Устройство для сопряжения процессора с внешними устройствами Советский патент 1988 года по МПК G06F13/00 

7/

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в универсальных и специализированных вычислительных машинах для связи процессора с внешними устрйствами (ВУ). Целью изобретения является повышение производительности устройства при работе с различными типами ВУ и расширение его функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок 10 формирования выходного кода, блок 9 анализа входного кода, элементы НЕ 2 и 3 и пять регистров 4-8, введен блок 1 шифрации команд, включаюший память микропрограмм, регистр микрокоманд и регистр адреса, в блок анализа входного кода введен второй сумматор по модулю два, а блок 10 формирования выходного кода содержит регистр кода обратной связи и третий сумматор по модулю два. 4 ил. &

/

СО 00

01 ND

Фиг.}

Изобретение относится к вычиатитель- ной технике и может быть использовано в универсальных и специализированных вычислительных машинах для связи процессора с внешними устройствами (ВУ).

Целью изобретения является повышение производительности устройства при работе с различными типами ВУ и расширение его функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена структурная схе- .ма устройства; на фиг. 2 - структурная схе.ма блока ц ифрации команд; на фиг. 3 - структурная схема блока анализа входного кода; на фиг. 4 - структурная схема блока формирования выходного кода.

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 шифрации команд, элементы НЕ 2 группы, элемент НЕ 3, пять регистров 4-8, блок 9 анализа входного кода, блок 10 формирования выходного кода, шину 1 1 данных от процессора, вход 12 сопровождения кода операций, вход 13 управления от процессора, выход 14 управления процессором, шину 15 выходных данных, шины 16 и 17 соответственно выходной и входной информации устройства, шины 18 и 19 управления устройства.

Блок I п ифрации команд (фиг. 2) .может быть реализован на микропрограммных принципах и содержит регистр 20 адреса, память 21 микропрограмм, регистр 22 микрокоманд.

Блок 9 анализа входного кода (фиг. 3} содержит два элемента ИЛИ 23, 24, элементы И 25, 26 первой и второй групп, первый и второй сум.маторы 27, 28 по модулю два и регистр 29 инверсии.

Блок 10 формирования выходного кода (фиг. 4) содержит третий сумматор 30 ю модулю два и резистор 31 кода обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

Необходимый режим работы устройства задается процессором. Начальный адрес управляющей подпрограммы, которая обеспечивает требуемый режим работы устройства, поступает по входу 13 на регистр 22, откуда при наличии низкого логического уровня на входе 12 начальный адрес заносится на регистр 20.

По командам вывода из процессора, поступаюпшм по шине И, данные могут быть занесены на регистр 4 или через блок 10 на регистр 5 с помощью определенных разрядов микрокоманды. По командам ввода информация снимается с регистра 6.

Основным режимом работы устройства является режим с использованием функций, выполняемых блоками 1,9 и 10, обеспечивающими режим универсального автономного управления внешним устройством.

Перед началом обмена информацией блоки 9 и И) настраиваются на заданный

0

алгоритм управления ВУ путе.м занесения в них по соответствующим командам кодов настройки, поступающих из процессора через элементы НЕ 2. Причем установ- 5 ка режима и настройка устройства осуществляются только один раз, после чего обмен выполняется всего по одной команде чтения или записи информации.

Способ настройки, независимый от способа кодирования управляющих сигналов ВУ, заключается в том, что в регистры 29 и 31 процессор заносит информацию, считанную из регистра 8, т. е. коды, соответствующие исходному неактивному состоянию управляющих сигналов ВУ.

5По команде вывода из процессора информация заносится в регистр 4, а в блоке 10 формируется управляющий код запроса ВУ. Сумматор 30 реализует функцию независимого изменения заданного разряда в регистре 31. Номер разряда задается кодо.м

0 .маски, поступающим из блока 1. По это.му запросу Бнещнее устройство включается в работу, читая содержимое регистра 4. После этого ВУ выдает код подтверждения, который фиксируется на регистре 8 и по коC торому в блоке 9 вырабатывается сигнал готовности. По этому сигналу в блоке 1 выбирается новая команда, а в блоке 10 формируется новый код обратной связи, который передается в регистр 5, т. е. автоматически снимается выставленный запрос

0 или устанавливается при необходимости новый. Одновременно по управляющим сигналам блока 1 информация из ВУ фиксируется на регистрах 7 и 8, если соответствующие функции разре1пены кодами режима. Кроме того, из блока 1 на выход 14

5 в процессор поступает сигнал прерывания, а на регистр 6 передачи данных заносится инфор.мация из регистра 7 или 8 в зависимости от заданной функции, разре- п енной кодом режима.

Процессор узнает о готовности устройства

либо программно (анализируя состояние выхода 14), либо через механизм прерывания. Получив готовность, процессор передает в устройство очередную инфор.мацию.

5 Ввод из ВУ происходит в следующей последовательности. Внешнее устройство выставляет на шины 17 и 19 очередные данные на регистр 7 и управляющие сигналы на регистр 8. Код запроса с выхода регистра 8 поступает на вход сум.мато0 ра 27. Наличие кода запроса от ВУ означает перевод соответствующего управляющего сигнала ВУ из неактивного состояния в активное. Сумматор 27 выполняет функцию сравнения предыдущего, запомненного в регистре 29 и текущего, зафиксированно5 го в регистре 8, значений управляющих сигналов ВУ. В момент изменения требуемого управляющего сигнала на выходе эле- .мента ИЛИ 23 формируется сигнал готовности, выполняющий те же функции, что и при записи ииформации.

Из блока 1 по сигиалу готовности считывается код маски, который формирует с помощью сумматора 30 в регистре 31 новый код запроса ВУ, который заносится в регистр 5, сообщая ВУ о занятости устройства. Одновременно в регистре 29 формируется с помощью сумматора 28 и кода маски, полученного из блока 1, код, соответствующий новому состоянию заданных управляющих сигналов ВУ. Приняв сигнал готовности устрйства одним из указанных выще способов, процессор выдает адрес микрокоманды, обеспечивающей передачу данных через регистр 6. Передача данных может также осуществляться в режиме прерывания работы процессора. Одновременно из блока 1 в блок 10 и далее в регистр 5 поступает новый код, указывающий ВУ о готовности устройства для приема следующей информации. После выдачи последних данных ВУ выставляет по тине 19 код конца обмена, который заносится на регистр 8 и далее поступает на сумматор 27. В момент появления требуемого кода на выходе элемента ИЛИ 24 появляется нал конца обмена, поступающий на вход регистра 20 адреса. По новому адресу из памяти 21 по первому входу на регистр 22 заносится новая микрокоманда. Далее с выхода регистра 22 через элемент НЕ 3 в процессор поступает сигнал, сообщающий ему о завер1пении ввода из ВУ.

Описанная структура работы устройства для сопряжения является наиболее характерной для большинства ВУ, однако не единственно возможной для данного устройства.

Блок 10 формирования выходного кода обратной связи работает следующи.м обра- зо.м.

На регистр 31 кода обратной связи при соответствующем значении второго выхода регистра 22 заносится код управления не- посредственно из процессора через элемент НЕ 2. Далее в регистре 31 с помощью сумматора 30 могут изменяться значения любых его разрядов, задаваемых кодом маски, поступающим из блока 1. Вновь получаемые коды управления из блока 10 выдаются на регистр 5.

Блок 9 анализа входного кода обратной связи работает следующим образом. В регистр 29 при соответствующем состоянии четвертого выхода регистра микрокоманд .может быть занесен из процессора код, соответствующий исходно.му состоянию выходных управляющих сигналов ВУ. При изменении состояния определенных разрядов на выходе регистра 8 сумматор 27 отслеживает это изменение и выдает соответствующий код на первые входы- эле.мен- тов И 25 и 26. На другие входы этих

элементов из блока 1 поступают коды готовности и конца обмена. В случае сравнения информации (наличие «1) по каким-либо разрядам на выходах элементов И 25 или элементов И 26 формируются сигналы готовности или конца обмена, которые через элемент ИЛИ 23 или 24 поступают в блок 1. При этом состояние регистра 29 с помощью сумматора 28 и кода маски, задаваемого из блока 1, устанавливается в соответствии с тем конъюнктивным изменением, которое отслежено микропрограммой в блоке 1 с помощью сумматора 27.

15

Формула изобретения

Устройство для сопряжения процессора с внещними устройствами, содержащее блок формирования выходного кода, группу элементов НЕ, блок анализа входного ко0 да, элемент НЕ и пять регистров, причем блок анализа входного кода включает первый су.мматор по .модулю два, две группы элементов И, два элемента ИЛИ и регистр инверсии, выходы элементов НЕ

5 группы соединены с информационным входом первого регистра, с первым информацион- ны.м входом регистра инверсии и с информационным входом блока формирования выходного кода, выход которого подключен к информационному входу второ0 го регистра, первый информационный вход третьего регистра соединен с выходом четвертого регистра, а второй информационный вход третьего регистра подключен к выходу пятого регистра и первому входу первого сумматора по модулю два, второй

5 вход которого соединен с выходом регистра инверсии, выход первого сумматора по модулю два подключен к первым входам элементов И первой и второй групп, выходы которых соединены соответственно с группами входов первого и второго э.че- ментов ИЛИ, входы элементов НЕ группы являются входом устройства для подключения выходной щины данных процессора, выход элемента НЕ является выходом устройства для подключения входа прерыва5 ПИЯ процессора, выход первого регистра является выходом устройства для подключения входной информационной тины него устройства, выход второго регистра и информационный вход пятого регистра являются соответственно выходом и входом

0 устройства для соединения с тинами управления внещнего устройства, выход третьего регистра является выходом устройства для соединения с входной щиной данных процессора, а информационный вход четвертого регистра является входом устройства

5 для соединения с выходной информационной щиной внещнего устройства, отличающееся тем, что, с целью повып ения производительности устройства, в него введены

0

блок шифрации команд, в блок анализа входного кода введен второй сумматор по модулю два, а блок формирования выходного кода содержит регистр кода обратной связи и сумматор по модулю два, причем первый и второй информационные входы блока шифрации команд соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, третий и четвертый информационные входы блока шифрации команд являются входами устройства для подключения выходов сигналов начального адреса микропрограммы и сопровождения кода операции процессора, первый выход блока шифрации команд подключен к синхровхо- дам первого, второго, четвертого и пятого регистров, второй, третий и четвертый выходы блока шифрации команд подключены соответственно к синхронизирующим входам регистра кода обратной связи, третьего регистра и регистра инверсии, пятый выход блока шифрации команд соединен с

o.-nS

orn

от

от

Фиг.

0

0

входом элемента НЕ, шестой выход блока шифрации команд соединен с вторыми входами элементов И второй группы и первым информационным входом третьего сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым информационным входом регистра кода обратной связи, второй информационный вход которого является информационным входом блока формирования выходного кода, выход регистра кода обратной связи соединен с вторым информационным входом третьего сумматора по модулю два и является выходом блока формирования выходного кода, седьмой выход блока шифрации команд подк-тючен к вторым входам элементов И первой группы и к первому информационному входу второго сумматора по модулю два, второй информационный вход которого подключен к выходу регистра инверсии, выход второго сумматора по модулю два соединен с вторым информационным входом регистра инверсии.

от /

omS

от 8

От 2