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

НИИ длиной массива и элемент ИЛИ 9. Один или несколько пользователей независимо друг от друга на различных уровнях приоритета могут запустить операции обмена, указывая в своем за- Дании группу абонентов (источников и приемников) и длину массива (количество злементарных обменов). В один

10

15

20

Изобретение предназначено для ис пользования в цифровой вычислительной технике, в частности для быстрого обмена данными между периферийными устройствами и вычислительными машинами, а также для связи вычислительных машин в сеть при создании высокоскоростных управляющих комплексов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока приема и вьщачи адреса; на фиг. 3 - схема блока приема и выдачи данных; На фиг. 4 - схема блока приоритета; на фиг. 5 - схема генера- тора команд; на фиг. 6 - схема блока- управления длиной массива; на фиг.7 - схема блока синхронизации; на фиг.8 - схема блока сопряжения с абонентом; на фиг. 9 - схема логического узла.

Устройство содержит (фиг. 1) блок

1приема и вьщачи адреса (БПВА), блок

2приема и вьщачи данных (БПВД), блок

3приоритета (БП), генератор 4 команд 25 (ГК), блок 5 управления длиной массива (БУДМ), блок 6 синхронизации (БСИ), блоки 7 сопряжения с абонентом (БСА. . .ВСА, гдek- количество або- нентой), группу элементов ИЛИ 8, эле- 30 мент ШШ 9, входы и выходы 10 - 22 устройства.

БПВА 1 (фиг. 2) содержит регистр 23, элементы ИЛИ 24, дешифратор 25, вхйды и выходы 26-30. БПВА предназначен для приема от ЭВМ адресов и их обработки.

БПВД 2 (фиг. 3) содержит дешифратор 31, первый и второй регистры 32 и 33, входы 34 и выходы 35. БПВД предназначен для. обмена данными меящу

35

момент времени устройство выполняет элементарную операцию только одного задания, однако процессы всех заданий протекают одновременно и могут прерываться после каждой элементарной операции обмена в соответствии с приоритетностью задания и готовности его абонентов. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

0

5

0

5 0

35

ЭВМ (пультом управления и др.) и блоками устройства.

БП 3 (фиг. 4) содержит группу элементов НЕ 36, группу элементов И 37, элемент ИЛИ 38, узел элементов НЕ 39, входы 40, выходы 41 и 42. БП предназначен для подавления готовности младших приоритетов.

ГК 4 (фиг. 5) содержит дешифратор 54, регистр 44, первую и вторую группы элементов И 45 и 46 соответственно, первую и вторую группы элементов ШШ 47 и 48 соответственно. ГК предназначен для обеспечения интенсивного потока команд к блокам устройства в режиме Автоном в соответствии с текущим приоритетом.

БУДМ 5 (фиг, 6) содержит счетчики 49, дешифратор 50, первую и вторую группу элементов И 51 и 52, элемент ИЛИ 53, одновибратор 54, выходы 55 - 56.

БСИ 6 (фиг. 7) содержит схему ИЛИ 57, одновибратор 58.

БСА 7 (фиг. 8) содержит дуплексный регистр 59, дешифратор 60, логический узел 61, триггер 62, одновибратор 63, два элемента И 64 и 65, выходы 66 и 67. БСА предназначен для обмена информацией с абонентом устройства. Дешифратор 60 дешифрирует двоичный код команды.

Дешифратор 60 распознает следующие типы команд: RD - чтение, WR - запись, RS, SS - селективные установки в ноль и единицу, ВП - выполни- тель, ОСТ - останов, ОСБ -.общий сброс. Логический узел 61 представляет собой комбинационную схему, реали- зуклцую систему уравнений

ВД (Нл WR)v(RD л ТСАл Р);

20

25

ПР (N ARD)v(WRATCAA Р),

где N - сигнал индивидуального вызова; Р - вход прерьгеания; ТСА - состояние триггера 62.5

Триггер 62 предназначен для управления логического узла 61.

Логический узел 61 (фиг. 9) содержит пять элементов И 68 - 72j элементы ИЛИ 73 и 74., .

Устройство работает следующим образом.

В устройстве ввода-вывода предусмотрено два режима работы Центр и Антоном.

В режиме Центр ЭВМ осуществляет программирование оборудования устройства, настраивая тем самым каналы обмена на соответствующих уровнях приоритета. После завершения настройки ЭВМ переводит устройство в режим Ав- тоном, запуская тем самым каналы обмена. По завершению работы каждого канала в ЭВМ возникает прерывание по соответствующей причине.В результате анализа этих прерываний ЭВМ выясняет факт завершения полного задания и возвращает устройство в режим Центр для подготовки и пуска следукядего задания .

Для перевода устройства в режим Центр ЭВМ подает на соответствующий разряд входа 12 управляющих слов по адресу БПВА 1 логическую 1, которая поступает в БП 3 и через группу эле- 35 ментов НЕ 36 блокирует аппаратный об- мен. В этом режиме ЭВМ может осуществлять операции, предусмотренные системой команд устройства, адресованные к любому из программно-управ- ляемых регистров. Например, для записи длины массива в один из счетчиков 49 БУДМ 5 ЭВМ должна выполнить следующие действия. На информационные входы 10 к БПВД 2 вьвдается код требу- емой длины массива. Затем на соответствующие разряды входов 12 вьздаются . код операции Запись (в поле F),под- адрес счетчика в БУДМ 5 (в поле А), физический адрес БУДМ 5 в интерфейсе 50

(в поле М).

I- По сигналу синхронизации на входе 11 от ЭВМ БСИ 6 вырабатьшает на выходе 26 синхроимпульс, по которому осу- ществляется запись в регистр 23 БПВА 1. Физический адрес БУДМ дешифрируется в дешифраторе 25 БПВА 1 и по выходам индивидуального вызова 29 пос0

5

О

5 0

тупает на входы БУДМ 5. Одновременно с выходов элементов ИЛИ 24 БПВА 1 поля кода операции и подадреса поступают на входы БУДМ 5 и БПВД 2, ВПВД 2 воспринимает поле F и, дешифрируя выставленный код, вьфабатьшает на выходе своего дешифратора 31 сигнал логической 1, открывая регистр 39 и разрешая прохождение кода длины массива на информационные выходы 35 и далее к информационным входам 51 БУда 5. Дешифратор 50 БУДМ 5 по получении сигнала индивидуального вызова по входу 29 дешифрирует поля F и А адреса и в результате вырабатывается логическая 1 на соответствующем выходе депшфратора 30, который строби- руется задним фронтом синхроимпульса с входа синхронизации 26 БУДМ 5 для обеспечения задержки, достаточной для компенсации задержки переноса информации. По этому сигналу информация с информационных входов 51 БУДМ 5 запоминается в соответствующем счетчике 49 БУДМ 5.

При чтении информации из регистров блоков устройства последовательность действия ЭВМ следующая. На информационные входы 12 устройства подается МАР-команда, причем в поле F закодирован код операции Чтение. По поступлении синхросигнала от ЭВМ на вход 11, соответствукщие выходы 29 и 30 БПВА 1 подаются индивидуальный вызов, подадрес А и функция F. Адресуемый блок дешифрирует поля F,A и вьфабатьшает сигнал логической 1 на соответствующем выходе своего дешифратора, открьшая тем самым требуемый регистр . С выхода регистра информация поступает на информационные выходы блока. БПВД 2 дешифрирует функцию и вырабатывает сигнап логической 1 на выходе дешифратора 31. Так же, как и в предьщущем случае, этот сигнал стробируется импульсами синхронизации с входов 26. По этому сигналу информация .записывается в регистр 33 БПВД 2 и поступает в ЭВМ по выходам 16.

Рассмотрим программирование каналов обмена в интерфейсе устройства ввода-вывода.

Пусть требуется осуществить два параллельных обмена на приоритетных уровнях Р1 и Р2. На уровне Р1 требуется переслать массив длиной Д1 из

абонента источника с адресом М

1л

13254896

в або- операцию Чтение и наоборот.

нент с приемником с адресом М,,, , на уровне Р2 параметры обмена имеют с6- ответственно значения ДЦ, М, еп Один из абонентов обмена на каждом приоритете должен быть назначен стационарньм. Пусть, например, на уровне Р1 стационарным будет источник, а на Р2 - приемник. Тогда ЭВМ должна произвести установку в 1 триггеров 62 стационарного абонента в блоках БСА 7 с адресами В первом из регистров

fO

М,„ и М

44 ГК 4 операции

гп записы За15

20

25

вается команда с кодом пись и адресом М, а во второй из регистров 44 ГК 4 - команда с кодом операции Чтение и адресом . S первый и второй из счетчиков 49 БУДМ 5 записываются соответствующие длины массивов Д1 и Д2.

На этом программирование каналов обмена завершено. Далее ЭВМ может осуществить запуск операции ввода - -вывода в соответствукядих абонентах. Запуск каналов обмена осуществляется переводом устройства в режим Авто- ном. Для этого ЭВМ подает на соответствующий разряд входов 12 устройства по адресу БПВА 1 сигнал логичес-; кого О, деблокируя тем самым выхо- ды 41 разрешения прерьюаний в БП 3. Элементарные операции обмена информацией на данном уровне приоритета осуществляются при наличии совместной готовности и обмену абонентов данной 35 группы и при отсутствии таковых на высших уровнях приоритетов. В каждьй момент времени в единичном состоянии может находится -не более одного из выходов 41 разгзешения прирываний. обеспечивается блоком БП 3. При наличии логической 1 на выходах 41 разрешения прерьшания БП 3 осуществляется обмен на данном уровне приоритета В результате ГК открьшает элементы И групп 64 и 65, разрешая прохождение команды, хранящейся; в регистре 44 ГК 4, на адресные 28 и на управляющие 27 выходы. Информация с адресных выПри выполнении очередной элементарной операции, соответствующей данному уровню приоритета обмена, счетчики 49 БУДМ 5 осуществляют декремент (вычитание 1). По окончании элементарной операции обмена абоненты,, участвукяцие в этом обмене, освобождают соответствующий выход 40 БСА 7 запроса прерываний. Если текущий элементарный обмен был последним на данном уровне приоритета, то на выходе соответствующего счетчика 49 БУДМ 5 возникает сигнал логической 1, которьй поступает через элемент ИЛИ 53 на выход 16 индивидуального запроса и через одно- вибратор 54 с выхода 56 на вход элемента ИЛИ 9. При этом импульс прерывания с выхода элемента ИЛИ 9 поступает в ЭВМ по выходу 17 и вызьтает в ней прерывание.ЭВМ локализует источник, вызвавший прерьюание по вектору индивидуальных запросов. Прекращение обмена может быть осуществлено также по инициативе абонента подачей логической 1 на вход 13 конца операции соответствуняцего БСА 7.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода-вывода информации, содержащее блок приема и выдачи данных, блок приема и вьздачи адреса, блок синхронизации, блок приоритета, первые группы информационных входов и выходов блока приема и выдачи данных являются соответственно первыми группами информационных входов и выходов устройства, информационные входы блока приема и вьщачи адреса являются адресными входами устройства, выход и первый вход блока синхронизации устройства, входы запросов прерывания блока приоритета являются вхо- 5 дами запросов прерьюания устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены группа элементов ИЛИ, генератор команд, блок управлеходов 28 в дешифраторе 25 ВПВА 1 пре- ния длиной массива, элемент ИЛИ, втообразуется в индивидуальный вызов 29 к нестационарному (адресуемому) абоненту. Поле AF адреса воспринимается одиовременно всеми абонентами, однако на него реагируют только адресуе- vafi и стационарный абоненты данного уровня приоритета. Стационарный абонент при операции Запись вьшолняет

операцию Чтение и наоборот.

При выполнении очередной элементарной операции, соответствующей данному уровню приоритета обмена, счетчики 49 БУДМ 5 осуществляют декремент (вычитание 1). По окончании элементарной операции обмена абоненты,, участвукяцие в этом обмене, освобождают соответствующий выход 40 БСА 7 запроса прерываний. Если текущий элементарный обмен был последним на данном уровне приоритета, то на выходе соответствующего счетчика 49 БУДМ 5 возникает сигнал логической 1, которьй поступает через элемент ИЛИ 53 на выход 16 индивидуального запроса и через одно- вибратор 54 с выхода 56 на вход элемента ИЛИ 9. При этом импульс прерывания с выхода элемента ИЛИ 9 поступает в ЭВМ по выходу 17 и вызьтает в ней прерывание.ЭВМ локализует источник, вызвавший прерьюание по вектору индивидуальных запросов. Прекращение обмена может быть осуществлено также по инициативе абонента подачей логической 1 на вход 13 конца операции соответствуняцего БСА 7.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода-вывода информации, содержащее блок приема и выдачи данных, блок приема и вьздачи адреса, блок синхронизации, блок приоритета, первые группы информационных входов и выходов блока приема и выдачи данных являются соответственно первыми группами информационных входов и выходов устройства, информационные входы блока приема и вьщачи адреса являются адресными входами устройства, выход и первый вход блока синхронизации устройства, входы запросов прерывания блока приоритета являются вхо- дами запросов прерьюания устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены группа элементов ИЛИ, генератор команд, блок управления длиной массива, элемент ИЛИ, вто

рая группа информационньпс выходов блока приема и вьщачи данных соединена с первой группой входов элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с второй группой информационных входов блока приема и выдачи данных, информационными входами генератора команд и блока управления длиной массива и

являются второй группой информационных выходов устройства, управляющий вход блока приоритета является одним из адресных входов устройства, выходы разрешения прерьгоания блока приоритета подключены к входам разрешения прерьшания блока управления длиной массива, генератора команд и являются выходами разрешения прерывания уст ройства, управляющий выход блока приоритета соединен с вторым входом блока синхронизации, выход которого соединен с входами синхронизации блока приема и выдачи .данных, блока приема и вьщачи адреса, генератора команд, блока управления длиной массива, выход запроса обслуживания блока управления длиной массива соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого явля ется выходом запроса обслуживания устройства, группа входов элемента ИЛИ является входами запроса обслуживания устройства, информационные выходы блока управления длиной массива соединены с второй группой входов элементов ИЛИ группы, третья группа входов которых является второй группой информационных входов устройства, выход индивидуального запроса блока управления длиной массива является информационным выходом устройства, информационные выходы блока приема и вьщачи адреса соединены с адресными. входами блока приема и выдачи данных, генератора команд и блока управления. длиной массива и являются третьей группой информационных выходов устройства, выходы индивидуального вызо- ва блока приема и выдачи адреса сое- динены с входами индивидуального вызова блока управления длиной массива, генератора команд и являются выходами индивидуального вызова устройства,

адресные и управляюш е выходы генера-

тора команд соединены с соответствующими адресными и управляющими входами блока приема и вьщачи адреса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор команд содержит дешифратор, регистры, две группы элементов И,две.группы элементов ШШ, информационные входы дешифратора являются адресными входами генератора, вход синхронизации дешифратора соединен с первыми входами элементов И группы и является входом синхронизации генератора, управляющий вход дешифратора является входом

5 о 5 О g 0

э

5

индивидуального вызова генератора, выходы дешифратора соединены с соответствующими стробирующими входами регистров, информационные входы которых являются информационными входами генератора, вторые входы элементов И групп являются входами разрешения прерывания генератора, первая и вторая группы выходов регистров соединены с группой входов элементов И первой и второй групп соответственно, выходы элементов И первой и второй групп соединены с входами элементов ИЛИ первой и второй групп соответственно, выходы элементов ИЛИ первой и второй групп являются адресными и управляющими выходами генератора соответственно,

3.Устройство ПОП..1, отличающееся тем, что блок управления длиной массива содержит счетчики, дешифратор, две группы элементов И, элемент ИЛИ, одновибратор, информационные входы дешифратора являются адресными входами блока, вход синхронизации дешифратора соединен с первыми входами элементов И первой группы и является входом синхронизации блока, управляющий вход дешифратора является входом индивидуального вызова блока, вторые входы элементов И первой группы являются входами разрешения прерывания блока, входы начальной установки счетчиков являются информационными входами блока, выходы элементов И первой группы подключены к декрементным входам счетчиков, группа выходов дешифратора соединена

с соответствующими входами синхрониза- зации счетчиков, выход дешифратора соединен с первыми входами элементов И второй группы, выходы счетчиков соединены с вторыми входами элементов И второй группы и входами элемента ШШ, выход которого соединен с входом одновибратора и является выходом индивидуального запроса блока, выход одновибратора является выходом запро- ,са обслуживания блока, выходы элементов И второй группы являются информационными выходами блока.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок приоритета содержит группу элементов НЕ, группу элементов И, элемент ИЛИ,- выход которого является управляющим выходом блока, входы элементов НЕ группы являются управляющим входом блока, выходы элементов НЕ группы подключены к первым входам элементов - И группы, вторые входы которых являются входами запроса прерьюаний блока, выходы элементов И группы соединены с входами элемента ИЛИ, входами узла элементов НЕ и являются выходами разрешения прерывания блока, выходы узла

элементов НЕ соединены с соответству- to дешифратор, регистр, информационные ющими входами элементов И группы.

входы которого являются информацион- 1ГЫМИ входами блока, управляющий вход регистра является входом синхрониза ции блока, ВЫХОДЫ регистра соединены с первой группой входов элементов ИЛ вторая и третья группа входов элемен тов ИЛИ являются соответственно адресными и управляющими входами блока выходы элементов ИЛИ соединены с вхо дами дешифратора и являются адресным выходами блока, выходы дешифратора являются выходами индивидуального вы зова блока.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок приема и вьщачи данных содержит дешифратор, два регистра, информационные входы дешифратора являются адресными входами блока, информационные входы регистров являются соответственно первой и второй группами информационных входов блока, информационные выходы регистров являются соответственно второй и первой группами информационных

21

выходов блока, управляющий вход дешифратора является входом синхронизации блока, выходы дешифратора соединены с управляющими входами регистров.

I

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок приема и вьщачи адреса содержит элементы ИЛИ,

дешифратор, регистр, информационные

входы которого являются информацион- 1ГЫМИ входами блока, управляющий вход регистра является входом синхронизации блока, ВЫХОДЫ регистра соединены с первой группой входов элементов ИЛИ вторая и третья группа входов элементов ИЛИ являются соответственно адресными и управляющими входами блока, выходы элементов ИЛИ соединены с входами дешифратора и являются адресными выходами блока, выходы дешифратора являются выходами индивидуального вызова блока.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обмена данными между периферийными устройствами и вычислительными машинами, а также для связи вычислительных машин в сеть при создании высокоскоростных управляющих комплексов. Целью изобретения является повышение быстродействия.В устройство введены группа элементов ИЛИ 8, генератор 4 команд, блок 5 управле(Л

К

24

:}

29

Фиг.2 30 26

I

Запись

ТО

32

35

16

ФигЗ

Фиг. 7

Редактор Л. Гратилло

Составитель И. Карпова

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Заказ 3111/45Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, 4

Фиг.9