шины 20, через буферный регистр 7 вывода или через преобразователь 5 параллель ного кода в последовательный. 1 ходной коммутатор 2 предназначен для подключения абонентов к магистрали ввода числовой информации в УВМ. Блок 3 адресации предназначен для хранения и дешифрации кода адре са абонента и выдачи сигнала выбора абонентам. Пульт 4 управления предназначен для вьщачи имитационных кодовы : сиг налов и сигналов управления для перек/вочения структуры устройства, а также для отображения обмена информацией. Группа выходов переключателя 29 структуры является второй группой выходов пульта 4, а группа выходов наборника 30 информациейшлх сигналов, который может быть вьгоолнен в виде тумблерной клавиатуры/явля;ется первой группой выходов пульта 4. Индикаторы 32, например светодио,ды, соединены через усилители 31 сигналов индикации, входы которых соединены с выходами элементов памяти буферных регистров 8 ввода и вывода 7, преобразователей 5 и 6 и блоков 10 и 11 (связи не показаны) . Преобразователи параллельного кода в последовательный 5 и последовательного в параллельный 6 служат для соответствуюцего преобразования информации при обмене с объектом управления последовательными кодами. Буферные регистры вывода 7 и ввода 8 предназначены для синхронизации вывода и ввода информации при обмене с абонентами,.для которых требуется такая сиихрониза1шя. Шифратор 9 команд предназначен для фоЕ 1ирования кодов непрограммированных команд. Блоки приоритетов прерываний 10 и приостановов 11 предназначены для приоритетного обслуживания соответствующих заявок на непрограммированный обмен по инициативе объектов управления. Структура блоков приоритетов прерываний 10 и приостановов 11 является идентичной. Блоки 10 и 11 содержат (фиг. 5 ) по количеству каналов прерывания триггеры 38 заявок, первые элементы и 39 и вторые элементы И 40, причем нулевой выход триггера 38 кг ждого канала соединен с первым входс 1 первого элемента И 39, выход которого соединен с вторыми, входами первого 39 и второго 40 элементов И следующего канала, единичный выход триггера 38 соединен с первым входом второго элемента И 40 своего канала, выход которого соединен с группой выходов, а входы триггеров 38 соединены с группой входов е)лока, вход блока соединен с вторыми входаг4И первого и второго элементов И 39 и 40 самого приоритетного канала, а выход первого элемента И 39 канала самого низкого приоритета соединен с выходом блока. Группы выходов блоков 10 и 11 соединены соответственно с первой и второй группами входов шифратора 9 команд. Для установления приоритетных отношений между всеми заявками выход блока обслуживающего более приоритетные заявки, например блока 11, соединен с входом блока обслуживающего менее приоритетные заявки, например блока 10. При этом вход блока 11 приоритетов приостановов соединен с шиной логической единица (связь не показана. Дешифратор 12 признаков операции предназначен для дешифрации признаковой части команды УБМ и формирования сигнала записи в регистр 13 кода структуры или сигнала разрешения прохождения кода через коммутатор 1. Рег-истр 13 кода структури предназначен для записи и хранения кода структурна устройства в различных реимах при управлении от УВМ. nprf этом в регистре 13 как и в формате команд),; перестройки структуры должны быть вццелены разряды для управления каждым из кокмутаторов 1, 2, 14 и 15. Дервый 14 и вторрй 15 промежуточ ные коммутатоЕ предназначены для организации замкнутых контуров обмена информацией или подключения иэпей ввода числовой и командной инфоЕ «ации в УВМ к объекту управлеКоммутатор 16 сигналов управления предназначен для перекда)чения сигналов управления структурой устройства на управление от УВМ или от пульта 4 управления. Устройство работает следующим образом. Перестройка структуры устройства во всех режимах осуществляется с помощью коммутаторов 1, 2, 14, 15 и 16. Канал прохождения «нфорг-1ации от одной группы информационных входов к одной из групп выходов коммутатора определяется кодами на группах управляющих входов мультиплексо ра 35 и демультиплексора 37, при этом прохождение информации через коммутатор может быть разрешено или запрещено соответствукадим сигиалсял на его входе. В ра 5очем режиь« управление стру турой устройства производится по спеииальншк командам от УВМ, выдаваемым по шинам 27, При этом призна новая часть команды расшифровываетсч дешифратором 12, и с его выхода сигнал разрешения записи кода струк туры поступает на управляющий вход регистра 13, а информационная часть команды записывается в регистр 13 через группу его информационных входов. С выходов регистра 13 сигна управления структурой через коммута тор 16 поступает на управляющие вхо ды кo lyтaтopoв 1, 2, 14 и 15. При записи инфор«(ации в регистр 13 прохождение ее через коммутатор 1 блокируется сигналом с первого выхода дешифратора 12. Структура устройства в рабочем режиме характеризует тем, что замкнуты цгпи обмена инфор цией мелсду УВМ и устройством обмеиа, а также между устройством обмена и объектами управления и разомкнуты внутренние контуЕЫ обмена межд выходными и входными цепями. В рабо чем режиме осуществляется как управление, так и контроль исправност объектов управления по програьадам УВМ. Выбор абонента для обмена осуществляется путем згшиси по команде от УВМ кода адреса абонента в регистр 33. Код адреса абонента дещифруется дешифратором 34,. с группы выходов которого через группу выхоов блока 3 и шины 18 сигнал выбора передается абоненту. Обмен информаией между УВМ и абонентами осуществляется программным способом по инищативе УВМ или объекта управления. Вывод информации из УВМ на объекты управления и прием числовой информации осуществляется или непосредственно через шины 20 и 24 или через буферные регистры 7 и 8 и шины 22 и 23, или через преобразователи 5 и б и шины 17 и 28 Прием командной и числовой информации по инициативе объекта управления производится по заявкам на прерывание или приостанов, поступаю щим через шины 25 и 26 через коммутатор 15 на входы блоков 10 и 11. . При этсяи запросы на информа191ей по инициативе объекта управле- ния могут проходить от любых объектов управления, независимо от того, какой объект управления в данный момент для блоком 3. Сигнал запроса на обмен по инициативе объекта управления поступает на единичный вход триггера 38 соответствующего кансша, запоминается и с единичного выхода триггера 38 поступает на первый вход элемента И 40 данного канала. В случае отсутствия запросов более высокого приоритета сигнал запроса с выхода элемента И 40 cooTBeTCTBjT iero канала проходит на выход блока 10 или 11. в случае наличия одного из запросов более высокого приоритета сигнал запроса менее высокого приоритета блокируется на элементе И 40 сигналом логического нуля, поступа10Щ1 1 с выхода элемента И39 более приоритетного канала. Для установления приоритетных отношений между всеми заявками сигнал с выхода блока 11, обслуживаияцего более приоритетные -заявки, должен быть подан на вход блока 10, обслуживгиощего менее приоритетные заявки, при этом-на вход блока приоритетов приостановов подается сигнал логической единицу. С выходов блоков 10 и 11 сигнал заявки, принятой на обслуживание, поступает на входы пифратора 9 команд, который формирует операщюнную и адресные части кода непрограммирова1 ной команды, которая с группы выходов блока, через шины 21 передается в УВМ. По непрограммированной команде прерывания УВМ производит безусловный переход по адресу, содержащемуся в адресной части команды прерывания. По непрограммированной команде приостанова-УВМ переходит к подпрограмме вывода или ввода информации от объекта управления по его инициативе. Адресация объекта управления для

ввода или вывода числовой информации по приостанову производится по команде из УВМ после получения непрограммированной команды на приостанов. Отбой запросов на непрограмг И рованный обмен производится через нулевые входы триггеров 38 по командам из УВМ ( связи не показаны).

В режиме тестового контроля исправности устройства обмена по про1 раквче УВМ управление структурой устройства производится, как в рабочем режиме по командам УВМ. При этом структура устройства характеризуется , что через коммутаторы 14 и 15 ёамкнуты внутренние контуры обмена информацией. Эти контуры могут формироваться из различных блоков, так, например, цепи непосредственного и синхронизированного вывода могут замыкаться через коммутатор 14 с цепями непосредственного и синх1рониэированного ввода в различных сочетаниях, что позволяет повькзить глубину диагностики неисправностей. ёвод числовой информации в УВМ осуществляется через шины 19. Ввод непрограммированных команд организуется путем подключения цепей непрограммированного ввода команд ч-ериэз кокда:утатор 15 к цепям вывода информации. В этом случае информация, выведенная из УВМ, поступает на блоки 10 и 11 в виде заявок на прерывание или приостановов, которчае В рабочем режиме поступают по инициативе объекта управления. Инф эрмаЦия, выведенная через преобразователь 5, поступает на вход преобразователя б, с группы выходов которого она может быть введена назад в УВМ. Таким образом,достигается программноаппаратная имитация объекта управления в режиме тестового контроля. Контроль исправности и диагностики неисправностей устройства обмена осуществляется по специальным программам УВМ, например, путем сравнения выведенных и введенных кодов в различных контрольных структурах.

Программно-аппаратная имитация объекта управления может быть также использована для отладки отдельных участков рабочих программ УВМ, связанных с вводом и выводом информации. При этом ввод информации от объекта управления как по инициативе УВМ, так и самого объекта управления имитируется также, как и в режиме тестового контроля, но управление структурой устройства обмена осуществляется не по командам УВМ, а с пульта 4 управления, так как рабочие nporpaKOvibi рассчитаны на ра боту с реальным объектом управления и не предусматривают переключения устройства в замкнутые контрольные структугял.

В режиме автономного контроля устройства без участия объекта управления или УВМ контроль осуществляется так же за счет организации замкнутых контуров обмена информа иией, но управление структурой устройства и выдача информационных сигналов производятся с пульта 4 управления, при этом информационные сигналы с первой группы выходов

VO пульта 4 передаются на входы ком лутатора 1, а управляющие сигналы переключения структуры передаются с первой Группы выходов пульта 4 на входы коммутатора 16. Управление самим

5 коммутатором 16 во всех режимах

осуществляется с пульта 4. Отобрахчение процесса .преобразования и обмена информацией при этом производится на индикаторах 32 пульта 4,а вывод об

Q исправности устройства делается оператором. Для локализации в управляющем комплексе неисправности УВМ или объекта управления в устройстве предусмотрен режим обмена информас цией с объектом управления без участия УВМ, Контроль осуществляется путем ввода информации на объект управления и считывания информации от него. ПЕ-Я этом через коммутаторы 14 и 15 открыты каналы обмена информацией с объектом управления, но информационные сигналы на выходной коммутатор 1 поступают не от УВИ, а от пульта 4 управления. Отображение процесса обмена информацией с объектом управления осуществ,гшется на индикаторах 32 пульта 4.

Таким образом, устройство позволяет производить обмен информацией между УВМ и объектами управления

0 параллельными и последовательными кодами, как по инициативе УВМ, так и по инивдативе объекта управления, В отличие от известного предлагаемое устройство позволяет реализовать

5 режим программно-аппаратной имитации объекта управления для отладки отдельных участков рабочих программ; УВМ, а также для тестового контроля исправности и диагностики неисправ,. ностей собственного оборудования

устройства обмена и других устройств управляющего комплекса по программам УВМ без использования реального объекта управления или его специального имитатора. При этом контролируются, в том числе, и шпи обмена

информацией по инициативе объекта управления. Возможность программноаппаратной имитации объекта управления позволяет экономить ресурс

0 работы объекта управления, так как значительная часть этапа отладки управляющего комплекса и режиг ы тестового контроля могут проводиться без использования, реального объекта

5 управления, стоимость которого сравнима со стоимостью управляющег.о комплегса. Кроме того, большая часть математического обеспечения, связанного с вводом и выводом информации, может быть отлажена без использования реального объекта управления или

его имитатора, что позволяет сократить сроки отладки программ. В устройстве Также предусмотрена возможность автономного контроля исправности и режим обмена информацией с объектом управления без участия УВМ.

j I i J-T

30

29

.

0е/г 2

фух.З

3f

ЙГ±1

I I л

0ui.J

i,t,tij6

37