Устройство для ввода информации Советский патент 1987 года по МПК G06F13/00 

112

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в качестве входного блока в устройствах обработки сигналов в частотной или временной областях, например, при построении спектральных анализаторов и цифровых фильтров.

Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства путем организации сортировки данных при вводе и выводе.

На фиг,I изображена функциональ- ная схема устройства; на фиг.2 - схема временного селектора; фиг;3 - временные диаграммы работы временного селектора; на фиг.4 - временные диаграммы ввода данных; на фиг,5 -Переменные диаграммы вывода данных.

Устройство (фиг,1) содержит первый накопитель 1, временной селектор 2, второй накопитель 3, третий счетчик 4, первый счетчик 5, второй, третий и первый регистры 6-8, сумматор 9, третий накопитель 10, второй счетчик 1I, первый дешифратор 12, второй дешифратор 13, первый 14 и второй 5 мультиплексоры, триг-, гер 16, с первого по четвертый элементы ИШ 17-20, первый 21 и второй 22 элементы ИЛИ-НЕ, первый 23 и второй 24 элементы И, с первого по четвертый элементы И-НЕ 25-28, элемент НЕ 29, Кроме того, устройство содержит источник 30 сообщений, ЭВМ 31, синхровход 32, информационная шина 33, шины 34 и 35 разметки последовательности данных, шина 36 управления выводом данных из источника сообщений, шина 37 установки адреса селекторной кйнстанты, шина 38 записи селекторных констант, шина 39 чтения селекторных констант, шина 40 записи начального адреса программы чтения, шина 41 записи команды программы чтения, шина 42 запроса на чтение, шина

43запуска программы чтения, шина

44начального адреса программы чтения, шина 45 остановки программы чтения, шина 46 возврата в начало )аммы чтения, шина 47 адресного смещения чтения, шина 48 кода операций чтения, шина 49 стробы селекции,

Временной селектор содержит (фиг,2) четвертый счетчик 50, пятый счетчик 51, шестой счетчик 52, третий элемент И 53, пятый элемент И-НЕ 54, второй 55 и третий 56 элементы НЕ

0

5

882

Устройство работает следующим образом, .

Ввод данных осуществляется под управлением сигналов разметки U и

и,, действующих соответственно на шигах 34 и 35, и временного селектора. С помощью сигналов разметки U ,и Uj из общего потока информации,, поступающего от источника 30 сообще- НИИ на шину 33, выделяются данные и определяются моменть; фиксации текущего адреса записи в регистре 8, содержимое которого при чтении ис- пользуется в качестве начального (базового) адреса. Кроме того, в процессе фиксации выделяется момент, сопровождающийся запросом программы чтения,

Кодирование сигналов U, и U в зависимости от вида 1нициируемой ими операции приведен в таблице,

В случае U U I информация на шине 33 является настроечной и .предназначена.для загрузки накопителей 3 и 10, а также для начальной установки счетчиков 4 и 11, Выбор конкретного приемника настроечной информации задается дешифратором 13,. на вход которого поступает код прием- ника, находящийся с соответствующей настроечной информацией на шине 33. Ввод данных в накопитель 1 осуществляется последовательно, начиная с произвольной ячейки, определяемой

5 начальным состоянием счетчика 5, При появлении в процессе ввода значения и, - О содержимое счетчика переписывается в буферный регистр 6, а после поступления из ЭВМ 31 кокан0 ды чтения (запуска программы чтения) по шине 43 - далее в регистр 8, Наличие в регистре 6 несчитанной информации запоминается триггером 16, который устанавливается в состояние

5 1 при вводе адреса в регистр 6 и в состояние О после считывания из этого регистра. При этом в зависимости от состояния триггера 16 в момент появления значения U, О возможны

0 два варианта поведения. Если триггер 16 находится в состоянии , а команда чтения по шине 43 отсутствует в источник 30 сообщений,по шине 36 поступает высоки:м уровнем сигнал за5 прета смены информации. При поступлении команды запуска программы чтения по шине 43 запрет на шине 36 снимается, содержимое регистра 6 переписывается в регистр 8, а триггер 16

3

остается в состоянии 1 появлении значения U 16 находится в состоянии ный адрес записывается в после чего триггер 16 усся в состояние 1. Если переписи из регистра 6 в и 0, триггер 16 перев .тояние О (таблица).

IEI

Операция

о Ввод данного, фиксации начального адреса, запрос программы чтения.

1 Ввод данного, фиксация начального адреса

1

0Ввод данного

1Ввод настроечной информации

2 S. При2,...; О i

В

С помощью временного селектора 2 обеспечивается вьщеление из входной последовательности тех данных, номера которых, вы }исляемые относительно определенным образом выбранного опорного импульса, имеют вид

N 1 + S, + S, + (1 + S,), (1) где S, - начальная фаза, отсчитываемая относительно опорного импульса;

длина пачки непрерывно сле- .дующих данных; - период следования пачек, этом S, 0,1,. , , ; S 1,

3 S. - 1; j 1,2,.. соответствии с формулой (1)

временной селектор осуществляет выделение из исходной последовательности даннЬгх периодических подпоследовательностей с периодом Sj + 1 , начальной фазой S, и длиной пачек S.

Работа временного селектора пояс-- няется временной диаграммой (фиг.З), где показан случай S 2, S 3, Sj 5, Начальная установка этих значений производится в момент t, по положительному (заднему) фронту сигнала 39, В момент t заканчивается формирование начальной фазы и счетчик 50 по сигналу 57 с собственного выхода переноса, поступающему на вход переноса через элемент НЕ 55, останавливается. Одновременно в счетчиках 51 и 52 сигналом с выхода элемента НЕ 55 устанавливается режим

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

счета. В результате, начиная со следующего синхроимпульса, содержимое счетчиков 51 и 52 последовательно уменьшается на 1. По достижении в счетчике 51 состояния О (момент t) по сигналу 58 выходного переноса, „появляющемуся на выходе элемента НЕ 56, устанавливается запрет счета в счетчике 51. В момент t счетчик 52 достигает состояния О, что приводит по сигналу 59 переноса к установке через элемент И 53 началь ных значений $2 и S, в счетчиках 51 и 52. Далее циклически повторяется описанный процесс счета, начиная с момента t. Выходы 60-62 соответствуют параллельным выходам соответствующих счетчиков.

Строб селекции, которым выделяются необходимые элементы из входной последовательности данных, формируется в виде низкого уровня на выходе элемента И-НЕ 54. При появлении высокого уровня на этом выходе возникает запрет счета в счетчике 5 и запрет записи в накопителе данных 1, что приводит к пропуску всех данных, появляющихся в это время на шине 33, Если в момент появления низкого уровня на выходе 43 происходит остановка ввода из-за занятости регистра 6, одновременно сигналом с выхода элемента И-НЕ 25 через элемент ИЛИ 18 устанавливается постоянный высокий уровень на третьем входе временного селектора. В результате в последнем происходит задержка изменения состояния, равная задержке вывода в источнике 30 сообщений, что обеспечивает сохранение временных соотношений между работой временного селектора и источника сообщений.,

На временной диаграмме (фиг.4) показан процесс ввода для случая вы- .деления из входной восьмиточечной последовательности подпоследовательности с пропуском каждого четвертого данного, что соответствует набору селекторных констант со значениями S, 0, Sj 3, S-5 3, момент, привязки к опорному импульсу здесь совпадает с моментом t установки селекторных констант. Перед началом ввода данных (момент t) триггер 16 устанавливается в состояние О (цепь начальной установки триггера

51

16 не показана). Фиксация текущего состояния счетчика 5 производится в моменты, соответствующие вводу данных D и D, для которых U, 0. При этом первая фиксация осуществляется всегда при пустом регистре 6 и происходит через такт после появления в момент t- комбинации U

Uo

о. Вторая фиксация, инициируемая

в момент t.

не может выполняться

немедленно, так как не начато чтение данных согласно первому вопросу. Это приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ 22 высокого уровня, который через элемент ИЛИ 18 поступает на третий вход временного селектора, осуществляя его остановку. Одновременно по шине 36 в источник 30 сообщений высоким уровнем поступает запрет на смену данных по шине 33, где остается данное Dg, В момент t поступает сигнал 43 запуска программы чтения, что сразу приводит к снятию запрета на шине 36, восстановлению синхросерии на третьем входе временного селектора и через такт - к переписи адреса из регистра 6 в,регистр 8, а из счетчика 5 - в регистр 6,. Одновременно в момент tg. источник

30сообщений выставляет на шине 33 новое данное Dy, В точном соответствии с длительностью tj, - 13 сигнала запрета на шине 36 происходит увеличение периода второй пачки данных во временном селекторе, который заканчивается теперь на два такта позже в момент tg, В момент t Заканчивается ввод данных и на шинах 34 и 35 устанавливается высокий уровень, что приводит сразу к появлению на выходе

49 временного селектора постоянного высокого уровня, В момент t. из ЭВМ

31приходит сигнал запуска второй программы чтения и через такт триггер 16 возвращается в состояние О,

Чтение данных осуществляется под управлением программы чтения, размещаемой в накопителе 10. Команды программы чтения содержат поле 47 смещения адреса чтения и поле 48 операции чтения. Исполнительный адрес чтения А формируется сумматором 9 по формуле

Аьг А,

ДА,

где Ад - начальный адрес, записанный

в регистре 8,

uA - смещение адреса чтения,

К числу кодируемых в программе

чтения операций, непосредственно ис919886

пользуемых в устройстве ввода, относятся операции остановки программы чтения и операция циклического возврата в начало программы,(При этом, 5 если не возникает неоднозначности, отрждествляют )11ины и действующие на них сигналы и операции Кроме этих операций можно использовать и другие, например, для разметки выходных результатов, получаемых ,в ЭВМ 31.

fO

На временной диаграмме (фиг.5) проиллюстрированы в динамике процес- сы загрузки программы чтения и вывода данных, где через (L) обозначен адрес команды L в накопителе 10, а через L - содержимое накопителя 1 по адресу L. Загрузка программы начинается в момент t с установки источником сообщения на шине 33 начального адреса и сопровождаемого появлением на шине 40 низким уровнем сигнала установки начального адреса. В результате на четвертом входе, счетчика 11 устанавливается сигнал, соответствующий режиму предустановки, а на третьем входе этого же счетчика - адрес первой загружаемой команды программы чтения. Через такт в момент

tj в счетчике 11 происходит установка входного адреса, а на шину 33 начинают поступать из источника загружаемые команды, которые сопровождаются сигналом низкого уровня на шине

41, При этом запись первой команды происходит по начальному адресу (L), а запись всех последующих в ячейки с последовательно увеличивающимися адресами, поскольку в счетчике 11

момента t устанавливается режим счета. Далее на диаграмме показан процесс запуск а про граммы чтения , который условно не связан с только что выполненной загрузкой программы. Вис- ходном состоянии (перед моментом t ) счетчик 11 находится в режиме счета, но без разрешения счета: на выходах элементов И 23 и 24 установлены состояния 1, В момент tj по шине 43

из ЭВМ 31 в ответ на запрос 42 поступает сигнал запуска, по положительному фронту которого (момент t) в счетчик 11 записывается начальный адрес вызываемой программы чтения,

При этом указанный адрес поступает из ЭВМ 31 по шине 44 через мультиг; плексор 15. С появлением на выходе накопителя 10 первой команды (момент ty) на шине 45 снимается сигнал операции остановки программы чтения, а в счетчике 11 устанавливается режим счета, в котором производится последовательная выборка команд, В момент tg с выхода дешифратора 12 на шину А6 поступает низким уровнем сигнал возврата в начало программы чтения,

На временной диаграмме (фиг,5) показан вариант работы с накопителем 10, в котором процесс записи и чтения стробируются синхросигналами 32, разрешакяцими выборку в накопителе в состоянии о, При этом в состоянии высокого уровня синхросигнала на выходе накопителя 10 формируется третье состояние, помеченное на временной диаграмме двойной штриховкой ,

Формула изобретения

1.Устройство для ввода информации содержащее первый накопитель, первый и второй счетчики, с первого по третий регистры, сумматор, первый и второй дешифраторы, первый и второй мультиплексоры, триггер, с первого по четвертый элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, первый элемент НЕ второй и Третий входы четвертого элемента ИЛИ являются вторым и третьим в ходами устройства, выход четветого элемента ИЛИ является первым выходом устройства, первые входы первого регистра и первого элемента И являются пятым входом устройства, вторые входы первого и второго счетчиков, с первого по третий регистров третьего элемента ИЛИ, триггера, второго элемента ИЛИ являются четвертым входом устройства, третий выход второго дешифратора соединен с третьим входом первого мультиплексора, четвертый - с третьим входом второго мультиплексора и с вторым входом первого элемента И, а пятый - с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, первый вход второго мультиплексора является шестым входом устройства, выход третьего элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого накопителя, выход которого является третьим выходом устройства, выход первого элемента ИЛИ является вторым выходом устройства, выход второго мультиплексора соединен с третьим входом второго счетчика.

O

5

0

5

0

35

40

45

50

55

отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства за счет организации сортировки данных при вводе и выводе, в него введены временной селектор, второй и третий накопители, третий счетчик, первый и второй элементы Шта-НЕ, с первого по четвертый элементы И-НЕ, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и четвертого элемента И-НЕ объединены с вторым входом четвертого элемента ИЖ, вторые входы третьего счетчика, первого мультиплексора, второго накопителя, четвертый вход первого накопителя, второй вход второго мультиплексора, второй вход второго дешифратора и третий вход третьего накопителя являются первым входом устройства, выход третьего счетчика соединен с первым входом первого мультиплексора, выход которого соединен с первым входом второго накопителя, выход которого соединен с первым входом временного селектора, выход которого соединен с вторыми входами первого дешифратора и первого элемента ИЛИ, с первыми входами третьего элемента ИЛИ, первого элемента ИЛИ-НЕ и четвертого элемента ИЛИ и с третьим входом Первого счетчика, первый вход третьего накопителя соединён с пятым выходом второго дешифратора, а вто-о рой вход - с выходом второго счетчика, первый выход третьего накопите- . ля соединен с первым входом третьего регистра, а второй - с первым входом первого дешифратора, первый вход четвертого элемента И-НЕ объединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ, а выход - с вторым входом временного селектора и первым входом второго дешифратора, первый выход которого соединен с первым входом третьего счетчика, второй выход - с четвертым входом третьего счетчика и третьим входом второго на-копителя, третий вход третьего счетчика объе- динен с вторым входом триггера, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и через первый элемент НЕ - с первым входом третьего элемента И-НЕ, выходы первого и третьего элементов И-НЕ соединены с первыми входами второго регистра и триггера соответственно, выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ,

выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и с вторыми входами первого и третьего элементой И-НЕ, первый вход второго элемента И-НЕ объединен с первым входом первого регистра, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и первого счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом временного селектора, четвертый вход которого объединен с третьим входом первого мультиплексора, первый и второй выходы первого дешифратора соединены с вторым входом второго элемента И и третьим входом первого элемента И соответственно, выход первого счетчика соединен с первым входом первого накопителя и с третьим входом второго регист ра, выход которого соединен с третьи входом первого регистра, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход третьего регистра соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого накопителя,

2,Устройство ПС п.1, о т л и - чающееся тем что временной

ш

20м 198810

селектор содержит с четвертого по шестой счетчики, пя.тый элемент И-НЕ, третий элемент И, второй и третий элементы НЕ, вторые входы третьего элемента И, четвертого счетчика и пятого элемента И-НЕ являются четвер тым входом временного селектора, четвертые входы с четвертого по шестой с четчиков являются первым входом временного селектора, третьи входы с четвертого по шестой счетчиков являются третьим входом временного селектора, четвертый вход пятого элемента И-НЕ является вторым входом времен- 5 ного селектора, выход четвертого счетчика соединен через второй эле-; мент НЕ с его первым входом и третьим входом пятого элемента И-НЕ и с вторыми входами пятого и шестого счетчиков, выход пятого счет.чика соединен через третий элемент НЕ с его первым входом и с первым входом пятого элемента И-НЕ, выход которого является выходом временного Селектора, выход шестого счетчика сое;щнен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с пятым входом пятого счет чика и первым входом шестого счетчика.

25

59

т-ЭД

57

50

60

53

51

6J

52

61

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве входного блока в устройствах обработки сигналов в частотной или временной областях, например, при построении спектральных анализаторов и цифровых фильтров. Изобретение позволяет увеличить быстродействие известного устройства за счет организации сортировки данных при вводе и выводе, позволяющей осуществлять чтение данных в порядке, отличном от порядка.записи этих данных, а также производить избиратель- гый ввод данных, что оказывается необходимым при организации параллель ных вычислений. Организация сортировки данных достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены временной селектор, два накопителя, счетчик, два элемента ИЛИ- НЕ и элемент И-НЕ. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл. с S (Л ю ;о :о эо 00

Фиг.2

5

Ф(г.З

t-S if C« «7t,

till.

Составитель A Трунов Редактор К.РогуличТехред Л Олейник ..

зТкТз 915Тираж 673Подга сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., Д. /

Производственно

-полигра ческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(PU2.5