Устройство для ввода информации Советский патент 1988 года по МПК G06F3/00 

1C

О5

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для инициативного ввода дискретных сигналов в устройствах связи с объектом, применяе1 1ых в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг„2 - функциональная схема блока управленияj на фиг.З - функциональная схема блока прерываний.

Устройство содержит блок 1 управления, блок 2 коммутации, блок 3 шинных формирователей, первый 4, третий 5 и второй 6 элементы И, блок 7 прерываний, регистр 8, блок 9 сравнения элемент 10 задержки, триггер 11, первый 12 и второй 13 одновибраторы.

Блок 1 управления (фиг.2) содержит дешифратор 14, элемент И-НЕ 15 первый 16, второй 17, третий 18 четвертый 19 и пятый 20 элементы И и элемент ИЛИ 21. Блок 7 прерываний (фиг.З) содержит первый 22 и второй 23 триггеры и элемент И 24.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с линии Сброс интерфейса ЭВМ производит обнуление регистра 8 и триггеров М, 22 и 23, а одновиб- ратор 12 выдает импульс, запускающий одиовибратор 13, выходной импульс которого производит перезапись входной информации в регистр 8 памяти и установку в единичное состояние триггера 23, Это исключает неопределенное состояние триггеров и регистров 8, которое может иметь место после включения питания.

Затем при любом изменении информации на входах регистра 8 и, COOT-I ветственно, входах блока 9 сравнения на его выходе появляется сигнал неравенства кодов (поскольку на выходах регистра 8 находится старая информация) , который через элемент 10 задержки устанавливает по S-входу триггер 114 Выходной сигнал последнего запускает одновибратор 12, длительность импульса которого определеяет- ся временем переходного процесса во входных цепях устройства и задается времязадающей цепью порядка сотен миллисекунд. Задним фронтом импуль0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

са одновибратора 12 запускается одно- вибратор 13, формирующий короткий импульс порядка сотен наносекунд, передний фронт которого с прямого выхода одновибратора 13, поступая на сикхровход регистра 8, производит перезапись входной информации в регистр 8. Импульс с инверсного выхода одновибратора 13 сбрасывает по R-BXO- ду триггер 11 и производит установку по S-входу триггера 23 (фиг.З) в : блоке 7 прерываний (если ранее этот триггер не был установлен).

Для обеспечения возможности работы устройства в системе с другими устройствами (в том числе и подобного рода), также подключенными к интерфейсу ЭВМ, в блоке 2 коммутации, который конструктивно может быть выполнен в виде съемного разъема, производится установка перемычек, определяющих адрес устройства на интерфейсе, номер линии прерывания, по которой оно выдает запрос, номер линии шинь данных при ответе на параллельный опрос и адрес параллельного опроса, I

Взаимодействие устройства с ЭВМ происходит следующим образом.

Состояние триггера 23, отражающее факт любого изменения входной информации устройства, а также триггера 22 может быть считано ЭВМ через блок 3 пганньк формирователей. Для этого ЭВМ производит цикл ввода данных, посыпая по интерфейсу адрес устройства, сигналы Ввод и Выбор 1 регистра (через который посылается данная информация). При совпадении адреса на шине адреса интерфейса ЭВМ (первый вход дешифратора 14)и кода, заданного в блоке 2 коммутации (второй вход дешифратора адреса 14), на выходе дешифратора 14 появляется сигнаш адресации, который через элементы И IS, I7 и 20 в сочетании с поступающими на их входы сигнала- ми Выбор регистра и интерфейса ЭВМ и Ввод. вызывает пояатение сигнала Чтение регистра 1, который с первого выхода блока I управления поступает на вход блока 3 шинных фор мирователей. При этом открываются шинные формирователи, через которые информация с второго и четвертого выходов блока 7 прерываний поступает на шнну данных интерфейса ЭВМ.

31

Предусмотрена также работа предлагаемого устройства с ЭВМ в режиме прерываний. Дпл .того, чтобы устройство могло выставить запрос ка прерывание, ЭВМ предварительно должна установить триггер 22 посредством за- писи в него единицы с шины данных интерфейса. Для этого ЭВМ производит цикл вывода данных, посьшая по интерфейсу адрес, сигналы Вывод и Выбор 1 регистра, а та:кже единицу в соответствующем разряде шины данных. Сигнал адресации устройства с выхода дешифратора 14 и сигналы Вывод и Выбор 1 регистра через элемент И 18 инициирует сигнал записи в триггер 22 с пятого выхода блока 1 управления (фиг. ).На D- вход триггера 22 приходит информация с одной из линий шины данных ЭВМ через шинные формирователи блока 3, которые открываются на прием сигналов с выхода элемента ИЛИ 21. Если в триггер 22 записана единица, то при наличии единицы на прямом И)1ходе триггера 23 формируется сигнал запроса прерывания на выходе элемента Hi2A Этот сигнал через блок 2 коммутации поступает на одну из линий шины прерываний интерфейца ЭВМ.

Состояние триггера 22 может быть прочитано ЭВМ теми же командами, что и состояние триггера 23,

Функциональное назначение устройства инициативного ввода информации обусловливает требование быстрой реакции ЭВМ на изменение входной информации устройства, вызвавшее запрос прерывания. При наличии в системе большого числа подобных устройств вследствие ограниченного количества линий прерываний на интерфейсе может возни1 нуть ситуация, когда к одной линии прерываний подключено несколько устройств инициативного ввода. При этом время реакции ЭВМ на запрос увеличивается ввиду необходимости выявления устройства, запросившего прерывание, что приводит к снижению быстродействия устройств, инициативного ввода информации. Поскольку устройства инициативного ввода ис- : пользуются в случаях, когда время реакции ЭВМ на изменение входной информации часто является критическим, то в данном устройстве используется механизм ответа на параллельный опрос, позволяющий уменьшить это время Если к одной линии прерываний интер

26

фейса ЭВМ подключено К устройств (например, 8 или 16) и запросы от них могут приходит одновременно, то,

ДЛЯ быстрой идентификации запросивших прерывание устройств ЭВМ посылает команду параллельного опроса. При этом каждое устройство посыпает бит информации о состоянии (в данном случае о наличии изменений на входах) по отведенной ему линии шины данных интерфейса ЭВМ, что в несколько раз снижает время поиска запрошенных устройств.

В устройстве функция ответа на параллельный опрос реализована с помощью элементов И 4 - 6 и блока 2, При вьщаче ЭВМ команды на параллельный опрос сигналы с линий разрешений

параллельного опроса, ввода интерфейса ЭВМ поступают на входы элементов И 4 и 6. Сигналы выборки групп поступают на второй и третий входы блока 2, который определяет

конкретный сигнал выборки для данного устройства. Если сигнал выборки группы соответствует данному устройству, то с первого выхода блока 2 этот сигнал открывает элемент И 4.

Сигнал с инверсного выхода триггера 23 через элемент И 6 проходит на вход элемента И 5. Таким образом, при наличии сигнала параллельного опроса информации о состоянии триггера 23 поступает на вход блока 2, с выхода которого идет на соответствующую линию шины данных интерфейса ЭВМ.

Получив одним из описанных способов информацию об изменении состояния сигналов на входах устройства, ЭВМ считывают данные из регистра 8 через шинные формирователи блока 3, Для этого ЭВМ производит цикл ввода

данных, посылая сигналы по шине адре са интерфейса, а также по линиям Ввод, Выбор 2 регистра. При этом сигнал адресации с выхода дешифратора 14 в совокупности с сигналами с линий Ввод,, Выбор 2 регистра через элементы 15, 16 и 19-вызывает появление сигналов управления шинными формирователями на третьем и четвертом выходах блока 1 управления. Эти сигналы открывают шинные формирователи блока 3 для выдачи информации с выходов регистра 8 в шину данных интерфейса. Сигнал с четвертого выхода блока I через четвертый вход

;5 u

(Ьлока 7 прерываний поступает на вход |;броса триггера 23 и вызывает его :брос, что предотвращает выдачу вто- эичного запроса прерывания после чте тя ЭВМ информации из регистра 8, ЗледукАций запрос может возникнуть только при новом изменении информации на первом входе регистра 8,

1 о рмула изобретения

1. Устройство для ввода информации, содержащее блок управления,

лок шинных формирователей, блок прерываний, блок сравнения, регистр, входы первой группы блока управления являются адресными входами устройства, первый и второй входы блока правления являются входами соответственно Ввод и Вывод устройства5

ретий и четвертый входа блока управления являются входами соответственно Выбор 1 регистра и Выбор 2 реистра устройства, информационнью входы регистра и входы второй группы Злока сравнения являются информацион 1ЫМИ входами устройства, входы сброса блока прерываний и регистра являются входом сброса устройства, выходы регистра соединены с входами первой группы блока сравнения и информационными входами блока шинных формирователей, выходы группы блока шинных формирователей являются информационными выходами устройства, первый выход блока управления соединен с входом Чтение блока шинных формирователей, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами выборки блока шинных формирователей, четвертый выход блока управления соединен с входом Выбор направления блока шинных формирователей и входом Сброс прерывания блока прерываний, пятый выход блока управления соединен с третьим входом блока прерываний, второй и четвертый выходы блока прерываний соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока шинных формирователей, информационный выход которого соединен с первым входом блока прерываний, о т- личающееся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия устройства, в него введены триггер, два одновибратора, блок коммутации, три элемента И и элемент задержки, выход

66

блока сравнения соединен через элемент задержки с входом установки триггера, выход которого соединен с первым входом первого одновибратора, выход которого соединен с входом второго одновибратора, прямой выход которого соединен с синхровходом регистра, а инверсный выход - с входом

установки прерывания блока прерываний и входом сброса триггера син- хровход которого соедикек с входом сброса регистра и вторым входом первого одновибратора, первый вход первого элемента И соединен с первым входом блока управления, первый вход второго элемента И является входом Разрешение параллельного опроса устройства, выходы первого и второ-

го элементов И соединены с первым и вторым входами третьего элемента Hj выход которого сое13 1нен с первым входом блока, коммутаций второй вход которого соединен с четвертым входом

блока управления, а третий вход является входом Выбор регистра устройства j первый выход блока коммутации соединен с вторым входом первого элемента И, выходы первой группы блока коммутаций соединены с адресными входами второй группы блока управления, выходы второй группы блока коммутации являются выходами прерывания устройства, выходы третьей группы

блока коммутации соединены с информа ционными выходами блока шинных фор-г мирователеЙ8 первый выход блока прерываний соединен с четвертым входом блока коммутаций, третий выход блока прерываний соединен с вторым входом второго элемента И,

2, Устройство по n.,ls отличающееся т ем 5 что блок управлен-- ния содержит дешифратор, пять элементов И, элемент И-НЕ и элемент, ИЛИ, первая и вторая группы входов дешифратора являются соответственно первой и второй группами адресных входов блока 5 :,ыход дешифратора соедииен с первыми входами элемента и первого, второго и третьего элементов И, выход элемента И-НЕ соединен с первыми входами четвертого и пято го элементов И выходы которых явля55

ются соответственно четвертым и первым выходами б.лока, второй вход элемента И-НЕ яапяется вторым входом блока, вторые входы первого и четвертого элементов И являются пятым вхог

714

дом блока, вторые входы второго и третьего элементов И являются соответственно четвертым и третьим входами блока, выход первого элемента И соединен с входом элемента ИЛИ и является третьим выходом блока, выход второго элемента И соединен с вторыми входами элемента ИЛИ и пятого элемента И, выход третьего элемента И является пятым выходом блока, вы- ход элемента ИЛИ является вторым выходом блока.

3. Устройство поп.1,отлича- ю щ а е с я тем, что блок прерываний содержит два триггера и элемент И, информационный вход первого триггера является первым входом блока.

6..8

синхровход первого триггера является третьим входом блока, вход сброса первого триггера соединен с сишсровходом второго триггера и является вторым входом блока, входы установки и сброса второго триггера являются соответственно пятым и четвертым входами блока, выход первого триггера

соединен с первым входом элемента И и является вторым выходом блока, прямой выход второго триггера соединен с вторым входом элемента И и является четвертым выходом блока,

инверсный выход второго триггера является третьим выходом блока, выход элемента И является первым выходом блока.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.и может быть использовано для инициативного ввода дискретных сигналов в устройствах связи с объектом, приме- :Няемых в автоматизированных системах управления технологическими процессами. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок I упраИ1е- ния, блок 7 прерываний, блок 3 шинных формирователей, блок 9 сравнения, блок 2 коммутации, триггер 11, регистр 8, два одновибратора 12, 13, злементы И 4 - 6, элемент 10 задержки. Цель изобретения достигается за счет уменьшения времени ввода информации при числе устройств больше восьми, подключенных к восьмиразрядной шине прерываний. 2 з.п,ф-лы, 3 ил. i СП

Фиг. 2