Устройство для сопряжения абонентов с электронной вычислительной машиной Советский патент 1984 года по МПК G06F3/04 

poro соединен с выходом пятого триггера и с входом четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом-второго передающего оптрона, второй вход которого через второй нагрузочный резистор подсоединен к положительной шине источника питания блока связи с абонентом, выход второго элемента И соединен с синхровходом пятого триггера, первый выход второго передающего оптрона соединен с первым линейным входом и вторым линейным выходомблока связи с абонентом, второй выхбд второго передающего оптрона соединен с вторым линейным входом блока связи с абонентом и с первым входом второго приемного оптрона, второй вход которого соединен с первым линейным выходом блока связи с .абонентом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ АБОНЕНТОВ С ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНОЙ (ЭВМ), содержащее блок связи с ЭВМ и первый блок связи с абонентом, причем линейный выход; блока связи с ЭВМ соединен через линию связи с первым линейным входом первого блока связи с абонентом, первый линейный выход которого через линию связи соединен: с линейным входом блока связи с ЭВМ, ко- j торый содержит первый и второй триггеры,; первый элемент задержки и первый элемент НЕ, выход которого через нагрузочный резистор соединен с положительной шиной источника питания блока связи с ЭВМ, выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которо/о является выходом сигнала прерывания устройства и соединен через первый элемент задержки с входом первого элемента НЕ, входы установки и сброса первого триггера, второй вход первого элемента И и вход сброса второго триггера являются соответственйо входами установки, запрета прерывания, опроса наличия прерывания, квитирования блока связи с ЭВМ устройст-, ва, отличающееся 7ем, что, с целью увеличения гибкости работы устройства, в него введены п-1 блоков связи с абонентами, причем первые линейные вход и выход каждого i-ro блока связи с абонентом соединены соответственно через линию связи с вторыми линейными выходом и входом (i-1)-го .блока связи с абонентом, а вторые линейные выход и вход i-ro блока связи с абонентом соединены соответственно через линию свя-{ зи с первыми линейными входом и выходом (i + 1)-го блока связи с абонентом, npri. этом блок связи с ЭВМ дополнительно содержит генератор тока, первые передающий и приемные оптроны, второй элемент НЕ, первый и второй входы первого передающего оп трона соединены соответственно с выходом первого элемента НЕ и отрицательной ши-; ной источника питания блока связи с ЭВМ,1 первый и второй выходы первого передающего оптрона подключены соответственно,к выходу генератора тока и к линейному выходу блока связи с ЭВМ, а вход генератора тока соединен с положительной шиной линейного источника питания, линейный вход блока связи с ЭВМ подсоединен к первому входу первого приемного оптрона, второй вход которого соединен с отрицательной шиСП ной линейного источника питания, выход первого приемного оптрона через второй элес: мент НЕ соедине н с третьим входом первого элемента И, i-й блок связи с абонентом содержит вторые приемный и передающий оптроны, третий и четвертый элементы НЕ, второй элемент задержки, второй элемент И, элемент И-НЕ и третий, четвертый, пятый триггеры, причем синхровход третьего О5 триггера является входом запроса связи с оо со ЭВМ от абонента, вход сброса четвертого триггера является входом квитирования блока связи с абонентом устройства, единичN ный выход четвертого триггера является выGD ходом сигнала разрешения связи с ЭВМ устройства, нулевой выход четвертого триггера соединен с входом сброся пятого триггера, синхровход четвертого фиггера соединен с выходом элемента И-НЕ и входом сброса третьего триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго приемного оптрона и с входомтретьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ И: через второй элемент задержки с вторым входом элемента И-НЕ, третий вход кото

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может, быть использовано для сопряжения удаленных периферийных устройств с электронной вычислительной машиной (ЭВМ) с использованием двухпроводной линии связи как для передачи в ЭВМ запросов на прерывание, так и для приоритетного выбора одного из конкурИруюш,их устройств.

Известно устройство для подключения абонентов к ЭВМ, содержащее блок сопряжения с ЭВМ и группу абонентских блоков, объединенные трехпроводной линией связи 11.

Недостатком устройства является большое время реакции на прерывание так как при отсутствии конкурентов периферийное устройство должно ждать обслуживания в течение целого периода следования команд запроса на прерывание. Увеличение частоты следования команд запроса на прерывание снижает производительность ЭВМ, так как в(;е большая часть jvIaшиннoгo времени расходуется на выполнение команд сканирования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сопряжения абонентов с ЭВМ, содержащее блоки связи с абонентом и с ЭВМ, связанные между собой двухпроводной линией связи, блок связи с ЭВМ содержит два триггера, элемент И, элемент задержки и первый инвертор с внешним нагрузочным резистором, выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого является выходом прерывания блока связи с ЭВМ и соединен через элемент задержки с входом первого инвертора, входы установки и сброса первого триг гера, второй вход элемента И и вход сброса второго триггера являются управляющими входами блока связи с ЭВМ. При запросе на обслуживание внешнее устройство посылает в ЭВМ потенциальный сигнал запроса на прерывание и получает ответ «т ЭВМ по .той же лини в виде потенциального сигнала

Двухсторонний обмен этими сигналами производится по асинхронному принципу 2. Недостатком известного устройства явля .ется невозможность подключения к двухпроводной линии связи дополнительных внешних устройств -абонентов.

Целью изобретения является увеличение гибкости устройства.

, Эта цель достигается тем, что в устройство для сопряжения абонентов с ЭВМ, содержащее блок связи с ЭВМ и первый блок связи с абонентом, причем линейный выход блока связи с ЭВМ соединен через линию связи с первым линейным входом первого блока связи с абонентом, первый линейный

5 выход которого соединен через линию связи с линейным входом блока связи с ЭВМ, который содержит первый и второй триггеры, первый элемент задержки и первый элемент НЕ, выход которого через нагрузочны резистор соединен с положительной шиной

0 исфочника питания блока связи с ЭВМ, выход первого триггера соединен с первым вхот. дом первого э.пемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого является выходом сигнала прерывания устройства и соединен через первый элемент задержки с входом первого Элемента НЕ, входы установки и сброса первого триггера, второй вход первого элемента И и вход сброса второго триггера являются соответственно входами установки,

0 запрета прерывания, опроса наличия прерывания, квитирования блока связи с ЭВМ, введены п-I блоков связи с абонентами, причем линейные вход и выход каждого i-ro блока связи с абонентом соединены соответственно через линию связи с-вторыми

5 линейными выходом и входом (i-1)-го блока связи с абонентом, а вторые линейные выход и вход 1-го блока связи с абонентом соединены соответственно через линию связи с первыми линейными вводом и выходом -{i -f 1)-го блока связи с абонентом, при

этом блок связи с ЭВМ дополнительно, содёр-жит генератор тока, первые передающий и приемные оптроны, второй элемент НЕ, перчый и второй входы первого передающего

оптроиа соединены соответственно с выходом первого элемента НЕ и отрицательной шиной источника питания блокч связи с ЭВМ, первый и второй выходы первого передающего оптрона подключены соответственно к выходу генератора тока и к линейному выходу блока связи с ЭВМ, а вход генератора тока соединен с положительной шиной линейного источника питания, линейный вход блока связи с ЭВМ подсоединен к первому входу первого приемного оптрона, второй вход которого соединен с отрицательной Шиной линейного источника питания, выход первого приемного оптрона через второй элемент НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, i-й блок связи с абонентом содержит вторые приемный и передающий оптроны, третий и четвертый элементы НЕ, второй элемент Зс;держки, второй элемент И, элемент И-г-НЕ и третий, четвертый, пятый триггеры, причем синхровход третьего триггера является входом запроса связи с ЭВМ от абонента, вход сброса четвертого триггера является входом квитирования блока связи с абонентом устройства, единичный выход четвертого триггера является выходом сигнала разрешения свяаи с ЭВМ устройства-, нулевой выход четвертого триггера соединен с входом сброса пятого триггера, синхровход четвертого триггера соединен с выходом элемента И-НЕ и входом сброса третьего триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго приемного оптрона и с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента и через второй элемент задержки с вторым входом элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом пятого триггера и с входом четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго передающего оптрона, второй вход которого через второй нагрузочный .резистор подсоединен к положительной шине источника питания блока связи с абонентом, выход второго элемента И соединен с синхровходом пятого .триггера, первый выход второго передающего опт ррна соединен с первым линейным входом и вторым линейным выходом блока связи с: абонентом, второй выход второго передаюш,его оптрона соединен с вторым линейным входом блока связи с абонентом и с первым входом второго приемного оптрона, второй вход которого соединен с первым линейным выходом блока связи с абонентом.

На фиг. 1 предсталена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока связи с ЭВМ; на фиг. 3 - функциональная схема блока свяА с абонентом.

Устройство для сопряжения абонентов ЭВМ содержит блок I св.язи с ЭВМ и п блоков 2 связи с абонентами. Эти блоки соединяются между собой двухпроводной линией 3 связи, содержащей линейный выход 4 и линейный вход 5,

Блок 1 связи с ЭВМ имеет вход 6 установки, вход 7 запрета прерыййния, вход 8 опроса наличия прерывания, вход 9 квитирования блока связи с ЭВМ, линейный вход 10, выход 11 сигнала прерывания и линей ный выход 12.

Блок 2 связи с абонентом имеет вход 1Э запроса связи с ЭВМ, вход 14 квитирования

блока связи с абонентом, первый 15 и второй 16 линейные входы, выход 17 сигнала разрешения связи с ЭВМ, первый 18 и второй 19 линейные выходы.

Блок I связи с ЭВМ содержит (фиг. 2) два триггера 20 и 21, элемент И 22, элемент

5 23; задержки, два элемента НЕ 24 и 25, генератор 26 тока, передающий оптрон 27, приемный оптрон 28, нагрузочный резистор 29, положительную 30 и отрицательную 31 шины источника питания блока связи t; ЭВМ, положительную 32, отрицательную 33 и ну0 левую 34 шины линейного источника пита ния. Генератор 26 тока содержит, например, транзи-тор 35, включенный по схеме с общей шиной -базой, и нагрузочный резистор36. Коллектор транзистора 35 является

5 выходом генератора тока, связанным с i pвым выходом передающего оптрона 27, второй выход которого соединен с линейным вы ходом 12. Линейный вход 10 соединен с первым входом приемного оптрона 28, второй вход которого соединен с отрицательной

0 шнной 33 линейного источника питания.

Входы 6 и 7 блока I подключены к входам установки и сброса триггера 20, вход 8 к второму входу элемента И 22, вход 9 - к входу сброса триггера 21, а выход триггера21 соединен с выходом И.

5 Каждый блок 2 связи с абонентом (фиг. З) - содержит приемный оптрон 37, передающий оптрон 38, элементы НЕ 39 и 40, элемент 41 задержки, элемент И 42, элемент 43, три Триггера 44-46, резистор 47 и положительную шину 48 источника питания блока связи с абонентом.

Вход синхронизации триггера 44 соединен с входом 13 запроса связи, вход сброса триггера 45 соединен с входом 14 квитирования блока связи с абонентом, а первый выS ход триггера 45 является выходом сигнала разрешения связи с ЭВМ.

Первый выход передающего оптрона 38 подключен к первому линейному входу 15 и второму линейному выходу 19 блока связи с абонентом, второй выход передающего

6 оптрона 38 соединен с вторым линейным входом 16 и первым входом приемного оптрона 37, второй вход которого соединен с первым-линейным выходом 18. .

Устройство работает следующим обра. зом..:

При появлении одного или нескольких запросов, связи от абонентов по входам 13 устройство вырабатывает обобщенный сигнал запроса и если нет запрета со стороны ЭВМ, передает к ЭВМ через блок 1 сигнал прерывания по выходу П. ЭВМ, временно приостанавливая выполнение текущего задания, перехолит к подпрограмме связи с абонентами. К этому моменту времени устройстве подготавливает один из нескольких инициативных блоков связи с абонентами (если имелось несколько запросов) к работе, послав ему по соответствующему выходу 17 сигнал разрешения связи с ЭВМ, поэтому гчплл .ЭВМ, запрашивая адрес абонента, Подготовленного к обмену, получает однозначный ответ, указывающий, с каким именно абонентом предстоит обмен. Процесс передачи обобщенного сигнала запроса в ЭВМ и выдачи ответа одному из абонентов идет без участия ЭВМ с использованием двухпроводной линии 3 связи.. Блок 1 связи с ЭВМ предназначен для обеспечения связи между ЭВМ и двухпроводной линией 3 связи. В исходном состоянии триггер 20 разрешения прерывания установлен в единичное положение за счет ранее прии1едщего сигнала по входу 6. В одном из последних тактов выполнения каждой текущей команды- на вход 8 из ЭВМ поступает положительный импульс. При отсутствии запросов на прерывание на выходе элемента НЕ 25 поддерживается сигнал логического нуля, триггер 21 прерывания остается в сброщенном состоянии. Сигнал прерывания на выходе I отлутствует, элемент НЕ 24 выключен и ток иротекает через резистор 29 и светодиод опт()она 27. Транзистор передающего оптрона 27 насыщен, однако его коллекторный ток близок к нулю, т. е. .при отсутствии запросов все транзисторы оптронов 38 блоков 2 связи с абонентами выключены. ТЪк через светодиод приемного оптрона 28 также практически йабен нулю, поэтому на его выходе сформирована логическая единица. Такое состоярие поддерживается до того момента, когда .появляется один или несколько запросов на обслуживание, в результате чего включается один или несколько оптронов 38 и сопротивление между выходом 4 и входом 5 становится низким. В этом случае ток от генератора 26 тока протекает через насыщенный транзистор оптрона 27 в замкнутую линию 3 и далее через светодиод оптрона 28. Поскольку при этом светодиод излучает энергию, на выходе оптрона 28 формируется сигнал ло гического нуля, а на выходе инвертора 19 - сигнал логической единицы. При окончании выполнения очередной, команды из устройства управления ЭВМ на вхдд 8 устройства поступает сигнал опроса наличия прерывания, срабатывает элемент И 22, триггер 21 прерывания устанавливаетря в единичное состояние, сигнал прерываНЦЯ поступает в ЭВМ с выхода И. Этот же кигнал проходит через элемент 23 задержки и включает элемент НЕ 24. Светодиод оптро на 27 выключается, транзистор этого оптро на переходит в высокоомное состояние, светодиод оптрона 28 выключается, элемент И, 22 блокируется нулевым сигналом с выхода элемента НЕ 25. Такое состояние блока 1 поддерживается. до прихода из ЭВМ на вход 9 сигнала квитирования. Этот сигнал поступает либо после ркончания обмена данными с абонентом, лиipo в процессе обмена. После сброса тригге-i . 21 блок 1 переходит в описанный режим дроверки линии 3 на наличие обобщенного Запросного сигнала прерывания. Запрет при- ема сигналов прерывания от абонентов про-. изводится установкой триггера 20 по 7 в нулевое состояние. Блок 2 связи с абонентом работает следующим образом. Сигнал запроса связи с ЭВМ поступает от абонента по входу 13 на синхррвход триггера 44, устанавливая этот триггер в единичное состояние. Если ток через светодиод оптрона 37 отсутствует, то на выходе его сформирована логическая единица. В этом случае элемент И 42 устанавливает в единичноесостояние триггер 46 и включается светодиод оптрона 38. Если конкурирующие запросы отсутствуют, то ток, поступающий с первого линейного входа 15 из блока 1, проходит через транзистор оптрона 38 и включает светодноды оптронов 37 «своего и всех последующих приемных оптронов блоков связи с абонентами, расположенных в направлении к блоку 1. После срабатывания оптронов 37 в указанных блоках эти блоки блокируются, поскольку элементы И 42 в них закрыты нулевыми сигналами с выходов соответствующих оптронов 37. Остальные блоки 2 связи с абонентами удалены от блока 1 связи с ЭВМ, в сравнении с выбранным блоком 2 также не могут передать в ЭВМ сигналы запросов прерывания, т. е. включенный транзистор оптрона 38 щунтирует аналогичные цепи и ни один из удаленных блоков не получает ответного сигнала в данном цикле работы устройства. В выбранном блоке 2 сигнал с выхода элемента НЕ 39, если он имеет достаточно большую длительность (превышающую время задержки элемента 41), взаимодействует с единичным сигналом с выхода триггера 46 и включает элемент И-НЕ 43. Нулевой сигнал с вь1хода этого элемента сбрасывает триггер 44, триггер 45 продолжает нахрдиться в сброщенном состоянии. Через время, определяемое задержкой элемента 23 блока J, ток от генератора 26 тока перестает поступать на выход 4, следовательно, все светодиоды оптронов 37, которые ранее включены, выключаются. Выклю, чение светодиода оптрона 37 в блоке приво-; дит к выключений элемента И-НЕ 43, т. е к формированию на выходе оптрона 37 единичногб сигнала. При этом триггер 45 переходит в единичное состояние и сбрасывается триггер 46. Светодиод оптрона 38 выключается. Сигнал с выхода 17 разрешает данному абоненту производить обмен информацией с ЭВМ. Сброс триггера 45 по входу 14 производится либо в конце обмена, либо в процессе обмена информацией в зависимости от особенностей построения программного обеспечения ЭВМ и конструкции аппаратуры абонентов.

При одновременном поступлении несколь. ких сигналов по входам 13 возможны «гонки, связанные с «перехватом тока блоками 2, расположенными ближе к блоку 1 (имеющими более высокий приоритет). Одиако этот процесс не может привести к неоднозначному выбору одного из инициативных блоков связи с абонентами.

Действительно, время Т существования этих «гонок ограничено временем срабатывания блокирующих цепей, выполненных на элементах 39, 41 и 43, а так как задержка элемента 41 выбирается большей, чем время Т, то в устройстве может быть выбран только один блок связи с абонентом.

Использование предлагаемого устройства позволяет либо сэкономить одну линию связи, либо повысить быстродействие системы за счет исключения из программ периодически выполняемых команд сканирования абонентов.