Устройство для управления обменом Советский патент 1985 года по МПК G06F13/00 

первого и второго адресов, а третий и четвертый выходы узла элементов И блока управления.соединены соответственно со счетнь1м входом счетчика информации и с первым кодовым входом регистра состояния, второй кодовый вход которого соединен с первым выходом регистра признаков блока управления, третий и четвертый-кодовые входы регистра состояния соединены соответственно с первыми выходами первого и второго узлов приема передачи блока управления, второй информационный выход счетчика информации соединен с вторым входом узла элементов И блока управления, группы входов-выходов синхронизации первого и второго узлов приема - передачи блока управления соединены соответственно с первой и второй г)руппами входов-выходов синхронизации устройства, индивидуалbHtiie выходы выбора буферной памяти которого соединены с выходами дешифратора выборки, установочные входы второго счетчика адреса соединены с первой грзтпой информационных входов устройства, а информационные выходы второго счетчика адреса - с первой и второй группами информационных выходов устройства, адресные входы которых соединены с первой группой входов дешифратора адресов блока управления, выходы которого соединены с адресными вхо- дами регистра признаков блока управ-ления, а в блоке управления группа выходов признаков первого узла приема - передачи соединена с второй группой входов дешифратора адресов и группой установочных входов регистра признаков, группа выходов признаков которого соединена с группой режимных входов первого узла приема передачи, выход тактирования которо соединен с третьим входом узла элементов И, пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с входами тактирования первого и второго узлов приема - передачи и- с управляюпщм входом дешифратора направления обмена, первая и вторая группы выходов которого соединены с группами входов переключения первого и второго узлов приема - передачи, группа выходов признаков второго узла приема - передачи соединена с первой группой входов узла элементов И, второй и третий выходы регистра признаков соединены соответственно с входом признака депИфратора направления обмена и с четвертым входом узла элементов И, а группа выходов сигналов идентификации записи-чтения регистра призна ков соединена с группой входов узла элементов И-ИЛИ, восьмой и девятый выходы узла элементов И соединены соответственно с входами формирователей чтения и записи, первые и вторые выходы которых соединены соответственно с пятым и шестым входами узла элементов И и с вторым и третьим входами узла элементов ИИЛИ.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБМЕНОМ, содержащее первый двунаправленный коммутатор, буферный регистр, регистр состояния, счетчик информации и счетчик первого адреса, установочные входы и информационные выходы которого соединены с первой группой информационных входов и выходов устройства, первая группа информационных входов-выходов первого двунаправленного коммутатора, информационные входы и выходы регистра состояния, установочный вход и первый информационный выход счетчика информации соединены с первс группой информадаонкых входов-выходов устройства, вторая группа информационных входов-выходов первого двунаправленного коммутатору соединена с первой группой выходов-входов буферного регистра, отличающееся тем, что, с цепью повышения быстродействия, в устройство введены счетчик второго адреса, генератор одиночных импульсов, второй двунаправленный ko &iyTaTop , дешифратор выборки и блок упрёвлення причём блок управления содержит первый и второй узлы приема - передачи, регистр признаков, дешифраторы адреса и направления обмена, фо1 1йроаатели записи и чтения, узел элементов И, узел элементов Й-ИЛИ, причем кодовый вход де{1шфраторд выборки соединен с первым кодовым выходом регистра СОСТОЯНИЯ} стробирунщий вход дешифратора выборки соединен с первым выходом узла элементов tf блока управления, а второй и третий кодовые выходы регистра состояния соединены соответственно с кодовыми входами генератора одиночных :импульсов, девтфратора1 направления обмена, регистра признаков, с перВ1Д4И входами узла элементов И и узла элементов И-И1И блока управления, первый и второй выходы дешифратора направления обмена блока управления соединены соответственно с управляющими входами первого и второго двунаправленных коммутаторов, вторая группа входов-)ВЬ ходов буферного регистра соединена с первой группой выходов-входов второго сл двунаправленного коммутатора, вторая группа входов-выходов которого соединена с второй информационной грзшпой ф входов-выходов устройства, а первый, 4 второй, третий, четвертый и пятый выходы узла элементов И-ИЛИ блоха управления соединены соотве-тственно со стробирутцимй входамисчетчика информации, счетчиков первого и второго адресов, регистра состояния, с управлянеднм входом буфераого регистра, второй шосод узла элементов И,блока управления соединен с входом пуска генератора одиночных импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно со счетными входами счетчиков

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления обменом информацией между элементами вычислительной системы, минуя центральный процессор.

Цель изобретения - повыщение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления обменом; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления.

Устройство для управления обменом содержит двунаправленные коммутато.ры 1 и 2, счетчик 3 информации, счетчик 4 первого адреса, счетчик 5 второго адреса, буферный регистр 6, регистр 7 состояния, блок 8 управления, генератор 9 одиночных импульсов, дешифратор 10 выборки.

Кроме того, устройство содержит йервый 11 второй 12 и третий 13 кодовые входы регистра состояния, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17 и стробирующий 18 входы регистра состояния, стробирующяй 19 и счетный 20 входы счетчика информации, первый 21 и второй 22 информационные выходы счетчика информации, стробирующий 23 и счетный 24 входы счетчика первого адреса, управляющие входы первого 25, второго 26 двуна:правленных коммутаторов и буферного регистра 27, кодовый 28 и стробирующий 29 входы дешифратора выборки, выходы 30 дешифратора выборки, индивидуальные выходы 31 устройства выбо ра буферной памяти, кодовый вход,32 и вход 33 пуска генератора одиночных импульсов, первый 34 и второй 35 выходы генератора одиночных импульсо счетный 36, стробирующий 37 и устано вочные 38 входы счетчика второго . адреса,информациоиные выходы39 счетчика второго адреса, первый 40, второй 41 и третий 42 входы блока уп равления, первая 43 и вторая 44 груп пы входов-выходов блока управления, первый 45, второй 46, третий 47, четвертый 48, пятый 49, шестой 50, седьмой 51, восьмой 52, девятый 53, десятый 54, одиннадцатый 55, двенадцатый 56, тринадцатый 57 к четырнадцатый 58 выходы блока управления. Блок 8 управления содержит neipвый 59 и второй 60 узлы приема - передачи, дешифраторы адреса 61 и направления 62 обмена, регистр 63 признаков, формирователи чтения 64 и записи 65, узлы элементов И-ИЛИ 66 и элементов И 67. Позициями на фиг. 2 обозначены группа выходов 68 признаков и выход 69 тактирова ния первого узла при ема - передачи, группа режимных входов 70, вход.71 тактирования и группа входов 72 переключения первого уз ла приема - передачи, адресные входы 73 и группа установочных рхо-. дов 74 регистра признаков, группа выходов 75 признаков, второй выход 76 группа выходов 77 сигйалов идентификации записи-чтения и третий выход 78 регистра признаков, вторая группа входов 79 дешифратора адреса, пятый 80, шестой 81, седьмой 82, восьмой 83 и девятый 84 выходы узла элементов И, первая группа входов 85 третий 86, четвертый 87, пятый 88 и шестой 89 входы узла элементов И, группа входов 90 переключения и вход 91 тактирования второго узла приема - передачи, группа выходов 92 признаков второго узла приема - передачи, первый 93 и второй 94 выходы формирователя чтения, первый 95 и второй 96 выходы формирователя записи, группа входов 97, второй 98 и третий 99 входы узла элементов И-ИЛИ, вход 100 признака и управляюпщй вход 101 дешифратора направления обмена, первая 102 и вторая 103 группы.выходов дешифратора направления обмена. На фиг. 1 и 2 позициями обозначены первый вход 40 блока управления кодовый вход 0, дешифратора направления обмена, кодовый вход 40„ регистра признаков, первый вход 40 узла элементов И, первый вход 40 узла элементов И-ИЛИ, второй вход 41 блока управления - второй вход узла элементов И, третий вход 42 блока управления - первая группа входов дешифратора адреса, первая группа входов - выходов 43 блока управления - группа, входов-выходов синхронизации первого узла приема - передачи, вторая группа входов - выходов 44 блока управления - группа входов-выходов второго узла приема передачи, первый выход 45 блока управления - первый выход дешифратора направления обмена, второй выход 46 блока управления - второй выход дешифратора направления обмена, третий выход 47 блока управления первый выход узла элементов И, четвертый выход 48 блока управления - второй выход узла элементов И, пятый выход 49 блока управления третий выход узла элементов И, шее-. той выход 50 блока управления - четвертый выход узла элементов И, седьмой выход 51 блока управления - первый выход узла элементов И-ИЛИ, восьмой выход 52 блока управления - второй выход узла элементов И-ИЛИ, девятый выход 53 блока управления третий выход узла элементов И-ИЛИ, десятый выход 54 блока управления четвертый выход узла элементов И-ИЛИ, одиннадцатый выход 55 блока управления - пятый вьпсод узла элементов ИИЛИ, двенадцатый выход 56 блока управления - первый выход регистра признаков, тринадцатый выход 57 блока управления - первый выход первого узла приема - передачи, четырнадцатый выход 58 блока управления - первый выход второго узла приема - пере дачи. Коммутаторы 1 и 2 (фиг. 1) обеспе чивают обмен информацией между буфер ным регистром и магистралями, подсое диненными к устройству. Счетчик 3 информации определяет длину пересылаемого массива, счетчики 4 и 5 адресов обеспечивают адресное обращени устройства на магистралях. Регистр 7 состояния принимает управляющее слово при записи исходной инструкции и обеспечивает хранение текущей информации о работе устройст на. Блок 8 управления обеспечивает необходимый алгоритм обмена для взаи модействия устройства с магистралями Генератор 9 одиночных импульсов обеспечивает индексную модификацию содержимого счетчиков 4 и 5 адресов по сигналам блока управления. Дешифратор to выборки определяет номер выбранного блока буферной памяти. Узлы 59 и 60 (фуг. 2) приема - пере дачи под управлением девшфратора 62

О разряд

it

3

t(

4 5 6 7 8

. . . ii

9 10

11 12

13 14 15

Ввод - вывод информации со стороны информационных входов - выходов устройства осуществляется в соответствии с ОСТ 11.305.903-80.

Основные этапы работы устройства можно представить следующим образом: установочный этап, в котором производится приём устройством необходимых

Код выбора буферной памяти

Код направления передачи информ Код модификации счетчиков адрес Начало работы

Конец работы

Нет разреше

ния захвата

магистрали

Зависание при

чтении

Зависание при

записи

1 храОшибка

нения

2 храОшибка

нения

Резерв

инструкций для самостоятельной работы; этап организации режима прямого доступа; этап организации режима пословного чтения и записи информации через буферный регистр; прекращение режима прямого доступа.

Устройство работает следующим образом. направления обмена осуществляют синхронизацию между магистралями и дешифраторами 61 адреса, регистром 63 признаков, узлом 67 элементов И. Дешифратор 61 адреса обеспечивает адресное обращение к регистрам и счетчикам устройства. Регистр 63 признаков осуществляет захват магистрали через первый узел приема - передачи и управление регистрами и счетчиками устройства. Узел 67 элементов И передает в регистр 7 состояния кодовые сигналы о текущей работе составных частей устройства и обеспечивает коммутацию входных и выходных сигналов формирователей 64 и 65 в режиме чтения и записи. Формирователи 64 и 65 вырабатывают сигналы синхронизации и управления регистрами и счетчиками устройства в режиме чтения и записи. Череа узел элементов И-ИЛИ 66 осуществляется управление регистрами и счетчиками устройства от регистра 63 приэ(наков и формирователей 64 и 65. Структура регистра 7 состояния.

Для обеспечения передачи информации в устройство вводится исходная информация - в счетчик 3 информации длина пересыпаемого массива, в счетчик 4 первого адреса начальный адрес абонента со стороны первой Труппы информационных входов - выходов устройства, в счетчик 5 второго адреса начальный адрес абонента со стороны второй группы информационных входов - выходов устройства, в регистр 7 состояния управляющее слово. Информация- в регистр 7 должна заноситься в последнюю очередь. После занесения управляющего слова в регистр 7 по совпадению сигнала начала работы (8 разряд регистра 7) с соответствующей фазой сигнала на установочном входе 0 регистре 63 признаков формируется сигнал запроса магистрали, который транслируется из регистра 63 через узел 59 На выходы-входы 43; сигнал разрешения захвата магистрали со входов-выходов 43 уз,лом 59 передается в регистр признаков, .где и запоминается. Захватив магистраль регистр 63 формирует на выходе 78 сигнал начального пуска, который через узел 67 элементов И запускает формирователь 64 чтения. С выхода 93 формирователя чтения сигналы тактирования через узел 67 в зависимости от кода направления обмена (вход 40.}) транслируются абоненту либо через узел 59, либо через узел 60. Узлы 59 и 60 подготавливаются для приема или передачи, под управлением сигнала на входе ЮГ в зависимости от кода направления обмена (вход 40 р; Ответные сигналы от абонента аналогичным образом транслируются на вход формирователя 64 через узел 67. Второй выход 94 формирователя чтения используется для передачи через узел 66 сигналов к буферному регистру 6 и счетчикам 3, 4 и 5 в зависимости от кода направления обмена (вход 40). В конце чтения слова формирователь 64 через узел 67 запускает формирователь 65 записи, который на выходе-95 вырабатывает сигналы тактирования для второго абонента. Эти сигналы (как и сигналы с выхода 93 формирователя 64) через узел 67 направляются второму абоненту через выбранный узел приема - передачи, а ответные сигналы от второго абонента аналогично транслируются на вход формирователя 65 записи.. На выходе 96 вырабатываются сигналы, которые в узле 67, в зависимости от кода направления обмена (вход 40,), передаются к соответствующему регистру или счетчику устройства.

После чтения слова от первого абонента и записи его в буферном регистре 6 формирователь 64 модифицирует через узел 67 содержимое счетчика 3 информации и соответствующего счетчика адреса. Счетчик информации производит счет на уменьшение. Поэтому после передачи последнего слова массива в счетчике 3 информации содержимое равно нулю при подаче импульса на его счетный вход, на выходе 22 вырабатьгоается сигнал окончания обмена, который поступает на вход 41 узла 67 элементов И и заблокирует возобновление чтения и модификацию счетчика адреса второго абонента. Сигнал окончания обмена с выхода 80 узла 67 поступает в узел 59 и оттуда через один из выходов 43 передается в магистраль как сигнал прерывания и, кроме того, с выхода 68 поступает в регистр 63 признаков, где устанавливает в исходное состояние разряды, обеспечивающие захват магистрали. Поступивший в регистр 63 сигнал окончания обмена через выход 56 передается в регистр 7 состояния, где запоминается в девятом разряде. Если при чтении формирователь 64 не получает в течение определенного времени ответных сигналов от абонента, то он прекращает чтение и формирует свой признак окончания: обмена, который с выхода 93 поступает в узел 67, где производит аналогичные действия что и сигнал окончания обмена. С входа 40 через первый узел 59 приема-передачи передается сигнал прерывания и устанавливаются в исходное состояние разряды регистра признаков, обеспечивающие захват магистрали, и вырабатывается сигнал с выхода 56 в регистр состояния. Признак окончания.обмена, поступивший из формирователя 64, кроме того, фиксируется в 11-м разряде регистра 7 состояния сигналом на выходе 50 узла 67. Аналогичньй признак окончания обмена в случае неполучения ответных сигналов от абонента вырабатывает формирователь 65 записи.

Этот признак фиксируется в 12-м разряде регистра состояния сигналом на выходе 49 узла 67 элементов И. Сигналы на выходах 57 и 58 узлов 59 и 60 вырабатываются в том случае, когда от соответствуняцего абонента в режиме чтения приходит на один из входов 43 или 44 сигнал Ошибка хранения. В этом случае также происходит вьфаботка в узле 67 сигнала окончания обмена с установкой в исходное состояние разрядов регистра признаков, обеспечивающих захват магистрали. Сигналы, поступивМ

ili

№

11

f3

25

58

54

57

Щ

V3

«2

45 55 ifS

27

В

{,

V7

Vt

2ff

28

Ю

30

4 J/ ф

С

шие с выходов 57 и 58 запоминаются в 13 и 14 разрядах регистра 7 состояния .

Таким образом обеспечивается обмен информацией между магистралями без привлечения к обмену процессора.

Предлагаемое устройство позволяет организовать эффективную конвейерную систему обработки цифровой информации и повысить быстродействие вычислительных сетей, где требуется перемещение больших массивов информации.

21

-Jtp

W

22

W

52

32

J«

У

35

$3

дуй jg

371

J5

С

:

/Z

fi/

7fff

68 10

69 7/

12 102

ts

т

teК

80

Wf ei

/05

67

90

Л SI

60

92 85

2JH

И g.

J d

G

Ъ 15

5/

77 7.

J

tf

5J

a

f

6

k ar

55

Ё. Й a

65

«

usZ