Устройство для ввода-вывода информации Советский патент 1985 года по МПК G06F13/00 

управления, выход второго счетчика является выходом первого блока управления.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй блок управления содержит дешифратор и первый элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом дешифратора, входы дешифратора являются входами группы второго блока управления, второй и третий входы первого элемента И являются соответственно первым и вторым входами второго блока управления, первый и второй выходы дешифратора являются первым и вторым выходами второго блока управления, выход первого элемента И является третьим выходом второго блока управления.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок сопряжения содержит второй, третий, четвертый триггеры, элемент ИЛИ и второй элемент И, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с первым входом четвертого триггера и является первым входом блока, первый вход элемента ИЛИ является вторым входом блока сопряжения, выход второго триггера является первым выходом блока сопряжения, выход второго элемента И является вторым выходом блока сопряжения, входы и выходы второго, третьего, четвертого триггеров являются.входами-выходами блока сопряжения.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДАВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее первый и второй блоки управления, счетчик, первый и второй регистры, первый и второй блоки ключей, блок памяти, блок сопряжения, блок сравнения, первый мультиплексор, выходы которого соединены с входами первой группы блока памяти, выходы группы которого соединены с входами группы первого блока ключей, выходы которого соединены с входами первой группы первого мультиплексора, входы второй группы которого и входы первой группы второго блока ключей соединены с выходами первого регистра, входы группы которого соединены с выходами первой группы второго регистра, первый вход которого соединен с входом первого блока управления и с первым входом счетчика, выходы которого соединены с входами группы второго блока управления, первый выход которого соединен с входом третьего регистра, входы группы которого соединены с выходами второй группы второго регистра, выходы третьего регистра с входами второй группы второго блока ключей, выходы которого соединены с входами второй группы блока памяти, первый вход которого соединен с первым входом первого мультиплексора и с первым входом второго блока управления, второй выход которого соединен с входом первого регистра, третий выход второго блока управления соединен с первым входом блока сопряжения, первый выход которого соединен с входом первого блока ключей, второй выход блока сопряжения соединен с входом второго блока ключей, выход первого блока управления соединен с вторым входом счетчика, выход блока памяти соединен с вторым входом второго блока управления, выходы третьего регистра соединены с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого соединены с входами второй группы блока памяти, вход первого блока управления является 9инхровходом устройства, второй вход второго регистра является информационным входом устройства, входы второй группы первого мультиплексора соединены с адресной шиной, входы второй группы блока памяти соединены с информационной шиной, первый вход первого мультиплексора является первым управляющим входом устройства, входы-выходы блока сопряжения являются входами-выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй мультиплексор, блок элементов И и первый триггер, первый которого соединен с вторым выходом второго блока управления, выход первого триггера соединен с вторым входом 00 a первого мультиплексора и с первым входом второго мультиплексора, выход которого соединен с вторым входом блока сопряжения, второй вход второго мультиплексора соеди нен с выходом блока сравнения, входы персо вой и второй групп которого соединены соответственно с входами первой и второй групп блока элементов И, выход которого соединен с третьим входом второго мультиплексора, второй вход первого триггера является вторым управляющим входом устройства. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый блок управления содержит генератор импульсов и второй счетчик, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход второго счетчика является входом первого блока

1

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам ввода-вывода.

Известно устройство ввода информации в ЭВМ, содержащее регистр сдвига, буферный регистр информации, буферный регистр служебных сигналов, счетчик, блок управления счетчиком, блок управления считыванием, мультиплексор и блок памяти. Первые входы счетчика, регистра сдвига и вход блока управления счетчиком объединены и являются первым входом устройства, второй вход регистра сдьига является вторым входом устройства, первый вход мультиплексора является третьим входом устройства, первые входы блока памяти, блока управления считыванием и второй вход мультиплексора объединены и являются четвертым входом устройства, второй вход блока памяти является пятым входом устройства, выход мультиплексора подключен к третьему входу блока памяти, выход блока управления счетчиком соединен с вторым входом счетчика, выход которого подключен к второму входу блока управления считыванием, третий вход которого соединен с выходом блока памяти, первый выход регистра сдвига соединен с первым входом буферного регистра информации, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления считыванием, второй выход регистра сдвига соединен с первым входом буферного регистра служебных сигналов, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления считыванием. Выход буферного регистра информации является первым выходом устройства, выход буферного регистра

служебных сигналов подключен к третьему входу мультиплексора и объединен с вторым выходом устройства, третий выход блока управления считыванием является третьим выходом устройства. В устройстве в блок

памяти заранее записываются признаки необходимости приема в ЦВМ поступаюшей на вход устройства информации, при этом при вводе информация селектируется, информация, которая не была запрограммирована, не принимается, нужная информация пересылается в ЦВМ 1.

Недостатком устройства ябляется малое быстродействие, так как в ЦВМ часто пересылается информация, не несущая в себе новизны, т. е. информация текущего сеанса

ввода идентична информации предыдущего сеанса. На обработку этой информации бесполезно тратится время процессора ЦВМ. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .и достигаемому результату является устройство для ввода информации в ЭВМ, содержащее первый блок управления, счетчик, регистр сдвига, первый регистр, второй регистр, второй блок управления, мультиплексор,, блок памяти, первый блок ключей, второй блок ключей, блок сравнения и блок сопряжения. Вход первого блока управления является входом синхронизации устройства и соединен с входом счетчика и синхровходом регистра сдвига, информационный вход которого является информационным входом устройства, а первый и второй выходы соединены с входами первого perHctpa и второго регистра соответственно. Выход первого блока управления подключен к сбросовому входу счетчика, выходы которого подключены к группе входов второго блока управления, первый вход которого первый вход мультиплексора и управляющий вход блока памяти являются управляющим входом устройства, выходы мультиплексора подключены к адресным входам блока памяти, первый информационный выход которого соединен с третьим входом второго блока управления, первый и второй выходы которого подключены к синхронизирующим входам первого и второго регистров соответственно, выходы второго регистра соединены с второй группой входов мультиплексора. Первые входы блока сравнения и второго блока ключей соединены с выходами первого регистра, вторые входы второго блока ключей соединены с выходами второго регистра, выходы второго блока ключей .соеднены с информационным входами блока памяти, являющимися информационными входами-выходами устройства, и с вторыми входами блока сравнения, выход которого подключен к первому управляющему входу блока сопряжения, второй управляющий вход которого соединен с третьим выходом второго блока управления. Первый выход блока сопряжения подключен д управляющему входу второго блока ключей, второй выход блока сопряжения подключен к входу управления первого блока ключей, другой вход которого подключен к выходу блока памяти,выходы первого блока ключей соединены с входами второй группы мультиплексора, являющимися адресными входами-выходами устройства, выходы группы блока сопряжения являются управляющими входами-выходами устройства. В известном устройстве происходит анаЛИЗ принимаемой информации на новизну путем сравнения информации текущего и предыдущего сеансов ввода, в память ЦВМ пересылается лишь новая информация с приформированным битом новизны 2. Недостатком известного устройства является то, что часто изменение вводимой информации является незначимым, несущественным для ЦВМ, что приводит к лищним затратам времени на передачу ненужной информации. ЦеЗтью изобретения является повыщение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода-вывода информации, содержащее первый и второй блоки управления, счетчик, первый и второй регистры, первый и второй блоки ключей, блок памяти, блок сопряжения, блок сравнения, первый мультиплексор, выходы которого соединены с входами первой группы 6j}fK.a памяти, выходы группы которого соединены с входами группы первого блока ключей, выходы которого соединены с входами первой группы первого мультиплексора, входы второй группы которого и входы первой группы второго блока ключей соединены с выходами первого регистра, входы группы которого соединены с выходами первой группы второго регистра, первый вхоД которого соединен с входом первого блока управления и с первым входом счетчика, выходы которого соединены с входами группы второго блока управления, первый выход которого соединен с входом третьего регистра, входы группы которого соединены с выходами второй группы второго регистра, выходы третьего регистра соединены с входами второй группы второго блока ключей, выходы которого соединены с входами второй группы блока памяти, первый вход которого соединен, с первым входом первого мультиплексора и с первым входом второго блока управления, второй выход которого соединен с входом первого регистра, третий выход второго блока управления соединен с первым входном блока сопряжения, первый выход которого соединен с входом первого блока ключей, второй выход блока сопряжения соединен с входом второго блока ключей, выход первого блока управления соединен с вторым входом счетчика, выход блока памяти соединен с вторым входом второго блока управления, выходы третьего регистра соединены с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого соединены с входами второй группы блока памяти, вход первого блока управления является синхровходом устройства, второй вход второго регистра является информационным входом устройства, входы второй группы первого мультиплексора соединены с адресной щиной, входы второй группы блока памяти соединены с информационной щиной, первый вход первого мультиплексора является первым управляющим входом устройства, входы-выходы блока сопряжения являются входами-выходами устройства, введены второй мультиплексор, блок элементов И и первый триггер, первый вход которого соединен с вторым выходом второго блока управления, выход первого триггера соединен с вторым входом первого мультиплексора и с первым входом второго мультиплексора, выход которого соединен с вторым входом блока сопряжения, второй вход второго мультиплексора соединен с выходом блока сравнения, входы первой и второй группы которого соединены соответственно с входами первой и второй групп блока элементов И, выход которого соединен с третьим входом второго мультиплексора, второй вход.первого триггера является вторым управляющим входом устройства. Т1ервый. блок управления содержит генератор импульсов и второй счетчик, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход второго счетчика является входом первого блока управления, выход второго счетчика является выходом первого блока управления.

Второй блок управления содержит дешифратор и первый элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом дешифратора, входы дешифратора являются входами группы второго блока управления, второй и третий входы первого элемента И являются соответственно первым и вторым входами второго блока управления, первый и второй выходы дешифратора являются первым и вторым выходами второго блока управления, выход первого элемента И является третьим выходом второго блока управления.

Блок сопряжения содержит второй, третий, четвертый триггеры, элемент ИЛИ, второй элемент И, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с первым входом четвертого триггера и является первым входом блока сопряжения, первый вход элемента ИЛИ является вторым входом блока сопряжения, выход второго триггера является первым выходом блока сопряжения, выход второго элемента И является вторым выходом блока сопряжения, входы и выходы второго, третьего и четвертого триггеров являются входами-выходами блока сопряжения.

В устройстве производится анализ поступаюш,ей информации на значимость и только в случае значимости поступаюш,ей информации анализируется ее новизна. Еели информация значимая и новая, то-производится запись ее в ЗУ ЦВМ. Если вводимая информация не значима для ЦВМ, то приема ее в ЗУ ЦВМ не происходит.

Теперь в блок памяти устройства записывается дополнительно для каждой информационной посылки адрес ЗУ ЦВМ, по которому хранится код значимости (маска) для данной информационной посылки.

Код значимости представляет собой п-разрядное слово в двоичном коде, единица в J-M разряде определяет значимость этого разряда вводимой информации.

Путем поразрядного логического умножения информации и кода значимости (маски) для нее определяется, значима ли для ЦВМ поступающая информация. Если в поступающей информации содержится хотя бы один значащий разряд, равный «1, то информация признается значимой и устройство ввода переходит к анализу ее новизны.

На фиг. 1 представлена структурная элек трическая схема устройства; на фиг. 2 - схема первого блока управления (счетчиком) ; на фиг. 3 - схема второго блока управления; на фиг. 4 - схема блока сопряжения; на фиг. 5 - структура входной информации; на фиг. 6 - схема блока элементов И.

Устройство для ввода информации в ЦВМ содержит первый блок 1 управления (счетчиком), счетчик 2, первый регистр 3 служебных символов, второй регистр 4 (сдвига), третий регистр 5 (информации), второй блок 6 управления (считыванием), первый мультиплексор 7, блок 8 памяти, первый блок 9 ключей, второй блок 10 ключей, блок 11 сравнения, блок 12 сопряжения, блок 13 элементов И, второй мультиплексор 14, триггер 15, вход 16 синхронизирующий, информационный вход 17, адресная шина 18 Ц,ВМ, первый управляющий вход 19, информационная шина 20 ЦВМ, сбросовый вход 21 счетчика, вход 22 регистра информации, вход 23 регистра служебных символов, адресный вход 24 блока памяти, информационный выход 25 блока памяти, выход 26 счетчика, синхронизирующий вход 27 регистра информации, синхронизирующий вход 28 регистра службеных символов, вход 29 блока сопряжения, выход 30 блока памяти, выход 31 регистра информации, выход 32 регистра служебных символов, вход 33 первого блока ключей, вход 34 мультиплексора, второй вход 35 блока сопряжения, входы-выходы 36 блока сопряжения, первый 37 и второй 38 входы второго мультиплексора 14, вход 39 второго блока ключей, вход 40 пбрвого триггера.

Блок 1 управления (фиг. 2) состоит из второго счетчика 41 и генератора 42 импульсов. Блок 6 управления содержит в своем составе дешифратор 43, первый элемент И 44 (фиг. 3). Блок 12 сопряжения содержит второй триггер 45 сигнала «Запрос, элемент ИЛИ 46, третий триггер 47 сигнала «Занято, четвертый триггер 48 сигнала «Запись-Чтение, второй элемент И 49 (фиг. 4). Блок 13 элементов И содержит логические элементы И 50, логический элемент ИЛИ-НЕ 51 (фиг. 6).

Входная информация, поступающая на информационный 17 и синхронизирующий 16 входы устройства ввода, имеет вид, приведенный на фиг. 5. Передача символов информации осуществляется со скоростью ( ) бод. Информационная посылка начинается с пропуска, представленного К символами. На интервале пропуска-отсутствуют синхроимпульсы. Затем на вход 17 поступают m служебных символов, с помощью которых закодирован номер информационной посылки. Следующие за ними п символов несут в себе непосредственное информационное содержание. Служебные и информационные символы сопровождаются синхроимпульсами на входе 16.

Работа устройства происходит в двух режимах. В первом режиме в блок 8 памяти устройства записывается управляющая информация. Для i-й информационной посылки под управляющую информацию отводятся две ячейки блока памяти. В пер-, вую ячейку записывается признак необходимости приема данной информационной посылки (один бит) и адрес ЗУ ЦВМ, по которому хранится код значимости (маски) для данной информационной посылки (разрядность этой части f определяется разрядностью адресного пространства ЗУ ЦВМ). Во вторую ячейку записывается адрес ЗУ ЦВМ, по которому нужно принять информационную посылку (разрядность Е ). Разрядность номера информационной посылки ш. Таким образом, блок 8 памяти содержит 2....ячеек разрядностью 8+1. Для i-й информационной посылки управляющая информация записывается соответственно в ячейке блока памяти с адресами i, .« , Во втором режиме происходит непосредственный прием информационной посылки в устройство, анализ на необходимость приема данной информационной посылки в соответствии с признаком необходимости, записанным в первом режиме в блок 8 памяти, анализ принятой информации на значимость и в случае ее значимости, анализ принятой информации на новизну путем сравнения информации текущего и предыдущего сеансов ввода. Если принятая информация является необходимой, значимой и новой, происходит перезапись ее в ЗУ ЦВМ с приформированным битом новизны по адресу, заданному в первом режиме работы устройства. В противном случае запись информации в ЗУ ЦВМ не производится. Процессор обрабатывает лишь ту информацию, в которой присутствует бит новизны, т. е. необходимую, значимую, новую. В первом режиме устройство работает следующим образом. На управляющем входе 19 присутствует уровень логического «0. По этому сигналу, мультиплексор 7 коммутирует адресную шину 18 ЦВМ на адресный вход 24 блока 8 памяти. Блок 8 памяти работает в режиме «Запись, по информационной шине 20 ЦВМ на информационный вход блока 8 памяти от процессора поступает управляющая информация. Таким образом осуществляется запись управляющей информации для всех номе)ов информационных посылок в блок 8 памяти устройства, Второй режим характеризуется уровнем логической «1 на управляющем входе 19. По этому сигналу блок 8 памяти переключается в режим «Чтение, мультиплексор 7 коммутирует п разрядов адреса блока 8 памяти на выход регистра 5 и (ш-|-1)-й разряд адреса блока 8 памяти на выход триггера 15. Во время паузы (интервала пропуска поступающей информации) блок 1 управления формирует импульсы сброса для счетчика 2. На вход сброса счетчика 21 поступают синхронизирующие импульсы с входа 16 устройства. Генератор 42 формирует тактовые импульсы для счетчика 41 частотой f, в несколько раз превышающей частоту синхроимпульсов на входе 16. Таким образом, за время паузы счетчик 41 успевает хотя бы раз достичь такого состояния, когда на его выходе (линия 21) появляется логическая «1, обнуляющая счетчик 2. По окончании интервала пропуска при появлении синхроимпульсов на входе 16 и информации на входе 17 начинает заполняться регистр 3 сдвига, счетчик 2 начинает подсчет количества принятых символов. Код со счетчика 2 поступает по линии 26 на блок 6 управления. После того как будет принято m служебных символов, на выходной код счетчика 2 срабатывает блок 6 управления. На его выходе 28 появляется импульс записи, по которому информация с выхода 23 регистра 4 сдвига переписывается в регистр 3 служебных символов. Аналогично при поступлении п информационных битов в регистр 4 сдвига в блоке 6 управления на выходе 27 фор- мируется импульс записи информации в регистр 5 информации. Таким образом, на выходе 31 появляется п-разрядный код принятой информации, на выходе 32 - т-разрядный код номера принятой посылки. Мультиплексор 7 коммутирует т-разрядный код номера принятой посылки (линия 32) и дополнительный старший адресный разряд с триггера 15 (линия 34) на адресный вход блока 8 памяти. Триггер 15 устанавливается в нулевое состояние сигналом 28 с выхода дешифратора 43 блока 6 управления. Происходит считывание первой ячейки управляющей информации для принятой информационной посылки из блока 8 памяти. Признак необходимости приема данной информационной посылки по линии 30 поступает в блок 6 управления считыванием. Если в первом режиме работы устройства признак необходимости был зафиксирован в блоке 8 памяти, происходит формирование сигнала на выходе 29, который подается в блок 12 сопряжения. БЛОК 12 сопряжения занимает магистраль ЦВМ, вырабатывает сигнал 33, открывающий ключи 9, через которые из блока 8 памяти на адресную шину ЦВМ поступает адрес ЗУ ЦВМ, по которому хранится код значимости для данной информационной посылки и организует чтение из ЗУ ЦВМ кода значимости. Код значимости по магистрали данных ЦВМ поступает на вход 20 устройства и вход блока 13 элементов И, на другой вход которого по линии 31 подается поступившая информация. Блок 13 предназначен для поразрядного логического умножения вводимой информации и кода значимости (маски) для нее и содержит элементы И 50 и элемент ИЛИ- НЕ 51. Если поступающая информация не значима для ЦВМ, на выходе блока 13 формируется единичный сигнал, через мультиплексор 14 поступает на вход блока 12 сопряжения. Блок 12 сопряжения сбрасывает сигнал 33, открывающий ключи блока 9, сбрасывает сигналы захвата магистрали ЦВМ и тем самым незначимая информация не переписывается в ЗУ ЦВМ. Если в поступающей информации содержится хотя бы один значащий разряд (информация значима для ЦВМ), на выходе блока 3 формируется нулевой сигнал, блокирующий сброс сигналов захвата магистрали и управления ключами блока 9. Триггер 15 в конце обращения в ЗУ ЦВМ по считыванию кода значимости устанавливается в единичное состояние сигналом 40 «Информация выдана. Второй мультиплексор 14 коммутирует щину 35 на выход блока 11 сравнения. На адресном входе блока 8 памяти благодаря единичному состоянию триггера 15 формируется теперь адрес второй ячейки управляющей информации для данной Информационной посылки. Происходит считывание из блока 8 памяти адреса ЗУ в ЦВМ, куда необходимо принять данную информационную посылку. Этот адрес через ключи блока 9 поступает в адресную магистраль ЦВМ. Происходит считывание из ЗУ ЦВМ информации, принятой в предыдущем сеансе ввода. Эта информация по щине данных 20 ЦВМ поступает на вход устройства и первый вход блока 11 сравнения. На второй вход блока И сравнения подается вновь поступившая информация. Происходит сравнение вновь поступившей информации и информации предцдущего сеанса ввода. Если вновь поступившая информация не является новой, то на выходе 37 блока 11 сравнения формируется сигнал сравнения (уровень логической «1, по которому блок 12 сопряжения сбрасывает сигнал на выходе 33, открывающий ключи блока 9, сбрасывает сигналы захвата магистрали ЦВМ, и информационная посылка не переписывается в ЗУ ЦВМ. Если вновь поступающая информация является новой, то на выходе блока 11 сравнения вырабатывается сигнал несравнения (уровень логического «О), при этом блок 12 сопряжения формирует на выходе 39 сигнал, открывающий ключи блока 10, и организует запись в ЗУ ЦВМ информации с приформированным битом новизны. Бит новизны формируется подключением на дополнительный вход блока 10ключей напряжения -f9 В (уровень логической «1). (Сбрасывается бит новизны во введенной информации программно по окончании обработки ее процессором). На магистраль данных ЦВМ через ключи блока 10 поступает информация с линий 31, 32, а на адресную магистраль через ключи блока 9 поступает адрес ЗУ ЦВМ с выхода блока 8 памяти. По окончании записи в ЗУ ЭВМ блок 12 сопряжения сбрасывает на выходах 33 и 39 сигналы управления ключами блоков 9 и 10 и управляющие сигналы на входе-выходе 36 захвата магистрали по ответному сигналу «Принято (П) с управляющей щины ЭВМ. Таким образом, в ЗУ ЭВМ записывается только необходимая, новая и значимая информация. Это достигается тем, что вводимая информация обрабатывается в устройстве ввода путем сравнения вводимой информации со старым массивом, причем анализ информации на новизну выполняется только тогда, когда информация является значимой. Возможность разделения информации на значимую и дополнительную имеется во всех управляющих ЭВМ. К значимой информации относится такая информация, как: запросы на обработку, готовность выполнить какую-либо операцию, аварийные сигналы, оповещающие сигналы (переполнение буфера, достижение какой-либо величины определенного значения), и т. д. К дополнительной информации относятся текущие значения каких-либо величин, номера и адреса устройств, требующих обработку со стороны процессора ЭВМ, и т. д. Анализ структур информации, например радиосвязанных комплексов, показывает, что 60-70% информации относится к значимой информации, т. е. поддающейся вышеизложенному алгоритму предварительной обработки. Учитывая, что вводимая значимая информация-принимает единичное значение (т. е. событие произошло), в общем случае с вероятностью Р 1, вводимая информация будет обрабатываться процессором ЭВМ для данного случая в 1/р раз реже, чем в случае ввода информации известным устройством.

0we.5

ФигЛ Т