Устройство для сопряжения вычислительной машины с внешними объектами Советский патент 1990 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами, научными экспериментами и т.п.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 - функцио нальные схемы распределителя сигналов управления и интерфейсного блока.

Устройство содержит оперативный запоминающий узел (ОЗУ) 1 , интенфейс- ный блок 2, блоки 3 и 4 коммутации, элемент ИЛИ 5, триггер 6, элемент И 7, триггер 8, элемент ИЛИ 9, триггеры 10 - 12, генератор 13 импульсов, счетчик 14, триггеры 15 и 16, элемент ИЛИ 17, одновибратор 38, дешифратор 19, одновибратор 20, распределители 23 выходных сигналов управления группы, мультиплексоры 22 и 23, элемент сравнения 24 и элемент И 25,

Распределители 21 сигналов управления состоят из дешифраторов 26 и 27 и узла 28 формирователей 29 импульсов управления.

Интерфейсный блок 2 при сопряжении устройства с ЭВМ типа ИСКРА-226 содержит группу элементов НЕ 30, элемент НЕ 31, группу командных входов 32 блока 2, элемент НЕ-ИЛИ 33, входы 34 и 35 запросов прерывания блока 2, шинный формирователь 36, первую группу информационных входов-выходов 37, депшсЬратор 38, вторую группу информационных входов-выходов 39, дешифратор 40, щиЛратор 41, элемент И 42, элемент НЕ 43, триггер 44, элемент И 45, триггеры 46 и 47, первый, третий, второй, четвертый и пятый выходы 48сл

Јь

со

Јь

3154

52 блока 2, элемент НЕ -ИЛИ-НЕ 53, группу выходов 54 блока 2.

На чертежах обозначены выход 55 запроса санкции, индикаторный выход. и группа выходов 56, выходы сигналов управления, группа входов 57 сигналов контроля и вход 58 сигнала санкции.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы триггеры 6, 8, 10, II, 12, 15 и 16 устанавливаются в нулевое состояние (-цепь начальной установки не показана).

Интерфейсный блок 2 осуществляет обмен данными и служебными сигналами (например, сигналами команд и состояний) с вычислительной машиной через первую группу входов-выходов, первую группу входов и первую группу выходов устройства.

Данные представляются п-разрядны- ми двоичными словами, которые в зависимости от назначения могут содер-§ жать:

-номер канала управления и (или) контроля (слово номера), при этом каналами управления являются выходы 56, а каналами контроля - (п-3) - разрядные входы 57;

-инструкцию, содержащую значение (О или 1) сигнала, подлежащего выдаче на выбранный канал управления, и указание на порядок выполнения инструкции: по разрешению (санкции) оператора или по команде с вычислительной машины (слово чнструкции);

-состояние устройства и значения сигналов, поступающих по выбранному каналу контроля (слово состояния).

Для работы устройства используются пять команд вычислительной машины: запись слова номера (ЗЛН), запись слова инструкции (ЗПИ), чтение слова номера (ЧТН), чтение слова состояния (ЧТС) и команда Пуск. При поступлении какой-либо из этих команд, интерфейсный блок 2 формирует сигнал на соответствующем выходе. В зависимости от последовательности поступления команд могут быть реализованы следующие операции: выдача инструкции на выбранный канал управления, циклический опрос каналов контроля и ввод информации в вычислите1ьную машину.

Выдача инструкции на выбранный канал управления, производится по командам ЗПН, ЗПИ, ПУСК. С командой ЗПН из .вычислительной машины в уст

0

5

41

.

0

5

0

5 п

5

0

5

14

ройство поступает слово номера, код которого по линиям 39 подается на блок 3„ По сигналу, поступающему на вход ЗП1, производится запись кода номера в блоке 3. С выходов N3 блока 3 код номера поступает на выходы 57 устройства, а также на кодовые входы дешифратора 19 и дешифраторов 26 и 27 в распределителях 2. При этом старшие разряды кода номера поступают на дешифратор 19, из остальных разрядов кода номера старшие подаются на дешифраторы 26, а младшие - на дешифраторы 27. Например, при п 8, возможно следующее распределение разрядов кода номера: три старших разряда - на дешифратор 19, следующие три разряда - на дешифраторы 26, два младших разряда - на дешифраторы 27. При таком распределении устройство может содержать до 8 распределителей 21, в каждом из которых Формирователи 29 сигналов управления образуют в узле 2.8 матрицу размером .

По команде ЗПИ в блок 4 записывается слово инструкции. Запись производится по сигналу с выхода 49-интерфейсного блока 2. Этим же сигналом устанавливается в единичное состояние триггер 6. Сигнал инструкции с выхода блока 4 поступает на входы младшего разряда групп кодовых входов дешифраторов 27 и на выход 56 устройства. Таким образом, на кодовых входах дешифраторов 19, 26 и 27 устанавливаются коды, позволяющие осуществить выбор формирователя 29, соответствующего содержанию слова номера, и установку его в состояние, соответствующее значению сигнала инструкции при поступлении на управляющий вход дешифратора 19 разрешающего сигнала. Установка формирователя 29 производится в соответствии с наличием сигнала на четном (при нулевом значении сигнала инструкции) или нечетном (при единичном значении сигнала инструкции) выходах дешифратора 27.

Порядок выполнения инструкции определяется значением сигнала на другом выходе блока 4: при нулевом значении сигнала инструкция выполняется по команде, подаваемой оператором на вход устройства, а при единичном значении - по команде ПУСК.

При поступлении команды ПУСК сигнал с выхода 52 интерфейсного блока 2 подается на (инверсный динамичесьI

кий) вход установки нуля триггера 6 и через элемент ИЛИ 9 на (инверсный динамический) вход синхронизации триггера 12. Сладом этого сигнала триггер 12 устанавливается в единичное состояние, а триггер 6 сбрасывается. Если на информационный вход триггера J 5 .выхода блока 4 поступает J, то фронтом сигнала с выхода триггера 12, триггер 15 устанавливается в единичное состояние и через элемент ИЛИ 17 запускает одновибратор

18.Импульс с выхода одновибратора 18, поступив на управляющий вход дешифратора 19, служит разрешающим сигналом для установки формирователя 29 в соответствии с кодами на входах дешифраторов

19,26 и 27. Сигналы, соответствующие значению инструкции, выдаются с выбранного Формирователя 29 в канал управления и на мультиплексор 22.

Спад выходного импульса одновибратора 18 производит:

-запуск одновибратора 20, вследствие чего сбрасывается триггер 15;

-установку триггера 12 через элемент ИЛИ 9 в нулевое состояние (поскольку триггер 6 находится в нулевом состоянии);

-установку триггера 10 в единичное состояние. При этом сигнал с выхода триггера 10 поступает на первый вход интерфейсного блока 2, инициируя выдачу в вычислительную машину запроса на прерывание, после чего с целью контроля выполнения инструкции может быть произведен ввод в вычислительную машияу инсЬормации о состоянии,

В том случае, когда инструкция должна выполняться по санкции оператора, с выхода блока 4 на информационный вход триггера 15 поступает О. Поэтому установка в единичное состояние триггера 12 по команде Пуск не вызывает установку в единичное состояние триггера 15. Сигнал с выхода триггера 12 поступает на выход 55 устройства как сигнал запроса санкции оператора. При этом для индикации номера канала управления и инструкции могут быть использованы соответственно выходы 56 и выход устройства. Сигнал санкции представляет собой уровень 1, посылаемый оператором на вход 58 устройства. Фронтом этого сигнала триггер 16 устанавливается в единичное состояние и через

434116

элемент ИЛИ 17 запускает одновибратор 18. Дальнейшая работа устройства происходит согласно изложенному, с Циклический опрос каналов контроля предназначен для выявления фактов изменения значений сигналов, поступающих по каналам контроля. Циклический опрос начинается по команде

Ю Пуск в случае ее поступления при нулевом состоянии триггера 6. т.е. после начальной установки, либо по второй команде Пуск после команды ЗПИ. В этом случае на информационный

15 вход триггера 8 поступает J, благодаря чему фронт сигнала с выхода 52 интерфейсного блока 2 устанавливает триггер 8 в единичное состояние. Сигнал с выхода триггера 8 запускает ге20 нератор 13 импульсов и разрешает запись в блок 3 информации с выходов двоичного счетчика 14. Генератор 13 вырабатывает две сдвинутые по фазе серии импульсов одинаковой частоты.

25 Импульсы первой серии поступают на счетчик 14, вызывая его переключение. При этом на выходах блока 3 последовательно формируются коды номеров всех 2 каналов контроля. Эти коды

0 поступают на адресные входы ОЗУ 1 и мультиплексора 23. В ОЗУ 1 хранятся (n-З)-разрядные слова, содержащие - значения сигналов, поступающих по каналам контроля. Б течение одного пе35 риода генератора 13 из ОЗУ 1 считывается слово, содержащее предшествующие значения сигналов, поступивших по каналу контроля с номером, установленным на выходе счетчика 14. Это

0 слово поступает на схему 24 сравнения, где сравнивается со словом, поступающим с выходов мультиплексора 23 и содержащим текущие значения сигналов, поступающих по тому же каналу

5 контроля. При несовпадении этих слов на выходе схемы 24 сравнения формируется сигнал 1. Импульсом второй серии с выхода генератора 13 триггер 11 устанавливается в единичное сос0 тояние, на входах элемента И 25 про- исходит совпадение сигналов 1, а сигналом с выхода элемента И 25 производится запись в ОЗУ 1 текущего слова и через элемент ИЛИ 5 - сброс

5 триггера 8, в результате чего генератор 33 останавливается. После окончания записи текущего слова в ОЗУ 1 происходит совпадение кодов на входах схемы 24 сравнения, сигнал на выходе

последнего принимает нулевое значение и снимается сигнал записи с ОЗУ 1.

При установке триггера 1J в единичное состояние сигнал с его выхода поступает на вход интерфейсного бло- ка 2 и инициирует выдачу ъ вычислительную машину запроса на прерывание.

Циклический опрос каналов контроля может быть прерван командой ЗПН, при поступлении которой сигналом с выхода 48 интерфейсного блока 2 сбрасывается триггер 8.

Ввод информации в вычислительную машину производится по командам ЧТН. и ЧТС. При получении команды ЧТН интерфейсный блок 2 бзормирует на выходе 50 сигнал, поступающий на вход ЧТ1 блока 3. По этому сигналу блок 3 считывает хранящийся в нем код номера канала, который передается по линиям 39 в интерфейсный блок 2 и далее в вычислительную машину.

По команде ЧТС сигнал с выхода 51 интерфейсного блока 2 поступает на вход элемента И 7 и вход ЧТ блока 4. Если команда ЧТС поступает после команды ЗПИ до команды Пуск, то триггер 6 находится в единичном состоянии, элемент И 7 заперт нулевым сиг- налом с инверсного выхода триггера 6 и на шины 39 блока 4 выдается записанное ранее по команде ЗПИ слово инструкции. Возврат слова инструкции в вв числительную, машину может быть ис- пользован для проверки правильности его приема по команде ЗПИ при реализации операции выдачи инструкции на канал управления.

При поступлении команды ЧТС после начальной установки или после команды Пуск (например, при обмене по прерыванию) триггер 6 находится в нулевом состоянии и элемент И 7 открыт для сигнала с выхода 5 интерфейсного блока 2. В этом случае одновременно производится запись информации, поступающей на входы М2 и ее считывание на шины 39 с входов-выходов fl блока 4. Эта информация представляет собой слово состояния, которое содержит;

-сигналы с выходов триггеров 10

и 13 как информацию об источнике запроса на прерывание;

-сигнал с выхода мультиплексора 22, показывающий состояние формирователя 29 (т.е. канала управления) с номером, записанным в блоке 3;

5

5

Q

5 0

0 35

40 45 50

се

- (n-З)-разрядное слово, содержащее значения сигналов, поступающих по каналу контроля с номером, записанным в блоке 3.

Интерфейсный блок 2 для обмена информацией в отрицательной логике, т.е. сигналу 1 соответствует низкий уровень напряжения (фиг.З) работает следующим образом.

На входы элементов НЕ 30 поступает код команды (МКВВ), который после инвертирования подается на информационный вход дешифратора 40 и шифратора 41. Для управления работой устройства используются семь команд вычислительной машины: Установить связь (УС), Разрешить запрос на прерывание (РЗП), Принять первый байт (ППБ), Принять последний байт (ШШ) , Выдать первый байт (ВПБ), Выдать последний байт (ВВП)j Принять команду (ПК). Стробирование кода команды осуществляется сигналом

на входе 32.2. Триггер 44 служит для i

выдачи в вычислительна машину сигнала запроса на прерывание. П ибратор 41 формирует коды состояний, служащие для информирования вычислительной машины о выполнении команды Команда выполнена (КБ) или Команда выполнена, есть запрос на прерывание (КВЗП) . Код состояния стробируется с сигналом, вырабатываемым элементом И 42.- В дешифраторе 40 производится дешифрация кода команды и выдача сигнала на соответствующий выход, причем при поступлении сигналов на выходы 48

(ППБ;, 49 (ПБП), 50 СВПБ), si (ввп)

и 52 (ПК) блока 2 устройство выполняет действия, определяемые соответст- ,вен-но командами ЗПН, ЗПИ, ЧТН, ЧТС и Пуск. Одновременно с кодом команды УС, ППБ или ПБП с вычислительной машины на входы-выходы 37 интерфейсного блока 2 подается информационное слово Информационное слово, поступающее с командой УС, содержит код физического адреса устройства (), а слова, сопровождающие команды ППБ и ПБП, являются соответственно спорами номера и инструкции. Эти слова через шинный формирователь 36 и входы-выходы 39 интерфейсного блока 2 передаются на блоки 3 и 4. При поступлении из вычислительной машины команд ВПБ и ВБП сигналом с выхода элемента НЕ-ИЛИ-НЕ 53 шинный формирователь 36 переключается на передачу информации с входов-выходов 39 на вхо- ,ды-выходы 37 и из блоков 3 и 4 в вычислительную машину выдаются соответст- венно слова номера и состояния.

При поступлении из вычислительной машины команды УС сигнал с первого выхода дешифратора 40 устанавливает триггер 46 в соответствии со значением (О или 1) сигнала на выходе дешифратора 38. Если код ФАУ совпадает с физическим адресом данного устройства, сигналом с выхода дешийрато- ра 38 триггер 46 устанавливается в нулевое .состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 46 разрешает дешифрацию дешифратором 40 всех последующих команд и выдачу кодов состояний с шифратора 41, а сигнал с инверсного выхода триггера 46 разрешает выдачу в вычислительную машину сигнала ответа с выхода элемента И 42. В том случае, когда код ФАУ не совпадает с физическим адресом данного устройства, по команде УС триггер 46 устанавливается в единичное состояние и дешифрация последующих команд, выдача кодов состояний и сигнала ответа прещаются, т.е. интерфейсный блок 2 логически отключается от вычислительной машины. По команде РЗП сигналом с второго выхода дешифратора 40 происходит установка триггера 47 в единичное состояние. При этом сигнал с триггера JO или Л через входы 34 или 35 интерфейсного блока 2, элемент НЕ- ИЛИ 33 и элемент И 45 поступает на информационный вход триггера 44. Спадом очередного сигнала, поступающим с элемента НЕ 43 на вход синхронизации триггера 44, последний устанавливается в единичное состояние. С инверсного выхода триггера 44 в вычис

ю15 0 0

34ПЮ

Сигнал с единичного выхода триггера 44, поступающий на информационный вход шифратора 41, определяет код состояния, выдаваемый интерфейсным блоком 2 на команду УС, а именно: при нулевом состоянии триггера 44 в вычислительную машину выдается код состояния KB, а при единичном состоянии триггера 44 - код состояния КБЗП.

На все остальные команды вычислительной машины шифратор 41 вырабатывает код состояния КВ.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения вычислительной машины с внешними объектами, содержащее интерфейсный блок, первая группа информационных входов-выходов, командных входов и группа выходов которого являются соответствующими группами входов-выходов, входов и выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов, группе командных выходов и групп синхронизирующих входов вычислительной машины, а вторая группа информационных входов-выходов интерфейсного блока соединена с группой информационных входов-выходов первого блока коммутации, группа информационных входов и группа выходов которого соединены соответственно с группой выходов счетчика и группой адресных входов оперативного запоминающего узла, первый мультиплексор, группа информационных входов которого является

группой входов устройства для подключения к группе информационных выходов внешнего объекта, три триггера, два элемента И, генератор импульсов и три элемента ИЛИ, причем инверсный выход первого триггера соединен с

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами, научными экспериментами и т.п. Целью изобретения является расширение области применения устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее интерфейсный блок, первый блок коммутации, оперативный запоминающий узел, первый мультиплексор, счетчик, генератор импульсов, три элемента ИЛИ, два элемента И и три триггера, введены второй блок коммутации, второй мультиплексор, дешифратор, группа распределителей выходных сигналов управления, схема сравнения, два одновибратора и четыре триггера. 3 ил.

лительную машину поступает сигнал за- 45 первым входом первого элемента И, а

проса. При поступлении после этого из вычислительной машины команды УС и ФАУ и установки триггера 46 в нулевое состояние, с инверсного выхода триггера 46 на динамический вход установки нуля триггера 47 поступает фронт, устанавливающий триггер 47 в нулевое состояние. Подача сигнала 1 с выхода элемента И 45 на инЛорма- ционный вход триггера 44 прекращается и по окончании сигнала в линии 32.2 триггер 44 устанавливается в нулевое состояние, в результате чего сигнал запроса снимается.

выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения

50 устройства, в него введены второй блок коммутации, схема сравнения, второй мультиплексор, группа распределителей выходных сигналов управления, дешифратор, четыре триггера и

55 Два одновибратора, причем выход второго триггера соединен с входом запуска генератора импульсов, выход первого одновибратора подключен к разрешающему входу дешифратора, уста

выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения

устройства, в него введены второй блок коммутации, схема сравнения, второй мультиплексор, группа распределителей выходных сигналов управления, дешифратор, четыре триггера и

Два одновибратора, причем выход второго триггера соединен с входом запуска генератора импульсов, выход первого одновибратора подключен к разрешающему входу дешифратора, устаковочному входу третьего триггера, входу второго одновибратора и перво- му входу второго элемента ИЛИ, первый выход генератора импульсов сое-. динен с синхровходом четвертого триггера, выходом подключенного к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с информационным входом четвертого триггера и выходом схемы сравнения, первая и вторая группы информационных входов которой подключены соответственно к группам выходов оперативного запоминающего узла и первого мультиплексора, труп- пой адресных входов соединенного с группой выходов первого блока коммутации, группами информационных входов дешифратора и распределителей выходных сигналов управления группы и группой адресных входов второго мультиплексора, группы информационных входов которого соединены с первыми группами выходов распределителей выходных сигналов управления, вторые группы выходов которых являются соответствующими группами входов устройства для подключения к командным группам входов внешнего объекта,группа выходов первого мультиплексора подключена к группе информационных входов оперативного запоминающего уз ла, вход разрешения записи которого соединен с выходом второго элемента И„ прямой выход первого триггера сое- динен с информационным входом пятого триггера, выходом подключенного к синхровходу шестого триггера и информационному входу седьмого триггера, выходы которых соединены соответст- венно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выходом соединенного с входом первого одновибратора, группа управляющих входов первого блока коммутации подключена к перво- му, второму синхровыходам интерфейсного блока и выходу второго триггера, информационным входом и входом сброса соединенного с инверсным выходом первого триггера и выходом первого эле-

мента ИЛИ, группа информационных входов-выходов и группа входов управляющих второго блока коммутации соединены соответственно с второй группой информационных входов-выходов интерфейсного блока и с третьим, четвертым синхровыходами интерфейсного блока и выходом первого элемента И, вторым входом подключенного к четвертому синхровыходу интерфейсного блока, первый и третий синхровыходы которого подключены соответственно к второму входу первого элемента ИЛИ и установочному входу первого триггера, а пятый сикхровыход - к входам сброса первого, третьего и четвертого триггеров, синхровходу второго триггера и второму входу второго элемента ИЛИ, выходом соединенного с синхровходом пятого триггера, счетный вход счетчика подключен к второму выходу генера- тора импульсов, выход второго одно- вибратора соединен с входами сброса шестого и седьмого триггеров, груп- па информационных входов второго блока коммутации подключена к группе выходов первого мультиплексора-, выхо ду второго мультиплексора и выходам третьего и четвертого триггеров,группа выходов дешифратора соединена с разрешающими входами распределителей выходных сигналов управления группы, информационные входы которых соединены с первым выходом второго блока коммутации, вторым выходом подключенного к информационному входу шестого триггера, группа выходов первого блока коммутации и первый выход второго блока коммутации являются соответственно группой выходов индикации и выходом индикации устройства, выход пятого триггера и синхровход седьмого триггера являются соответственно выходом запроса санкции оператора и вхо- дом сигнала санкции оператора устройства, первый и второй входы запроса прерывания интерфейсного блока соединены соответственно с выходами третьего и четвертого триггеров.

56

фиг1

0

ш

л