Устройство для сопряжения ЭВМ с внешними устройствами Советский патент 1988 года по МПК G06F13/10 

со со о:

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис пользовано для построения унифициро- ванных устройств сопряжения, например ЭВМ с различными объектами. Целью изобретения является повышение производительности устройства. С этой целью в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, первый элемент И, первый счетчик, дешифратор синхроимпульсов, первый триггер, элемент задержки, три группы элементов коммутации, регистр адреса, два дешифратора адреса, два блока памяти, группу мультиплексоров, выходной регистр, группу счетчиков, регистр приема и регистр выдачи, введены группа регистров сдвига, второй триггер, второй элемент И, второй счетчик и зле- мент НЕ.. 2 ил. со

4

I Изобретение относится к вычисли-- frenbHoft технике и может быть исполь Ьовано для построения унифицировант тх устройств сопряже гая„ например, ЭВМ с различными объектами.

Целью изобретения является повышение производительности устройства.

На фиг.1 приведена функциональная :схема предлагаемого устройства; на |фиг.2 временные диаграммы его рабсз- Ьгы.

I Устройство для сопряжения содержит (генератор 1 тактовых импульсов, эле- мент И 2, первый счетчик 3, дешифра- hrop А синхроимпульсов, первый триггер 5, элемент 6 задержки, выход 7 призна ра готопностн, вход Я сброса, вход 9 признака начала , элементы :1 П ,,,,,, О , и 11 ,,,,.,, 1 1, коммутации первой и второй .fj региС1 р 12 адреса, первый дегшфратор 13 адреса,, гервьй блок 14 памяти, мульт)плексс ры 15,.,.,,, 15 , выходной ре гистр 16j, элементы 1 7,, ,..., 7 jj +j ком Иута1 ии третьей-группы, второй дешифратор 18 адреса, второй блок 9 па- пяти, счетчики 20,,„,,20 группы, регистр 2 приема, регистр 22 выдачи, |аины 23j,, о,. ,23|у груггаы выходов сое- уояния внерших устройств, второй |;четчик 24, шины 25, ,,«., 25 группы }ходов управления BHe, устроз ст- йами., ишну 26 управления режимом ЭВМ, (иину 27 управления записью ЭВМ, шины 28,,„,,,28 у группы информационных Ьыходов ЭВМ, шины 29,,„,.,29ц группы (информационных входов внеш11их )ойств, ргины 30 ,,„. ,3Dp группы информационных выходов внепших устройств, йшны 31, ,,,.,,31 в группы информацион- т.гк выходов ЯВМ, гганы 3, ,.,,,3. группы командных входов внешних устройств, регистры 33 ,,,„,, 33 f, сдвига группы, второй триггер 34, второй элемент И 35 и элемент НЕ 36,

Устройство работает следующим о& разом

Элементы 10, 1 и 17 переключают-- ея сигналом с входа 26, а блок 14 памяти в зависимости от значения этого сигнала работает в режиме записи 1янформации или считьшания. Перед на - чалом работы устройства не обходимо записать в блок 14 памяти информацию об алгоритме работы устройства и цик яограмме обмена сопрягаемых устройств, а в блок 19 памяти - констан ты для управления счетчиками 20 в

с 0 5

Q

5

процессе работы. Для этого на входы 26 и 9 подаются сигналы О, вследствие чего устройство устанавливается в режим записи, а прохождение импульсов от генератора 1 через элемент И 2 на входы счетчика 3, регистров 33 и триггера 34 запрещено. Элементы 10, 11 и 17 коммутащти коммутируют соответственно выходы счетчика 24 и регистра 17 адреса. Сигнал с входа Я приводит триггеры 5 и 34, счетчики 3 и 24 и регистр 16 в исходное по.по- жение. Затем на входе 27 устанавливается сигнал разрешения записи, а на входах 8 и 9 - сигналы 1, При этом импульсы с генератора 1 через элемент И 2 поступают на вход счетчика 3, с выхода которого на вход дешифратора 4 в параллельном коде передается число подсчитанных импульсов, В результате с выхода дешифратора 4 на вход регистра 12 поступает им- пульс, по которому в него записывается адрес с выхода счетчика 24, Поскольку счетчик 24 был предварительно обнулен, первый адрес будет нулевым. Адрес дешифруется дешифраторами I 3 и 18 и в блоках 4 и 19 памяти выбирается ячейка, в которую необходимо записать информацию с входа 28 устройства. Счетчик 3 продолжает считать и сигнал с дешифратора 4- устанавливает триггер 5 в единичное состояние. При этом на блоки 14 и 19 памяти подается сигнал обращения и инАормагдая с входа 2R записьгояется в них по заданному адресу. Затем сигнал с дешифратора 4 устанавливает триггер 5 в исходное состояние, чем запрещает обращение к блокам памяти и по выходу (шине) 7 сигнализирует ЭВМ о необходимости выставить новую информацию на вход 28, Одновременно этот сигнал прибавляет единицу к содержимому счетчика 24 и через элемент 6 задержки устанавливает счетчик 3 в исходное состояние. Далее процесс многократно повторяется до тех пор, пока в блоки 14 и 19 памяти не будут записаны все константы, необходимые для управления счетчиками 20. Затем снимается сигнал разрешения записи с входа 27, позволяя осуществлять запись только в блок 14 памяти. После этого описанный процесс повторяется снова, при этом в блок 4 памяти записывается информация об алгоритме работы устройства и циклограмме обмена сопрягаемых устройств (внутри такта). Ранее записанная в блок 14 памяти информация стирается. Введение в структуру счетчика 74 позволяет упростить записи информации в блоки памяти и исключить входы задания адреса от ЭВМ. По окончании записи в блок 14 памяти на вход 26 подается сигнал 1, разрешаю14ий считьшание из блока 14 памяти, а элементы 10, 11 и 17 коммутации коммутируют при этом соответственно выходы мультиплексоров 15 группы и соотв етствующие группы выходов регистра 16. Затем подается им- пульсный сигнал Q на вход 8, приводящий счетчик 3, триггеры 5 и 34 и регистр 16 в исходное состояние.

Процесс считывания информации из блоков 14 и .19 памяти аналогичен про- цессу записи и управляется генератором 1, счетчиком 3, депхифратором 4 и триггером 5. Адреса считывания из блока 19 памяти определяются сигналами с первого выхода регистра 16. Ад- реса считьшания из блока 14 памяти определяются совокупностью сигналов на входе 23, выходах переносов счетчиков 20 и соответствующих группах выходов регистра 6. Эти сигналы по- ступают на вход регистра I2 через элементы 11 и 10 коммутации соответ- ственно с выходов регистра 16 и муль- типлексоров 15, которые могут коммутировать входы в произвольном порядке. Это достигается независимостью управляющих входов каждого мультиплексора 15 друг от друга. Поэтому при изменении сопрягаемых устройств не потребуется перекоммутации цепей внешних входных сигналов устройства сопряжения на входах 23 мультиплексоров 15.

Выходные сигналы блока 14 памяти, поступающие на вход регистра 16, pea- лизуют выходные функции устройства управления. Они включают в себя адрес константы в блоке 19 памяти, сигналы занесения константы в счетчики 20, сигналы управления режимом и записью информации в регистры 21 приема и 22 вьщачи информации, командные сигналы сопрягаемых устройств (шины 32), сигналы управления мультиплексорами 15 и кода следующего состояния, посту - пающего на входы элементов 11 коммутации. Вся эта информация заносится в регистр 16 по сигналу с дешифрато ра 4. По этому же сигналу информация

0 Q

5 Q ,

5

с группы выходок блока 14 памяти заносится в группу регистров 33 сдвига. :Пциночньтй импульс, первводятотй реги стры 3 в режим параллельного ввода информации, Лорьшруется триггером 34 и элементом И 35 и равен по длительности одному периоду частоты Г импульсов генератора 1. Информация в регистры 33 заносится по фронту синхросигнала с выхода элемента НЕ 36, после чего по спаду синхросигнала регистры 33 переключаются в режим сдвига и информация начинает сдвигаться с частотой f. На фиг.З приведена временная диаграмма этого процесса. Разрядность каждого регистра 33 группы равна f/F, где F - частота следования сигналов с дешифратора 4. Бели- чина такта автомата Тд 1/F, следовательно внутри такта на выходах 25 устройства может быть получен любой импульс (или группа импульсов), причем дискретность изменения его (их) местоположения равна периоду частоты f генератора 1. Таким образом, может быть организована циклограмма обмена информацией с быстродействующим устройством (например, полупроводниковым ЯУ и др.) за один-два такта работы устройства. Для более медленно- действгтордах устройств (например, внешние яу) циклограмма может быть организована с помощью задания соответствующих временных интервалов на блоках 19 памяти констант в счетчики 20. Дискретность установки циклограмм при этом (через шины 32) составит I/F, так как счетчики 20 считают с частотой F. Точность установки временной циклограммы н а выходах 25 можно увеличивать, повышая частоту f и увеличивая разрядность регистров 33, оставляя при этом частоту F неизменной.

Обмен информацией между сопрягаемыми устройствами производится через регистры 21 и 22 приема и выдачи. Одно из устройств (например ЭВМ) вьздает информацию с выходов 28 на регистр 22, oтkyдa она поступает в другое устройство (например, внешнее ЗУ) через выходы 29. Обратная передача информации может осуществляться с входов 30 на регистр 21 и далее на выходы 31 устройства. Регистры 21 и 22 могут по команде с регистра 16 переключаться в режим сдвига информации и производить перепаковку данных в

различные форматы. Кроме того, их можно использовать в качестве буферной памяти для выравнивания скоростей обмена инАормацией между устройствами с различным быстродействием.

Формула изойретеиия

Устройство для сопряжения ЭВМ с ;внешними устройствами,содержащее гене- :ратор тактовых импульсов, первый эле- |мент И, первый .счетчик, дешифратор ;синхроимпульсов, первьй триггер, эле :мент задержки, три группы элементов :коммутаиии, регистр адреса, два де- шифратора адреса, два блока памяти, :группу мультштлексоров, выходной рё ;гистр, группу счетчиковэ регистр прие ма и регистр выдачи, причем первый ;И второй входы и выход первого эле мента И соединены соответственно с выходом генератора тактовых импуль- ;Сов, входом устройства для подключе ния к выходу начала работы ЭВМ и :тактовым входом первого счетчика, :первый и второй входы сброса и выход ;которого подключезчы соответственно к выходу элемента задержки, входу уст|ройства для подключения к выходу ответствен ю с входом устройства для

:ния начальш.гх условий ЭВМ.и входу да- шифратора синхроикпульсов, установоч ный вход, счетный вход и вход сброса первого триггера соединены соответст :Венно с первым и вторым выходами- де- шифратора синхроимпульсов и входом устройства дпя подключения к выходу задагшя начальных условий ЭВМ, вход элемента задержки подключен к вто15оку выходу Дешифратора синхроимпульсов и является входом устройства для подкл г чения к выходу готовности ЭВМ, вько , ды элементов коммута,щи первой и второй группы соединены соответственно с первым и вторым информационными входами регистра адреса, синхровход .которого подключен к третьему выхо;) дешифратора синхроимпульсов, вход и выход первого дешифратора адреса соединены соответственно с выходом регистра адреса и адресным входом первого блока памяти,, информационньй вход, вход сброса и синхровход вьпссмзг ного регистра подключены соответственно к первому выходу первого бло- ка памяти, входу з стройства для подключения к выходу задания начальны : условий ЭВМ и четвертому выходу де- гаиЛратора синхроимпульсов, счетные

входы и выходы переноса счетчиков группы соединены соответственно с четвертым выходом дешифратора синхроимпульсов и первыми информационными входами мультиплексоров группы, вторые информационные входы которых подключены к входам устройства для подключения к выходам состояния внешних устройств, первые информационные входы элементов коммутации первой группы соединены с выходами мультиплексоров группы, вход записи/чтения первого блока памяти и управляющие входы элементов коммутации первой, второй и третьей групп подключены к входу устройства для подключения к выходу управления режимом ЭВМ, первые и вторые информационные входы элементов коммутации третьей группы соединен, соответственно с выходом регистра адреса и первым информационным выходом выходного регистра, вход и выход второго депшфратора адреса подключены соответственно к выходам элементов коммутации третьей группы и адресному входу второго блока памяти, вход записи/чтения и вход разрешения выпорки которого соедиенны со-

подключения к выходу управления записью ЭВМ и выходом первого триггера, информационные входы первого ii второго блоков памяти и информационный вход регистра вьщачи подключены к входам устройства для подключения информационных выходов ЭВМ, синхровход, вход управления сдвигом и выход регистра выдачи соединены соответственно с первым и вторым признаковыми выходами, выходного регистра и выходами устройства для подключения к информационным входам внешнн:х уст- - ройств, входы разрешения счета и ин- Формационные входы счетчиков группы подключены соответственно к второму информационному выходу выходного ре-. гистра и выходу второго блока памяти, информационньй вход, синхровход, вход управления сдвигом и выход регистра приема соединены соответственно с входом устройства для подключения к группе информационных выходов внешних устройств, третьим и четвертым признаковыми выходами выходного, регистра и выходом устройства для подключения х грзтпте информационных входов ЭВМ, третий инфо.рмационный выход выходного регистра является вы

71

ходом устройства для подключения к командттым входам внешних устройств, четвертьш и пятьй информационные выходы выходного регистра подключены соответственно к управляющим входам мультиплексоров группы и первым ин формационным входам элементов коммутации второй группы, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния производительности, оно содержит группу регистров сдвига, второй триггер, второй элемент И, второй счетчик и элемент НЕ, при этом информационные входы, синхровходы, входы управления режимом работы и выходы регистров сдвига группы подключены соответственно к второму выходу первого блока памяти, выходу элемента НЕ, выходу второго элемента И и выходам устройства для подключения к выходам внеи- них устройств, первый вход второго элемента И соединен с четвертым выходом деши ратора синхроимпульсов, ин

0

6

5

ормдтптонш П вход, вход сПрогп, син- хровход и инверсш п выход пторого триггера подключены соответгтврнио к четвертому выходу депшфратора сии- хроиьтульсов, входу устройства для подключения к выходу задания начальных условий ,ЭВМ, выходу первого элемента И и второму входу второго элемента И, вход элемента НЕ соединен с выходом первого элемента И, вход сброса, тактовый вход и первый и второй информационные выходы второго счетчика подключены соответственно к входу устройства для подключения к выходу задания начальных условий ЭВМ, второму выходу дешифратора синхроимпульсов и вторым информационньм входам элементов коммутации первой и вто рой группы, а третьи и четвертые информационные входы мультиплексоров группы соединены соответственно с щи- ной нулевого потенциала и шиной единичного потенциала устройства.