Устройство для обмена информацией Советский патент 1983 года по МПК G06F3/04 

ственно группами входов-выходов данных и группой управляющих входоввыходов устройства, группа входов режима блока сопряжения является группой входов признаков режима работы машин устройства,

2, Устройство по п. 1, о т л ич а, ю щ е е с я тем, что блок сопряжения содержит узел коммутации, дешифратор, две группы элементов ИЛИ и группу узлов элементов И, причем выходы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым информационными выходами блока, а группы входов - соответственно с первыми выходами узлов элементов И группы и первой группой выходов узла коммутации, вторая группа выходов которого подключена к группе информационных выходов блока и группе входов дешифратора, группа выходов которого является группой выходов запроса блока, а вход соединен с вторым информационным выходом блока, группа адресных входов узла коммуг тации соединена с группой входов режима блока, а группа информационных входов - с вторыми выходами узла элементов И группы, первые, вторые и третьи входы которых подключены соответственно к информационному, адресному и управляющему входам блока, а первые и вторые входывыходы - соответственно к группам информационных и управляющих входоввыходов блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ, содержащее блок микропрограммной памяти, блок оперативной памяти, блок адресации, регистр адреса оперативной памяти, мультиплексор, регистр данных, блок сопряжения, регистр инст)укций и блок приоритета, П дачем выход блока адресации соединен с входом блока кикропрограммной .памяти, выход которого соединен с первыми входами блока адресации и управляющими входами регистра адреса оперативной памяти, блока П1 1оритета, мультиплексора, блока оперативной памяти, регистра инструкций и блока сопряжения, второй вход блока адресации соединен с выходом блока приоритета, первая группа входов которого соединена с группой входов запросов от абонентов устройства, третий вход блока адресации соединен с выходом мультиплексора, первый информационный выход блока сопряжения соединен с первым входом регистра данных, второй вход которого соединен с первым информационным выходом- блока оперативной памяти, а третий вход и первый выход - соответственно с входом и выходом дан- ; ных абонентов устройства, второй вы-; ход регистра данных соединен с первыми информационными входами мультиплексора и блока оперативной памяти и информационным входом блока , , сопряжения, второй информещионный вход мультиплексора соединен с первым информационным выходом регистра инструкций, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены регистр управляющего слова ведущей машины и группа регистров управляющего слова ведомой машины, причем информационный вход регистра управляющего слова ведущей машины соединен с вторым информационным тлходом блока сопряжения, управляющий вход - с управляющими входами регистров управляющего слова ведомой МСШ1ИНЫ группы и выходом блока микропрограммной памяти, а выход с первым информационным входом реги стра инструкций, информационные вхо(Л ды регистра управляющего слова ведомой машины соединены с информационной группой выходов блока сопряжения, а выходы - с группой входов регистра данных, группа выходов запроса блока сопряжения соединена с второй группой входов блока приоритета, второй информационный выход регистра инструкций соединен с адресным входом блока сопряжения, а ; ел Третий информационный выход - с информационным входом регистра адреса со ел оперативной пгьмяти, первый выход которого соединен с первым адреснь входом блока оперативной памяти, О) второй выход - с третьим информационньм входом мультиплексора и вторым адресным входом блока оперативной памяти, третий адресный вход которого подключен к шине логического нуля, четвертый адресный вход - к первому выходу регистра адреса оперативной памяти, а вторые информационные вход и выход - соответственно к четвертому информационному ныходу и второму информационному входу регистра инструкций, группы информационных и управляющих входов блока сопряжения являются соответ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в многомашинных вычислительных системах для обмена между ЭВМ и .абонентами. Известны устройства связи для вы числительной системы, содержащие блок синхронизации, а в каждом кана ле приемный и передающий регистры, схему сравнения, распределитель импульсов, управляющий регистр, узел; синхронизации, узел управления, регистры адреса, состояния и три буферных регистра,группу элементов ИЛИ и выходной коммутатор l . Недостаток указанных устройств состоит в больших аппаратурных затратах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для обмена информацией, содержащее блок адресации, вход которого соединен с выходом мультипле сора, входы которого подключены к в ходам регистра данных, счетчиков и регистра инструкции, блок оперативной памяти и регистр адреса оперативной памяти, блок приоритета соединений с группой входов запросов устройства, узел спряжения, включаю щий группу элементов И, ИЛИ, триггеров и схему формирования сигналов считывания, блок микропрограммной памяти, выходы которой соединены с управляющими входами блока адресации, регистра данных, блока приоритета, ре1 истра инструкций и узла сопряжения, группы входов-выходов которого являются группагли управляю щих и информационных входов-выходов устройства 2 . Недостатками известного устройства являются большой объем аппаратуры и ограниченные функциональные возможности, что ограничивает область его применения. В частности, это устройство рассчитано на обмен только с двумя ЭВМ и не способно обеспечивать обмен с внешними по отношению к ЭВМ абонентами, для каждои ЭВМ в устройстве должен быть входной и выходной регистры и счетчики данных. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем расширения его функциональных возможностей и сокращение аппаратурных затрат. Поставленная цель достигается тем, что в уст юйство, содержащее блок микропрограммной памяти, блок оперативной памяти, блок ащресации, регистр адреса оперативной памяти, мультиплексор, регистр данных, блок сопряжения, регистр инструкций и блок приоритета, причем выход блока адресации соединен с входом блока микропрограммной памяти, выход которого соединен с первыьш входами блока адресации и управляющими входами регистра адреса оперативной памяти, блока приоритета, нильтиплексора, блока оперативной памяти, регистра инструкций и блока сопряжения, второй вход блока адресации соединен с выходом блока приоритета, первая группа входов которого соединена с группой входов запросов от абонентов устройства, третий вход блока (адресации соединен с выходом мультиплексора1, первый информационный выход блока сопряжения соединен с первым входом регистра данных, второй вход которого соединен с первым информационным выходом блока оперативной памяти, а третий вход и первый выход - соответотвенно с входом и выходом данных абонентов устройства, второй выход регистра данных соединен с первыми информационныкш входами мультиплексора и блока оперативной памяти и информационным входом блока сопряжения, второй информационный вход мультиплексора соединен с первым информационным выходом регистра инструкций, введены регистр управляющего слова ведущей машины и группа регистров управляющего слова ведомой маишны, причем информационный вход регистра управляющего слова ведущей лашины соединен с вторым информационный выходом блока сопряжения, управляющий вход - с управляющими входами регистров управляющего слова ведомой Машины группы и выходом блока микропрограммной памяти, а выход - с первым информационным входом регистра инструкций, информационные входы регистр1а управляющего слова ведомой машины соединены с информационной группой выходов блока сопряжения, а выходы - с группой входов регистра данных, группа выходов запроса блока сопряжения соединена с второй группой входов блока приоритета, второй информационный выход регистра инструкций соединен с ащресньвл входом блока сопряжения. а третий информационный выход - с ин формационным входом регистра адреса оперативной памяти, первый выход которого соединен с первым адресным входом блока оперативной памяти, вто рой выход - с Третьим информационным входом мультиплексора и вторым адресным входом блока оперативной памяти, третий адресный вход которо го подключен к шине логического нул четвертый адресный вход - к первому ВЫХОДУ регистра адреса оперативной памяти, а вторые информационные вход и выход - соответственно к чет вертому информационному выходу и вто рому информационному входу регистра инструкций, группы информационных и управляющих входов блока сопряжения являются соответственно группами входов-выходов-данных и группой управляющих входов-выходов устрюйства, группа- входов режима блока сопряжения является группой входов приз наков режима работы машин устройства Блок сопряжения содержит узел ком мутации, дешифратор, две группы эле ментов ИЛИ и группу узлов элементов И, причем выходы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены соответ ственно с первым и вторым информационными выходами блока, а группы входов - соответственно с первыми выходами узлов элементов И группы и первой группой выходов узла коммутации, вторая группа выходов которого подключена к группе информационных выходов блока и группе входов дешифратора, группа выходов которого является группой выходов запроса блока, а вход соединен с вторым информационным выходом блока, .группа адрес- . ных входов узла коммутации соединена с группой входов режима блока, а группа информационных входов - с вто-е ралми выходами узлов элементов И группы, первые, вторые и третьи входы которых подключены соответственно к информационному,адресному и управляющему входам блока,.а первые и вторые входы-выходы - соответственно к группам информационных и управляющих .входов-выходов блока. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока сопряжения; на фиг. 3 - функциональная схема мультиплексора и блока адресации; на фиг. 4 - укрупненный алгоритм работы устройства; на фиг. 5 - алгоритм обмена с абонентом-источником; на фиг. 6 - алгоритм выдачи в ЭВМ ведущую слова данных. Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 сопряжения, группу регистров 2 управляющих слов ведомых машин, регистр 3 управляющего слова ведущей машины, регистр 4 данных, регистр 5 инструкций, блок 6 приоритета мультиплексор 7, блок 8 оперативнойпамяти, блок 9 адресации, блок 10 микропрогрё1ммной памяти, регистр И адреса оперативной памяти, шины 12 группы входов-выходов данных устройства, шины 13 группы управляющих входов-выходов устройства, шины 14 группы входов признаков режимов работы устройства, шина 15 группы входов запросов от абонентов, шины 16 входа и выхода данных абонентов устройства, шина 17 группы выходов запроса блока 1, шины 18 группы информационных выходов блока 1, шина 19 первого информационного выхода блока 1, шина 20 второго информационного выхода регистра 4, шина 21 адресного входа и шина 22 второго информсЩионноЕо выхода блока 1, шина 23 первого информационного выхода регистра 5, шины 24 выхода блока 10 и магистрали управляющих роопераций устройства. Блок 1 сопряжения (фиг. 2) содержит узлы 25 элементов И группы, узел 26 коммутации, дешифратор 27, элементы ИЛИ 28 и 29 первой и второй групп. Мультиплексор 7 и блок 9 адресации микропрограмм ( фиг. 3) содер- жит узел 30 свертки по модулю два, первую схему 31 сравнения, вторую

схему 32 сравнения, третью схему 33 сравнения, элемент 34, регистр 35 модификации адреса блока микропрограммной памяти, узел элементов И 36, узел элементов ИЛИ 37, регистр 38, текущего адреса блока микропрограммной памяти,

Устройство работает следующим образом.

При начальном включении е5лок 10 обнуляет все регистры и микрокомандами, поступающим по шинам 24, непрерывно опрашивает блок 6 до обнаружения в. нем заявки на обмен. Заявки в блок 6 поступают от абонентов через шину 15 или- по шине 17 из блока 1. Из множества заявок, в разное время поступивших в блок 6, выбирается одна, наибол1ее приоритетная. По выбранной заявке из блока 6 через элементы ИЛИ 37 поступает К-раз рядиый начальный адрес прогрги 1мы обслуживания заявки (прюграммы обмена) и записывается в регистр 38, С этого момента начинается и.сполнение одной из множества программ, хранимых в блоке 10, Текущие адреса программ поступают из блока 10 по шинам 24 через элементы ИЛИ 37 в регистр 38. Модификации текущего адреса производятся путем занесения из блока 10 через шины 24 в ре- гистр 35 .адреса модификации и переносом этого адреса через элементы И 36 и ИЛИ 37 в регистр 38 при выполнении условий модификации, вырабатываемых аппаратным путем в уз ле 30 и схемах 31-33 сравнения через элемент ИЛИ 34.

Узел 30 производит контроль слов данных и в случае несравнения результата свертки вызывает условный переход в программе.

Схема 31 сравнения сравнивает слово данных, находящееся в регистре 4, с константой, поступгиощей по ши- . нам 24 из блока 10, и при сравнении вызывает условный переход в nporpaiiiме. Это необходимо для определения признака конца текста, идущего в составе данных.

Схема 32 сравнения сравнивает код адреса последнего слова данных абонента хранимого в регистре 5 и поступающего по шине 23, с кодом текущего адреса, находящимся в регистре 11, Это необходимо для завершения программы обмена в случае, если массив данных в зоне завершения программы обмена, и в случае, если массив данных в зоне короче длины всей зоны при сравнении кодов схема 32 сравнения вызывает условный переход в программе в момент прихода микроопераций анализа из блока 10 по шинам 24,

Схема 33 Сравнения сравнивает код текущего адреса, находящегося в регистре 11 с константой, поступающей по шинам 24 .магистрали из блока 10 и указывающей код последнего адреса зоны данных. Это необходимо для Зс1щиты зон данных абонентов в блоке 8 от переполнений и искгикений. При сравнении кодов схема 33 сравнения вызывает условный переход в програм-ъ ме,

Програ1ммы, храняпшеся в блоке 10, обеспечивают необходимую временную диаграмксу работы устройства в разных режимах обмена и вызывают срабатывание тех или иных регистров, ключей и схем путем посылки необходигелх импульсов-микроопераций, : Исполнение программы позволяет принять масив данных от любого абонента-гисточника, сообщить в ЭВМ веДУ1ИУЮ о какого абонента поступили данные и затем выдать их в любую ЭВМ по указанию от ЭВМ ведущей; передать массив данных абоненту-потребителю; принять данные от ЭВМ ведущей в зону ячеек оперативной памяти, ПЕ 1надлежа11Ою абоненту-потребителю, указанному в управляющем слове ЭВМ ведущей., и затем сообйр1ть в ЭВМ, что;данные абоненту выданы; произвести обмен с ведомыми ЭВМ по указанию ЭВМ ведущей, в которую предварительно посылаются управляющие слова, поступившие от ЭВМ . Последний тип обмена подразумевает, что вс обмены ЭВМ ведомых ведутся под контролем ЭВМ ведущей.

Все виды перечисленных обменов могут реализоваться селекторным или байт-мультиплексным режимами, что определяется содержимым управляющих слов, поступающих из ЭВМ, программами , хранимыми в блоке 10, и содержимым ячеек инструкций, хранящихся в блоке 8,

Ячейки инструкций жестко закрепляются в первых ячейках блока 8 за каждым абонентом и за каждой ЭВМ. В ячейках инструкций, принадлежащих абонентам, хранятся служебные слова, характеризующие текущий момент обмена с каждым абонентом (номер текущего байта;, сбой в обмене, общее число байтов в массиве, признак неши,чия информации в зоне и т,д.), В ячейках инструкций, принадлежащих ЭВМ, хЕ1анятся управляющие слова (УС) пришедшие от соответствующих ЭВМ, В этих УС также, как и для абонентов, находятся разнообразные служебные признаки, регулирующие ход программы обмена. Первым действием каждой nporpaMNDai обмена является чтение соответствующей ячейки инструкций из блока 8 и отправка ее содержимого в регистр 5 инструкций, Содержимое ячейки инструкций хранится в регистре 5 все время исполнения программы обмена с данным абонентом и анализируется, модифицируется или считывается микрооперациями по ходу Исполнения программы. По окончании программы текущего обмена содержимое регистра 5 заносится в ячейку инструкций соответствующего абонента в блоке 8.

Кроме ячеек инструкций в блоке 8 каждому абоненту для обмена массивом данных выделяется определенного размера зона ячеек, причем базовый адрес этой зоны старшими разрядами однозначно- соответствует младшим разрядам адреса принадлежащей абонету ячейки инструкций и переход от ячейки инструкций к базовому адресу зоны данных абонента производится переносом адресного кода с четвертого на первый адресный вход блока 8,

. Таким образом, в начале каждой программы обмена из блока 10 по шинам 24 в регис1;р 11 заносится адрес который далеепоступает на четверты адресный вход блока 8 и вместе с логическим ОЧ поступающим на третий адресный вход блока 8, обеспечивает чтение ячейки инструкций. Далее после анализа содержимого ячеки инструкций, находящегося в регистре 5, программа переключает адрес, находящийся в регистре 11, на первый адресный вход блока 8 и тем самым обеспечивает обращение в зону данных абонента. Например, для обеспечения обмена устройства с 63 абонентами и ЭВМ требуется 6 разрядов для кодирования в младших разрядах адресов первых 63 ячеек оперативной памяти, в которых будут хрниться инструкции. При этом в старших разрядах этих адресов всегда будут нули. Это подразумевает, что первая зона оперативной памяти выделена для служебных нужд. Такие же 6 разрядов в старших разрядах адреса с нулями в младших разрядах определяют базовые гщреса зон ячеек для обмена данными с абонентами и ЭВМ. При объеме памяти 4096 ячеек и 12-разрядном адресе будет обеспечен обмен с каждым из 63 абонентов или ЭВМ массивами до 64 байтов (или слов) каждый. При увеличении количества абонентов и ЭВМ требуется увеличение количества разрядов адреса для указания ячеек инструкций. Для увеличения массивов данных Tpieбуется увеличение емкости оперативной памяти. .

Описанные выше процедуры изображны на фиг. 4 в виде укрупненного алгоритма.

Устройство позволяет реализовать различные виды обмена между абонентами и ЭВМ, например, обмен с абонентом-источником, работающим в мултиплексном режиме, алгоритм которого изображен на фиг. 5. Каждый элемент алгоритма (условное или безусловное действие) является микрот командой или группой микрокоманд, состоящих из микроопераций. Устройство в каждый момент времени реализует обмен с одним из абонентов или с одной из ЭВМ. В то же время в опер ативной памяти устройства могут находиться законченные или незаконченные массивы информации дру0гих абонентов, ожидающие своей очереди обмена . Одновременно в блоке 6 хранятся заявки на обмен, поступившие от других абонентов и ЭВМь Выборочередной заявки для реа5лизации обмена производится только после завершения очеред1ного обмена. Таким образом, устраняются разные конфликтные ситуации. Прерываний обмена в устройстве не предусмотрено.

0

Обмен с каждой ЭВМ производится через блок 1. Инициативу в обмене проявляет каждая ЭВМ, асинхронно по отношению к работе устройства присылающая по своей шине 12 управ5ляющее слово в сопровождении управляющего сигнала на шине 13. Пройдя через элементы И соответствукхцего узла 25, управляющее слово через узел 26 коммутации пересылается в

0 соответствующий регистр 2 или через элементы ИЛИ 29 в регистр 3. В регистры 2 paз 4eщaeтcя УС от всех ведомых ЭВМ, а в регистр 3 - УС от ведущей ЭВМ. Так как ведущей ЭВМ

5 может быть только одна, причем любая ЭВМ, то указание какая из ЭВМ является ведущей производится извне Ьозиционными признаками на шинах 14, один из которых всегда отличается от других. Признаки по шинам 14

0 поступают, на узел 26 коммутации и указывают УС какой ЭВМ отправлять в регистр J. Каждое управляющее слово проходит через дешифратор 27 и превращается в заявку, которая по

5 шине 17 поступает в блок 6, где и ожидает обслуживания.

При исполнении программ обмена с ЭВМ данные, получаемые от ЭВМ и отправляемые к ЭВМ по шинам 12, про0ходят через узлы 25. Выдача в ЭВМ слова данных предваряется посылкой управляющего сигнала по шинам 13 (требование ввода на фиг. 6), после чего из ЭВМ по шинам 13 поступает

5 ответный управляющий сигнал, клапанирующий соответствующий элемент И узла 25 и разрешающий проход данных из регистра 4 по шине 20 через шину 12 данных соответствующей ЭВМ.

0 При приеме данных аналогично в ЭВМ по шине 13 посылается сигнал (требование вывода), в ответ на который из ЭВМ через шину 12, узел 25, клапанирующийся сопровождающим данные управляющим сигналом по шине 13, и через

5

элемента ИЛИ 28 в шину 19 поступает .слово данных. Алгоритм выдачи в ЭВМ слова данных показан на фиг. 6.

Обмен с абонентс1ми, вьодача и прием слова данных производятся через шины 16 данных и регистр 4 с жесткой временной синхронизацией, например, -лак, как реализуется подобный режим при использовании моноканала в системах локального обмена данными. На фил. 5 приведен алгоритм обмена с абонентом-источником, элементы алгоритма, обеспечивающие взаимодействие устройства обмена с абонентом, выделены двойной линией. Возможны и другие способы синхронизации обмена с абонентами.

Таким образом, предлагаемое устройство обмена информацией между вычислительным комплексом,состоя2

j

ш

и.

1

LL

(Ji 1

и с Ж

/ч i

JJ

f6±

Г4-Л

9/Г ... Т/аХ/

17

Г ... г

й i

Ш4/г/

щим из п ЭВМ, и абонентами позволяет расширить функциональные возможности и, следовательно, область применения его при меньших аппаратурных затратах по сравнению с прото5 типом. Введение регистров управляющих слов для кгикдой ЭВМ позволяет всем ЭВМ асинхронно присылать управляющие слова, из которых формируются заявки на обмен, ожидающие в оче0 реди начала обмена. Обмен с ЭВМ ведется с учетом содержимого управляющих ;слов, а такое оборудование, как регистр данных, используется универсально при всех обменах. В 5 содержимом управляющего слова могут быть указаны вид обмена и абонент или ЭВМ, с которой желателен обмен, что позволяет расшнрить возможности организации разнообразных обменных Q пересылок информации.

Ч

6

i.l

//

23

3 k

f

П

Т

«л

SJ

«si

-

«s

sr

Г

K&

г f V

т

31

. 30

TZ

25

Bfлoк 0

24

I

yj}

32

33

I

/

OmPrff

Началоме Включение и (установка о,О всех регистра устройства

Нспомение программы обмена

fefiniiteteiiiH tft II «фга ынет цйциб

Счиянновнм вчейки м lcmpyк tti

vfatiHif SftHeafeceofii - daitmat яяяагМялл

VMrffyKf tMtftepeiatinfaj PtS

Звярос от яевненто виереднаев бейта Ы езРг1 }

UHipofHauuu от абонента S Рг

есумнкяешц

VMMfv iMemfjffiiM I

iffiHJA

вы.3 првгранмы

fopHupoeaMf начальногв адреса ароераммы овнем

Формароеание о Рг Надресй ячейки имгтрухции

Считыбание яуейхи инструкций о Рг5

Сттыбамие инфдрнацаа

y.0f9f/ из Илока 81 регистр,

Bxo9 йпрограмну

перепись сооержинвiOftiStPeS

У,д РеЗ;9стРгУ признаке переписи

ас

J

I

WfM.M,9tn

Чет

ара

BuxaS из арвгрвты

I УЛРгЗ

Фармирвйамие длв38( Ьош.сяцжевнви cmia ооыяолнении УС

Ла

выввчавЗВН служебного

Фигб