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

элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока . сопряжения, а выход - с входом установки третьего триггера, вход сброса которого соединен с первым выходом блока сопряжения, а выход с третьим входом третьего элемента И, вход сброса второго триггера соединен с третьим выходом блока сопряжения, прямой выход соединен с вторым входом блока сопряжения, а инверстый - с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом блока сопряжения.

2. Устройство по п. 1, о т л ич ающее с я тем, что блок формирования данных содержит второй элемент задержки, четвертый и пятый триггеры, с четвертого по девЪ- тый элементы И, с четвертого по шестой элементы ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, первый вход элемента ИЛИ-НЕ и второй вход пятого элемента И являются первым входом блока, второй вход элемента ИЛИ-НЕ и первый вход шестого элемента ИЛИ являются вторым входом блока, второй и третий входы шестого элемента ИЛИ являются третьим и четвертым входами блока соответственно, вход второго элемента задержки и первые входы с четвертого по шестой элементов И являются пятым входом блока, выход второго элемента задержки соединен с первыми входами с седьмого по девятый элементов И, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами четвертого,седьмого, восьмого и девятого элементов И, выход шестого элемента ИЛИ соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с входом сброса пятого триггера,выход пятого элемента И соединен с входами установки и сброса пятого и четвертого триггеров соответстпенно выход четвертого элемента И соединен с входом установки четвертого триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом седьмого элемента И, а инверсный - с третьим входом восьмого элемента И, прямой выход пятого триггера соединен с четвертыми входам седьмого и восьмого элементов И и явлется первым выходом блока, а инверсны выход соединен с третьим входом девятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы восьмого и седьмого элементов И соединены с первыми входами пятого и четвертого элементов ИЛИ соответственно, выходы четвертого и пятого элемен,тов ИЛИ являются вторым и третьим входами блока соответственно.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВВОДОМ ИНФОРМАЦИИ, содержащее блок связи, блок сопряжения, первый и второй регистры, первый элемент ИЛИ и первый триггер, первые вход и выход блока связи являются первым входом и выходом устройства, выходы группы блока связи соединены с входами группы.первого регистра, второй выход блока связи соединен с входом первого регистра, выходы которого соединены с входами первой группы второго регистра, выходы которого соединены с входами группы блока сопряжения, выходы которого являются выходами группы устройства, первьй выход блока сопряжения соединен с входом сброса первого триггера, а второй вькод - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки первого триггера, вькод которого соединен с вторым входом блока связи, второй вход первого элемента ИЖ Является вторым входом устройства. отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок формирования данных, логический блок, дешифратор, второй и третий триггеры, элемент задержки, второй и третий элементы ИЛИ, с первого по третий элементы И, входы группы логического блока и входы дешифратора соединены с выходами первого регистра, а выходы логического блока - с входами второй группы второго регистра, первый выход блока формирования данных соединен с входом управления логического блока, второй выход блока формирования данных соединен с первым входом (Л второго регистра, а третий выход с вторыми входами второго регистра и третьего элемента И, вход первого элемента задержки соединен с вторым выходом блока связи, а выход - с пятым входом блока формирования данных и с первыми входами первого и второго элементов И, перО) вый и второй выходы дешифратора соединены с первым и вторым входами бло- ка формирования данных соответственсо но, третий выход дешифратора соеди4ik нен с третьим входом блока формирова- СО ния данных и с первым входом второго элемента ШЙ, четвертый выход дешифратора соединен с четвертым входом блока формирования данных, с вторым входом первого элемента И с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления обменом информацией между каналами ввода-вьгоода цифровой вычислительной машины и устройствами ввода.

Цель изобретения - повышение быстродействия вычислительных систем при вводе информации.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока формирования данных; на фиг. 3 - схема блока сопряжения; на фиг. 4 - схема логического блока.

Устройство для управления вводом (фиг. 1) содержит блок 1 связи, первый элемент 2 задержки, дешифратор 3, первьй 5 и второй 7 регистры, логический блок 6, блок 8 формирования данных, первьй 4, второй 9, третий 13 элементы ИЛИ, первьй 10, второй 12 и третий 16 элементы И, первьй 11, второй 14 и Третий 15 триггеры, блок 17 сопряжения, шины 18 и 19 связи с устройством ввода (не показано), шину 20 пуска, шины 21-39 передачи управляющих и

информационных сигналов между блоками устройства, шины 40 сопряжения с каналом вычислительной системы (не показана).

Блок 1 связи представляет собой

группу усилителей приемников и усилителей передатчиков, осуществляющих согласование по уровню сигналов, которыми обмениваются устройство для управления вводом и устройство ввода. Конкретное исполнение усилителей определяется типом устройства ввода и элементной базой устройства для управления вводом. Дешифратор 3 осуществляет вьщеление символов типа кода двоично-шестнадцатиричного (тип 2-16) и алфавитно-цифрового (тип А-Ц), символов начала заголовка (НЗ) и начала текста (НТ) и представляет собой четыре восьмивходовых схемы совпадения и группу инверторов, число которых определяется количеством нулей в вьщеляемых кодовых комбинациях. Сиг налы с разрядов регистра 5, на которых в данной кодовой комбинации долж ны быть единицы, подаются на входы 1 схемы совпадения непосредственно, а с разрядов, на которых должны быть нули - через инверторы. Регистр 7 представляет собой восьми- разрядный регистр с раздельной записью информации в старшую и младшую тетрады (шины 32 и 33). Триггеры IT 14, 15 - R5 -триггеры. Блок 8 формирования данных (фиг.2 содержит элемент ИЛИ-НЕ 41, четвертый 52, пятый 53 и шестой 42 элементы ИЛИ, второй элемент 43 зaдepжкиi четвертый 44, пятый 45, шестой 46, седьмой 49, восьмой 50 и девятый 51 элементы И, четвертьш 47 и пятый 48 триггеры. Триггер 47 - счет-ный триггер с установочным входом. Триггер 48 - R5 - триггер. Блок 17 сопряжения (фиг. 3) содер жит третий регист. 34, схему 55 срав нения, второй дешифратор 56, десятый 57, одиннадцатый 58, двенадцатый 61, тринадцатый 65, четырнадцатый 65 и пятнадцатый 66 элементы И, седьмой:.элемент ИЖ 59, шестой 60 и седьмой 69 триггеры, первый 62 и второй 63 элементы НЕ,мультиплексор 67, третий элемент 68 задержки, согласующие усилители 70, шины 71-94 передачи управляющих и информационных сигналов. Триггеры 60,69 - RS триггеры. Регистр 54 предназначен для хранения адреса устройства ввода Цепи установки адреса не показаны. В качестве регистра 54 может использоваться наборное поле. Дешифратор 56 команд.выполнен с входом считьгеания, на который подается сигнал сопровождения команды, поступающей из канала. Работа мультплексора 67 описывается в таблице. Логический блок 6 (фиг. 4) содержит третий элемент НЕ 95, первую 96 и вторую 97 группы элементов И и группу 98 элементов ИЛИ. На вход группы блока 6 поступает по шинам 24 восьмиразрядный код. 4-7-й разряды (младшая тетрада) регистра 7 подключены к шинам 24, а 0-3-й разряды (старшая т.етрада) - к шинам 25. 0-3-й разряды на шинах 25 формируются либо из старшей, либо из младшей входных тетрад в зависимости от уровня сигнала на шине 31. Если на шине 31 находится нулевой уровень, то сигнал с вькода элемента НЕ 95 разблокирует элементы И 97 и на 0-3-й разряды подается старшая тетрада (0-3-й разряды) . Если на шине 31 единичный уровень, то через элементы И 96 на 0-3-й разряды передается младшая входная тетрада (4-7-й разряды). Устройство работает следующим образом. Возможны несколько вариантов ввода данных: по инициативе канала.; начальная загрузка, ввод по инициативе абонента. Ввод по инициативе канала осуществляется по команде от канала. Ввод инициируется командой Прочитать, поступающей из канала в устройство для управления вводом, по которой организу тся запуск устройства ввода. . Начальная загрузка иницируется нажатием кнопки пуска (не показана). Кнопка может располагаться на панели управления устройства для управления вводом или входить в состав органов управления устройства ввода. В данном режиме информация от устройства ввода должна поступать в следующем порядке: символ НТ символ типа кода - управляющее слово для ввода данных - данные. Символ НТ пересылается в канал вводавьгеода. Канал, получив символ НТ, настраивается на режим начальной загрузки и управляет вводом информации, поступающей от устройства для управления вводом в оперативную память ЦВМ. Ввод информации осуществляется без участия процессора (не показан). Ввод по инициативе абонента начинается также после нажатия кнопки Пуск. В этом режиме информация от внешнего устройства должна поступать в следующем порядке: - символ НЗ - символ типа кода - заголовок, в котором дается характеристика вводимых данных данные. Ввод заголовка и данных осуществляется в соответствии с управляющими словами, сформированными операционной системой, причем управляющие слова для ввода массива данных формируются с учетом заголовка. В режиме ввода по инициативе канала устройство работает следующим образом. Канал устанавливает связь с устройством ввода, для чего передает по информационным шинам 87 его адpec и с задержкой необходимой для дешифрации адреса, выдает сигнал идентификации адреса по шине 88 Код адреса с выхода согласующих , усилителей 70 поступает по шинам 72 на первьй вход группы схемы 55 срав нения, на второй вход группы которо подается код адреса устройства с регистра 54. В случае совпадения ад ресов сигнал с выхода схемы 55 срав нения разрешает прохождение сигнала Адрес (шина 78) через элемент И 58. Этим сигналом триггер 60 устанавливается в единичное состояние, разблокируя элементы И 61, 64 и 65. Единичное состояние триггера 60 означает, что устройство логически подключено к сопряжению 40 и находи ся в состоянии связи с канапо. Сигнал с шины 78 проходит через элементы ИЛИ 59 и И 64 и поступает по шине 75 на элемент 68 задержки и на вход считывания мультиплексора 67, разрешая передачу информации на выходы мультиплексора 67. На шинах 73 и 74 в это время нулевые уровни, что соответствует выбору адреса устройства, поступающего по шинам 71. Таким образом, на информационные шины 77 абонента выдается ответный адрес устройства. G задержкой, определяемой элементом 68, выдается по шине 81 сигнал сопровождения Ответ. Адрес и сигнал Ответ поступают в канал, соответственно, по шинам 8би 91 . Канал анализирует адрес устройст ва и, если связь установлена правил но, опрашивает устройство, для .чего передает ему код команды опроса сое тояния и с задержкой - сигнал идентификации команды по ишне 89. Код команды поступает с выхода согласующих усилителей по шинам 72 на дешифратор 56. С приходом по шине 79 сигнала Управление, поступающего на вход опроса дешифратора 56, на шине 76 появляется единичный уровень, который проходит через элемент И 57 . на шину 73. На шине 74. в это время находится нулевой уровень, что соответствует выбору выхода мультиплексора, по которому передается байт состояния (не показан, показано формирование только одного сигнала состояния - шина 36). Таким образом, на информационные шины 77 абонента вьщается байт состояния устройства. Сигнал Управление проходит через элементы ИЛИ 59, И 64, 68 задержки, и на шине 81 формируется сигнал сопровождения Ответ, который выдается через соответствующие усилители 70 в канал по шине 91. Канал анализирует принятый байт состояния, и если устройство не занято, выдает по шинам 87 каманду Прочитать и идентификатор по шине 89. Код команды по шинам 72 поступает на вход дешифратора 56. Сигнал с шины 89 транслируется на шину 79. С приходом по шине 79 сигнала Управление на шине 39 формируется сигнал включения, который проходит через элементы ИЛИ 4 и 13 и утанавливает триггеры 11 и 15 в единичное состояние. Сигнал Управление с шины 79 проходит через элемент ИЛИ 59 или элемент И 64, элемент 68 задержки на иину 81, и в канал выдается по шИне 91 сигнал ответа, свидетельствующий о приеме команды устройством. Канал разрывает связь с устройством, посыпая по шине 93 сигнал Конец связи, которьй по шине 83 сбрасьгоает триггер 60 в нулевое состояние. Единичный уровень с выхода триггера 1 1 проходит через блок 1 связи на шины 18, разрешая устройству ввода передачу данных. Единичньй уровень с выхода триггера 1$ поступает на элемент И 16, разрешая вьщачу запросов на ввод данных в канал. Устройство ввода вьщает на шины 19 байт данных и сигнал синхронизации, которые через блок 1 связи по шинам 23 и 24 поступают соответственно на вход группы и вход записи регистра . С выхода регистра 5 байт данных подается по шинам 24 дешифратор 3, блок 6 и регистр 7 В исходном состоянии триггеры 47 и 48 находятся в нулевом состоянии На вход блока 6 по шине 31 поступае нулевой уровень. Единичный уровень с инверсного выхода триггера 48 поступает на эле мент И 51, поэтому, если байт данны не является символом типа кода, сиг нал синхронизации проходит через элемент 2 и 43 задержки, И 51, ИЛИ и 53, и таким образом одновременно формируются сигналы записи старшей и младшей тетрад.в регистр 7 на шинах 32 и 33 соответственно. Одновременно сигналзаписи младшей тетрады проходит через элемент И 16 и устанавливает триггер 6 в единичное состояние. Сигнал с пря мого выхода триггера 69 выдаётся через согласующие усилители 70 на шину 92 запроса на ввод и поступает в канал. . Канал, отрабатьгоая запрос на ввод, устанавливает связь с устрой.ством в описанном порядке и переда:ет сигнал Данные по шине 90. Сиг1нал Данные с шин 90 поступает на шины 80 через согласующие усилители 70 и затем на элемент И 65 и устанавливает триггер 69 в нулевое состояние, сбрасывая тем самым зап рос. абонента. е«гнал Данные, прой дя через элементы ШШ 59 и И 64, поступает на элемент 68 задержки и вход считывания мультиплексора 67 На шинах 73 и 74 в это время находятся соответственно нулевой и единичный уровни, что соответствует выбору байта данных, поступающих по. шинам 34. Таким образом, на информа дионныё шины 86 абонента через-.согл сующие усилители 70 выдается байт данных.. . С задержкой, определяемой элемен том 68, посылается сигнал Ответ, по koTOpOKly канал осуществляет при:ем информации. Приняв байт данных, 1канал посылает по шине 93 сигнал К нец связи, который сбрасывает триггер 60 в нулевое состояние. Последукяцие байты данных вводятся аналогичным образом. После приема последнего байта вводимого массива информации канал посылает по шинам 87 команду Выключить и идентификатор команды по шине 89. Код команды поступает по . шинам 72 на дешифратор 56, не приходом по шине 79 сигнала Управление на выходе дешифратора 56 появляется сигнал выключения, который по шине 38 поступает на триггеры 11 и 15 и сбрасывает их в нулевое состояние. Тем самым снимается сигнал разрешения передачи данных для устройства ввода и блокируется прохождение информационных запросов через элемент И 16. Если в процессе работы от устройства ввода поступает символ типа кода 2-16, то дешифратор 3 формирует на шине 27 сигнал, который поступает на элементы ИЛИ-НЕ 41 и И 45. Задержанный элементом 2 сигнал синхронизации символа типа кода 2-16 проходит через элемент И 45, устанавливая триггер 47 в нулевое, а триггер 48 в единичное состояние. На счетный вход триггера 47 этот сигнал не проходит так как элемент И 44 заблокирован сигналом с выхода элемента ИЛИ-НЕ 41. Этот же сигнал поступает на элементы И 49, 50 и 51, запрещая формирование сигналов записи на шинах 32 и 33..Таким образом, символ типа кода в ре гистр 7 не заносится, и информационный запрос в канал не выдается. С поступлением в устройство следующих двух байтов от устройства ввода осуществляется формирование байта данных в коде 2-16. На блок 6 по шине 31 поступает единичный уровень, поэтому на оба входа регистра 7 поступает младшая тетрада регистра 5. Сигнал синхронизации по шине 26 поступает через элемент И 44 на счетный вход триггера 47 и устанавливает его в единичное состояние. Задержанный элементом 43 сигнал синхронизации проходит только через элемент И 49 и поступает через элемент ШШ 52 по шине 32 на вход записи старшей тетрады регистра 7. Таким образом, в первом такте младшая тетрада байта, поступившего от устройства ввода, записьшается на место старшей тетрады в регистра 7..Информационный запрос в канал не вьодается. Сигнал синхронизации следующего байта данных устанавливает счетньй триггер 47 в нулевое состояние, и сигнал записи формируется уже на шине 33. Таким образом, во втором ; такте осуществляется запись младшей тетрады в регистр 7. Формирование байта данньпс завершается. Сигнал

91

записи младшей тетрады проходит через элемент И 16 в блок 17, где формируется информационный запрос,

Обратный переход в режим формиования кода А-Ц осуществляется при обнаружении дешифратором 3 символа типа кода А-И. Сигнал с шины 28 проходит через элемент ИЛИ 42 на элемент И 46, и сигнал синхронизации устанавливает триггер 48 в нулевое исходное состояние.

В режиме начальной загрузки устройство работает следующим образом.

По шине 22 от кнопки пуска поступает сигнал пуска, по которому триггер 11 уста навливается в единичное состояние, и на шины 18 через блок 1 вьщается сигнал, разрешающий устройству ввода передачу данных.

Первым от устройства ввода поступает и заносится в регистр 5 символ НТ. Дешифратор 3 вьщеления символа НТ формирует на шине 30 сигнал, который поступает на элемент И 10 и проходит через элемент ИЛИ 9 на элемент И 12, а через элемент ИЛИ 42на элемент И 46. Задержанньй элементом 2 сигнал синхронизации устанавливает триггеры 14 и 15 в единичное положение, а триггер 48 - в нулевое, соответствзтощее формирование кода А-Ц. При этом формируются сигналы записи обеих тетрад на шинах 32 и 33, и символ НТ переписывается в регистр 7, но информационньй запрос не формируется, так как элемент И 16 заблокирован сигналом с инверсного выхода триггера 14.

Сигнал требования на. ввод данных с прямого выхода триггера 14 поступает по шине 36 на мультиплексор 67. По этому же сигналу формируется сигнал прерьшания, который вьщается через согласующие усилители 70 на шину 85 запроса на прерывание для передачи в канал.

Канал обслуживае т запрос на пре.рывание от устройства для чего .устанавливает с ним связь и опрашивает устройство, описанным образом. Приняв байт состояния, канал посылает устройству по шине 94 сигнал сброса запроса на прерывания, которьм с выхода согласующих усилителей 70 по шине 84 проходит через эле- мент И 61 на шину 37 и устанавливает триггер 14 в нулевое состояние, сбрасывая тем самым запрос на прерывание. Канал анализирует байт

6194910

состояния устройства и, обнаружив в нем указатель требования на ввод данных, посылает устройству сигнал по шине 89, по которому блок 17 5 сопряжения с каналом вьщает на информационные шины 86 символ НТ, находящийся в регистре 7 (на шинах 73 и 74 соответственно нулевой и единичный уровни), и формирует сигнал

0 ответа на шине 91. Приняв символ НТ, канал разрывает связь, посылая сигнал Конец связи по шине 94.

По символу НТ канал настраивает)ся на режим начальной загрузки, для

5 чего формирует фиксированное управляющее слово, которое управляет вводом нового управляющего слова из устройства ввода.

После приема управляющего слова в

JJ канале осуществляется переход по

цепи управляющих слов, и загрузка памяти производится под зшравлением последнего.

Устройство для управления вводом, начиная с байта, следующего за символом НТ, работает как в режиме ввода по инициативе канала после приема команды Прочитать. После ввода всего мас-сива канал посылает команду выключения, по которой триггер 11 и 5 сбрасываются в нулевое состояние, и снимается сигнал разрешения на передачу данных на шинах 18.

Функционирование устройства в режиме ввода по инициативе абонента отливается от режима начальной загрузки только тем, что по символу НЗ не устанавливается в единичное состояние триггер 15.

Канал, получив символ НЗ, сообщает процессору о требовании ввода

0 по инициативе абонента. В ЦВМ формируются управляющие слова для ввода заголовка, после -чего канал посылает устройству команду Прочитать. Ввод заголовка в дальнейшем производится как в режиме по инициативе канала. После ввода заголовка в ЦВМ формируются с учетом заголовка управляющие слова для ввода массива данных. При вводе данных устройство функционирует так же, как и в режиме по инициативе карала.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает большее удобство эксплуатации за счет автоматической начальной загрузки ЦВМ и повьш1ение производительности вычислительных систем за счет активного ввода информации в ЦВМ.