Устройство для сопряжения источника информации с ЭВМ Советский патент 1989 года по МПК G06F13/10 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системы связи ЭВМ с удаленными источниками инфор- мации.

Целью изсГбретения является увеличение быстродействия обмена информацией между источником и ЭВМ.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок питания; на фиг. 3 - формирователь импульсов; на фиг. 4 - функциональная схема блока преобразования информации; на фиг. 5 - функциональная схема узла связи с ЭВМ; на фиг. 6 - временная диграмма работы устройства.

Устройство содержит узел 1 связи с источником информации и узел 2 связи с ЭВМ, соединенные двухпроводной линией 3 связи. Узел 1 содержит блок 4 питания, блок 5 преобразования информации и формирователь 6 импульсов, шины 7 и 8 питания блока 5, выходы 9 переменного напряжения блока 4, вход 10 синхронизации блока 5, информационные входы 11 блока 5, шины 12 и 13 отрицательного и положительного питания линии 3 связи, шины 14 и 15 питания блока 2, информационные вход 16 и выход (линия) 17 блока 2, входы 18 и 19 сети переменного тока блока 4.

Блок 4 питания (фиг. 2) содержит трансформатор 20, двухполупериодный выпрямитель 21, фильтрующий конденсатор 22 и стабилизатор 23.

Формирователь 6 импульсов (фиг.З) содержит диоды 24 и 25, резисторные делители 26 и 27 напряжения и триггер 28 Шмидта.

Блок 5 преобразования информации (фиг. 4) содержит сдвиговый регистр

ел ел

oS со

3151

29, элементы И-30, И-НЕ 31, усилитель 32, одновибратор 33, триггер 34, резистор 35, передающий 36 и приемный 37 оптроны, шины 38-ДО.

Блок 2 связи с ЭВМ содержит передающий оптрон 41, приемный оптрон 42, усилитель 43, резисторы 44 и 45.

На фиг. 6 приняты следующие обозначения: диаграмма 46 напряжения между входами 18 и 19; диаграмма 47 напряжения на входе триггера 28 Шмидта; диаграмма 48 напряжения на выходе 10 формирователя 6 импульсов; диаграмма 49 сигнала на входе синхронизации регистра 29; диаграмма 50 сигнала опроса, поступающий из ЭВМ на вход 16 блока 2; диаграмма 51 тока в линии 3 связи; диаграмма 52 сигналов на информационных выходах оптронов 37 и 42; диаграмма 53 сигнала на выходе одновибратора 33; диаграмма 54 сигнала на выходе элемента И-НЕ 31; диаграмма 55 сигнала на выходе элемента И 30; диаграмма 56 сигнала на выходе младшего разряда регистра 29; диаграмма 57 соответствует моментам перехода ЭВМ к прерывающей программе.

Блок 4 питания предназначен для формирования стабилизированного постоянного напряжения U 1 питания блока 5 и формирователя 6, а также для формирования переменного напряжения, подаваемого на выходы 9.

Формирователь 6 импульса вырабатывает последовательность положительных импульсов с удвоенной частотой. Переменное напряжение, поступающее на входы 9, преобразуется диодами ,24 и 25 в пульсирующее напряжение с удвоенной частотой, которое уменьшается по амплитуде с помощью делителя напряжения на резисторах 26-27 и поступает на вход триггера 28 Шмидта, с его выхода снимается непрерывная последовательность импульсов с Задвоенной частотой.

Сдвиговый регистр 29 работает в двух режимах: приема и сдвига. В режиме приема сигнал (напряжение высокого уровня),, в режиме сдвига - , При сдвиге освободившиеся разряды заполняются единицами, посколь- ку на шину 38 подан сигнал 1.

Питание блока 5, линии 3 связи и блока 2 осуществляется соответственно от источников напряжения U1, U2 и

гальванически не связанных между со бой для повышения помехоустойчивости.

Устройство работает следующим образом.

Устройство позволяет передавать ин формащпо от удаленного источника к ЭВМ с использованием общей питающей сети в качестве линии общей синхронизации для подтверждения истинности передаваемых битов.

В исходном состоянии из ЭВМ на вход 16 устройства поступает сигнал (отсутствие запроса на сеанс связи). Через светодиод оптрона 41 протекает ток, транзистор этого оптрона насьщен. На вход синхронизации регистра 29 поступает сигнал с частотой сети. Регистр 29 заполнен единицами и находится в режиме сдвига, так как . Усилитель 32 выключен по выходу, так как на его вход поступает единичный сигнал. Поэтому через светодиод оптрона 36 протекает ток и транзистор этого оптрона насыщен.

В линии 3 связи протекает ток, поэтому на выходах оптронов 37 и 42 сформированы нулевые сигналы. Сигнал с выхода оптрона 37 проходит через элемент И 30 к подтверждает исходное состояние сигнала режима (S 0). Элемент И-НЕ 31 закрыт, поэтому на его выходе постоянно присутствует единичный сигнал, KOTopbD i не оказьшает воздействия на триггер 34, работающий в режиме деления на два входной частоты

В дальнейшем ЭВМ совершает кратковременные обращения к прерьшанщей программе обслуживания устройства (57). В момент времени t ЭВМ начинает, а в момент времени t завершает операцию считьшания входного кода X с входом 11 в регистр 29. В моменты времени t t, tg, t;,o , ЭВМ опрашивает состояние линии 17, на которой формируется последовательность битов, соответствующих принятому в регистр коду X. Если на выходе оптрона 42 нулевой сигнал, то принят единичный бит, если единичный сигнал, то принят нулевой бит.

Прерьшающая программа обслуживания устройства вызьшается по сигналам от сетевого таймера.

Работа устройства состоит в обеспечении противофазной работы сдвигового регистра и ЭВМ, при которой передаваемые биты стабильны в те моменты времени, когда ЭВМ их принимает, обращаясь к прерьшающей программе по сигна515151696

лам из сетевого таймера. При этом сме- в момент времени t информация в на информации производится в промежут- регистре 29 сдвигается вниз на один ках между сигналами прерывания, когда разряд, а в момент времени tg ЭВМ ЭВМ работает по фоновой программе, не принимает второй бит кода X. связанной с обслуживанием устройства Аналогично происходит формирова- (диаграммы 56 и 57 на фиг. 6). ние остальных бит информации. В моПри начальном вхождении в програм- мент времени .3BM принимает послед- му обработки информации от источника ний, например, (пятый) бит кода X. ЭВМ вьшсйтняет команду выдачи в выход- ю По мере сдвига полезной информации ной порт сигнала А О, после чего регистр 29 заполняется единицами, по- ЭВМ выходит из режима прерьшания. ступающими с шины 38, В момент времеНулевой сигнал (А) вызьгоает выклю- ни t , первая из этих единиц достига чение оптрона 41 и, следовательно, ет выхода Q и устройство переходит в прекращение тока в линии 3 связи. )5 описанное исходное состояние. Вследствие этого на выходе приемного Разрядность кода X может быть про- оптрона 37 формируется сигнал 1, ко- извольной,но однако для наглядности торый переводит регистр 29 в режим (фиг, 6) принята разрядность, равная приема информации (S 1) и вызьшает пяти.

срабатывание одновибратора 33. На вы- 20 В момент времени t, ЭВМ начинает ходе элемента И-НЕ 31 формируется им- новый сеанс связи.

пульс, который устанавливает триггер После начальной установки устрой- 34 в нулевое состояние. Начиная с это- ства (моменты времени б пере- го момента времени сдвиговый регистр дается младший разряд нового кода X 29 и ЭВМ работают синхронно с фазовым 25 (момент времени t,g) и далее процесс сдвигом 180 .протекает по описанному алгоритму.

В момент времени t под действием

положительного фронта сигнала синхро- Формула изобретения низации в регистр 29 принимается код

X и служебный сигнал О. Нулевой зо Устройство для сопряжения источни- сигнал (Q) запирает элемент И 30 и ка информации с ЭВМ, содержащее узел переводит регистр 29 в режим сдвига связи с источником информации и узел (), Линия 3 связи уже разомкну- связи с ЭВМ, причем узел связи с истая оптроном 41, дополнительно размы- точником информации содержит блок кается оптроном 36., питания и блок преобразования инфорВ момент времени t ЭВМ вновь об- мации, выход положительного напряже- ращается к прерьшающей программе, ко- ния блока питания соединен с первой торая на этот раз предписьшает ЭВМ шиной питания блока преобразования перевести сигнал А выходного порта в информации, выход нулевого потенциала состояние 1. При этом оптрон 41 вклю- «до блока питания соединен с второй шиной чается, а его ток по-прежнему отсут- питания блока преобразования информа- ствует, так как оптрон 36 остается ции и является выходом устройства дпя выключенным. Далее ЭВМ возвращается подсоединения к шине нулевого потен- к выполнению фоновой программы. циала источника информации, информа-

45 ционные входы блока преобразования

В момент времени t под действием информации являются входами устрой- положительного фронта сигнала синхро- ства для подсоединения к информацион- низации информация в регистре 29 сдви- ным выходам источника информации, лягается на один разряд вниз, при этом нейный вход и выход блока преобразо- на выходе регистра 29 Q формируется, 50 вания информации соединены соответст- например, сигнал 1, включается опт- венно с линейным выходом и входом уз- рон 36 и в линии 3 начинает течь ток. . ла связи с ЭВМ, блок преобразования

В момент времени t ЭВМ, вьтолняя информации содержит сдвиговый регистр, прерьгоаюрото программу, считьшает из элемент И, элемент НЕ, одновибратор, входного порта сигнал Б О, что соот-зз передающий и приемный оптроны, приветствует 1 в младшем разряде кода X. чем параллельные входы сдвиговогб ре- ЭВМ записьшает полученный бит в свою гистра, кроме младшего разряда, со- память и возвращается к фоновой зада- единены с информационными входами бло- че.ка преобразования информации, выход

младшего разряда сдвигового регистра соединен с первым входом элемента ИгНЕ. линейный вход передающего опт- рона соединен с линейным входом блока преобразования информации в блоке преобразования информации, линейный выход передающего оптрона соединен с линей- ньм входом приемного оптрона, выход которого соединен с линейным выходом Q блока преобразования информации, узел связи с ЭВМ содержит усилитель, передающий и приемный оптроны, причем вход усилителя и информационный выход щ)иe ffloгo оптрона являются соответст- веяно входом и выходом устройства для подсоединения к информационным выходу и входу ЭВМ, выход усилителя соединенL с информационным входом передающего оптрона, линейные вход и выход которого 20 соединены с шиной положительного на- , пряжения питания линии связи и с ли- - нейным входом приемного оптрона, выход которого соединен с линейньм выходом узла связи с ЭВМ, линейный вход 25 которого соединен с щиной отрицательного питания линии связи, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, узел связи с источником информации дополнитель- зО но содержит формирователь импульсов, а в блок преобразования информации узла связи с источником информации дополнительно введены триггер и усилитель, причем первый и второй входы

Ili

формирователя импульсов соединены с выходами переменного напряжения блока питания, третий и четвертый входы формирователя импульсов соединены соответственно с выходами положительного напряжения и нулевого потенциала блока питания, выход формирователя импульсов соединен с входом синхронизации блока преобразования информации в котором вход синхронизации соединен с синхровходом триггера, прямой выход которого соединен с тактовым входом сдвигового триггера, последовательный вход которого соединен с первой шиной питания блока преобразования информации, а младший разряд параллельного входа сдвигового регистра соединен с второй шиной питания блока преобразования информации, выход младшего разряда сдвигового регистра соединен с первым входом элемента И и с входом усилителя, выход которого соединен с информационным входом передающего оптрона, информационный выход приемного оптрона соединен с входом одновибратора и вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом режима сдвигового регистра, выход одновибратора соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с установочным входом триггера инверсный выход которого соединен с информационным входом триггера.

г го в. 5О Гц

В,ЮОГц

л.

ад- /

/7

из

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении системы связи ЭВМ с удаленными источниками информации. Целью изобретения является увеличение быстродействия. Устройство обеспечивает передачу информации от источника, причем передаваемые биты синхронизируются частотой сети переменного тока. Устройство содержит узлы связи с ЭВМ и источником информации. Узел связи с источником информации содержит блок питания, блок преобразования информации, формирователь импульсов. 6 ил.

90Гц-CII}

I И

2S

фиг. 2

/L

1

Vss

ж

28

/7 рбш

ifB, ЮОГц

JLJL

q /

±ir

«5

5; &« &;

.

. )б

dEit::

1Ь

-4 -41--Л

-;:

« г. N

Чч«

- -Ч

-

Л

-«

«. «Ч: