Устройство для обмена информацией двух электронно-вычислительных машин Советский патент 1986 года по МПК G06F13/24 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах и комплексах автоматизированной обработки экспериментальных данных.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функцион .льньгх возможностей устройства.

На фиг. 1, 2 предст.авлена блок- схема устройства; на фиг. 3, 4 - вариант реализации узла прерывания.

Устройство содержит (фиг. 1,2) первый и второй блоки 1 и 2 сопряжения, каждый из которых включает в себя дешифратор 3 управляющих сигналов, узел 4 прерывания, коммутатор 5, регистр 6 состояния, шифратор 7 адреса вектора прерываний, регистр 8 дангалх ввода, выход 9 стробирова- ния, выход 10 сигнала авария АВО, выход 11 запроса прерывания ЗПРО, ; выход 12 сигнала установки прерывания УСТ. ПРЕРО, вход 13 сигнала сброса прерывания СВР. ПРЕР1, выход 14 сигнала сброса прерывания СВР.ПРЕРО, вход 15 сигнала установки прерывания УСТ.ПРЕР, вход 16 сигнала готов- ности внешнего устройства, выход 17 сигнала готовности устройства, вход 18 сигнала авария АВ1, вход 19 запроса прерывания ЗПР1, выход 20 сигналов данных, вход 21 стробирования вход 22 сигналов данных, узел 23 приемопередающих усилителей, дешифратор 24 адреса, первую и вторую ЭВМ 25, 26.

На фиг. 3, 4 представлен вариант реализации узла 4 прерывания, при

использовании ЭВМ типа Электроника 60, где 27 - вход разрешения прерывания вывода ; 28 - вход Готовность вывода или Авария , 29 - вход Готовность ввода или Авария 30 - вход разрешения прерывания ввода, 31 - вход сброса разряда требования прерьшания ; 32 - вход запроса прерывания ; 33 - выход ТПР; 34 - вход сигнала 35 - вход сигнала Сброс ; 36 - вход , 37 -выход СИП; 38 - выход ППРО; 39 - выход Чтение прерывания - вывод ; 40 - выход .Чтение прерывания - ввод, триггеры 41-43,элементы НЕ 44- 46, элементы И 47-53, элементы И- НЕ 54-61, элемент ИЛИ-НЕ 62, элемент 63 задержки.

10

IS

20

25

5072

Обмен информацией между вычислительными комплексами может осуществляться в программном режиме и режиме прерываний и включает в себя адресный цикл и цикл приема или передачи данных.

Со стороны ЭВМ в каждом блоке сопряжения программно доступны регистр. i6 состояния,ц регистр 8 данных ввода и регистр данных вывода, причем при записи информации в регистр ддн- ных вывода информация передается с вы- хода 20 блока сопряжения на внешнее устройство, сопровождаясь при этом сигналом строба с выхода 9.

Для обращения к любому из этих регистров ЭВМ в каждом цикле операции помещает адрес необходимого регистра, старшие разряды которого указывают на прина плежность этого адреса к области адресов блока сопряжения, куда входит регистр, а младшие разряды - на конкретный регистр, к которому идет обращение.

Идентификацию адреса блока сопряжения и адреса, выдаваемого ЭВМ, осуществляет дешифратор 24. В случае соответствия адресов дешифратор 24 адреса выдает на дешифратор 3 управляющих сигналов сигнал выборки устройства, разрешая тем самым его работу. Дешифратор 3 управляющих сигналов производит выбор необходимого регистра блока сопряжения и в зависимости от вида производимой ЭВМ операции производит либо запись информации в выбра.нный регистр, либо считывание из -него.данных.

Так, при записи данных в регистр 6 состояний дешифратор 3 управляющих сигналов стробирует данные, поступающие в регистр 6 состояния с узла 23 приемопередающих усилителей. При счи1ътании данных из регистра 6 состояния дешифратор 3 управляю- .« щих сигналов обеспечивает такое включение коммутатора 5, при котором ин- формация: из регистра 6 состояний поступает через узел 23 приемопередающих усилителей в ЭВМ.

Аналогичным образом производится считывание информации из регистра 8 данных ввода.

30

35

40

45

50

Дешифра гор 3 управляющих сигналов обеспечивает также выдачу в ЭВМ синхросигнала, позволяющего машине судить о правильности производимого - цикла обращения к устройству.

в программном режиме устройство .работает следующим образом,

При включении питания или по сиг- налу начальной установки, поступающему в блоки 1 и 2 сопряжения от управляющих ими ЭВМ, регистры 6 состояния каждого из блоков 1 и 2 сопржения выставляют на выходах I7 сигналы готовности, сообщая таким образом о готовности блоков сопряжения к приему информации. С выхода 17 одного блока сопряжения сигнал готовности через вход 16 поступает в регистр 6 состояний другого блока сопряжения, откуда может быть счита ЭВМ как сигнал готовности вывода. Одновременно по сигналу начальной утановки обнуляется разряд готовности ввода регистра 6 состояния, что говорит об отсутствии информации в регистре 8 данных ввода данного блока сопряжения.

При необходимости передать слово информации из ЭВМ 25 в ЭВМ 26 управляющая программа ЭВМ 25 опрашивает регистр 6 состояния блока 1 сопря- ж ения и анализирует его на наличие сигнала готовности от внешнего устройства, т.е. сигнала Готовность вывода.. д

В случае наличия такого сигнала ЭВМ проводит операцию записи информации в регистр данных вывода. Эта информация поступает на выход 20 блок Г сопряжения и через вход 22 блока 2 сопряжения и регистр 8 данных ввода 8 этого блока, запоминаясь там же по стробу, пришедшему из дешифратора 3 управляющих сигналов блока сопряжения через выход 9 этого блока и вход 21 блока 2 сопряжения.

Этим же сигналом устанавливается в единичное состояние разряд готовности ввода в регистре 6 состояний блока 2 сопряжения и .снимается сих- нал готовности, выдаваемый регистром состояний этого блока сопряжения на выход 17. Снятие сигнала говорит о том, что блок 2 сопряжения не готов к приему информации и разряд готовности вывода в регистре 6 состояний блока 1 сопряжений обнуляется. , т.е. запрещается выдача нового слова информации в ЭВМ 26.

Управляющая программа ЭВМ 26 опрашивает регистр 6 состояний блока 2 сопряжения и анализирует его на на2315074 .

лнчие сигнала Готовность ввода. При наличии такого сигнала ЭВМ 26 проводит операцию чтения информации из регистра 8 данных ввода блока 2 сопряжения. Проведение операции чтения из регистра 8 данных ввода вызывает обнуление разряда Готовность ввода регистра 6 состояния блока 2 сопряжения и установку на 10 выходе 17 этого блока сигнала готовности, который, поступая на вход 16 блока 1 сопряжения и затем в регистр 6 состояния, может быть считан оттуда ЭВМ 25 как сигнал готовности f5 вывода.

Таким образом, произошла передача слова информации из ЭВМ 25 в ЭВМ 26, а устройство вернулось в исходное состояние, т.е. ЭВМ 25 вновь может 20 осуществить передачу слова информации в ЭВМ 26.

Обмен информацией между ЭВМ 26 и ЭВМ 25 осуществляется аналогичным образом, а так как блоки сопряжения 25 связаны независимыми информационными шинами и шинами управления, то обмен информацией между ними осуществляется асинхронно.

Для работы комплексов в режиме 0 прерываний в регистрах 6 состояния блоков сопряжения предусмотрены разряды разрешения прерываний по вводу и разрешения прерываний по выводу.

Обмен информацией между ЭВМ в режиме прерываний осуществляется таким же образом, что и в программном режиме, с той лишь разницей, что для работы в этом режиме должна быть разрешена работа блоков сопряжения устройства в режиме прерываний установкой соответствующих разрядов в регистрах 6 состояния.

С установкой этих разрядов и при наличии соответствующих сигналов го5 товности ввода или вывода блоки сопряжения вызовут а связанных с ни- .ми ЭЁМ прерывание выполняемой в дан- ный момент программы. Управление работой блоков 1 и 2 сопряжения в ре0 жимах прерываний, т.е. обмен необходимыми синхросигналами между ЭВМ и блоками Сопряжения,; осуществляется узлами 4 прерываний, а выбор необходимого адреса вектора прерывануг

5 производится шифратором 7 адреса вектора прерываний, который помещает адрес вектора в капал ЭВМ через коммутатор 5 и узел 23 npifeMiionepe5

дающих усилителей, причем необходимый адрес вектора прерываний устанавливается с помощью перемычек.

В программе обработки прерываний осуществляется либо чтение информа- ции из регистра 8 данных ввода, если прерывание произошло по сигналу готовности ввода, либо запись информации в регистр данных вьшода, если прерывание произошло по сигналу го- товности вывода.

Кроме того, в блоках 1 и 2 сопряжения устройст ва предусмотрена возможность контроля состояний внешних устройств посредством сигнала Ава- рия, поступающего в блоки сопряжения через входы 18 авария АВ1. Таким сигналом может быть отсутствие напряжения питания на внешнем устройстве или отклонение его от норьа. Сигнал этот, поступая в блок-сопряжения, фиксируется в регистре 6 состояния и может быть оттуда считан, сообщая таким образом о неисправности внешнего устройства. Этот же сигнал, в случае установки в регистре 6 состояния любого из разрядов разрешения прерываний, вызовет в ЭВМ управляющей этим блоком сопряжения, прерьшание текущей программы по ава- рии внешнего устройств а.

В свою очередь, блоки I и 2 сопряжения сами имеют возможность выдавать на внешнее устройство сигнал аварии. Причиной появления такого сигнала на выходе 10 АВО блока сопря является либо нарушение питания ЭВМ, либо отклонение его от нормы вьш1е установленного предела. Сигнал аварии вырабатывается дешифрато- ром 3 управляющих сигналов.

Таким образом, соединяя выход 10 АВО блока 1 сопряжения с входом 18 ABI блока 2 сопряжения и вход 18 АВ1 блока 1 сопряжения с выходом 10 АВО блока 2 сопряжения, получаем дополнительную возможность контроля одной ЭВМ состояния другой.

Наличие в регистрах 6 состояния блоков I и -2 сопряжения устройства разрядов разрешения прерываний позвляет осуществлять более гибкое упраление обменом информацией между ЭВМ 25 и 26. Появляется возможность на уровне каждой из ЭВМ решать вопрос о приоритетности либо обмена инфор- мацией с другой ЭВМ, либо выполнении другой, более важной задачи, не

076

нижая при этом времени реакции комлекса на запрос об обслуживании, поступивший от какой-либо ЭВМ. Та- кая гибкость режимов в организации работы комплексов по обмену информацией позволяет в зависимости от загрузки ЭВМ, важности информации и времени, отведенного на обмен, изменять режим работы, используя наиболее оптимальные из них.

Для обеспечения оперативного управления со стороны одной ЭВМ работой другой в регистрах 6 состояния блоков сопряжения устройства предусмотрен разряд требования прерывания.

Допустим, либо по заданному алгоритму работы, либо на основе полу- ченнь.1Х данных ЭВМ 25 надо прервать . выполнение-текущей программы в ЭВМ 26 и вызвать выполнение другой с начальным адресом X.

Для этого первым действием ЭВМ 25 является установка разряда Требование прерывания в регистре 6 состояния блока 1 сопряжения. Это вызовет появление на выходе 12 УСТ.ПРЕР.О блока Г сопряжения сигнала Установка прерывания, который, поступая на вход 15 УСТ.ПРЕР.1 блока 2 сопряжения и затем в регистр 6 состояния этого блока, замаскирует сигнал готовности внешнего устройства, поступающий в -регистр 6 состояний блока 2 сопряжения через вход 16, т..е. с приходом в регистр 6 состояния сигнала Установка прерывания ЭВМ, анализируя состояние разрядов этого регистра, всегда будет считьгйать из регистра Готовность ввода нулевой сигнЕш, свидетельствующий об отсутствии информации в регистре 8 данных ввода. Второй операцией ЭВМ 25 производит запись в регистр данных вывода адреса вектора прерывания, по которому в ЭВМ 26 записан начальный адресе необходимой программы X.

Адрес вектора прерывания запишется в регистр 8 данных ввода блока 2 сопряжения, но разряд Готовность ввода в регистре состояния блока 2 сопряжения, как указывалось выше, не ус;тановится, так как будет маскироваться сигналом Установка прерывания. Проведение ЭВМ 25 операции записи в регистр данных вывода вызовет появление на выходе I ЗПРО блока I сопряжения сигнала Запрос

прерывании ,

который, поступая

на вход 19 ЗПР1 блока 2 сопряжения и затем в узел 4 прерываний, вызовет в ЭВМ 26 прерывание текущей программы и переход к выполнению программы .обработки прерывания, началькъ.й ад- рее X которой хранится в ячейке памяти ЭВМ 26 адресом, записанным в данный момент в регистре 8 данных ввода блока 2 сопряжения, т.е. в регистр 8 данных ввода блока 2 сопря- жения записывается из ЭВМ 25 адрес вектора прерывания, по которому производится прерывание текущей програм №1 в ЭВМ 26,

В момент перехода ЭВМ 26 к выпол- нению программы обработки прерывания, т.е. при считывании адреса вектора прерывания, из регистра 8 данных ввода блока 2 сопряжения регистр 6 состояния этого блока помещает на выходе 14 сигнал Сброс прерывания йообщая о том, что запрос прерывания обработан. Этот сигнал, поступая на вход 13 блока 1 сопряжения и затем в регистр 6 состояния этого блока, вызовет обнуление в нем разряда Требование прерывания. ЭВМ 25, анализируя состояние этого разряда, может судить о том, приступила ли ЭВМ 26 к выполнению необходимой про- граммы. Обнуление разряда Требование прерывания в регистре 6 состояния блока 1 сопряжения завершает собой операцию оперативного вмешательства ЭВМ 25 в работу ЭВМ 26.

Аналогичным образом может осуществляться оперативное управление со стороны ЭВМ 26 работой ЭВМ 25.

Наличие такого режима работы позволяет по сравнению с известным значительно повысить быстродействие многомашинных комплексов на базе предложенного устройства сопряжения, что приводит к значительному сокращению и упрощению программного обеспечения работы комплекса и, как следствие этого, к уменьшению объемов памяти ЭВМ, занимаемой программами.

Используя один из блоков сопряжения {I или 2) данного устройства, можно обеспечить сопряжение ЭВМ с устройствами, использующими для обмена параллельный код, такими как, например, видеотон-240, РИН-609 и т.д. Тем самым обеспечивается по сравнению с известными устройствами повышение функциональных возможнос

О

5 0 5 0

0 5

5

5

тей, значительно -расширяе.тся класс решаемых устройством задач.

Формула изобретения

1. Устройство для обмена информацией двух электронно-вычислительных машин, содержащее два блока сопряжения, каждый из которых содержит регистр данных ввода, коммутатор, в каждом блоке сопряжения выход регистра данных ввода соединен с первым информационным входом коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в каждый блок сопряжения введены узел приемопередающих усилителей, дешифратор управляющих сигналов, дешифратор адреса, регистр состояния, узел прерывания, шифратор адреса вектора прерывания, причем первые группы входов-выходов узлов приемопередающих усилителей первого и второго блоков сопряжения подсоединены к двунаправленным информационным шинам первой и второй электронно-вычислительных машин соответственно, первый выход узла приемопередающих усилителей каждого блока сопряжения соединен с информационным входом регистра данных ввода другого блока сопряжения, первый и второй выходы дешифратора управляющих сигналов каждого блока сопряжения соединены с входом установки разряда аварии и первым входом записи регистра состояния другого блока сопряжения, выход разряда готовности регистра состояния каждого блока сопряжения соединен с первым информационным входом регистра состояния другого блока сопряжения, выходы разрядов установки и сброса прерьшания регистра состояния каждого блока сопряжения соединены с входами установки и сброса разрядов прерывания регистра состояния другого блока сопряжения соответственно, выход разряда запроса прерывания регистра состояния одного блока сопряжения соединен с входом запроса прерывания узла прерывания другого бло-. ка сопряжения, при зтом в каждом блоке сопряжения второй выход узла, приемопередающих усилителей соединен с вторым информационным входом регистра состояния, группа выходов которого соединена с группой управляющих входов узла прерывания, группа управляющих входов-выходов которого

соединена с второй группой входов- вькодов узла приемопередающих усилителей, третья группа входов-выходов которого соединена с группой вх одов выходов дешифратора адреса, выход которого соединен с входом разрешения дешифратора управляюпщх сигналов группа входов-выходов которого соединена с четвертой группой входов- выходов узла приемопередающих усилителей, вход которого соединен с выходом коммутатора, второй информационный вход которого соединен о нформационным выходом регистра состояния, второй вход записи которого соединен с третьим выходом дешифратора управляющих сигналов, четвертый выход которого соединен с первым управляющим входом коммутатора, второй управлякяций вход которого сое динен с выходом разряда прерывания регистра состояния, вход сброса разряда требования прерывания которого соединен с выходом сброса требования прерывания узла прерывания,, первый и второй выходы чтения прерывания которого соединены с третьим и четвертым управляющими входами коммутатора соответственно, третий информационный вход которого соединен с выходом шифратора адреса вектора прерывания, вход записи регистра дан- ньсх ввода соединен с первым входом записи регистра состояния.

2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что узел прерывания содержит три триггера, три элемента flE, семь элементов И, элемент ИЛИ-НЕ, восемь элементов И-НЕ, элемент задержки, при этом первые и вторые входы первых элементов И и И-НЕ образуют группу управляющих входов узла, вход первого элемента НЕ является входом запроса прерывания узла, выход второго элемента И является выходом сброса требования прерывания, выходы второго элемента И-НЕ, элемента НЕ, третьего элемента И, первые входы третьего элемента И-НЕ,. четвертого элемента И и синхровход первого триггера образз - зот группу управляющих входов-вько- дов узла, вьпсод четвертого элемента И-НЕ соединен с нулевым входом второго триггера, первым входом пятого элемента И-НЕ и является первым вы- хо дом чтения прерывания узла, выход пятого элемента И-НЕ является вторым

выходом чтения прерьгвания узла, ход первого элемента И соединен с первым входом пятого элемента И и синхровходом второго триггера, выход которого соединен с вторым вхо- , дом пятого элемента И, выход которого соединен с первым информационным входом первого триггера и первым входом элемента И-НЁ, вьпсод которого

соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ и входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с вторым

информационным входом первого триггера, третий информационный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход третьего триггера соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ,, первый вход которого соединен с синхровходом третьего триг- гера,, нулевой вход которого соеди-- нен с вторым вкодом пятого элемента

И-НЕ и входом шестого элемента И-НЕ,

первый вход которого соединен с пер- вым един1г1чным выходом первого тригге- ра, второй единичный выход которого соединен с первым входом четвер- того элемента И-НЕ, второй выход которого соединен с выходом шестого элемента И и первым входом седьмого элемента -И, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИНЕ и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым входом седьмого элемента И-НЕ и- первым нулевь - выходом первого триггера,, второй нулевой выход которого соединен.с вторыми входами седьмого элемента И и седьмого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И-НЕ и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с входом элемента задержки, выход которого соединен с вторь

входом восьмого элемента И-НЕ, выход KOTopoi o соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, третий единичный выход которого соединен с первым входом вто- рого элемента,И, второй вход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ и первым входом шестого элемента И, второй вход которого

n

соединен с третьим входом седьмого элемента И-НЕ и третьим нулевым выходом первого триггера, единичные

123150712

и информационные входы второго и третьего триггеров ьоединены с шиной единичного потенциала устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть кспользовано в вычислительной системе и комплексах автоматизированной Обработки экспериментальньпс данных. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит два блока сопряжения, каждый, из которых содержит дешифратор управляющих сигналов, узел прерывания, коммутатор, регистр состояния, шифратор адреса вектора прерываний, регистр данных ввода, узел приемопередающих усилителей, дешифратор адреса. 1 з.п. ф-лы,4 йл,,