Устройство для сопряжения ЭВМ с абонентом Советский патент 1987 года по МПК G06F13/24 

)0

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении каналов ввода- вывода высокопроизводительных ЭВМ, работающих в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - увеличение быстродействия путем освобождения ЭВМ от счета временных интервалов. На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2,- схема дешифратора команды задержки; на фиг.З - функциональная схема блока связи с ЭВМ; на фиг.4 - функциональная схема блока связи .с абонентом; на фиг.З - алгоритм работы блока микропрограммного управления; на фиг.6 - функциональная схема блока микропрограммного управления.

Устройство содержит блок 1 связи с ЭВМ, блок 2 связи с абонентом, блок 3 микропрограммного управления, регистр 4 управляющего слова, регист . 5 слова состояния, дешифратор 6 вида „

f5

20

онную шину 39 и дешифратор 40 кода нуля.

Устройство работает.следующим образом,

Устройство осуществляет обмен командной и числовой информацией с ЭВМ через блок , а с абонентами через блок 2 . В соответствии с командной информацией, содержащейся в регистре 4, блок 3 вырабатывает сиг- налы, управляющие вьшолнением всех команд в устройстве.

Дешифратор 6 совместно с регистром 5 и шифратором 7 в зависимости от указателей, содержащихся в байте состояния абонентов, состояния блока 3 микропрограммного управления и других специальных признаков инициирует различные виды обслуживания байтов состояния абонентов.

Шифратор 8 совместно с дешифратором 6, регистром 5, шифратором 9 и блоками 1 и 3 организует прекращение выполнения текущей команды при пособслуживания, шифратор-7 адреса ело- Г туплении на вход 13 сигнала прерыва- ва состояния, шифратор 8 команды ос-. ния от абонента, формирует слово сос- танова, шифратор 9 адреса команды, ин- тояния канала, которое записывается формационные выход 10 и вход 11 устрой в ОЗУ ЭВМ и сигнал прерывания для и ства, выход/12 прерываний устройства, информирования ЭВМ о прерывании те , «ии i/ ,

вход 13 прерываний устройства, дешифратор 14 команды задержки, блок 15 генераторов тактовых импульсов, первый 16 и второй 17 информационные входы,дешифратора команды задержкущей команды по требованию абонента. Шифратор 9 формирует адрес начала программы .канала, по которой обслуживается абонент.

Дешифратор 14 совместно с блоком

ки и информационные 1Й входы-выходы 15 организует счет временных интервадешифратора команды задержки.

Дешифратор 14 команды задержки состоит-из двух дешифраторов 19.1 и 19,2 и коммутатора 20.

Блок 1 связи с ЭВМ содержит дешифратор 21 номера канала, регистр 22 инструкций, входной 23, выходной 24 и адресный 25 регистры оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) сумматор 26 количества чисел, сумматор 27 адреса.команды и сумматор 28 адреса обмена.

Блок 2 связи с абонентом образуют регистры: 29 информации канала, 30 номера ВУ, 31 кода операции, 32 информации абонента, 33 управления канала, 34 управления абонента, коммутатор 35,

Блок 3 микропрограммного управления работает по алгоритму, приведенному на фиг,5, и содержит мультиплексор 36, узел 37 постоянной памяти, выходной регистр 38, информаци0

„

f5

0

онную шину 39 и дешифратор 40 кода нуля.

Устройство работает.следующим образом,

Устройство осуществляет обмен командной и числовой информацией с ЭВМ через блок , а с абонентами через блок 2 . В соответствии с командной информацией, содержащейся в регистре 4, блок 3 вырабатывает сиг- налы, управляющие вьшолнением всех команд в устройстве.

Дешифратор 6 совместно с регистром 5 и шифратором 7 в зависимости от указателей, содержащихся в байте состояния абонентов, состояния блока 3 микропрограммного управления и других специальных признаков инициирует различные виды обслуживания байтов состояния абонентов.

Шифратор 8 совместно с дешифратором 6, регистром 5, шифратором 9 и блоками 1 и 3 организует прекращение выполнения текущей команды при поступлении на вход 13 сигнала прерыва- ния от абонента, формирует слово сос- тояния канала, которое записывается в ОЗУ ЭВМ и сигнал прерывания для и информирования ЭВМ о прерывании текущей команды по требованию абонента. Шифратор 9 формирует адрес начала программы .канала, по которой обслуживается абонент.

Дешифратор 14 совместно с блоком

лов при вводе центральным вычислителем команды Задержка .

Устройство активизируется по соответствующей инструкции от ЭВМ или по требованию абонента,

ЭВМ инициирует выполнение операции обмена с устройством с помощью инструкции, формат которой

45

НК

КИ

АНП

где поле НК (номер канала )содержит двоичный- код номера устройства, в котором инициирует обмен; поле КИ (коа инструкции) - код инструкции, например, начать ввод-вывод (НВВ), Остановить ввод-вывод (ОВВ); АНП (адрес начала программы) является адресом ОЗУ, в котором хранится пер- вая команда программы обмена.

После засьшки инструкции в устройство процессор отключается от устройства и продолжает выполнение своей программы. Если получена инструкция Начать ввод-вывод, устройство самостоятельно пересылает .АНП в адресный регистр 25 и считывает из ОЗУ

Б зависимости от типа операции ввода-вывода блок 3 организует работу устройства. Если в коде команды отсутству ет признак Задержка, раво входной регистр 23 первую команду бота устройства не отличается от pai

программы. Формат команды программы устройства:

КОП НБУ ФЛ АО АК КЧ Н

боты любого традиционного канала. Блок 3;совместно с блоком 2 организует логическую связь с абонентом. В зависимости от типа операции данные из ячейки ОЗУ, определяемой содержимым регистра 25, через регистр 23 поступают в регистр 29, а затем на шины 0 абоненту (при операции Запись) или от абонента через регист- 32 и 24 в ОЗУ. АО из регистра 4 через блок 3 (шина 39) заносится в адресный регистр 25 и сумматор 28, КЧ - в сумматор 26, а затем содержимое сумматора 28 увеличивается на 1, содержимое сумматора 26 уменьшается на 1 и заносится в регистр 4 в области полей АО, КЧ соответственно.

Поле КОП (кода операции) содержит код операций команды ввода-вывода), выдаваемый внешнему устройству (ВУ); после НБУ (номера внешнего устройства) - код номера ВУ, с которьм осуществляется обмен; поле ФЛ - флажки (указатели), управляющие работой устройства, например, ЦЕПОЧКА КОМАНД, ЦЕПОЧКА ДАННЫХ, ПРОГРАММНО-УПРАВШТЕ- МОЕ ПРЕРЫВАНИЕ и др.; поле АО (адрес обме на) определяет начальньгй адрес ОЗУ, откуда передается (или куда принимается) информация в ходе вьтолнения операции обмена; поле АК адрес команды - адрес ячейки ОЗУ, в котором хранится следующая команда программы; поле КЧ (количество чисел) содержит код количества чисел, подлежащих передаче по операции обмена; поле Н (неиспользуемое поле) присутствует в связи с тем, что формат команды обычно не совпадает с форматом машинного слова и служит для согласования форматов.

Для индентификации режима Задерж- личиваётся на в сумматоре 27 j, а ка в формате команды программы уст- затем снова записывается в регистр ройства вводится признак Задержка . 4. Регистры 29 и 32 блока 2 служат Этот признак может кодироваться в для согласования форматов информа- поле КОП или специальным указателем ции в ЭВМ в ВУ. Обмен с ВУ произ- в поле ФЛ, Для программного задания 40 водится байтами, а с ОЗУ словами, того или иного генератора блока 5 в формате команды в области Н вводит ся поле кода номера частоты меток - времени, для кодирования кода номера

например, ПО 4 байта.

При вьтолнении операции записи на ВУ информация из регистра 23 поступает в регистр 29, оттуда через коммучастоты меток времени можно использо-45 татор побайтно на ВУ, При считывании вать поле, неиспользуемое при коман- информация побайтно принимается на де с кодом операции Задержка, например поле АО. Кодом периода задержки служит содержимое поле КЧ, Прогрегистр 32, а после накопления полного слова (4 байта), переписывается в регистр 24, а затем в ОЗУ, Регистраммно-задаваемый код периода задерж-50 ры 30 и 31 служат соответственно для ки модифицируется на -1 по каждому хранения ИВУ и КОП, ИВУ и КОП поступают из регистра 4 через шину 39 блока 3. Регистр 33 предназначен для

выходному импульсу на входах-выходах 18 дешифратора 19,1 команды задержки

формирования управляющих сигналов 55 устройства, а регистр 34 для

Из регистра 23 команда обмена пересылается в блок 2 и регистр 4 управляющего слова, а оттуда в блок 3 и дешифратор 14.

Б зависимости от типа операции ввода-вывода блок 3 организует работу устройства. Если в коде команды отсутству ет признак Задержка, работа устройства не отличается от pai

0

5

0

боты любого традиционного канала. Блок 3;совместно с блоком 2 организует логическую связь с абонентом. В зависимости от типа операции данные из ячейки ОЗУ, определяемой содержимым регистра 25, через регистр 23 поступают в регистр 29, а затем на шины 0 абоненту (при операции Запись) или от абонента через регист- 32 и 24 в ОЗУ. АО из регистра 4 через блок 3 (шина 39) заносится в адресный регистр 25 и сумматор 28, КЧ - в сумматор 26, а затем содержимое сумматора 28 увеличивается на 1, содержимое сумматора 26 уменьшается на 1 и заносится в регистр 4 в области полей АО, КЧ соответственно.

После того, как КЧ станет равным О (определяет дешифратор 40), вы- 5 полнение команды прекращается, устройство передает в ОЗУ слово состояния из регистра 5 через регистр 24 по адресу, формируемому шифратором 7 и занесенному в регистр 25, После выполнения команды устройством выбирается следующая команда из ОЗУ по адресу АК, который из регистра 4 через блок 3 был занесен в сумматор 27. После выполнения команды АК увё0

личиваётся на в сумм затем снова записывает 4. Регистры 29 и 32 бл для согласования форма ции в ЭВМ в ВУ. Обмен водится байтами, а с

например, ПО 4 байта.

татор побайтно на ВУ, При считывании информация побайтно принимается на

регистр 32, а после накопления полного слова (4 байта), переписывается в регистр 24, а затем в ОЗУ, Регистформирования управляющих сигналов устройства, а регистр 34 для

приема и задержки управляющих сигналов абонентов. Задержки необходимы для надежного приема сигналов на информационных шинах ,

Если в комавде устройства, переанной в регистр 4, содержится признак Задержка, то дешифратор 19.1 выдает соответствующий сигнал на вход-выход 18 в блок 3, В этом слу- 5 Чае блок 3 не организует ло1 ической связи с ВУ через шины 10 и.11 ЭВМ.

Дешифратор 19.2 декодирует содержимое поля кода номера частоты меток времени. По сигналу из блока 3 с вхо- W а-выхода 18 сигналы с выхода дешиф- ратора 19.2 поступают на вторые входы коммутатора 20, открывая один из элементов И коммутатора 20, на первые входы которого поступают по шинам 16 5 сигналы определенной частоты из блока 15, При поступлении сигнала из блока 15 на вход коммутатора на выходе последнего формируется сигнал, поступающий по входам-выходам 18 в 20 блок 3, где формируется сигнал, модификации на -1 содержимого сумматора 26 количества чисел. При достижении нулевого содержимого поля КЧ в регистре 4 дешифратором 6 по сигналу КЗ блока 3 формируется сигнал прерывания, который по шинам 12 поступает в систему прерываний ЭВМ и является меткой окончания вьтолнения команды Задержка, блоком 3 форми- 30 руется сигнал сброса дешифратора 19.1..

Блок 15 представляет собой совокупность генераторов частот .

Если была введена инструкция от ЭВМ Остановить ввод-вывод то уст- 35 ройство прекращает выполнение текущей команды независимо от того, какого типа команда ввода-вывода бьша задана.

Блок 3 работает в соответствии 40 с алгоритмом, приведенным на фиг.5. Одна из возможных реализаций блока правления приведена на фиг .6 . Блок

При поступлении сигнала прерывания на выходе шифратора команды Остановить ввод-вывод (шифратор 8), вырабатывается сигнал Инструкция и код команды Остановить ввод-вывод. Шифратор 8 может быть реализован в виде ПЗУ, в котором хранится код команды. Шифратор 7 адреса сло3 представляет собой микропрограммный автомат. Информация, записанная в вы-45 ва состояния (СС) предназначен для ходном регистре (и в памяти), разби- формирования и передачи в блок 1 ад- та на три поля: поле выходных сигналов , поле управления мультиплексором, поле управления адресом перехореса ОЗУ, в который записьшается CG устройства.

При.16-разрядном адресе ОЗУ струкда. Выходы поля выходных сигналов яв-50 тура СС имеет следуклций вид: л яются выходными сигналами блока 3

.управления и поступают в соответствующие блоки. Сигналы с выхода поля управления мультиплексором поступают на управляющий вход мультиплексора и определяют входной сигнал, анализиру- емый в данном состоянии. Адрес памяти формируется следующим образом: старшие разряды - с выхода поля адреса

перехода, младший разряд - с выходом мультиплексора, т.е. следующее состояние определяется предыдущим состоянием (поле адреса перехода) и входным сигналом.

Блок управления работает следующим образом.

По сигналу Сброс на выходном регистре 38 в поле адреса перехода устанавливается нулевой адрес памяти в поле выходных сигналов - нули, в поле управления мультиплексором - ко входного сигнгша, анализируемого в нулевом состоянии (в соответствии с фиг .5 - сигнал Инструкция от шифратора 8 ). Каждому состоянию блока управления соответствует два адреса, отличающиеся значением младшего разряда, который принимает значение О или 1 в зависимости от значения входного сигнала, анализируемого в этом состоянии. Так если сигнал Инструкция от блока 1 равен нулю, то на выходе мультиплексора 36 присутствует нулевой сигнал, который совместно с нулевым полем адреса перехода обеспечивает обращение к памяти по нулевому адресу (автомат остается в нулевом состоянии). После того, как сигнал Инструкция становится равным единице, происходит обращение к памяти по первому адресу и автомат переходит в следующее состояние в соответствии с алгоритмом.

При поступлении сигнала прерывания на выходе шифратора команды Остановить ввод-вывод (шифратор 8) вырабатывается сигнал Инструкция и код команды Остановить ввод-вывод. Шифратор 8 может быть реализован в виде ПЗУ, в котором хранится код команды. Шифратор 7 адреса слова состояния (СС) предназначен для формирования и передачи в блок 1 ад-

ва состояния (СС) предназначен для формирования и передачи в блок 1 ад-

реса ОЗУ, в который записьшается CG устройства.

При.16-разрядном адресе ОЗУ струкОр БАЗА 9р

0р

15р

Разряды с 0-го по 9-й имеют постоянный код, хранящийся на регистре базы шифратора 7; 10-й разряд равен нулю, если абонент не сверхоперативный, и единице - в противном случае.

Разряды с И-го по 15-й для обычного абонента соответствуют номеру подканала. Для сверхоперативных абонентов 11-й разряд равен при выполнении команды Запись и О при вьтолне- нии команды Чтение. В разрядах 12-15 содержатся младшие разряды кода номера абонента.

ционный вход которого соединен с перПри поступлении сигнала прерывания Овым выходом блока микропрограммного

об абонента на выходе шифратора 9 фор-управления и первым информационным

мируется код адреса начала программывходом блока связи с ЭВМ, второй

обмена с этим абонентом. Шифратор 9третий, четвертый и пятый информациможет быть вьшолнен в виде ПЗУ, в ко-онные входы которого соединены с интором хранятся адреса начала прог- -5формационными выходами шифратора адрамм. После обращения в ОЗУ команду.реса слова состояния, шифратора ад- .из регистра 23 записывается в регистр А. Начинается выполнение команды.

реса команды, регистра слова состояния и вторым информационным выходом блока связи с абонентом соответственно, информационный выход блока связи с ЭВМ соединен с третьим ни - формационным входом блока связи с абонентом и информационным входом регистра управляющего слова, выход которого соединен с третьим информационным входом регистра слова состояния , информационным входом шифратора адреса слова состояния, вторым информационным входом дешифратора вида обслуживания и первым входом логических условий блока, микропрограммного управления, второй выход которого соединен с управляющим входом дешифратора вида обслуживания и синхровходом регистра слова состояния, второй разрешающий вход шифратора адреса слова состояния соединен с третьим выходом блока микропрог раммного управления, вход запуска которого соединен с выходом шифратора . команды останова, о тличаю- щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены дешифратор команды задержки и блок

Формула изобре1ени

Устройство для сопряжения ЭВМ с абонентом, содержащее блок связи с ЭВМ, блок связи с абонентом, блок микропрограммного управления, регистр управляющего слова, регистр слова состояния, шифратор адреса ко манды, шифратор адреса слова состояния, шифратор команды останова, дешифратор вида обслуживания, причем первый информационный вход-выход блока связан с ЭВМ является входом-выходом устройства для подключения к информационному входу- выходу ЭВМ, первый информационный выход блока связи с абонентом является выходом устройства для подключения к информационному входу абонента, первый информационный вход

реса команды, регистра слова состояния и вторым информационным выходом блока связи с абонентом соответственно, информационный выход блока связи с ЭВМ соединен с третьим ни - формационным входом блока связи с абонентом и информационным входом регистра управляющего слова, выход которого соединен с третьим информационным входом регистра слова состояния , информационным входом шифратора адреса слова состояния, вторым информационным входом дешифратора вида обслуживания и первым входом логических условий блока, микропрограммного управления, второй выход которого соединен с управляющим входом дешифратора вида обслуживания и синхровходом регистра слова состояния, второй разрешающий вход шифратора адреса слова состояния соединен с третьим выходом блока микропрог раммного управления, вход запуска которого соединен с выходом шифратора . команды останова, о тличаю- щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены дешифратор команды задержки и блок

40

блока связи с абонентом соединен с первыми информационными входами регистра слова состояния и дешифратора вида обслуживания и является входом устройства для подключения к информационному выходу абонента, второй ин- 45 генераторов так1чэвых импульсов при формационный вход регистра слова сое- этом группа тактовых выходов блока тояния соединен с информационными входами шифратора адреса команды и шифратора командй останова и являетгенераторов тактовых импульсов соединена с группой информационных входов дешифратора команды задержки, инея входом устройства для подключе- 50 формационный вход которого соединен

с выходом регистра управляющего слова, информационный вход-выход дешифратора команды задержки соединен с третьим входом-выходом логических 55 условий блока микропрограммного управления.

ния к выходу прерывания абонента, выход дешифратора вида обслуживания соединен с первым разрешающим входом шифратора адреса слова состояния и является выходом устройства для подключения к входу прерывания

ЭВМ, при этом второй информационный вход-выход блока связи с ЭВМ соединен с первым входом-выходом логических условий блока микропрограммного управления, второй вход-выход логических условий которого соединен с информационным входом-выходом блока связи с абонентом, второй информареса слова состояния, шифратора ад-

0

5

реса команды, регистра слова состояния и вторым информационным выходом блока связи с абонентом соответственно, информационный выход блока связи с ЭВМ соединен с третьим ни - формационным входом блока связи с абонентом и информационным входом регистра управляющего слова, выход которого соединен с третьим информационным входом регистра слова состояния , информационным входом шифратора адреса слова состояния, вторым информационным входом дешифратора вида обслуживания и первым входом логических условий блока, микропрограммного управления, второй выход которого соединен с управляющим входом дешифратора вида обслуживания и синхровходом регистра слова состояния, второй разрешающий вход шифратора адреса слова состояния соединен с третьим выходом блока микропрограммного управления, вход запуска которого соединен с выходом шифратора . команды останова, о тличаю- щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены дешифратор команды задержки и блок

35

40

45 генераторов так1чэвых импульсов при этом группа тактовых выходов блока

генераторов так1чэвых импульсов при этом группа тактовых выходов блока

генераторов тактовых импульсов соединена с группой информационных входов дешифратора команды задержки, инблонЭ из иъ блокад вблон олонаУблона 1

Фиг.д

„.. блоло.2 дол он

I

аломаб

&fWr}

Ui 8мна 1

ZO

3f

8 блея 1

J2

uuit H

-Я|л/

10

Шина

liutta мпоофлв- Ht/f labiffAma

аин-л ««w

w/яа J

t:«M r « s

.ijiai

nil

I III

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении каналов I ввода-вывода высокопроизводительных ЭВМ, работающих в реальном масштабе времени. Целью изобретения является повышение быстродействия за счет освобождения ЭВМ от счета временных интервалов. Устройство содержит блок 1 связи с ЭВМ, блок 2 связи с абонентом, блок 3 микропрограммного управления, регистр 4 управляющего слова, регистр 5 слова состояния, блок 15 генераторов тактовых импульсов, шифратор 7 адреса слова состояния, шифратор 9 адреса команды останова, дешифратор 6 вида обслуживания, дет шифратор 14 команды задержки. 6 ил. с Фиг.1