Устройство для ввода-вывода информации Советский патент 1990 года по МПК G06F3/00 

Изобретение отюсится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена данными в качестве устройства сопряжения различных по скоростным характеристикам источников и приемников информации и обеспечивает последовательный доступ к ячейкам памяти при обмене между источником и приемником информации, работающими на произвольных частотах,

Цель изобретения - повышение быстродействия .

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для ввода-вывода информации содержит выход 1 разрешения ввода, 11-разрядный информационный вход 2s где Р - разрядность вводимых данных, вход 3 признака ввода, вход 4 признака конца ввода, выход 5 разрешения вывода, Р-разряцный информа ционный выход 6, где Р-разрядность выводимых данных , , L - 0,1,2,..., вход 7 признака вывода, вход 8 признака конца вывода, третий элемент И 9, первый К-разрядный кольцевой регистр 10, счетчик 11 адресов ввода, первый элемент ИЛИ 12, первый элемент и 13, второй элемент ИЛИ 14, второй N-разрядный кольцевой регистр 15, четвертый элемент И 16, счетчик 17 адресов вывода, четвертый элемент ИЛИ 18, второй элемент И 19, пятый элемент ИЛИ 20, третий N-разрядный кольцевой регистр 21, группу элементов И 22, счетчик 23 занятости, третий элемент ИЛИ 24, N блоков 25 хранения, каждый из которых содержит К коммутаторов данных 26, коммутатор адреса 27, узел элементов И 28, группу элементов ИЛИ 29 и КМ-разрядных узлов 30 памяти.

а

о;

а

3153

Вход 3 устройства соединен с пер- аым входом элемента И 9, выход которого соединен с первыми входами узлов элементов И 28 и с входом сдвига Кольцевого регистра 10, К выходов которого подключены к вторым входам уз- Лов элементов И 28 N блоков 25 хранения, а последний К-вход кольцевого регистра 10 подключен к счетному входу счетчика 11, выход переполнения Которого соединен с вторим входом Элемента ИЛИ 14, вход 7 устройства Соединен с первым входом элемента И 16„ выход которого соединен с пер- йыми входами группы элементов И 22 и ро счетным входом счетчика 17$ выход Переполнения которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 20, вход 4 устройства соединен с входами на- 4альной установки кольцевого регистра 10 и счетчика И и с вторым входом элемента И 13, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с входом сдвига кольцевого регистра 15 и с входом сложения счетчика 23 занятости, вход 8 устройства соединен с входом начальной установки счетчика 17 и с вторым входом -элемента И 19, первый вход которого соединен с выходом, элемента ИЛИ 18, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ 20, выход которого соединен с входом сдвига кольцевого регистра 21 и е входом вычитаг- Я счетчика 23 занятости,, выходы счетчиков 11 и 17 подключены соответственно к второй и к первой группам входов коммутаторов 27 блоков 25.1-25,N хранения и к входам элементов ИЛИ 12 и 18 соответственно, выходы счетчика занятости 23 соединены с входами элемента ИЛИ 24, выход которого соединен с вторым вхо дом элемента И 16 и является- выходом 5 устройства, а выход переполнения счетчика 23 соединен с вторым входом элемента И 9 и является выходом 1 устройства, выходы кольцевого регистра 15 соединены соответственно с вто рыми управляющими входами коммутато ра 27 и с третьими входами узлов элементов И 28 блоков хранения 25. N, выходы кольцевого регистра 21 соединены со вторыми входами группы элементов И 22, выходы которой соединены соответственно с первыми управляющими входами коммутаторов 27, с

„

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

входом управления коммутаторов данных 26, с вторыми входами группы элементов ИЛИ 29 и с входом управления режимом узлов 30,1-30§/К памяти блоков хранения 25.1-25.N, информационный М-разрядный вход 2 устройства соединен с К информационными входами коммутаторов данных 26 блоков хранения 25.1-25,N, информационные выходы коммутаторов данных 26 являются информационным выходом 6 устройства, выходы узла элементов И 28 блоков 25.1-25.N памяти соединены с первыми входами группы элементов ИЛИ 29, выходы которой соединены соответственно с входами выборки кристалла узлов 30.1-30.К памяти, адресные входы которых подключены к выходу коммутатора 27 адреса, информационные входы-выходы узлов 30.1-30.К памяти соединены с входами-выходами коммутаторов 26 данных.

Устройство для ввода-вывода информации работает следующим образом.

В начальный момент производится установка в нулевое состояние счетчиков 11, 17 и 23, в единичное состояние первых выходов и в нулевое состояние всех остальных выходов кольцевых регистров 10, 15, 21, при этом на выходе 1 устройства формируется единичный сигнал, разрешающий ввод информации в устройство, а на выходе 5 - нулевой сигнал, запрещающий вывод информации из устройства (цепи начальной установки на чертеже не показаны).

Регистры 15 и 21, число разрядов которых равно числу блоков 25 хранения, определяют блоки 25 хранения, в которые соответственно осуществляется ввод или вывод информации, регистр 10, число разрядов которого равно числу К узлов 30 памяти в каждом блоке 25 хранения, определяетчнепосредственно 30.1 () в которое производится ввод информации.

Ввод информации в узел 30 памяти осуществляется при наличии единичного сигнала на входе выборки кристалла, соединенного с выходом элемента ИЛИ 29, вывод информации из узла 30 памяти осуществляется, при наличии единичных сигналов на входах выборки кристалла и режима узла памяти, коммутаторы 26 блоков 25 хранения при наличии нулевого сигнала на управляющем входе, соединенном с выходом элемента

И 22,- производят передачу информации с входа 2 устройства на информационные входы узла 30 памяти, а при наличии единичного сигнала на управляющем входе производят передачу информации из узла 30 памяти на выходы 6 устройств а. 3 процессе ввода информации адреса ячеек памяти узла 30 памяти задаются счетчиком 11, а в процес- се вывода информации - счетчиком 17, ввод информации в устройство производится М-разрядными словами, а вывод информации - Р-разрядными словами, причем Р И К, где К 2 , L « 0,1,2,..., каждый узел памяти 30.1 (I ) обеспечивает ввод-вывод М-разрядных слов, а все узлы памяти 30.1-30.К каждого блока 25 хранения - одновременный вывод Р-разрядных слов.

Так как в начальный момент на выходах элементов ИЛИ 24, И 16 и 22 имеют место нулевые сигналы, коммутаторы 26 всех блоков 25 хранения обеспечивают передачу информации с вхо- дов 2 устройства на входы 30 узлов памяти и во всех 30 блоков узлов 25.4-25.N памяти хранения установлен режим записи (нулевые сигналы на выходах группы элементов И 22), однако за счет единичных сигналов на первых выходах регистров 15 и 10 изменение адресов ячеек узла 30 памяти, а также формирование выборок кристалла осуществляется только в блоке 25.1 хранения.

Процесс ввода информации в устройство осуществляется следующим образом.

На информационных входах 2 устрой- ства устанавливается вводимое информационное слово разрядностью М, а на входе 3 признака ввода - стробирую- щий положительный импульс, минимальная длительность которого равна цик- лу записи данных в узле 30 памяти. Во время действия сигнала на входе 3 на первом выходе группы элементов ИЛИ 29 блока 25.1 хранения формируется единичный сигнал, так как еди- ничные сигналы имеют место на пергёых выходах регистров 10 и 15, поэтому запись первого слова осуществляется, в узле 30.1 памяти блока 25.1 хранения по нулевому адресу, задаваемому счетчиком 11, задним фронтом сигнала на входе 3, стробирующего вводимые данные, осуществляется установка в единичное состояние второго разряда

Q 5 0

5 0

д g

5

и в нулевое состояние первого разряда регистра 10, поэтому во время ввода следующего слова данных (единичный сигнал на входе 3) единичный сигнал сформируется на втором выходе группы элементов ИЛИ 29 и запись следующего слова осуществляется в узле 30.2 памяти первого блока 25.1 хранения также по нулевому адресу. После записи первых К слов вводимых данных во все узлы 30.1-30.К памяти первого блока 25.1 хранения задним фронтом сигнала с К-ого выхода кольцевого регистра 10 счетчик 11 увеличивает свое содержимое на единицу, поэтому запись следующих К вводимых слов осуществляется последовательно в узел 30.1-30.К памяти блока 25.1 хранения по первому адресу, задаваемому счетчиком 11 и т.д.

После окончания ввода массива данных на входе 4 признака конца ввода сформируется положительный импульс, который осуществляет установку в исходное состояние регистра 10, счетчика 11 в единичное состояние второго разряда и в нулевое состояние первого разряда регистра 15, поэтому запись следующего массива данных производится в блок 25,2 хранения в узел памяти 30.1 по нулевому адресу, кроме того, сигналом с выхода 4 осуществляется увеличение на единицу содержимого счетчика 23, что приводит к формированию единичного сигнала на выходе элемента 24 ИЛИ, а следовательно, к разрешению вывода информации из устройства, а именно из блока 25.1 хранения. Если длина вводимого массива больше емкости блока 25 хранения , то в момент переполнения емкости счетчика 11 на выходе переполнения сформируется единичный сигнал, который так же, как и сигнал на входе 4 устройства, осуществляет сдвиг единичного сигнала в кольцевом регистре 15, увеличит содержимое счетчика 23 и, тем самым, ввод массива данных продолжается в блок 25.2 хранения в узел памяти 30.1 по нулевому адресу, для исключения двойного срабатывания кольцевого регистра 15 и счетчика 23 при вводе массивов длиной, равной емкости узла памяти одного блока 25 хранения, введена блокировка входа 4 нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 12, поступающим на второй вход элемента И 13.

Если все блоки хранения 25.1-25.N заполнены, то на выходе переполнения счетчика 23, а следовательно, и на выходе 1 устройства сформируется нулевой сигнал, который запретит дальнейший ввод информации до тех пор, пока не освободится хотя бы один блок 25 хранения.

Вывод информации из устройства возможен только после заполнения массивом данных хотя бы одного блока 25 хранения и осуществляется Р-разряд- ными словами при наличии единичного сигнала на выходе 5 устройства следующим образом.

На входе 7 устройства устанавливается единичный сигнал 9 стробирую- щий выводимые данные, с минимальной длительностью, равной циклу чтения из узла 30 хранения, вс время действия единичного сигнала на входе 7 устройства, на выходе элемента И 16, а следовательно,, и на первом зыходе группы элементов И 22 сформируется единичный сигнал, который приводит к формированию единичных сигналов на входах задания режима всех узяов 30 памяти блока хранения .5«1, на всех выходах группы элементов ИЛИ 29 блока сигнала, на управляющих входах коммутатора 26 блока хранения 25,1, поэтому данные, выводимые из узла 30.,К памяти блока 25.1 хранения по нулевому адресу, задаваемому счетчиком 17, черс-J коммутатор 26 поступают на выход 6 ,/ „тройства. Задним фронтом единичного сигнала с выхода элемента И 16 счетчик 17 адресов вывода увеличивает свое содержимое на единицу, поэтому во время действия следующего единичного сигнала на входе 7 устройства вывод данных производится одновременно из узлов 30,1-30.К памяти блока 25.1 хранения по следующему адресу задаваемому счетчиком 17„

В момент окончания вывода массива данных единичный сигнал сформируется на входе 8 устройства, при этом в кольцевом регистре 21 происходит сдвиг информации, а счетчик 23 уменьшает свое содержимое на единчцу, аналогично режиму записи при выводе массивов длиной, большей емкости блока 25 хранения, на выходе переполнения счетчика 17 сформируется единичный сигнал, функции которого аналогичны функциям сигнала на вкоде 8, Для ис

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ключения двойного срабатывания так же, как и при записи, введена блокировка входа 8 нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 18.

Если после чтения массива информации отсутствуют заполненные блоки 25 хранения (счетчик 23 установился в нулевое состояние) дальнейший вывод информации приостанавливается до появления заполненных, готовых к выводу, блоков хранения 25

Коммутатор адреса 27 представляет собой группу элементов И-ИЛИ, количество элементов И-ИЛИ равно разрядности счетчиков 11 и 17- и соответствует объему одного узла 30 памяти. Емкость счетчика 23 занятости равна числу блоков 25 хранения. Формула изобретения

Устройство для ввода-вывода информации, содержащее два элемента И, пять элементов ИЛИ, счетчик занятости, счетчик адресов вывода, счетчик адресов ввода,, разрядные выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом признака конца ввода устройства, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу переполнения счетчика адресов ввода, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сложения счетчика занятости, разрядные выходы которого соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом разрешения вывода устройства, выходом разрешения ввода которого является выход переполнения счетчика занятости, разрядные выходы счетчика адресов вывода соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входом признака конца вывода устройства, выход второго элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнения счетчика адресов вывода, выход пятого элемента ИЛИ соединен с входом вычитания счетчика занятости, о т л и- |Чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены третий и четвертый элементы И,

три кольцевых регистра, группа элементов И, N блоков хранения данных, каждый из которых содержит коммутатор данных, коммутатор адреса, узел элементов И, группу элементов ИЛИ, К узлов памяти, (где , ,1,2,.,.), причем первый вход третьего элемента И является входом признака ввода

1 - N выходы которого соединены с первыми управляющими входами коммутаторов адреса и третьими входами узлов элементов И соответственно 1 - N блоков хранения данных, выход пятого элемента ИЛИ соединен с синхровходом третьего кольцевого регистра, параллельные выходы которого соединены с

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена сообщениями в качестве устройства сопряжения различных по скоростным характеристикам информационных каналов. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит четыре элемента И, группу элементов И, четыре элемента ИЛИ, три кольцевых регистра, два счетчика адреса, реверсный счетчик, N блоков хранения, каждый из которых содержит К блоков памяти, коммутатор адреса, коммутатор данных, группу элементов И, группу элементов ИЛИ. Поставленная цель достигается за счет совмещения во времени процессов ввода и вывода, а также за счет согласования потоков информации различного формата. 1 ил.

устройства, второй вход третьего эле- JQ вторыми входами элементов И группы,

мента И соединен с выходом переполнения счетчика занятости, выход третьего элемента И соединен с первыми входами узлов элементов И блоков хранения данных и с синхровходом первого кольцевого регистра, параллельные выходы которого соединены с вторыми входами узлов элементов И N блоков хранения данных, выход старшего раз-

1-N выходы которых соединены с управляющими входами коммутаторов ад-, реса, с первыми входами элементов ИЛИ группы, с управляющими входами 15 коммутаторов данных и входами режима узлов памяти соответственно 1-N блоков хранения данных, первый и вто рой информационные входы коммутаторов адреса N блоков хранения данных

ряда первого кольцевого регистра сое- 2Q соединены с разрядными выходами счетдинен со счетным входом счетчика адресов ввода, вход сброса которого соединен с входом установки в исходное состояние первого кольцевого регистра и входом признака конца ввода устройства, вход признака вывода устройства соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ШЩ, выход четвертого элемента И соединен с первыми входами элементов И группы и со счетным входом счетчика адресов вывода, вход сброса которого соединен с входом признака

конца вывода устройства, вывод второ- „ блоков хранения данных являются соот- го элемента ИЛИ соединен с синхровхо- ветственно информационными входами- дом второго кольцевого регистра, выходами устройства.

1-N выходы которых соединены с управляющими входами коммутаторов ад-, реса, с первыми входами элементов ИЛИ группы, с управляющими входами коммутаторов данных и входами режима узлов памяти соответственно 1-N блоков хранения данных, первый и второй информационные входы коммутаторов адреса N блоков хранения данных

чиков адресов ввода и вывода соответственно, причем в каждом блоке хранения данных выходы узла элементов И соединены с вторыми входами элементов ИЛИ группы, 1-К выходы элементов ИЛИ группы соединены с входами выборки кристалла соответственно 1 - К узлов памяти, адресные входы которых объединены и подключены к выходу коммутатора адреса, информационные входы-выходы узлов памяти подключены к группе информационных входов-выходов коммутаторов данных, информационные входы-выходы коммутаторов дэнных,N

С о с т а в и т е п ь А, 3 а с о р и н Редактор М.Недолуженко Техред М.Ходани

Заказ 108

Тираж 559

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва} , Раушскг.я наб, R, А/5

Корректор Л, Натай

Подписное