Устройство для сопряжения двух магистралей Советский патент 1989 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для сопряжения мини- и микрр- ЭВМ в многомашинный комплекс и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1348874.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет устранения кон- .фликтцых ситуаций при одновременном обращении к устройству абонентов с различных магистралей, а также за счет автоматического планирования очередности обслуживания сопрягаемых абонентов.

На фиг. 1 представлена функдао- нальная схема устройства; на фиг. 2 - обращенньш рабочий алгоритм устройства; на фиг. 3 - формат представления адреса подшины адреса общей шины (ОШ); на фиг. 4 - формат представления данных подшины данных ОШ; на

фиг. 5 - формат представления вектора прерывания программ ОШ; на фиг. 6 - формат представления данных на шине магистрального параллельного интерфейса (ИЛИ); на фиг. 7 - формат представления адреса на МЛН;.на фиг. 8 - пример реализации временной диаграммы блока микропрограммного управления; на фиг. 9 - врем-енная диаграмма обмена с ШИ; на фиг. 10 и 11 - форматы представления векторов прерывания ОШ ,и ШИ; на фиг. 12 - назначение разрядов регистра состояния.

Устройство содержит (фиг.1) мультиплексор 1, регистр 2 адреса, регистр 3 записи данных, группу элементов И-ИЛИ 4, три группы шинных формирователей 5-7, регистр 8 вектора прерываний, блок 9 оперативной памяти (ОЗУ), элемент И 10, регистр 11 адреса М1Ш и блок 12 микропрограммного управления.

СП

о

со

со сд

м

31509

Блок 12 MHKponporpaNtMHoro управления содержит элемент ИЛИ 13, селектор 14 адреса, триггер 15 адреса, регистр 16 микрокоманд, два мульти- плексора 17 и 18, две группы передатчиков 19 и 20, генератор 21 тактовых импульсов, регистр 22 адреса программ, элемент И 23, регистр 24 адрес микрокоманд и блок 25 постоянной памяти (ПЗУ).

Устройство также содержит общую шину (ОШ) 26, шину 27 магистрального параллельного интерфейса (МПИ), третий 28 и второй 29 регистры век- тора прерываний, группу элементов И-ИЛИ 30, второй блок постоянной. памяти (ПЗУ) 31 и регистр 32 состояния.

Устройство обеспечивает сопряже- ние магистралей двух одновременно работающих микро- и миниЭВМ.

Мультиплексор 1 обеспечивает коммутацию адресной и числовой информации на входы регистров адреса, дан- ных, вектора прерываний и селектора адреса. Регистр 2 адреса обеспечивает буферное хранение адресов ОШ и МПИ, а также производит реверсивное суммирование инкремента к содержимо- му адреса для адресации ОЗУ 9. Регистр 3 данных обеспечивает.буферное хранение данных с целью записи их в ОЗУ, на магистрали МПИ или на ОШ. Группа элементов И-ИЛИ 4 обеспечива- ет коммутацию адресной и числовой информации на МПИ и ОШ. Шинные форми рователи 5-7 обеспечивают соответственно разделение и .мультиплексировние адресов и данных при передаче на -ОШ или МПИ, а также при приеме адресов и данных от этих шин. Регист

8вектора прерываний обеспечивает буферное хранение кода вектора прерывания с целью передачи его на ОШ или МПИ по соответствующей команде. ОЗУ

9обеспечивает буферное накопление данных для передачи их массивом на МПИ и ОШ в режиме прямого доступа. Элемент И 10 обеспечивает выделение нулевого адреса в области адресных кодов ОЗУ, Регистр 11 адреса - оперативную регистрацию адреса с шины

МПИ с целью запоминания его во время действия сигнала Обмен. Блок 12 ,микропрограммного управления обеспе7 чивает синхронизацию работы устр.ойст ва с ОШ и МПИ, а также вырабатывает управляющие сигналы (микрокоманды) с

целью реализации заданного алгоритма (операции). Элемент ИЛИ 13 обеспечивает логическое суммирование выходных сигналов мультиплексоров опроса внешних условий. Селектор 14 адреса осуществляет дешифрацию фиксированного адреса соответствующей подпрограммы. Триггер 15 адреса обеспечивает модификацию текущего адреса подпрограммы, регистр 16 микрокоманд - буферное хранение микрокоманд на вре-. мя их отработки в устройстве для сопряжения вычислительных машин. Мультиплексоры 17 и 18 обеспечивают коммутацию управляющих и синхронизирующих сигналов в соответствии с программой пользователя. Передатчики 19 и 20 обеспечивают параметрическое сог ласование магистральных и синхронизирующих сигналов ОШ и МПИ. Генератор. 21 тактовых импульсов обеспечивает формирование синхросерии импульсов опорной частоты, регистр 22 адреса программ - запоминание адреса подпрограммы, определяемого фиксирован- ным адресом (операцией) на время ее исполнения. Элемент И 23 обеспечивает стробирование записи информации в регистр 22 адреса программ, регистр 24 адреса микрокоманд - буферное хранение адреса микрокомандного слова на время его исполнения в течение одного шага (периода f частоты), ПЗУ 25 - хранение микрокомандных слов и. программ, реализующих алгоритмы устройства.

Общая шина 26 предназначена для подключения универсальной ЦВМ с одноименным интерфейсом (типа СМ-4).

Шина 27 магистрального параллельного интерфейса МПИ предназначена для подключения второй УЦВМ с одноименным интерфейсом (типа Электроника 60).

Регистры 29 и 28 вектора прерываний общей шины и шины МПИ предназначены для буферного хранения адреса вектора прерывания соответственно общей шины и шины МПИ.

Группа элементов И-ИЛИ 30 обеспечивает сбор и поразрядную коммутацию кодов векторов прерывания на нулевой вход мультиплексора 1.

ПЗУ 31 предназначен для хранения таблиц, идентифицирующих содержимое регистра 32 состояния, предназначенного для хранения и передачи на УЦВМ кода очередности подключения к маги5150991

стралям, т.е. обеспечивается приоритетность обслуживания УЦВМ.

Назначение микрокоманд, формируемых блоком микропрограммного управ- ления, следующее: У, - УЭ соответственно управляют работой шинных формирователей, при этом, если У 0 (где i 1,2, 3), то передача информации осуществляется от щин к мульти- ю плексору 1, если У; 1, то передача информации - от шинного формирователя на соответствующие шины; У, Уу осуществляют управление группой элементов И-ИЛИ 4 соответствен- 15 ко ее левым и правым плечом с целью .коммутации адресной и числовой информации на вход шинного формирователя; У осуществляют инкремент начального адреса ОЗУ, зафиксированного на 20 регистре 2 адреса;

У-f - Уд осуществляют запись информации соответственно в регистр 2 адреса, регистр 3 данных и регистр 8 вектора прерывания;25

У,о осуществляет управление работы ОЗУ, при этой если У 0, то ОЗУ работает в режиме считывания информации, если У,о 1 , то производится запись информации в ОЗУ;30

У осуществляет управление работой элемента И 23 с целью выделения синхронизирующего сигнала на регистр адреса программ 22; У осуществляет сброс на нуль содержимого регистра 22 адреса прог- рамм и регистра 24 адреса микрокоманд; осуществляет сброс на нуль содержимого регистра 11 адреса ШИ; У(4. осуществляет декремент адреса дд ОЗУ, зафиксированного на регистр 2 адреса;

У|5 имитирует сигнал СхИ (управление передачей данных) в случаях, когда согласующее устройство работа- j ет в качестве исполнителя; имитирует сигнал ЗАН, указывает, что устройство сопряжения в режиме задатчика;

y,Y имитирует сигнал (запроса 50 на использование шины для прерывания) ;

У,д имитирует сигнал ПВБ (подтверждение прерывания);

, y,q имитирует сигнал ПРЕР .. (сигнал г выставления вектора прерывания на ОШ);

УЮ имитирует сигнал ДЧТ на МПИ; имитирует сигнал ПРР на МПИ;

35

0

5

0

д

j

0

5

Уу У имн тирует сигнал ОТВ на, ШИ; имитирует сигнал ЗПР на МПИ; У имитирует сигнал ДЗП на МПИ; имитирует сигнал ОБМ на МПИ; УК, имитирует сигнал ЗМ (запрос прямого доступа) на МПИ; У2.7 имитирует сигнал ПЗ на МПИ; 78 3ff управляют элементом И-ИЛИ 30;

Угд S УЗО управляют записью векторов прерывания в соответствующие регист- ры 29 и 28;

УЗ управляет записью информации в регистр 32;

33 управляют переключением датчиков 19 и 20;

У,( управляет состоянием мультиплексора 1;

X ;, - группа разрядов, обеспечивающая адресацию микрокоманд внутри соответствующей функциональной программы; X 2 группа разрядов, обеспечивающая адресацию подпрограмм при отсутствии адреса, задаваемого от адресных подшин общей шины или МПИ; Xj, Х - группы разрядов, обеспечивающие управление (коммутацию) мультиплексорами 18 и 17;

Хд. - группа разрядов, соответствующая значению вектора прерывания программ;

Xg - группа разрядов, обеспечивающих управление (коммутацию) мультиплексором 1;

Xf - управляет изменением состояния регистра 32 состояния через ПЗУ 31,

Устройство предназначено для связи одновременно работающих миниЭВМ (типа СМ-4), имеющих интерфейс Общая пшна, и микроэвм, имеющих магистральный параллельный интерфейс (МПИ), используемый в качестве стандартного средства обмена с периферийными устройствами.

В магистрали Общая шина адрес и данные передаются параллельно по раздельным линиям связи, а в МПИ адрес и данные передаются по совмещенным линиям связи. Отличаются также и временные диаграммы управляющих сигналов в циклах обмена данными, прерывания и захвата магистрали.

Устройство для Сопряжения магистралей выполняет функции, перечисленные в табл. 1, причем идентификация и настройка на выполнение соответ- ствующей функции производится адресным кодом, поступающим по магистрали адреса от общей шины 26 или в адресной посылке от МПИ 27,

При выполнении указанных в табл. 1 операций устройство для сопряжения ЭВМ обеспечивает обработку сигналов синронизации и управления МГШ и общей шиной, мультиплексирование адреса и данных, передаваемых из общей ПИНЫ в МШ, при этом обеспечивается обработка запросов в соответствии с определенной дисциплиной приоритета обработки запросов на доступ к устройству, разделение на доступ к устройству, разделение адреса и данных, передаваемых из МПИ в общую .шину, прием и обработку векторов пре рьшаний из МПИ и из общей шины, а также формирование фиксированных век торов прерываний на общую шину или МПИ.

Преобразование сигналов синхронизации и управления и аналогичных сигналов МПИ производится блоком микропрограммного управления.

Процесс преобразования сигналов состоит из обнаружения (опроса этих сигналов), формирования сопутствующих сигналов на внутренних магистралях устройства, т.е. сигналов, обеспечивающих выполнение соответствующих микроопераций, например, регистрации (записи) адреса, данных, вектора прерываний и т.д., формирования ответных сигналов, а также формирования квитирующих (ответных) сигналов на приемной (передающей) магистрали.

Как видно из табл, 1, команды устройства для сопряжения магистралей не носят характер специально выраженного формата, а представляются фиксированньми адресами в формате, принятом для представления адресной информации с СМ4 (фиг.З). Данные от общей шины подаются по подшине данных (фиг. 4) общей шины.

Передача данных на общую шину осуществляется двумя операциями: ЧТС и ЗПС,

При ЧТС запрашивается шина для пе редачи информации от исполнителя к задатчику, т.е. от устройства для сопряжения к СМ4 информация передается полньм (16-разрядным)словом.

Управление выполнением операций . ЧТС и ЗПС производится согласно временной диаграмме интерфейса ОШ. .

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Операция ЗПС используется для передачи информации от задатчика к . исполнителю, т.е. от СМ4 к устройству для сопряжения по адресу, указанному разрядами А Фф Данные при этом помещаются исполнителем на подшину Д 15-00.

При выполнении некоторых операций устройство для сопряжения выдает на ОШ и МПИ векторы прерывания. При этом управление обменом ведется стандартным для каждой из шин способом, а вектор прерывания программ размещается в 1 15-00 разрядах подшины данных при передаче его на ОШ и разрядах при передаче его на МПИ.

Форматы представления адресов, данных и векторов прерывания программ по шинам ОШ, МПИ и представление информации на шине МНИ приведены соответственно на фиг. 3-7,

Рассмотрим работу блока 12 микропрограммного управления в режиме поиска и обработки сигналов запроса на доступ к устройству для сопряже- ния от общей шины и МШ. I Пусть эти сигналы подсоединены на первый и второй входы мультиплексоров 17 и 18, причем на первые входы подключены сигналы непосредственного доступа на считывание или запись, а на вторые - сигналы доступа на прерывание.

Последовательность опроса мультиплексоров определяет дисциплину (порядок) обработки запросов.

В табл. 5 приведен пример реализации подпрограммы поиска и обработки запросов.

В табл, 5 представлен вариант программы поиска запросов, которые расставлены по приоритету следующим образом: ЗАН, ОБМ, ЗП, ЗПР,

Как видно, в первых четырех ячейках ПЗУ 25 с четными адресами раммируются коды Х, , обеспечивающие последовательный опрос мультиплексоров 18 и 17 по соответствующим каналам. Однако могут быть и други е дисциплины обработки запросов в случае изменения подпрограммы.

Формирование динамических кодов (Х,, Х) опроса магистралей (табл,5) производится с ПЗУ из начального состояния регистра 22 адреса программ и регистра 11 адреса микрокоманд, а также триггера 15 адреса.

Начальным состоянием блока 12 считается такое состояние, при котором на адресных входах блока ПЗУ 25 нули. Обнуление блока 12 производит- ся по включению или восстановлению после провала сети электропитания, от блока начальной установки (не показан) .

Динамика (темп) работы блока 12 определяется генератором 21 (фиг.8).

Как видно из временной диаграммы (фиг,8), при наличии соответствующих сигналов на входе мультиплексора 17 и 18, например, сигнала ЗАП от ОШ на выходе мультиплексора 18 снимается единичный сигнал, который фиксируется на адресном триггере 15, Этот триггер обеспечивает выборку микропрограммного слова с адресом пере дачи управления на подпрограмму реалзации соответствующей функции.

Принимают адрес микропрограммного слова, осуществляющего опрос мультиплексора 17 по первому каналу,А: ООд (табл. 4),

В этом микропрограммном слове зафиксирован адрес следующего микрокомандного слова Х, 028, однако этот адрес дополнен младшим разрядом равным единице, так как от опроса сигнала ЗАН и при его наличии триггер 15 установлен в состояние единицы, тогда адрес следующей ячейки

ПЗУ 25

А 02, Г 03,

Полученный таким образом адрес интерпретирует в дальнейшем как адре передачи управления, а ячейка с этим адресом называется ячейкой, которой передается управление.

Дальнейшая реализация подпрограммы обработки сигнала ЗАН представлена в табл, 5,

При считывании микропрограммного слова с третьей ячейки ПЗУ производися передача управления в десятую ячейку ПЗУ 25, При считывании содержимого десятой ячейки ПЗУ 25 производится опрос мультиплексора 17 по третьему каналу (Х 03), на который подключен сигнал СхЗ, обозначающий, что на магистралях адреса и данных находится информация от общей

шины.

В случае, если сигнал СхЗ равен единице, то с выхода мультиплексора 17 устанавливается в единичное состояние триггер 15, и управление передается в тринадцатую ячейку (X;, 12- 1), в противном случае - в двенадцатую (X, 12),

Из двенадцатой ячейки управление вновь передается в десятую ячейку (X, 10),

Таким образом, осуществляется динамическое ожидание сигнала СхЗ.

При считывании микропрограммного слова с ячейки ПЗУ 25 с адресом 13 производится опрос шинного формирователя 5 (у 1) и опрос мультиплексора 1 по второму каналу Xg 02. Это означает, что код адреса с общей шиной через шинный формирователь 5, мультиплексор 1 и селектор 14 коммутируется на вход регистра 22 адреса подпрограммы, где фиксируется синхроимпульсом инверсной серии ГТИ через элемент И 23, управляемый микрокомандой У„ - 1,

Таким образом, адрес Окно дешифрируется на селекторе 14 в условный адрес одной из программ X,-, X;, X ( в зависимости от значения этого адреса. При этом выполняются различные функции. Например, при адресе программ Хр, Xj полный адрес равен: X X; Х, тогда (табл, 6) с ячейки адрес которой X X; 14, считано микропрограммное слово, в котором группой разрядов Х 05 и микрокомандой У 1 информация с шины данных через шинный формирователь 6 и пятый канал мультиплексора 1 коммутируется на входы регистра 2 адреса, где фиксируется микрокомандой УТ 1

В этом случае дешифрируемый адрес Окно соответствует функции записи информации в регистр 3 данных. Селектор 14 адреса в этом случае вьщеляет I код Xj, который фиксируется в регистре 22 адреса подпрограмм. На следующем шаге микрокомандами У и Xg информация коммутируется на вход регистра 3 данных, где фиксируется микро командой Уд 1.

Аналогично фиксируется микрокомандой Уд - 1 код вектора прерывания на регистре 8, если адрес Окно соответствует подпрограмме записи sejcro- ра прерьгеания.

Запись информации в блок 9 является более сложной функцией и настраивается, как и остальные, одним из адресов Окно общей шины или МПИ.

Пусть адрес инициирует операцию записи А, тогда этот адрес в описанном порядке дешифрируется и фиксируется в регистре 22 адреса подпрограм а микропрограмма, которую он инициирует, обеспечивает запись (У,д 1) информации с выхода мультиплексора

1через регистр 3 данных на блоке 9, по адресу, задаваемому регистром 2 адреса (загружается предварительно). После окончания записи очередного слова в ОЗУ 9 вырабатывается микрокоманда Уб текущему адресу добавляется единица. После этого вырабатывается квитирующий сигнал СхИ

на ОШ, Операция заканчивается.

Запись информацииот МПИ производится при выполнении на магистрали команды Запись. При этом сигналом обмен (ОБМ) (фиг.9) производится запись адреса на регистр 11 адреса ШИ При опросе мультиплексора 18 и при наличии на его входе сигнала Обмен триггер 15 устанавливается в единичное состояние и производится настройка блока микропрограммного управле- НИИ на подпрограмму опроса мультиплесора 1. Через седьмой канал мультиплексора адрес МПИ поступает на селектор 14 адреса. В случае, если этот адрес является одним из тех ад- ресов, на который запрограммирован селектор адреса, адрес соответствующей микропрограммы Фиксируется на регистре 22 адреса подпрограмм. При выполнении этой подпрограммы (напри- мер, подпрограммы записи данных) вырабатывается микрокоманда УЗ О, и данные после опроса сигнала ДБП поступают на шестой вход мультиплексора 1. Этот мультиплексор кодом Xg 07 коммутирует эти данные на вход регистра 3 данных, где они фиксируются микрокомандой Уд 1, формируемой соответствующим входом блока 12 микропрограммного управления (фиг.9). Аналогичным образом производится запись информации на регистр

2адреса или регистр 8 вектора прерывания. ,

Запись информации в блок 9 произво дится по адресу, зафиксированному в регистре 2 аДреса с помощью отдельной команды Запись, выполняемой с МПИ.

Информация на вход ОЗУ 9 подается идентично подаче ее на регистр адреса и данных. При этом вырабатывается микрокоманда ЗГП и информация фиксируется в ячейку ОЗУ с адресом, отделяемым содержимым регистра 2 адреса. После окончания операции содержимое регистра адреса увеличивается на еди ницу.

Обмен данными по инициативе устройства для сопряжения выполняется при реализации прямого доступа к памяти и в режиме прерывания программ, выполняемых на обеих магистралях.

В режиме прямого доступа (табл.1) выполняются операции передачи накопленной в ОЗУ 9 информации.

При этом устройство для сопряжения дешифрирует в описанном порядке фиксированный адрес (например, A,g, табл. 1), поступающий из общей шины, и настраивается от селектора 14 адреса на соответствующую подпрограмму, реализующую операцию ПРД.

Б процессе реализации этой подпрограммы на выходе регистра 16 микрокоманд формируется микрокоманда , , имитирующая, сигнал ЗМ, которая через соответствующий передатчик 19 транслируется на МПИ. Длительность микрокоманды при этом не ограничивается, так как блок микропрограммного управления работает в режиме динамического ожидания сигнала. Формирование сигнала ЗМ (Угь) и анализа сигнала РЗМ, поступающего на вход мультиплексора 18, производятся одной подпрограммой.

При появлении сигнала РЗМ, что является условием для передачи управления на следующую подпрограмму, вырабатывается микрокоманда У имитирующая сигнал, т.е. .сигнал ПЗ, и вновь при сохранении сигнала ПЗ анализируется сигнал РЗМ.

После его снятия с входа мультиплексора 18 управление передается подпрограмме, в которой производится подготовка передаваемого сообщения (слова) на регистр данных. В случае передачи данных из ОЗУ с этой целью при микрокоманде О (считывание с ОЗУ 9) по адресу, поступающему на адресный вхрд ОЗУ, считывается соответствующее слово, которое через . третий канал мультиплексора 1, управляемого кодом Xg 03, подается на вход регистра 3 данных, где фиксируется на следующем шаге микрокомандой yg 1. В этом же микропрограммном слове формируются микрокоманды У4 1 и УЗ 1, коммутирующие группу элементов И-ИЛИ Аи шинный формирователь 7 на выдачу содержимого регистра 2 адреса на МПИ.

С задержкой на один шаг, т.е. в следующем микрокомандном слове при .сохранении микрокоманд У 1 и У 1 формируетсямикрокоманда, имитирующая сигнал ОБМ.

Управление передается следующему микропрограммному слову, в котором сохраняется значение микрокоманды сигнала ОБМ и вырабатываются микрокоманды У 1 и УЗ 1 (У обнуляется), т.е. на магистраль МПИ передается содержимое регистра 3 данных, в кото- ром ранее подготовлено содержимое соответствующей ячейки памяти. Также формируется микрокоманда, имитирующая сигнал ДЗП на МПИ. Одновременно вырабатывается микрокоманда . 1, уменьшающая содержимое регистра 2 адреса на единицу.

Анализируется четвертьгй канал мультиплексора 12 и при появлении на его входе сигнала ОТВ управление передает ся следующему микропрограммному слову в котором снимается микрокоманда ДЗП и далее анализируется снятие сигнала ОТВ с МПИ.

Микрокоманда сигнала ПЗ удержива- ется все это время в рабочем состоянии ( О.

Управление передается подпрограмме, выполняющей функции вьщачи адресной и числовой информации с сохране- нием сигнала ПЗ и анализом по описанному усеченному алгоритму (без формирования микрокоманд сигнала ЗМ и анализа сигнала РЗМ). Причем производится анализ единичного сигнала от эле- мента И 10 поступающего по первому каналу мультиплексора 12.

В случае, когда этот сигнал примет единичное значение, управление передается на подпрограмму вьщачи вектора прерывания на общую шину в знак того, что передача данных в режиме прямого доступа окончена.

Рассмотрим далее, как протекает обмен данными с ОШ по инициативе уст- ройства для сопряжения в режиме прерывания программ.

При этом после приема данных с МПИ например, по алгоритму операции ЗГД2 (табл. 1) устройство для сопряжения переходит на подпрограмму вьщачи на ОШ фиксированного вектора прерывания Xj, сообщающего ЭВМ о необхо- чтения данных из определенно

го регистра..На первом шаге этой подпрограммы формируется микрокоманда ( 1), имитирующая сигнал ЗП, которая через соответствуюищй передатчик 20 транслируется на ОШ. Далее алгоритм функционирования устройства для сопряжения обеспечивает динамическое ожидание сигнала РП, т.е. производится опрос мультиплексора 17 по соответствующему входу, При появлении сигнала РП вырабатывается условие на триггере 15 для перехода на вы-- полнение микрокоманды, имитирующей установку сигнала ПВБ (. 1) и сбрасывающей сигнал ЗП на ОШ. Далее по опросу сброса сигнала РП (опрос мультиплексора 17), а также при отсутствии сигнала ЗАН на ОШ устанавливается сигнал ЗАН (У(б 1), который передатчик 20 транслируется на ОШ. Далее следующие микрокоманды формируют - вектор прерывания программ.и Xg - управляющий код мультиплексора 1 (открывающий его по четвертому входу). На следующем шаге осуществляется фиксация вектора прерывания на регистре 2 адреса микрокомандой У-j. 1. В этом же микрокомандном слове формируются микрокоманды Уф 1, Уг - 1 коммутирующие шинный формирователь 6. на вьздачу содержимого регистра 2 адреса на ОШ. При отсутствии на ОШ сигнала СхИ (устанавливается по опросу мультиплексора 17) формируется микрокоманда (У 1), имитирующая сигнал ПРЕР. Следующая микрокоманда ( 0) снимает сигнал ПВБ и переходит в динамическое ожидание сигнала СхИ с ОШ по опросу мультиплексора 17 (управляющим кодом Х). В момент приема сигнала СхИ с ОШ адресный триггер 15 устанавливается в единичное состояние и определяет условный переход к выполнению микрокоманды У) 0, О, снимающий сигналы ПРЕР, ЗАН. После выполнения описанного алгоритма блок 12 устройства для. сопряжения переходит в режим поиска и обработки сигналов запроса на доступ к устройству для сопряжения от ОШ. Пост ле принятия адреса с ОШ, например, А. ц и селекции его на селекторе 14 блок микропрограммного управления 12 переходит на выполнение программы чтения регистра данных на ОШ (производится операция ЧДП согласно табл.г.1), причем через передатчики 20

на ОШ выставляются сигналы и анализируются сигналы на общей шине по опросу мультиплексора 17 в соответствии с временной диаграммой обмена интерфейса ОШ. По окончании операции чтения данных на МПИ может вьщавать- ся вектор прерывания, означающий окончание цикла передачи данных МПИ ОП1.

Для устранения конфликтных ситуаций при одновременном обращении нескольких абонентов к устройству предусмотрена система перераспреде- VieHiik ресурсов, т.е. система учета очередности обработки обращений или иначе говоря, система аппаратного семафора с устойчивыми состояниями и с единичной очередьюна входе.

В состав устройства входят регист ры 28, 29 вектора прерываний, предназначенные для хранения адреса вектора прерывания Общей шины и МПИ.

Форматы представления информации адресов векторов прерывания ОШ и МПИ соответственно приведены на фиг. 10 и 11 .

Формат представления данных на регистре 32 состояния предназначенного для идентификации состояния устройства в произвольный момент времени (для сокращения описания в соответствии с четырьмя выделенными состояниями, представлен на фиг. 12.

Триггеры (разряды 8 и 9) маски со ответственно ОШ и. МПИ предназначены для программного управления выдачей и маскированием вектора прерывания (фиг. 12).

Начальное состояние О, что со- ответствует замаскированному прерыванию.

Триггеры очередности и занятости (соответственно разряды 10 и 11) устройства предназначены для оптими- зации функции захвата его устрой- .ства со стороны соответствующей УЦВМ.

В соответствии с состоянием этих разрядов различаются следующие уело- ВИЯ захвата устройства для сопряжения магистралей: если состояние адаптера магистралей - АСС (00), то УЦВМ (программа драйвер) может начат обслуживание требования ввода-выво- да основной программы; если состояние устройства для сопряжения маги- стралей - АЗС (10), то УЦВМ может войти в режим постоянного опроса регистра состояния либо перейти к режиму ожидания прерывания с вектором., прерывания, записанным в регистр вектора прерывания соответствующей магистрали (в этом случае соответствующий триггер маски должен быть программно установлен в состояние 1); если состояние устройства для сопряжения магистралей в команде ЧРС АЗЗ или АСЗ (01), то программа драйвер 5ЦВМ переходит в состояние Устройство не готово и в этом случае может перейти к периодическому опросу регистра состояния.

Для правильного построения обмена информацией между УЦВМ через устройство для сопряжения магистралей драй- йеры УЦВМ строятся таким образом, что прежде, чем начать обмен информа- ,цией, абонент должен опросить per гистр состояния устройства командой

ЧРС2 (ЧРС1).

При выполнении команды ЧРС согласно алгоритму команды в зависимости от состояния регистра 32, передаваемого на магистраль, его содержимое меняется в соответствии с таблицей истинности 2 (табл.1). Это достигается тем, что в процессе выполнения команды ЧРС1 на первом шаге формируется код Xg, который открывает мультиплексор 1 по информационному каналу Xg. Информация Xg поступает на вход регистра данных, где фиксируется командой У, которая формируется, с задержкой относительно установки информации на один шаг. На следующем шаге формируются микрокоманды J -- У, с помощью которых информация с регистра 3 данных коммутируется на ОШ.

После этого средствами микропрограммного управления на адресный вход ПЗУ 31 подается код Х, который совместно с состоянием регистра 32 состояния составляет полный адрес информации, считываемой ПЗУ 31 на регистра 32 состояния. Эта информация прошивается в ПЗУ согласно таблице истинности 2. С задержкой в один такт формируется команда У. , и новое состояние фиксируется на регистре 32. Так, при помощи кода Х выбирается из ПЗУ 31 нужная таблица истинности. Значение кода Х может быть: 01 - для выбора таблицы истинности 2 (при операциях ЧРС1, ЧРС2);

02 для выбора таблицы истинности

3(при выполнении операции СР31);

03- для выбора таблицы истинности

4(при выполнении операции СР32).

После окончания основной программы УЦВМ, занявшая адаптер магистралей, должна выполнить операцию Сброс триггера занятости (СР31 или СР32). При выполнении этих операций установки в нулевое состояние триггера занятости регистра 32 выполняются действия в соответствии с таблицами истинности 3 или 4 соответственно. Такое выполнение операций позволяет автоматически, в зависимости от предыдущего состояния регистра 32, перераспределить ресурсы устройства.

Формула из обр е т е н и я

Устройство для сопряжения двух магистралей по авт.св. № 1348874, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет устранения кон- флйктных ситуаций при одновременном обращении к устройству абонентов с различных магистралей, а также за I счет автоматического планирования очередности обслуживания абонентов, в него введены второй блок .постоянной памяти, регистр состояния, второй и третий регистры вектора прерываний и вторая группа элементов причем первый и второй информацион-

0

5

0

5 0 с

ные входы элементов И-ИЛИ второй группы соединены соответственно с выходами второго и третьего регистров вектора прерываний, выходы элементов И-ИЛИ второй группы соединены с информационными входами нулевой группы первого мультиплексора, информационные входы второго и третьего регистров вектора прерываний соединены соответственно с группой выходов первого мультиплексора и группой выходов третьего шинного формирователя, первый и второй управляющие входы элементов И-ИЛИ второй группы соединены с соответствующими разрядными выходами третьей и шестой групп выходов регистра микрокоманд, группа выходов второго блока постоянной памяти соединена с группой информационных входов регистра состояния, группа выходов которого подключена к соответствующим разрядам информационных входов- четвертой группы первого мультиплексора и группе младших адресных входов второго блока постоянной памяти, управляющие входы второго и третьего регистров прерываний, регистра состояния, передатчиков первой и второй групп, первого мультиплексора соединены с шестой группой выходов регистра микрокоманд, седьмая группа выходов которого подключена к группе старших адресных разрядов второго блока постоянной памяти.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения магистрали "общая шина" с шиной магистрального параллельного интерфейса. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет устранения конфликтных ситуаций при одновременном обращении к устройству абонентов с различных магистралей, а также за счет автоматического планирования очередности обслуживания абонентов. В устройство введены второй блок постоянной памяти, регистр состояния, вторая группа элементов И-ИЛИ и второй и третий регистры прерывания. 12 ил., 3 табл.

Загрузка регистра

адреса общей шины ЗГА1

Загрузка регистра

данных от общей

шиныЗГД1

Загрузка регистра вектора прерываний от общей шины ЗГВ1

Таблица 1

Производится загрузка регистра адреса данными, поступающими по магистрали данных с ОШ. По адресной магистрали ОШ поступает в адрес А, операции Производится загрузка регистра данных данными, поступающи1«1и по магистрали данных с ОШ. По адресной магистрали ОШ поступает через А операции

Производится загрузка регистра вектора прерываний данными, поступающими по магистрали данных с ОШ. По

DZnZZI

Загрузка оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) из общей шины

Считывание регистра адреса на общую шину

Считывание регист ра данных на общую шину

Считывание регистра вектора прерьтания на общую шину

Считывание оперативного запоминающего устройства на общую щину ЧОП1

Передача содержимо го регистра данных на МПИ по фиксированному вектору пре рывания

Счытывание регистра адреса на общую шинуУАП

Считьгоание регистра

данных на общую

шину. ЧДП

Продолжение табл. 1

адресной магистрали ОШ поступает адрес А 5 операции Производится загрузка ячейки ОЗУ, данными, поступающими по магистрали данньк с ОШ. По адресной магистрали ОШ подается адрес операции А4. Адрес ячейки ОЗУ определяется десятью разрядами регистра адреса. По окончании операции содержимое регистра адреса увеличивается на единицу. .

Производится считывание содержимого с регистра адреса на ОШ по команде СМ4, при этом.по адресной магистрали ОШ поступает адрес А

Производится считывание содержимого регистра данных на ОШ команде СМ4, при этом по адресной магистрали ОШ поступает адрес Ag

Производится считывание содержимого регистра вектора прерывания на ОШ по команде СМ4, при этом на адресной магистрали ОШ задается адрес А.

Производится считывание ячейки ОЗУ с адресом, указанным содержимым регистра адреса

По адресной магистрали ОШ задается адрес операции Ag. По окончании операции содержимое регистра адреса уменьшается на единицу

По адресной магистрали ОШ задается адрес А операции. Производится передача вектора прерываний В4. на МПИ, а затем считывание содержимого регистра данных командой ЧТД2 от МПИ. По окончании операции ЧТД2 на ОШ вьщается вектор прерывания B,j,

Производится считывание содержимого регистра адреса на ОШ по команде СМА, при этом по адресной магистрали ОШ поступает адрес А,о .

По окончании операции на МПИ вьщается вектор прерывания В

Производите считывание содержимого регистра данных на ОШ по команде СМ4, при этом по адресной магистрали ОШ на устройство для сопряжения поступает адрес . По окончании операции на МПИ выдается вектор прерывания B(j

1

ZIIIZZI

Считывание вектора прерывания на общую шину

ЧВП

Считывание оперативного запоминающего устройства на общую шинуЧОП2

Передача содержимого регистра данных на МПИ по произвольному вектору прерьюания

Передача содержимого регистра данных на МПИ по прямому доступуПРД

Передача содержимого оперативного запоминающего устройства на МПИ по прямому доступу

Загрузка регист- ра данных от МПИ ЗГД2

Загрузка регистра адреса от МПИ ЗГА

Продолжение табл. 1

Производится считывание содержимого регистра вектора прерывания на ОШ по команде СМ4, при этом по адресной магистрали ОШ задается адрес А («2. По окончании операции на МПИ вьщается вектор прерывания В

3

Ч

15

б

По адресной магистрали ОШ задается адрес операции А. Производится считывание ячейки оперативного ЗУ с адресом, указанным содержимым регистра адреса. По окончании операции содержимое регистра адреса уменьшается на единицу. На магистраль МПИ вьщается вектор прерывания программы Bg

По заданной магистрали ОШ задается адрес А операции. Производится передача содержимого регистра вектора прерывания программы на МПИ. Выполняется команда ДЧТ от МПИ. По окончании команды ДЧТ на ОШ выдается вектор прерывания ВПо адресной магистрали ОШ задается адрес А,5 операции. Производится передача содержимого регистра адреса и регистра данных в режиме прямого доступа к МПИ. По окончании операции на ОС вьщается вектор прерывания Во

По адресной магистрали ОШ задается адрес . Производится передача массива данных в режиме прямого доступа. При этом адрес каждого сообщения определяется содержимым регистра адреса и отличается от предьщущего на Mti- нус единицу. Младшие десять разрядов регистра адреса определяют ячейку ОЗУ. Окончание операции определяется нулевым содержимым десяти младших разрядов регистра адреса. По окончании операции на ОШ вьщается вектор прерывания

Производится загрузка регистра дан- „ных данными, поступающими от МПИ.

В адресной части команды ДЗП задается адрес A.f операции

Производится загрузка регистра адре- са данньвш, поступающими от МПИ. В

rizizii

Загрузка регистра вектора прерывания ЗГВ2

)

Загрузка оперативного запоминающего устройства от МПИ ЗПГ2

Чо

Считывание регистра адреса на МПИ

ЧТА2

1

Считывание регистра данных по МПИ ЧТД2

22

Считывание регистра вектора прерывания на МПИ ЧТВ2

23

Считывание оперативного запоминающего устройства ЧОП2

Ч

Передача содержимо- го регистра вектора прерывания на ОШПРВ

ЧАО

i6

адресной части команды ДЗП задается адрес А,д операции

Производится загрузка регистра вектора прерывания данными, поступающими от МПИ. В адресной части команды ДЗП задается адрес А;, операции

Производится загрузка ячейки оперативного ЗУ адаптора магистралей данными, поступающими от магистрали fflИ. В адресной части команды ДЗП задается адрес А

гоАдрес ячейки ОЗУ

при этом определяется десятью младшими разрядами регистра адреса

Производится считывание содержимого регистра адреса на МПИ при помощи команды ДЧТ. При-этом в адресной части команды задается адрес Aj

Производится считывание содержимого регистра данных на МПИ при помощи команды ДЧТ. При этом в адресной части команды задается адрес

Производится считывание содержимого регистра вектора прерывания на МПИ при помощи команды ДЧТ. При этом в адресной части команды задается адрес Agg.

Производится считывание содержимого ячейки ОЗУ, адрес которой указан десятью младшими разрядами регистра адреса, на МПИ при помощи команд ДЧТ, при этом в адресной части команды задается адрес А,. Содержимое регистра адреса после окончания операции меняется на минус единицу

Производится загрузка регистра вектора прерываний программ данными, поступающими от МПИ. В адресной час25

ти команды ДЗП задается адрес А операции. В режиме прерывания на ОШ передается содержимое регистра вектора прерывания в качестве вектора прерывания.

По адресной магистрали ОШ задается адрес операции . Регистр адреса загружается данными, поступающими по

ii::zii:::i

Передача вектора прерывания с МПИ на ОШ в режиме прерыванияПВП1

Передача вектора прерывания с ОШ на МПИ в режиме пре-г рыванияПВП2

Передача содерлсимого ОЗУ на ОШ по прямому доступуПОО

Установка регистра вектора прерывания ОШ

ЗРВ1

Установка регистра вектора прерывания МПИ

ЗРВ2

Продолжение табл.

магистрали данных. Средствами устройства для сопряжения формируется команда ДЧТ, в адресной части которой передается содержимое регистра адреса. После приема информации на регистр данных в ОШ выдается вектор прерывания В

s

После обработки сигнала запроса на прерывание ЗПР с шины МПИ на регистр вектора прерывания принимается вектор прерывания, который транслируется на ОШ в режиме прерывания программ. После окончания операции на МПИ вьщается вектор прерывания В,.

После обработки сигнала запроса на прерывание ЗП с ОШ на регистр вектора прерывания принимается вектор прерывания, который транслирует на МПИ в режиме прерывания программ. После окончания операции на ОШ выдается вектор прерывания В,д.

В адресной части команды с МПИ задается адрес . Производится передача массива данных, записанных в ОЗУ, на ОШ в режиме прямого доступа, При этом адрес каждого сообщения определяется содержимьм регистра адреса и отличается от предыдущего на минус единицу. Младшие десять разрядов регистра адреса определяют адрес ячейки ОЗУ. Окончание операции определяется целевым содержанием десяти младших разрядов регистра адреса. По окончании операции на МПИ вьдается вектор прерывания

В 44.

Производится запись кода вектора прерывания ОШ, представленного 7-0 разрядами подшины данных магистрали ОШ, в регистр вектора прерывания ОШ, а также запись содержимого 15- го разряда подшины данных ОШ в триггер маски прерывания ОШ. При этом на подшине адреса ма гистрали ОШ устанавливается адрес операции А25

Производится запись кода вектора прерывания МПИ, представленного 15-8 разрядами в фазе данных шины

Чтение -регистра состояния (PC) AM с магистрали ОШ ЧРС1

Чт

сос

ЧРС2

17

Сброс триггера занятости AM с магистрали ОШСР31

г8

СР32

«9

ЗРС1

lyj

МПИ, в регистр вектора прерывания МПИ, а также запись содержимого 0-го разряда фазы данных шины МПИ в триггер маски прерывания МПИ. При этом в фазе адреса шины МПИ устанавливается адрес операции Производится передача на магистраль ОШ содержимого PC по подшине данных ОШ в разрядах 11-8. По окончании передачи производится аппаратная установка PC в соответствии с таблицей истинности 2. При этом на подшине адреса магистрали ОШ устанавливается адрес операции

Производится передача по магистрали МПИ на адаптер магистралей в фазе адреса фиксированного значения адреса А517. Средствами AM производится передача содержимого PC, пред- . ставленного 11-8 разрядами, на МПИ в фазе данных. После передачи данных производится аппаратная установка PC в соответствии с таблицей истинности 2, приведенной для команды ЧРС1

Производится передача фиксированного адреса по подшине адреса ОШ. Средствами AM устанавливается в О триггер занятости PC. Производятся действия в соответствии с таблицей инстинности 3. После выдачи вектора прерывания триггер занятости устанавливается в 1, триггер очереди устанавливается в О, причем с ОШ осуществляется операция записи

Производится передача по фазе адреса магистрали МПИ на адаптер магистралей фиксированного значения адреса А29« Средствами AM устанавли- вается в О триггер занятости PC. Производятся, действия в соответствии с таблицей инстинности 4. После вьдачи вектора прерывания триггер занятости устанавливается в 1, триггер очереди устанавливается в О. Причем с МПИ осуществляется операция записи

Производится передача фиксированного адреса по подшине адреса ОШ Средствами AM устанавливается тригЗапись регистра состояния (PC) AM с магистрали МПИ

ЗПС2

Примечание. Величины адресных кодов для программирования селектора адреса AM выбираются использователем. Таблицы истинности приведены для устройства для сопряжения магистралей двумя абонентами (ОШ и ШИ).

Таблица 2

Продолжение табл.1

гер занятости в 1, триггер очереди - в О.

Производится передача по фазе адреса магистрали МПИ на адаптер магистралей фиксированного адреса Aj,. Средствами AM устанавливается триггер занятости в 1, триггер очередности - в О.

Таблица 3

вания МПИ разрядами 7-0 выдается в качестве вектора прерывания Операция прекращается

Таблица 4

вания МПИ разрядами 7-0 вьдается в качестве вектора прерывания Операция прекращается

31

1509915

00

00

01

02

01

00

.04

00

02

06

02

02

03 10

00

16 18 18 00

Ак0000О О О О О О

000000000000.

Т а

32 лица 5

Опрос мультиплексора 17 по первому каналу

Опрос мультиплексора 18 по первому каналу

Опрос мультиплексора 17 по второму каналу

Опрос мультиплексора 18 по второму каналу

Таблицаб

О

О

0.

Передача управления в 10-й адрес ПЗУ

Микрокоманды динамического ожидания сигнала СхЗ Запись данных в регистр

2адреса Запись данных в регистр

3данных Запись данных в регистр вектора прерывания

Фиг.г

Машинное слабо

Т

ЛиполнительныеАдрес байта

расширений}6

oSieMoS адресов nafifl/nu

Фиг.З Машинное слово

Старший байт

75 Щ 13

3 8

Старший pazpftd

15 /4

Вектор преры8ан1/л/

Старший разрядмладший разряд

Фиг.5

15

37

Старший 5айт

17 16 15 /

Фиг.6MAadiuuif

10

I1

Расщиритель

адресного

пространствоФие.7

Младший байт

7 5

/ О

Младший разрл

фивЛ

; О

Млада/ии 5айлг

I I

Младший разр/Jd

HTJ

«о

§

S

.

Выход МЛН

N( Адрес у( ДанныеJ)

05М

У

Выход регистра, адреса мпи

А:

дзп

Вяяод мульти- п/(ексора №

Выход группы рвзрлдод хЗ

От8.

Выход микрокоманды У; -

Выход микрокоманд У,2

75 Jf

Старший разряд

Т-IГ

76-5

Старший разряд

Фие.11

У

У

и

IГ

7 О

Младший разряд

Фаг.Ю

ГУТ

Младший разряд

11 JO

Разряды расширения дэункции

-триггер маски прерыВамия ОШ

-триггер маски пр рыбцния МП И ---триггер очере&а к adcinmepif магистралей

триггер занятости адаптера rasucmpcfjjeu

фигЛ2

6 5 у нумерация

разряЫ на магист ралях МПИи ОШ