Устройство для сопряжения ЭВМ с периферийным устройством Советский патент 1990 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для построения информационно-измерительных систем с использованием ЭВМ с общей шиной (ОН) и периферийных систем с прямой адресацией регистров устройств и разделением передаваемой информации на данные и дополнительные параметры, например код операции.

Цель изобретения -повышение быстродействия .

На чертеже показана структурная схема устройствл.

Устройство содержит регистр 1 адреса, дешифратор 2, генератор 3 импульсов, регистр 4 числа, регистр 5 состояния, блок 6 прерывания, регистр 7 старших разрядов, регистр 8 запро- сов и маски, общую шину 9 ЭВМ и магистраль периферийной системы 10.

Общая шина ЭВМ 9 представляет собой унифицированную систему связей

и сигналов между процессором, оперативной памятью и устройствами сопряжения. Связь между устройствами, участвующими в операции обмена на шине, - асинхронная. Магистраль периферийной системы 10 представляет собой унифицированную систему связей и сигналов между периферийной системой и блоком управления, функцию которого исполняет предлагаемое устройство. Система может состоять из одной или нескольких подсистем, каждая из которых содержит группу устройств, каждое -устройство может содержать группу адресуемых регистров.

i

Устройство предназначено для согласования несовместимых сигналов двух интерфейсов. Большинство сигналов общей шины интерпретируется в соответствующие сигналы периферийной магистрали.

(Л

С

От

Ј

О5 1чЭ

со

Регистр 1 адреса представляет собой регистр, разрядность которого совпадает с числом адресных линий общей шины ЭВМ и предназначен для хранения информации во время генерации командного цикла на магистрали периферийной системы.

Дешифратор 2 предназначен для дешифрации адресов внутренних регистров J устройства сопряжения и определения номера адресуемого регистра периферийной системы и выдачи управляющих сигналов регистрам 5 состояния и регистрам 7 старших разрядов при обра- { щении к регистрам периферийной системы с адресами, закрепленными за каждой соответствующей группой этих регистров с использованием информации, которая хранится в регистре адреса. 2

Генератор 3 импульсов управляет процессом выдачи сигналов на магистраль периферийной системы. Регистр 4 числа предназначен для промежуточного хранения данных, передаваемых между 2 периферийной системой и ЭВМ. Регистры 5 состояния определяют режим работы устройства сопряжения с магистралью периферийной системы в поле адресов, закрепленных за каждым из них. 3

Блоки 6 прерывания выполняют операции захвата общей шины в целях прерывания процессора и генерируют соответствующие адреса векторов т:рерыва ния. Регистры 7 старших разрядов печивают доступ ЭВМ к информации, которая передается по линиям данных магистрали периферийной системы, выходящим за пределы разрядности ЭВМ в поле адресов, закрепленных за каждым из 4 них. Регистры 8 запросов и маски управляют преобразованием запросов на обслуживание, поступающих от устройств периферийной системы, в запросы на прерывание ЭВМ.4

Устройство работает следующим образом.

К каждому регистру периферийной системы можно обратиться по трем адресам с операцией, записанной в соответст- $ вующем регистре состояния. Для этого первой командой из ЭВМ в любой из регистров 5 состояния заносится код опе- рации, которую необходимо произвести на периферийной системе, затем вто- 5 рой командой из ЭВМ производится запись или чтение какого-либо регистра периферийной системы в том поле адресов, которые закреплены за этим регистром состояния. При этом дешифратор 2 выдает управляющий сигнал этому регистру состояния и генератору 3, последний управляет генерацией командно- rq цикла периферийной системы.

Для работы с форматом данных, выходящим за пределы разрядности ЭВМ, служат регистры 7 старших разрядов. При передаче данных от ЭВМ в периферийную систему 10 программа устанавливает код операции в выбранный регистр состояния. Далее в соответствующий регистр старших разрядов записывается старший байт передаваемого числа, после чего производится запись младшей части передаваемого числа в регистр периферийной системы. При этом адрес регистра периферийной системы содержит в себе часть (несколько разрядов), в которой содержится ссылка на один из регистров состояния,где хранится занесенный ранее код операции. При записи младшей части передаваемого числа генерируется командный цикл периферийной системы 10.

При чтении данных из периферийной системы 10 (после командного цикла периферийной системы) в Соответствующем регистре старших разрядов можно прочесть старший байт пересылаемого числа При возникновении запроса на обслуживание в периферийной системе 10 и наличии разрешения на прерывание в соответствующих регистрах 8 запросов и маски и регистрах 5 состояния соответствующий блок 6 прерывания захватывает общую шину 9 ЭВМ и передает по шинам данных адрес вектора прерывания, после чего автоматически снимает разг решение прерывания в соответствующем регистре 5 состояния.

Обмен информацией между ЭВМ и периферийной системой может осуществляться в одном из двух режимов. В первом режиме организация обмена данными идентична той, которая принималась в известном устройстве. При этом для организации одного командного цикла магистрали периферийной системы 10 в общем случае требуется от трех до четырех машинных инструкций (селективный сброс старого значенн я кода операции, селективная установка нового значения кода операции, пересылка младшей части данных между ЭВМ и магистралью периферийной системы 10 и, возможно, пересылка старшей части данных).

Во втором режиме, при программном обращении к периферийным устройствам,/ учитывая наличие дополнительно введенных регистров состояния, регистров старших разрядов, регистров запросов и маски, код функции, а также старшие разряды данных могут быть помещены в различные регистры состояния предварительно, до момента непосредственного обращения программы к устройствам, а само обращение к устройству может происходить как из программы обработки прерывания так и из прерванной программы с помо- щью одной машинной инструкции.

Таким образом, при обращении к устройствам периферийной системы из программ обработки прерываний отпадает необходимость выполнения машинных инструкций: двух для смены кода функции в регистре состояния и двух для сохранения и восстановления содержимого регистра состояния, т.е. число инструкций к моменту обращения к устройству периферийной системы сокращается с пяти до одной. Это обстоятельство (учитывая, что в программах обработки прерываний присутствует, как правило, еще несколько команд - например, для записи считанных да«ных в определенное место памяти) позволяет увеличить пропускную способность устройства в 2-3 раза, сохраняя при этом программную совместимость предлагаемого устройства с известным, увеличивая, таким образом, быстродействие системы.

Формула изобретения 40

30

Устройство для сопряжения ЭВМ с периферийным устройством, содержащее дешифратор, регистр адреса, регистр числа, регистр состояния, регистр старших разрядов, регистр запросов и маски, блок прерывания, генератор импульсов, причем информационный вход регистра адреса соединен с первыми ин

5

0

5

0

числа и является выходом устройства для подключения к информационному входу ЭВМ, первый разрешающий вход блока прерывания является входом устройства для подключения к выходу разреиения прерывания ЭВМ, информационный вход ре- регистра числа является входом устройства для подключения к первому информационному выходу периферийного устройства, первый синхровыход генератора импульсов является выходом устройства для подключения к синхровходу периферийного устройства, при этом информационный выход регистра адреса соединен с информационным входом дешифратора, первый выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, второй синхровыход которого соединен с синхровходами регистра чистг ла, регистра состояния, регистра старших разрядов, второй, третий и четвертый выходы дешифратора соединены с входами записи регистра состояния, регистра старших разрядов и регистра запросов и маски, вторые информационные выходы регистра состояния, регистра запросов и маски соединены соответственно с вторым и третьим разрещаю- 0 щими входами блока прерывания, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введены группа из М блоков прерывания, группа из М регистров состояния, группа из М регистров старших разрядов и группа из М регистров запросов и маски, причем выход прерывания М-го блока прерывания группы является выходом устройства для подключения к входу запроса прерывания ЭВМ, второй информационный вход регистра состояния соединен с первыми информационными входами регистров состояния групп и является входом устройства для подключения к выходу состояния периферийного устройства, третий информационный выход регистра состояния соединен с первыми информационными выходами регистров состояния группы и

5

5

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для построения информационно-измерительных систем с использование ЭВМ с общей шиной и периферийных систем с прямой адресацией регистров устройств и разделением передаваемой информации на данные и дополнительные параметры, например код операции. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит регистр адреса, дешифратор, генератор импульсов, регистр числа, M+1, блоков прерывания, M+1 регистров состояния, M+1 регистров старших разрядов, M+1 регистров запросов и маски. 1 ил.

формационными входами регистра состоя-50 является выходом устройства для подния, регистра старших разрядов, регистра запросов и маски является входом устройства для подключения к информационному выходу ЭВМ, выход вектора прерывания блока прерывания соеди- 55 нен с первыми информационными выходами регистра состояния, регистра старших разрядов, регистра запросов и маски, с информационным выходом регистра

ключения к первому информационному входу периферийного устройства, второй информационный выход регистра старших разрядов соединен с первыми информационными выходат регистров старших разрядов группы и является выходом устройства для подключения к второму информационному входу периферийного устройства, второй информационный вход регистра старших разрядов соединен с первыми информационными входами регистров старших разрядов

группы и является входом устройства для подключения к второму информационному выходу периферийного устройства,

второй информационный вход регистра апросов и маски соединен с первыми информационными входами регистров за- просов и маски группы и является входом устройства для подключения к выходу запроса прерывания периферийного устройс-тва, при этом второй синхровы- ход генератора импульсов соединен с синхровходами регистров состояния группы и регистров старших разрядов группы, входы записи которых и входы записи регистров запросов и маски группы соединены с группой выходов дешифратора, вторые информационные входы регистров состояния группы, ре

0

гистров старших разрядов группы и регистров запросов и маски группы соединены с информационным входом регистра адреса, вторые информационные выходы регистров состояния группы, регистров старших разрядов группы и первые информационные выходы регистров запросов и маски группы соединены с информационным выходом регистра числа, выход прерывания блока прерывания соединен с первым разрешающим входом первого блока прерывания группы, выход прерывания 1-го блока прерывания группы (1 1 ,11+) соединен с первым разрешающим входом (i+1)-ro блока прерывания группы, второн и третий разреиающие входы j-ro блока прерывания группы (j 1,IU соединены соответственно с третьим информационным выходом j-ro регистра состояния группы и с вторым информационным выходом j-ro регистра запросов и маски группы.