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

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

Цель изобретения - повышение достоверности передачи данных.

На фиг„1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2 - узел прерывания, вариант реализации; на фиг.3 - один разряд .регистра данных вывода, вариант реализации.

Устройство содержит (фиг,1) блок 1 приемно-передающих усилителей дешифратор 2 управляющих сигналов, регистр 3 внутренней адресации, дешифратор 4 адреса узел 5 прерывания, коммутатор 6, регистр 7 состояния, регистр 8 данных вывода, шифратор 9 адреса вектора прерывания, элемент 10 задержки, усилитель 11 сигналов данных, регистр 12 данных ввода, выходы и входы 13-20 устройства.

Узел 5 прерывания при использовании ЭВМ типа Электроника-60 содержит (фиг.2) вход 21 разрешения прерыва- ния вывода, вход 22 готовности вывода или аварии, вход 23 готовности ввода или аварии, вход 24 разрешения прерывания ввода, выход 25 чтения вектора прерывания вывода, выход 26 чтения вектора прерывания ввода, выход 27 чтения вектора прерывания контроля, вход 28 сигнала вход 29 ПНР, выход 30 ППРО, выход 31 СШ вход 32 сигнала Сброс, выход 33 ТПР, вход 34 контроля, триггеры 35- 37, элементы КЕ 38 - 41, элементы И 42 - 47, элементы И-НЕ 48 - 54, элементы ИЛИ 55 и 56, элемент 57 задержки,

Регистр 8 данных вывода 8 содержит (фиг.З) первый 58 и второй 59 информационные триггеры, первый, элемен НЕ 60, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 61, элемент ИЛИ 62, второй элемент НЕ 63 первый 64 и второй 65 информационные выходы, вход 66 начальной установки, вход 67 записи регистра данных вывода, информационный вход 6В регистра данных вывода.

Обмен: информацией между ЭВМ и внешним устройством осуществляется в программном режиме и режиме прерываний и включает в себя адресный цик и цикл приема или передачи информации,

В адресном цикле адрес внешнего устройства, выдаваемого ЭВМ, поступает через блок 1 приемно-передающих усилителей на дешифратор 4 адреса, 5 дешифруется и запоминается в регистре 3 внутренней адресации, где сохраняется до окончания всего цикла передачи или приема данных.

Для обращения к любому регистру О ЭВМ в каждом цикле операции помещает адрес необходимого регистра, старшие разряды которого указьгеают( на принадлежность этого адреса к области адресов устройства сопряжения, куда входит регистр, а младшие разряды - на конкретный регистр, к которому идет обращение.

Идентификацию адреса устройства сопряжения и а.дреса, выдаваемого ЭВМ, 0 осуществляет дешифратор 4, В случае соответствия адресов дешифратор 4 выдает на дешифратор 2 управляющих сигналов сигнал выборки устройства, разрешая его работу. Дешифратор 2 заправляющих сигналов в зависимости от вида операции, проводимой ЭВМ, и кода, поступаемого с регистра 3 адреса, производит либо запись информации в выбранный регистр, либо счи50 тывание из него данных, I

Лри записи данных в регистр 7 состояний дешифратор 2 управляющих сигналов стробирует данные, поступающие в регистр 7 состояния с блока приемно-передающих усилителей 1, При считывании данных из регистра 7 состояния дешифратор 2 управляющих сигналов обеспечивает такое включение коммутатора 6 при котором информация из регистра 7 состояний поступает через блок 1 приемно-передающих усилителей в ЭВМ.

Аналогичным образом производится считьшание информации из регистров данных ввода 12 и вывода 8

Дешифратор 2. управляющих сигналов обеспечивает также выдачу в ЭВМ синхросигнала, позволяющего ЭВМ судить о правильности производимого цикла обращения к устройству,

В программном режиме устройство работает следующим образом.

Пусть внешнее устройство готово принять информацию, о чем сообщает приходом сигнала готовности вывода на вход 16 устройства. Этот сигнал фиксируется в регистре 7 состояния и затем может,быть оттуда считан в ЭВМ

35

40

45

50

55

через коммутатор 6 и блок 1 приемно- передающих усилителей. Таким образом, ЭВМ получает информацию о готовности внешнего устройства к приему информации. Проводя затем операцию записи информации в регистр 8 данных вывода, ЭВМ осуществляет выдачу данных на внешнее устройство через усилитель II сигналов данных и выход 19,

застробировав их сигналом стробирова-JO мепт программы,

НИН выходных данных на выходе 18,

Сигнал на выходе I8 вьщается дешифратором управляющих сигналов с временной задержкой, определяемой элементом 10 задержки, через усили- t5 гели 11 сигналов данных на выход 18, Принимая эти данные, внешнее устройство снимает сигнал готовности на входе 16, запрещая таким образом передачу из ЭВМ новой информации. Как 20 только внешнее устройство готово к приему новых данных, оно вновь выставит на входе 16 сигнал готовности, и цикл передачи данных на внешнее устройство может быть повторен.

-При вьщаче информации внешним уст - ройством в ЭВМ устройство сопряжения, если оно готово к приему информации, помещает на выходе 15 сигнал готовноУправление работой устройства в режиме прерываний осуществляется узлом 5 прерывания, а выбор необходимого адреса вектора прерывания - шифратором 9 адреса вектора прерывания, который помещает адрес вектора в канал ЭВМ через коммутатор 6 и блок 1 приемно-передающих усилителей,

В программе обработки прерываний осуществляется либо чтение информации из регистра 12 данных ввода, если прерывание произошло по сигналу готовности ввода, либо запись информации в регистр 8 данных вывода, если прерывание произошло по сигналу готовности вывода.

Кроме того, в устройстве сопряжения предусмотрен контроль за состоянием внешнего устройства посредством

35

40

сти ввода. При появлении этого сигна--30 сигнала Авария, поступающего в уст- ла внешнее устройство производит запись данных в регистр 12 данных ввода устройства сопряжения через вход 20, стробируя Их сигналом стробиро- вания входных данных, поступающим на вход 17 устройства. Этим же сигналом в регистре 7 состояния устанавливается разряд готовности ввода информации и снимается сигнал готовности вьшода с выхода 15, запрещая тем самым выдачу новых данных внешним устройством.

Проанализировав сигнал готовности ввода и найдя его активным, ЭВМ производит операцию чтения информации из регистра 12 данных ввода через коммутатор 6 и блок 1 приемно-передающих усилителей. По завершении этой операции устройство сопряжения вновь помеп ает сигнал готовности на выходе 0 15, т.е. цикл приема даннь1х с внешнего устройства может быть повторен.

В режиме прерываний обмен информацией между ЭВМ и внешним устройством

45

ройство через вход 14 аварии. Таким сигналом может быть отсутствие напряжения питания на внешнем устройстве или отклонение его от допустимой нормы.

Сигнал этот, поступая в устройство сопряжения, фиксируется в регистре 7 состояния и может быть оттуда считан, сообщая, таким образом, о неисправности внешнего устройства. Этот же сигнал, в случае установки .в регистре 7 состояния любого из разрядов разрешения прерываний, вызовет в ЭВМ прер ывание текущей программы по аварии внешнего устройства. Аналогичным образом само устройство сопряжения способно через вьгход 13 вьщавать на внешнее устройство сигнал аварии в случае отклонения напряжения питания от нормы.

Для исключения возможности вьща- чи на внешнее устройство ложной информации регистр 8 данных вывода соосу дествляется таким же образом, что -55 бирают по схеме, представленной на

и в программном режиме, с той лишь разницей, что для работы в этом режиме должна быть разрешена работа

устройства в режиме прерываний установкой соответствующих разрядов в регистре 7 состояния, а именно разрядов разрешения прерывания по вводу и выводу, С установкой зтих разрядов и при наличии соответствующих сигналов готовности ввода или вывода устройства сопряжения вызывает в ЭВМ прерывание выполняемой в данный моУправление работой устройства в режиме прерываний осуществляется узлом 5 прерывания, а выбор необходимого адреса вектора прерывания - шифратором 9 адреса вектора прерывания, который помещает адрес вектора в канал ЭВМ через коммутатор 6 и блок 1 приемно-передающих усилителей,

В программе обработки прерываний осуществляется либо чтение информации из регистра 12 данных ввода, если прерывание произошло по сигналу готовности ввода, либо запись информации в регистр 8 данных вывода, если прерывание произошло по сигналу готовности вывода.

Кроме того, в устройстве сопряжения предусмотрен контроль за состоянием внешнего устройства посредством

сигнала Авария, поступающего в уст-

ройство через вход 14 аварии. Таким сигналом может быть отсутствие напряжения питания на внешнем устройстве или отклонение его от допустимой нормы.

Сигнал этот, поступая в устройство сопряжения, фиксируется в регистре 7 состояния и может быть оттуда считан, сообщая, таким образом, о неисправности внешнего устройства. Этот же сигнал, в случае установки в регистре 7 состояния любого из разрядов разрешения прерываний, вызовет в ЭВМ прер ывание текущей программы по аварии внешнего устройства. Аналогичным образом само устройство сопряжения способно через вьгход 13 вьщавать на внешнее устройство сигнал аварии в случае отклонения напряжения питания от нормы.

Для исключения возможности вьща- чи на внешнее устройство ложной информации регистр 8 данных вывода софиг.3.

Регистр 8 данных вьшода работает следующим образом.

5-13

В исходном состоянии информационные триггеры 58 и 59 находятся в противоположных состояниях, т.е. первый информационный триггер 58 в нулевом состоянии, второй 59 в состоянии единицы.

При нормальной работе регистра 8 данных вывода при записи з него информационные триггеры 58 и 59 всегда находятся в противоположных состояниях за счет того, что во второй информационный триггер 59 записывается информация, инверсная той, которая записывается в триггер 58,

Со стояния информационных триггеров 58 и 59 анализируются элементом ИСКЛЮ ШадКЕ ИЛИ 61. в случае их отличия высокий уровень с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 61 поступает на первый вход элемента ИЛИ 62, где происходит сборка по ИЛИ сигналов, поступающих со всех информационных триггеров регистра В данных вывода.

При исправности всех информационных триггеров регистра 8 данных вывода на всех входах элемента ИЛИ 62 присутствует высокий уровень, которому соответствует низкий уровень на выходе этого элемента. Инвертируясь элементом НЕ 63, сигнал с выхода элемента ИЛИ 62 пост упает на второй информационный выход (выход контроля ) 65 высоким уровнем, разрешая тем самым работу усилителя 1 -сигналов данных, посредством которого дан нае с первого информационного выхода 64 регистра В данных вывода передаются на выход 19 для выдачи на внешнее устройство.

При неисправности одного из информационных триггеров 58 или 59 или в случае сбоя, приведшего к изменению состояния одного из них, возникает ситуация, при которой оба триггера находятся в одинаковые состояниях, что вызывает появление низкого уровня на выходе элемента ИСКЛЮЧ.ЮЩЕЕ ШШ 61 и влечет за собой отключение усилителя 11 сигналов данных сигналом низкого уровня на выходе 65. Это же сигнал устанавливает соответстну- ющий разряд ошибки передачи в регистре 7 состояния, который может быть оттуда считан и проанализирован ЭВМ.

При установленном разряде разрешения Прерывания по выводу в регистре 7 состояния узел 5 прерывания вызовет в ЭВМ прерывание текущей прог25916

раммы с адресом, считываемым в цикле прерывания шифратора 9 адреса вектора прерывания и соответствующим прерыванию по ошибке в регистре данных

5 вывода.

Конкретно определить неисправный информационный триггер в регистре 8 данных вывода можно, проведя операцию чтения информации из него и сравнения считанной информации с записанной.

Формула изобретения

I, Устройство для сопряжения ЭВМ с внешним устройством, содержащее дешифратор управляющих сигналов, дешифратор адреса, регистр внутренней адресации,, регистр состояния, ре- гистр данных вывода, узел прерьгаания, коммутатор, блок приемно-передающих усилителей, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности передачи данных, в него введены усилитель сигналов данных, регистр данных ввода( шифратор адреса вектора прерыванияj, элемент задержки, при этом первая группа информационных входов-выходов блока приемно-пет редаюших усилителей является группой входов-выходов устройства для подключения к шине ЭВМ, первый выход дешифратора управляющих сигналов является выходом устройства для подключения к входу аварии внешнего устройства, первый и второй информационные входы и первый информационньй выход регистра состояния являются входами и выходом-устройства для подключения к выходу аварии, выходу готовности и к входу готовности внешнего устройства соответственно, третий информационный вход регистра состояния соединен с входом записи регистра данных ввода и является входом устройства для подключения к синхровходу внешнего устройства, первый и второй информационные выходы усилителя сигнала данных являются выходами устройства для подключения к синхровходу и, информационному входу .внешнего устройства соответственно, информационный вход регистра-данных ввода является входом устройства для подключения к информационному выходу внешнего устройства, причем вторая группа информационных входов-выходов блока

7

приемно-передающих усилителей соединена с группой информационных входов выходов дешифратора управляющих сигналов, управляющий вход которого соединен с первым выходом дешифратора адреса, второй выход которого соединен с информационным входом регистра внутренней адресации, информационньй выход которого соединен с информационным входом дещифратора управляющих сигналов, второй выход которого соединен с входом записи регистра данны вывода и с входом элемента задержки, выход которого соединен с первым информационным входом усилителя сигналов данных, второй информационный вход которого соединен с первым информационным выходом регистра данных вывода и с первым информационным входом коммутатора, информационный выход которого соединен с информационным входом блока приемно-передающих усилителей, третья группа информаци- онных входов-выходов и первый информационный выход которого соединены с группой информационных входов-выходов дешифратора адреса и входом записи регистра внутренней адресации соответственно, четвертая группа информационных входов-выходов блока приемно-передающих усилителей соединена с группой кодовых входов-выходов узла прерывания, группа кодовых входов которого соединена с группой информационных выходов регистра состояния, синхровход которого соединен с третьим выходом дешифратора управляющих сигналов, четвертый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, второй, третий и четвертый информационные входы которого соединены с первым, вторым и третьим вькодами прерьгоания узла прерывания соответственно, кодовый вход которого соединен с четвертым информационным входом регистра состояния, разрешающим входом усилителя сигналов данных и вторым информационным выходом регистра данных вывода, информационный вход которого соединен с вторым информационным выходом блока приемно-пере- дающих усилителей, третий информационный выход которого соединен с пятым информационным входом регистра состояния, второй информационный выход которого соединен с пятым информационным входом коммутатора, шестой и седьмой информационные входы которого соединены с информационными вы

-

ходами шифратора адреса вектора прерывания и регистра данных ввода соответственно, установочный вход регистра данных вывода является уста- новочным входом устройства,

2. Устройство по п., о т л и - чающееся тем, что узел прерьгоания содержит три триггера, шесть элементов И, семь элементов И-НЕ, JO два элемента ИЛИ, четыре элемента НЕ, элемент задержки, причем синхровход первого триггера , первый вход первого элемента И, выходы первого элемента НЕ, второго элемента И, пер- }5 вого элемента И-НЕ, первый вход

третьего элемента И образует группу кодовых входов-выходов узла прерывания, первые входы четвертого и пятого элементов И, синхровход второго 20 триггера, первый вход второго мента И-НЕ образует группу кодовых входов узла прерывания , вход второго элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и явля-. 25 ется.кодовым входом узла прерывания, выходы первого элемента ИЛИ, третьего и четвертого элементов И-НЕ являются первым, вторым и третьим выходами прерывания узла прерывания со- 30 ответственно, при этом в узле прерывания выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом пятого элемен- j та И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым 40 входом шестого элемента И и с синх- ровходом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым информационным вхо- 45 дом первого триггера и с входом

третьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 50 И-НЕ и с входом четвертого элемента НЕ, -выход которого соединен с вторым информационным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй 55 вход которого соединен с выходом пятого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вход ко913

Toporo соединен с вторым входом пятого элемента И-НЕ и с выходом шестого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом седьмого элемента И-НЕ, первьй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым нулевым выходом первого триггера, второй нулевой выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И-НЕ и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, нулевой вход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, с первым входом третьего элемента , с

Фиг.г

110

выходом четвертого элемента И-НЕ, первьй вход которого соединен с первым единичным выходом первого триггера, второй единичный выход которого

соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, синхровход и выход которого соединены с вторьпУ и третьим входами

второго элемента И-НЕ соответственно, первый вход первого элемента И соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов И-НЕ, единичный и информационный входы второго и

третьего триггеров подключены к шине единичного потенциала устройства.

Фиг.3

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах и комплексах автоматизированной обработки экспериментальных данных, Целью изобретения является повышение достоверности за счет аппаратного контроля искажения данных. Устройство содержит блок приемно-передающих усилителей 1, дешифратор управляющих сигналов 2, дешифратор адреса 4, ре- гистр внутренней адресации 3, регистр состояния 7, регистр данных вывода 8, регистр даннь1х ввода 12, усилитель сигнала данных П, узел прерывания 5, коммутатор 6, шифратор адреса вектора прерывания, элемент задержки 10. Устройство позволяет аппаратными средствами осуществить контроль правильности установки триггеров регистра данных вывода. Переход от программной реализации контроля к аппаратной приводит к уменьшению числа команд в программе управления, что, в свою очередь, обеспечивает уменьшение требуемого объема памяти программ, 1 з.п, ф-лы, 3 ил. с S (Л со 1чэ СЛ со