Устройство для ввода информации Советский патент 1984 года по МПК G06F3/04 

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок измерения задержки содержит генератор, триггер, счетчик, формировател импульсов, элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора, второй вход элемента И подключен -к выходу триггера, а выход к первому входу счетчика, второй вход которого через формирователь импульсов подключен к первому входу триггера, который является первым входом блока, второй вход триг,гера является вторым входом блока, выходы группы счетчика являются выходами, группы блока.

3.Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит дешифратор, два элемента задержки, два элемента 4И-ИПИ, счетчик,.триггер, элемент НЕ, элемент И, входа группы дешифратора являйтся входами второй группы блока, выходы дешифратора подключены к входам первой группы первого и второго элемента 4И-ИЛИ, входы второй группы п рво то и второго элементов 4И-ИЛИ подключены квыходам групп первого и второго элементов задержки соответственно, вход первого элемента задержки является первым входом

блока, первый триггера и первый вход счетчика являются вторым входом блока, выход счетчика подключен к второму входу триггера, третий вход -триггера через элемент НЕ подключен к выходу первого элемента 4И-ИЛИ и первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход элемента И подключен к входу второго элемента задержки, выход второго элемента 4И-ИЛИ подключен к второму входу счетчика и является выходом блока, входы группы счетчика являются входами первой группы блока.

4. Устройство по п. 1,отл ичающееся тем, что селектор содержит переключатель адреса, блок сравнения, регистр, дешифратор, выходы переключателя адреса соединены с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого и входы группы регистра являются входами группы селектора, выход блока сравнения соединен с первым входом регистра, второй вход которого является первым входом селектора, выходы соединены с входом дешифратора, первый выход

которого является первым выходом селектора, второй выход является вторым выходом селектора.

1. УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее селектор, регистр данных, выходы которого являются выходной информационной шиной устройства, первый вход регистра данных является входом Установка устройства, входы группы регистра данных являются входной информационной шиной устройства, первый вход селектора является синхронизирующим входом устройства, первый выход является стробирующим выходом устройства, входы группы селектора являются шиной управления устройством, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия путем организации синхронного режима работы, оно содержит блок измерения задержки и блок синхронизации, первый вход блока измерения задержки подключен к первому выходу селектора, второй, вход является стробирующим входом устройства, а выходы группы соединены с входами второй группы блока синхронизации, входы первой группы которого объединены с входами группы селектора, второй вход подключен к второму выходу селектора, выход по(Л подключен к второму входу регистра данных и является выходом Запрос устройства, первый вход блока синх-, с с; ронизации является тактирующим входом устройства. :о Iл X СП 4:

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении управляющих вычислительных комплексов.

Известно устройство для обмена информацией между ЦВМ и внешними устройствами (ВУ), содержащее груплу шин запросов, опросов ВУ и регистр ввода данных, группа выходов которого подключена к группе инфор мационных входов ЦВМ.

Устройство реализует асинхронный способ передачи информации от датчика в ОЗУ ЦВМ tl.

Недостатками устройства являются низкие быстродействие операций

обмена и пропускная, способность информационной магистрали, обеспечивакнцей подключение датчиков информации к ЦВМ.

Известно устройство для обмена ЦВМ с датчиками информации, содержащее .селектор, регистр данных, выходы которого являются ВЬПЕОДНОЙ ИНформационной шиной устройства, первый вход регистра данных является входом Установка устройства, входы группы регистра данных являются входной информационной шиной устройства, первый вход селектора является синхронизирующим входом устройства, первый выход является стробиги

рующим выходом устройства, входы группы селектора являются шиной управления устройством.

Устройство обеспечивает передачу информации между ВУ и ЦВМ через канал прямого доступа к памяти. По мере готовности информации от датчика она переписывается в регистр данных. Одновременно формируется сигнал Запрос, поступающий на вход ЭВМ. По мере готовности канала прямого доступа из ЭВМ выдается сигнал Запрос принят, которым считывается информация из регистра данных 21.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, обусловленное асинхронной работой датчика и ЦВМ, при которой синхронизация передачи информации между датчиком и ЦВМ осуществляется при передаче каждого слова информации. Это ведет к большим затратам времени на передачу массивов информации от источников, размещенных на больших расстояниях. Кроме того, устройство имеет низкую пропускную способность информационной магистрали, что ограничивает количество источников информации, которые можно к ней подключить.

I

Цель изобретения - повьштение

быстродействия операций обмена путем организации синхронного режима работы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее селектор, регистр данных, выходы которого являются выходной информационной шиной устройства, первый вход регистра данных является входом Установка устройства, входы группы регист ра данных являются входной информационной шиной устройства, первый вход селектора является синхронизирующим входом устройства, первый выход является стробирующим выходом устройства, а входы группы селектора являются шиной управления устройством, введены блок измерения задержки и блок синхронизации, первый вход блока измерения задержки подключен к первому выходу селектора, второй вход является стробирующим входом устройства, а выходы группы соединены с входами второй группы блока синхронизации, входы

308544

первой группы которого объединены с входами группы селектора,- второй вход подключен к второму выходу селектора, выход подключен к второму 5 входу регистра данных и является выходом Запрос устройства, первый вход блока синхронизации является тактируюш 1м входом устройства.

Блок измерения задержки содержит

10 генератор, триггер, счетчик, формирователь импульсов, элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора, второй вход элемента И подключен к выходу триггера,

f5 а выход - к первому входу счетчика, второй ВХОД которого через формирователь импульсов подключен к первому входу триггера, который является первым входом блока, второй

20 вход триггера является вторым входом блока, выходы группы счетчика являются выходами группы блока.

Блок синхронизации содержит дешифратор , два элемента задержки,

два элемента 4И-ИЛИ, счетчик, триггер , элемент НЕ, элемент И, входы группы дешифратора являются входами второй группы блока, выходы дешифратора подключены к входам пер30 вой группы первого и второго элементов 4И-ИПИ, входы второй группы первого и второго элементов 4И-ИЛИподключены к выходам групп первого и второго элементов задержки ,соот35 ветственно, вход первого элемента задержки является первым входом блока, первый вход триггера и первый вход счетчика являются вторь1м входом блока, выход счетчика подклю40 чен к второму входу триггера, третий вход триггера через элемент НЕ подключен к выходу первого элемента 4И-ИЛИ и первому входу элемента И, второй вход которого подключен

45 к выходу триггера, выход элемента И подключен к входу второго элемента .. задержки , выход второго элемента 4И-Ш1И подключен к второму входу счетчика и является выходом бло50 ка, входы группы счетчика являются входами первой группы блока.

Селектор содержит переключатель адреса, блок сравнения, регистр, дешифратор, выходы переключателя

55 адреса соединены с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого и входы группы регистра являются входами группы селектора, выход блока сравнения соединен с первьпу входом регистра, второй вход которого является первым входом сеЗтектора, выходы соединены с входом дешифратора, первый выход которого является первым выходом селектора, второй выход является вторым выходом селектора. Введение указанных блоков позволяет увеличить быстродействие обмена путем организации синхронного режима передачи информации из ВУ в ЦВМ. При этом сигнал Запрос и информация синхронизируются с тактовой сеткой ЦВМ с учетом времени распространения сигналов в линиях связи и несинхронной работы ЦВМ и датчика 5 что позволяет производить прием каждого слова массива информа ции за один стандартньй цикл ЦВМ. На фиг, 1 представлена схема уст ройства | на фиг, 2 - схема блока измерения задержки и блока синхрони зации j на фиг. 3 - схема селектора на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства. Устройство (фиг. 1) содержит селектсэр 1, регистр 2 данных, блок 3 измерения задержки, блок 4 синхронизации, выходную информационную шину 5, шину 6 управления, шину 7 запроса, шину 8 синхронизации инфор мации ЦВМ, шину 9 .тактовьк импульсов, измерительные шины 10 и 11, шину 12 запуска массива, шину 13 установки, входную информационную шину 14 устройства.. Блок 3 измерения задержки (фиг, (фиг. 2) содержит генератор 15, триггер 16, счетчик 17, элемент И и формирователь 19 импульсов. Блок 4 синхрониза.ции (фиг, ,2) содержит дешифратор 20, два элемен та 21 и 22 задержки, два элемента 4И-ИПИ 23 и 24, счетчик 25, триггер 26, элемент НЕ 27 и элемент И 28. Селектор 1 (фиг. 3) содержит пе реключатель 29 адреса, блок 30 сра нения, регистр 31 и дешифратор 32. ЦВМ имеет рабочий цикл длительностью Тн, состоящий из восьми так тов. При работе ЦВМ в каждом цикле по такту 7 и 6 опрашивается наличи сигнала Запрос на шине 7, и при его поступлении к этому моменту ЦВМ освобождает следующий цикл для операции ввода кода датчика, Условимся, что формирование адреса осуществляет канал ГЩП ЦВМ, Таким образом, все сигналы Запрос должны к моменту Т6 быть установленными на входе ЦВМ. Для максимального использования производительности ввода массива информации на ввод каждого слова отводится один рабочий цикл. Длительность сигнала Запрос составляет половину цикла ЦВМ, и для обеспечения надежной работы сигнал должен устанавливаться на входе ЦВМ не позднее Т5 и сниматься не раньше Т7. С учетом этих допущений на фиг. 4 приведена временная диаграмма работы устройства. Устройство работает следующим образом. После подключения к вычислительной системе питания устанавливается в исходное состояние аппаратура устройства, и ЦВМ переводится на программу начального пуска, которой производится выдача измерительных стробов для каждого ВУ системы в виде соответствующих управляющих слов (УСл). УСл передается по шине 6 управления и сопровождается сигналом синхронизации на шине 8. В селекторе 1 переключателем 29 адреса определяется номер соответствующего ВУ. При сравнении номера ВУ, закодированного в УСл, с номером, установленным на переключателе 29 адреса, на выходе схемы 30 сравнения вырабатывается сигнал, которым разрешается запись в регистр 31 определенной части разрядов УСл, которые расшифровываются дешифратором 32. Выходной сигнал дешифратора 32 по пине 10 через формирователь 19 импульсов сбрасывает счетчик 17 в блоке 3 измерения задержки. Одновременно устанавливается в единичное состояние триггер 16,, разрешая через элемент И 18 поступление импульсов с выхода генератора 15 на счетный вход счетчика 17. Частота работы генератора 15 рас- считьшается, исходя из необходимой точности измерения времени прохождения сигнала по линии связи шин 10 и 11. В частном случае может использоваться частота тактов ЦВМ, которая при соответствующей временной диаграмме ЦВМ может удовлетворить необходимую точность синхронизации. Выходной сигнал дешифратора 32 одновременно по шине 10 поступает н,а вход ЦВМ и по шине 11 возвращается обратно в ВУ (передатчики и приемники, устанавливаемые на концах линий связи, не показаны). Обратным сигналом сбрасывается триггер 16, и на элементе И 18 запрещается поступление счетных импульсов на вход счетчика 17. Таким образом, код в счетчике 17 соответствует времени распространения сигнала от ВУ в ЦВМ и обратно. Код счетчика 17 подается на в.ход дешифратора 20, причем второй разряд счетчика 17 подключен к первому входу дешифратора 20, третий - к второму входу и т.д. Таким образом осуществляется деление кода времени пополам, т.е. на входе дешифратора 20 фактически установлен код, соответствующий (с точностью до младшего разряда) задержке сигнала на линии ВУ ЦВМ в одном направлении. Выходы дешифратора 20 подключены к группе входов элемента 4И-ИЛ 23. На вторую группу входов элемента 4И-ИПИ 23 подключены выходы элемента 21 задержки, на вход которого с момента включения питания пос тупает Строб ЦВМ длительностью Тц/2. Подключение выходов дешифратора 20 и элемента 21 задержки к входам элемента 4И-ИЛИ 23 осуществляется таким образом, что выходом дешифратора 20, соответствующим коду задержки fз подключается выход элемента 21 задержки с задержкой, равной Тц - f3 , т.е. осуществляет задержка сигнала Строб ЦВМ на величину, являющуюся дополнением в ti ДО длительности личины задержки цикла Тц. Таким образом, на выходе эл-емен та 4И-Ш1И 23 сигнал Строб ЦВМ яв ляется синхронным и синфазным с этим же сигналом в ЦВМ. I В таком состоянии устройство на ходится до появления сигнала на пе редачу массива информации, которым является сигнал, вьщаваемый програ мой ЦВМ в виде УСл, которое расшиф ровывается селектором 1, на выходной шине 12 которого появляется сигнал Запуск массива. Этим сигналом производится запись в счетчик 25 той части УСл, которая опре 4 деляет величину передаваемого массива. Сигнал Запуск зассива поступает на один из S-входов тригге-; ра 26, на второй S-вход которого элемент НЕ 27. подается сигнал с выхода элемента 4И-ИПИ 23. При этом триггер 26 устанавливается в единичное состояние в течение отрицательного полупериода выходного сигнала с элемента 4И-ИПИ 23. Выходом триггера 26 через элемент И 28 разрешается прохождение сигнала на вход элемента 22 задержки. Элементом задержки 22 и элементом 4И-ИЛИ 24 осуществляется задерж-ка этого сигнала на величину Тц - Сз . Подключение выходов дешифратора 20 и элемента 22 задержки к в входам элемента 4И-ИЛИ 24 осуществляется аналогично подключению к элементу 4И-ИЛИ 23. Сигналом с выхода элемента 4И-ИЛИ 23 считьгеается с регистра 2 данных информация и по выходной информационной шине 5 поступает на группу входов ЦВМ. Этот же сигнал поступает на вход ЦВМ как сигнал Запрос. Последний и код информации, будучи задержанными на линии связи на величину поступают на вход ЦВМ в момент Т4-Т8 (фиг. 4), т.е. именно в-тот момент, когда ЦВМ производит анализ наличия внешнего запроса. Таким образом, в следующем цикле эта информация будет принята в ОЗУ ЦВМс По завершению передачи массива на выходе счетчика 25 формируется сигнал Конец массива, которым сбрасывается триггер 26 в нулевое сое- : тояние и блокируется передача запросов из ВУ в ЦВМ. В известных устройствах время, необходимое на передачу массива информации , со ставляеТ ;Т««С № --nep Acbfu. . где п - количество слов в массиве;задержка сигнала в передатчикезадержка сигнала в приемнике;задержка сигнала в линии связиJ длительность рабочего цк цикла ЦВМ; приращение длительности рабочего цикла ЦВМ в операциях обмена.

в предлагаемом устройстве врэмя, необходимое jifia передачи массива информации из п слов, составляет

(2)

пТ.

+ t.

XjjcTp - ц -сиихр

где - время синхронизации ВУ

и ЦВМ. Время синхронизации t.,..- зат.1/-И п л -

рачивается только при подготовке к передаче массива и определяется задержкой в цепи: передатчик - линия связи - приемник и 1-2 рабочими циклами ЦВМ.

Задержка в цепи: передатчик линия связи - приемник в предлагае13085410

мом устройстве не влияет на время передачи отдельных слов массива, поскольку происходит совмещение во времени процесса передачи кода оче5 редкого слова информации с приемом в ОЗУ ЦВМ предыдущего слова, так как запросы и информация поступают в линию, не ожидая сигнала подтверждения приема предьдущего слова. 10 Анализ выражений (1) и (2) показьтает, что рассматриваемое устройство сокращает время передачи массива информации на величину, равную

«тр +

- т

np

м«с

.f+ п

д- лс

синхр

Фиг.З