Устройство для сопряжения ЭВМ с внешним накопителем Советский патент 1991 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных комплексах для подключения к ЭВМ внешних накопителей, например, на магнитной ленте

Целью изобретения является повышение скорости обмена информацией

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока регистров; на - функциональная схема дешифратора адреса; на фиг о 4 - функциональная схема блока канальных формирователей; на фиг„5-/ - временные диаграммы работы устройства.

На схеме (фиг Л) показаны устройство 1 управления внешним накопителем, подключенное к блоку 2 регистров, дешифратору 3 адреса и триггеру 4 требования прямого доступа, блок 5 канальных формирователей, элемент И-ИЛИ-НЕ 6, шифратор ) состояний и ЭВМ 8.

Блок 2 регистров предназначен для приема и передачи информации из ЭВМ

с каналом Общая шина и содержит (фиг. 2) регистр 9 передаваемых гiиных, регистр 10 передаваемого адреса, регистр 11 состояния передачи, в котором младшие два разряда - старшие разряды адреса, старшие - разряды типа обмена (ввод, вывод, вывод байта), регистр 12 принимаемых данных (с тремя состояниями на выходе), регистр 13 принимаемого адреса, регистр 14 состояния приема, Е котором младшие два разряда - старшие разряды адреса, старшие - разряды типа обмена

Дешифратор 3 адреса (фиг„3) предназначен для определения обращения ЭВМ к регистрам устройства и состоит из регистра типа защелка, выполненного на элементах И-ИЛИ-НЕ 15 и 16, компараторов 1/ и 18 на элементах И-ИЛИ-НЕ (элементы И-ИЛИ-НЕ могут быть реализованы на интегральной схеме программируемой логической матрицы КМ1556ХЛ8) и элемента И-НЕ 19,

100

С

О

XJ N5 N СЛ О

Блок 5 канальных формирователей (фиг.4) служит для формирования приема и передачи в канал ЭВМ сигналов, управляющих обменом информации, и состоит из элементов И 20-22, элементов НЕ (инверторов) 23-25, элементов 26-29 задержки, канальных приемопередатчиков 30-33, триггеров 34 и 35 и элемента И-ИЛИ-НЕ 36„

Шифратор / может быть выполнен на интегральной схеме программируемой логической матрицы КР556РТ2С

На фиг„1-4 показаны также линии (шины) 3/-63 междублочных и внешних соединений, причем линии 37-43 образуют группу выходов, а линия 44 - выход шифратора 1 состояний, линии 50, 51, 60 и 62 образуют группу входов устройства для подключения к управляющей группе выходов внешнего накопителя „

На линиях 3/-63 формируются сигналы следующего функционального назначения: линия 3/ - канал занят (прямой сигнал), линия 38 - синхронизация пассивного устройства, линия 39 - подтверждение выбора, линия 40 - разрешение передачи данных в канал, линия 41 - синхронизация активного устройства, линия 42 - запрос на обслуживание программного обмена, линия 43 - запрос на обслуживание в режимах прямого доступа и прерывания, линия 44 - состояние устройства занимает канал, шина 45 - двунаправленная шина данных, шина 46 - шина адреса и данных канала ЭВМ, линия 47 - управление записью в регистр 12 принимаемых данных, линия 48 - управление записью в регистр 9 передаваемых данных, линия 49„О - управление записью в регистр 10 адреса, линия 49с1 - управление записью в регистр 11 адреса и направления обмена, линия 49 ь 2 - разрешение третьего состояния приемного регистра 12 данных, линия 50 - установка требования прямого доступа к памяти, линия 51 - управление режимом прямого доступа к памяти, линия 52 - выходы принимаемого адреса, линия 53 - выход приемника режима обмена, линия 54 - выход приемника направления обмена, линия 55 - канал занят (инверсный сигнал), линия 56 - адреса регистров устройст- ва, линия 5/„0 - выход совпадения адресов регистров компаратора 1/, линия 5/„1 - запрос на программный

16/2459обмен, линия 58о0 - задержанный при0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нимаемый сигнал синхронизации пассивного устройства, линия 58„1 - принимаемый сигнал синхронизации активного устройства, линия 5802 - задержанный принимаемый сигнал Канал занят, линия 58 с 3 - синхросигнал предоставления канала, шина 59 - шина управляющих сигналов канала ЭВМ, линия 60 - сигнал управления программным обменом, линия 61 - сигнал требования прямого доступа к памяти, линия 62 - сигнал запроса на прерывание, линия 63 - принимаемый сигнал синхронизации пассивного устройства„

Устройство работает следующим об- разомо

В режиме программного обмена чаще всего производится чтение регистра состояния устройства с Устройство 1 управления после обработки обращения к этому регистру или по завершении обслуживания прямого доступа к памяти, или, если устройство не занято выводом информации в режиме прямого доступа, а произошло изменение состояния этого регистра, записывает его содержимое в регистр 9 передаваемых данных блока 2, одновременно адрес записанного регистра фиксируется в регистре дешифратора 3. В этом случае при чтении ЭВМ регистра состояния устройства дешифратор 3 сравнивает содержимое регистра и адреса, к которому происходит обращение ЭВМ, выдает на шифратор / сигнал совпадения по линии 57.Оо Дешифратор 3 выдает на шифратор 7 запрос программного обмена по линии 57.1 обращения к регистрам устройства, адреса регистров устройства задаются на. линиях 56,3 и 56.4.

Обмен информацией в режиме прямого доступа подготавливается заранее В регистры блока 2 устройством 1 записывается адрес, направление обмена и данные, если будет вывод информации, затем с выхода 50 устройства 1 передается сигнал, устанавливающий триггер 4„ Прямой доступ завершается, как только ЭВМ освободит канал„ По завершении цикла прямого доступа, если был вывод информации, вызывается запрос на обслуживание следующего цикла„ Если был ввод информации, она запоминается в регистре 12 блока 2, а также вызывается запрос на обслуживание, но текущего цикла, по за10

рому происходит обраиенне ЭВМ, выдает на вход шифратора / сигнал совпадения по линии 5/,О, следовательно, обслуживания программного обмена устройством 1 управления не требуется Шифратор / состояний выдает через блок 5 в канал сигнал синхронизации пассивного устройства, т.е. канал занимается на минимальны :, в два раза меньший, период времени,,

Компаратор 18 выдает на шифратор / состояний сигнал по линии 5/„1 запроса программного обмена (обраще- 5 мия к регистрам устройства), адреса регистров устройства адаются на входах 56.3 и 5604„

Элемент И 20 блока 5 (фиг„4) задерживает начало передачи сигнала синхронизации пассивного устройства (линия 38) в линии ЭВМ 8, элементы 21 и 22 снимают сигналы запроса канала в режимах прямого доступа к памяти и прерывания при установке шифра- тором / сигнала Канал занят (линия 3/) Элементы 21 и 22, инверторы 24 и 25 и триггеры 34 и 35 служат для формирования сигналов запроса и предоставления канала в режимах прямого доступа к памяти и прерывания программы. Начальное состояние выходов инверторов 24 и 25 - уровень логического О, на выходах триггеров 34 и 35 - 1. Если устройство запраеще не предоставлен, шивало канал, то па выходе элемента

21 или 22 и на входе очистки соответствующего триггера 34 или 35 иметнфшении которого установкой триггера 4 инициируется следующий,

Элемент 6 выдает импульс записи в регистр 12 (фиг02) при записи ЭВМ из канала в регистр устройства и при вводе информации в режиме прямого доступа к памяти При программном обмене и обмене информацией в режиме прямого доступа возможно одновременное использование регистров передаваемых данных 9 и принимаемых данных 12. Для того, чтобы избежать возникающие при этом потери информации, на устройство 1 подаются сигналы по линиях 38, 44 и 61 (фиг.1). отражающие состояние обмена.

Для обмена информацией в режиме прямого доступа к памяти в регистры 10 и 11 блока 2 (фиг.-2) устройством 1 записываются адрес и направление обмена, данные в регистр 9 записываются, если будет вывод информацииJ По завершении цикла прямого доступа, если был вывод информации, вызывается запрос на обслуживание следующего цикла прямого доступа к памяти„ Если был вывод информации, она запоминается в приемном регистре 12 блока

20

и

вызывается запрос на обслуживание текущего цикла прямого достуга к памяти о

Если был инициирован прямой доступ к памяти и в регистр 9 были записаны данные, канал ЭВМ

а ЭВМ i обратилась с запросом на чтение регистра устройства, тогда при обслуживании чтения регистра устройство 1 переписывает в регистр 9 запрашиваемую информацию, ожидает снятия в линии 38 сигнала синхронизации пассивного устройства и восстанавливает записанную ранее информацию,, С другой стороны, перед инициализацией прямого доступа устройство 1 проверяет сигнал в линии 44, определяя, не занят ли канал обслуживанием устройства с

При запросе ЭВМ на чтение регистра устройства производится запись данных из регистра устройства 1 в регистр 9 (фиго 2) блока 2 по сигналу в линии 48о Одновременно этим сигналом , адрес регистра устройства 1 фиксируется с входом 56 в регистре дешифратора 3 (элементы 15 и 16, фиг.3)0 В дальнейшем при чтении ЭВМ 8 регистра устройства компаратор 1/ сравнивает содержимое регистра и адреса, к кото30

ется уровень логической 1, при поступлении с канала ЭВМ 8 сигнала

40 предоставления канала на выходе соответствующего инвертора 24 или 25 - уровень логической 1, состояние триггеров не меняется, сигнал предоставления канала через устрой45 ство не проходит. Если запроса канала не было, на выходе элемента 21 или 22 и на входе очистки соответствующего триггера 34 или 35 - уровень логического О, а так как и на вхо50 де установки то же, то на выходе

этих триггеров имеется уровень логической 1, при поступлении с канала ЭВМ 8 сигнала предоставления канала на выходе соответствующего инвертора

55 24 или 25 - уровень логической 1, т.ес уровень О присутствует только на входе очистки триггера Следовательно, на его выходе О, что соответствует передаваемому сигналу

10

20

30

ется уровень логической 1, при поступлении с канала ЭВМ 8 сигнала

предоставления канала на выходе соответствующего инвертора 24 или 25 - уровень логической 1, состояние триггеров не меняется, сигнал предоставления канала через устройство не проходит. Если запроса канала не было, на выходе элемента 21 или 22 и на входе очистки соответствующего триггера 34 или 35 - уровень логического О, а так как и на входе установки то же, то на выходе

этих триггеров имеется уровень логической 1, при поступлении с канала ЭВМ 8 сигнала предоставления канала на выходе соответствующего инвертора

24 или 25 - уровень логической 1, т.ес уровень О присутствует только на входе очистки триггера Следовательно, на его выходе О, что соответствует передаваемому сигналу

предоставления канала, Элемент И-ИЛИ-НЕ 36 формирует задержанный по переднему фронту сигнал предоставления канала в режимах прямого досту- па и прерывания для управления шифратором 1,

Шифратор / состояний вырабатывает последовательности сигналов канала Общая шина (ГО МПК ПО ВТ 34-80)«,

Содержимое всех программно-доступных регистров устройства хранится в регистрах устройства 1 управления. Для чтения в режиме программного обмена с ЭВМ 8 необходимо передать содержимое одного из регистров устройства 1 в регистр 9 (фиг.2), для записи в эти регистры необходимо передать содержимое регистра 12 в соответствующий (заданный по ггине 52) регистр устройства 1. При записи передаваемых в ЭВМ данных в регистр 9 одновременно тем же сигналом производится запись адреса регистра устройства 1 в триггеры 15 и 16 дешифратора 3 (фиГсЗ), тее, при чтении ЭВМ регистров устройства, если эти адреса совпадают, не требуется обслуживания устройством 1 программного обмена, , передачи данных из регистров устройства 1 в регистр 9, сигнал с выхода компаратора 1/ поступает на шифратор /5 блокирует выработку сигнала в линии 42 и разрешает немедленную выдачу сигнала в линию 38„

Временная диаграмма (.фиг,. 5) отобржает процессы программного обмена с ЭВМ 8С При обращении к устройству ЭВМ 8 выставляет на шинах 46 канала его адрес„ Дешифратор 3 дешифрирует его и выдает на блок 5 сигнал по линии 5/„1 (фиг.5)с Далее ЭВМ выдает в шины 46 сигнал синхронизации активного устройства, который через блок 5 поступает на вход 5811 шифратора / если это запись в регистр устройства или чтение регистра, который не хранится в данный момент в регистре 12 блока 2 (начало временной диаграммы на фиГс5), шифратор / выдает запрос на обслуживание программного обмена с выхода 42 в устройство 1, последнее завершает выполнение текущей микропрограммы, считывает содержимое регистра 9 блока 2 и выдает сигнал по линии 60. Получив последний, шифратор / форсирует в линии 38 сигнал синхронизации пассивного устройства,

0

5

5

0 5

0

0

5

который через блок 5 поступает в канал ЭВМ, та снимает сигнал в линии 58.1, процесс обмена закончен„ Если происходит чтение регистра, который хранится в данный момент в регистре 12 блока 2 (конец временной диаграммы на фиг.5), шифратор / сразу же выдает сигнал в линию 38, а сигнал по линии 42 не вырабатываетсяt

Временная диаграмма (фигс 6) отображает обмен с ЭВМ 8 в режиме прямого доступа к памяти, процесс инициируется сигналом в линии 50 с устройства 1, по которому устанавливается триггер 4. Выход 61 триггера через элемент 21 блока 5 (фиг,4) и канальный приемопередатчик 31 формирует в линии 59 с 5 канальный сигнал запроса прямого доступа о ЭВМ 8 по завершении текущего процесса обмена с памятью выдает в линию 59.10 сигнал предоставления канала в режиме прямого доступа, последний с задержкой времени формирует уровень логического О на выходе 58 о 3 элемента 36. По сигналу в линии 58.3 шифратор / устанавливает в линии 39 сигнал подтверждения выбора, который снимает канальный сигнал в линии 59.5 и устанавливает сигнал в линии 59.4 ЭВМ 8 в ответ снимает сигнал в линии 59С10, на выходе 58.3 появляется уровень логической 1, что приводит к установке шифратором в линии 3/ сигнала Канал занят, а затем сигнала синхронизации активного устройства в линии 41. ЭВМ 8 отвечает сигналом синхронизации пассивного устройства (линия 63), который снимает сигналы в линиях 3/ и 41 и выдает импульс запроса на обслуживание в режиме прямого доступа к памяти, сбрасывающий триггер 4

Временная диаграмма (фиг„/) отобра жает обмен с ЭВМ 8 в режиме прерывания. Процесс инициируется сигналом запроса на прерывание (линия 62) с устройства 1„ Через элемент 22 блока 5 (фиго4) и канальный приемопередатчик 31 формируется канальный сигнал запроса прерывания в линии 59.6, По завершении выполнения текущей команды ЭВМ 8 выдает сигнал предоставления прерывания линия 59d1)t Последний с задержкой времени формирует уровень логического О на выходе 58,3 элемента 36. По сигналу в линии

5813 шифратор / устанавливает сигнал подтверждения выбора линии 39, который снимает канальный сигнал в линии 59.6 и устанавливает сигнал на линии 59.4. ЭВМ 8 в ответ снимает сигнал в

линии 59„11, на выходе 58 3 появляет, что привося уровень логической 1

дит к установке шифратором / сигнала Канал занят и сигнала запроса на обслуживание в режиме прерывания (линии 3/ и 43),. устройство 1 в ответ на запрос выдает данные (адрес вектора прерывания), импульс в линии 48, записывающий их в передающий регистр 9 данных блока 2, и сигнал управления по линии 60 „ Последний снимает сигнал в линии 39, шифратор / устанавливает сигнал в линии 40, который через блок 5 формирует канальный сигнал прерывания (линия 59)с ЭВМ 8 отвечает сигналом синхронизации пассивного устройства (линия 63), на который шифратор / выдает второй импульс запроса на обслуживание в режиме прерывания (линия 43), устройство 1 в ответ на запрос снимает сигнал в линии 62, шифратор / снимает сигналы в линиях 40 и 59.6, а ЭВМ - сигнал в линии 63,

Формула изобретения

Устройство для сопряжения ПЗМ с внешним накопителем, содержащее блок регистров и блок канальных формирователей, группы информационных входов- выходов которых являются соответствующими группами входов-выходов устройства для подключения к адресно- информационной и управляющей шинам ЭВМ, шифратор состояний, первая группа входов состояния и первая группа выходов которого соединены соответственно с группой выходов и с первой группой информационных входов блока канальных формирователей, дешифратор адреса, первая группа информационных входов которого подключена к первой

0

тупа, выходом и входом сброса подключенный к соответствующему входу и выходу второй группы входов состояния и группы выходов шифратора состояний, причем установочный вход триггера требования прямого доступа, вторая группа информационных входов блока канальных формирователей и вторая группа входов состояния шифратора состояний образуют группу входов устройства для подключения к группе выходов управления режимом обмена, разрешения выдачи данных блока ре5 гистров соединен с соответствующим выходом группы выходов шифратора состояний, выход которого явпяется выходом устройства для подключения к входу занятости внешнего накопителя,

0 отличающееся тем, что, с целью повышения скорости обмена, в устройство введен элемент И-ИЛИ-Ш-, причем выход триггера требования прямого доступа подключен к соответст5 вующему входу второй групп;i информационных входов блока канальных формирователей, первым и вторым выходами соединенного соответственно с входом разрешения выдачи адреса и со0 стояния блока регистров и первым РХО- дом элемента И-ШШ-НЕ, второй вход и выход которого подключены соответственно к соответствующему выходу группы выходов шифратора состояний и к

5 входу разрешения приема информации блока регистров, третий вход элемента И-ШШ-НЕ соединен с соответствую- щим выходом группы выходов шифратора состояний и входом синхронизации

0 приема адреса и состояния блока регистров, четвертый вход элемента И-ШШ-НЕ - с соответствующим выходом группы выходов блока регистров, первая группа выходов которого является

5 группой выходов устройства для подключения к группе адресных входов внешнего накопителя, первый выход блока канальных формирователей и вторая группа выходов блока релистрои

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для связи периферийных устройств с ЭВМ. Цель изобретения - повышение скорости обмена информацией при снижении времени захвата канала. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок регистров, блок канальных формирователей, шифратор состояний и триггер требования прямого доступа, введен элемент И - ИЛИ - НЕ. 7 ил.

группе выходов олока регистров, труп- 50 подключены к третьей группе входов

па входов-выходов данных, группа синхронизирующих входов и вторая группа выходов которого являются соответствующими группами входов-выходов, входов и выходов устройства для под- с; ключения к шине данных, группе синхронизирующих выходов и группе входов направления обмена внешнего накопителя, и триггер требования прямого доссостоянкя шифратора состояний, группа выходов которого является группой выходов устройства для подключения к группе запросных входов внешнего накопителя, четвертая группа входов состояния шифратора состояний соединена с группой выходов дешифратора адреса, вторая группа информационных входов и синхронизирующий вход дешифратора адреса являются соответствующими группами входов устройства для подключения к группе адресных выходов и группе синхронизирующих выходов внешнего накопителя, выход

триггера требования прямого доступа соединен с группой выходов устройства для подключения к запросному входу внешнего накопителя„

ел 1/1 vr

CN

. VC

Pi/г. 4

Фиг Ј

Г

Г

Фиг. 6