Устройство для обмена информацией между ЦВМ и внешними устройствами Советский патент 1991 года по МПК G06F13/00 

сл

с

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано о вычислительных системах для построения интерфейсов сопряжения ЦВМ с удаленными внешними устройствами. Целью изобретения является упрощение интерфейса сопряжения. С этой целью в устройство, содержащее регистр управляющего слова, селектор адреса и блок формирования адреса, введены первый и второй регистры ввода информации, первый и второй регистры вывода информации, блок синхронизации ввода, блок синхронизации вывода, переключатель адреса и блок управления вводом - выводом. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 10 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах для построения интерфейсов сопряжения ЦВМ с удаленными внешними устройства (ВУ).

Цель изобретения - упрощение интерфейса сопряжения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока синхронизации вывода; на фиг. 3 - схема селектора адреса; на фиг. 4 - схема блока управления вводом-выводом; на фиг. 5 - схема блока синхронизации ввода; на фиг. 6 -схема блока формирования адреса; на фиг.

7- структура управляющего слова; на фиг.

8- временная диаграмма работы блока синхронизации вывода; на фиг. 9 - временная диаграмма работы устройства в режиме передачи информации из ЦВМ в ВУ; на фиг. 10 - временная диаграмма работы устройства

в режиме передачи информации из ВУ в ЦВМ.

Устройство для оЗмена информацией между ЦВМ и внешними устройствами содержит первый регистр 1 вывода информации, регистр 2 управляющего слова, первый регистр 3 ввода информации, блок 4 синхронизации вывода, блок 5 синхронизации ввода, второй регистр 6 вывода информации, второй регистр 7 ввода информации, блок 8 управления вводом-выводом, селектор 9 адреса, переключатель 10 адреса, блок 11 формирования адреса.

Устройство имеет также шину 12 сброса, шину 13тактов, кодовые шины 14 вывода ЦВМ, шины 15 и 16 признаков операций вывода, кодовые шины 17 ввода ЦВМ, шины 18 и 19 считывания управляющего слова и информации, шины 20-22 синхронизации байтов информации ВУ, шины 23 информации ЦВМ, шины 24 информации ВУ, шины

ON 00 О NO

с

25 и 26 синхронизации ЦВМ, шину 27 признака управляющего слова (ПУСл), шины 28- 30 синхронизации ВУ, шину 31 готовности, шину 32 записи, шину 33 стробирования, шины 34-36 синхронизации байтов инфора- ции ЦВМ, шину 37 стробирования информации ВУ, кодовые шины 38 вывода ВУ, кодовые шины 39 ввода ВУ, шину 40 идентификации ВУ.

При этом регистры 1-3, блок 4 синхронизации вывода, блок 5 синхронизации ввода входят в состав устройства обмена ЦВМ, а регистры 6 и 7, блок 8 управления, селектор 9 адреса, переключатель 10 адреса, блок 11 формирования адреса являются составной частью контроллера ВУ.

Блок 4 синхронизации вывода (фиг. 2) содержит четыре триггера 41-44, счетчик 45, два регистра 46 и 47 сдвига, формирователь 48 импульсов, шесть элементов И 49- 54, два элемента ИЕ55,56, элемент ИЛИ 57, элемент 2И-ИЛИ 58.

Селектор 9 адреса (фиг. 3) содержит схему 59 сравнения, два триггера 60 и 61, элемент И 62, формирователь 63 импульсов.

Блок 8 управления вводом-выводом (фиг. 4) содержит три триггера 64-66, три формирователя 67-69 импульсов, два элемента ИЛИ 70, 71, семь элементов И 72-78, три элемента НЕ 79-81.

В таблице приведен перечень шин интерфейса и пояснено их назначение.

Блок 5 (фиг. 5) синхронизации ввода содержит два триггера 82, 83, три формирователя 84-86 импульсов, элемент НЕ 87.

Блок 11 (фиг, 6) формирования адреса содержит регистр 88 и дешифратор 89.

Работа устройства описывается с учетом использования 24-разрядной ЦВМ.

Устройство работает в двух режимах:

-выдача информации из ЦВМ во внешние устройства (ВУ),

-прием информации в ЦВМ из внешних устройств.

Выдача информации из ЦВМ в ВУ.

Этот режим обеспечивается последовательным выполнением в ЦВМ двух команд вывода (В1П, В2П). Временная диаграмма режима приведена на фиг. 8, 9.

Первой командой выдается управляющее слово (УСл), определяющее адрес группы ВУ (прибора), адрес ВУ в группе (в приборе), признак направления обмена (ввод-вывод). Вариант структуры управляющего слова показан на фиг. 7.

В данном устройстве не задается использование 1-4 разрядов 1-го байта и всего 3-го байт УСл. Их назначение может быть произвольным, с учетом алгоритмов обмена и временных диаграмм работы устройства

Второй командой выдается информация из ЦВМ в адресуемое первой командой ВУ. Обе команды вывода сопровождаются выдачей из ЦВМ соответствующих признаков - ПВ1П по шине 16 и ПВ2П по шине 15. Управляющее слово и информация выдаются по шинам 14. Задним фронтом признака ПВ1П 24-разрядное управляющее слово, выданное из ЦВМ, записывается в регистр

0 2. Одновременно этот признак фиксируется триггером 41, и через элементы НЕ 55 и ИЛИ 57 осуществляется запись Г в первый разряд регистра 46 и кода 0...0 в регистр 47 (см. фиг. 2).о

5 В триггере 42 осуществляется синхронизация (привязка) выходного сигнала триггера 41 к положительному фронту импульса тактов, выдаваемых из ЦВМ по шине 13. На выходе триггера 42 формируется при0 знак управляющего слова (ПУСл).

Выдаваемая из ЦВМ по шинам 14 информация задним фронтом признака ПВ2П записывается в регистр 1. а сам признак фиксируется триггером 43. Одновременно

5 1 пятого разряда УСл передним фронтом признака ПВ2П принимается в триггер 82, а задним переписывается в триггер 83, формируя на шине 31 постоянный сигнал Готовность.

0 Выходным сигналом триггера 42 разрешается поступление тактоаых импульсов по шине 13 через элемент 2И-ИЛИ 58 на вход одноразрядного счетчика 45, с выхода которого импульсы сдвига поступают на С-вход

5 (вход сдвига) регистра 46, а инверсные значения этих импульсов - на С-вход регистра 47. Тремя первыми сдвигами из выходных сигналов регистра 46 на элементах И 49-51 формируются три сигнала считывания

0 Счит. 1 УСлн, Счит.2 УСл, Счит. 3 УСл. которые по-шинам 18 поступают на вход регистра 2. Этими сигналами осуществляется поочередная передача трех байтов управляющего слова по шинам 23 Инф. ЦВМ во

5 внешние устройства, Одновременно на вы ходах регистра 47 формируются два сигнала

синхронизации Синхр.1 ЦВМ, Синхр.2

ЦВМ, передаваемые по шинам 25, 26 во

внешние устройства как сигналы синхрони0 зации управляющего слова,

Четвертым сдвигом формируется сигнал на четвертом выходе регистра 47. Этим сигналом осуществляется установка в единичное состояние триггера 44, в нулевое

5 состояние - триггера 42, завершая формирование сигнала ПУСл, и сбрасывается через формирователь 48 в нулевое состояние счетчик 45. Передним фронтом выходного сигнала с триггера 44 через элемент ИЛИ 57 обеспечивается запись в регистры 46, 47

кодов ОООГ, 0...0 соответственно. Поступающими через элемент 2И-ИЛИ 58 тактовыми сигналами запускается в режим счета счетчик 45, выходными импульсами которого осуществляется сдвиг регистров 46, 47. Из выходных сигналов регистра 46 на элементах И 52-54 формируются три сигнала считывания из регистра 1 трех байтов информации, что обеспечивает их передачу по шинам 23 Инф. ЦВМ во внешние устройства. Одновременно на выходах регистра 47 формируются два сигнала синхронизации этих байтов информации, передаваемые по шинам 25,26 в ВУ, где обеспечивается прием этих байтов информации. Задним фронтом сигнала Счит.З Инф (одна из шин 19) устанавливается в нулевое состояние триггер 43, а затем сигналом с четвертого выхода регистра 47 устанавливается з нулевое состояние триггер 44. На этом завершается работа аппаратуры устройства обмена ЦВМ и она приводится в исходное состояние.

Работа контроллера ВУ начинается с приема от УО управляющего слова. Управляющее слово с выхода регистра 2 поступает на вход схемы 59 сравнения, стробируемой признаком управляющего слова ПУСл на шине 27. При сравнении кода номера группы ВУ (разряды 6-8 УСл) с предварительно установленным на переключателе 10 адреса ВУ передним фронтом сигнала Синхр.1 ЦВМ на шине 25 устанавливается в единичное состояние триггер 60. Одновременно этим фронтом единица пятого разряда УСл через элемент И 72 фиксируется триггером 64. Передним фронтом сигнала, сформированным на триггере 61, через элемент И 62 в регистр 88 принимается второй байт УСл (адрес ВУ в группе). Выходным потенциалом триггера 64 разрешается формирование на элементах И 74, 75 и НЕ 79 сигналов синхронизации, обеспечивающих прием трех байтов информации, поступающих по шинам 23 в регистр 7.

На формирователе 67 от .заднего фронта сигнала на шине 36 формируется сигнал, который через элемент ИЛИ 70 по шине 33 поступает на вход стробирования дешифратора 89. На одном из выходов дешифратора 89 формируется сигнал, соответствующий коду адреса в регистре 88. Этим сигналом осуществляется ввод в ВУ 24-разрядного кода информации, принятого в регистр 7.

Прием информации в ЦВМ из ВУ.

Этот режим обеспечивается последовательным выполнением в ЦВМ двух команд вывода (В1П, В2П) и команды ввода (ВВП). Временная диаграмма режима приведена на фиг. 8, 10. Первой командой из ЦВМ выдается 24-разрядное управляющее слово

(УСл), которое задним фронтом признака ПВ1П записывается в регистр 2 управляющего слова. Одновременно зтот признак фиксируется триггером 41, и через элементы НЕ 55 и ИЛИ 57 осуществляется запись Т в первый разряд регистра 46 и кода 0...0 в регистр 47 (см. фиг, 2). На триггере 42 осуществляется синхронизация (привязка) выходного сигнала триггера 41 к по0 ложительному фронту импульса тактов, выдаваемых из ЦВМ по шине 13. На выходе триггера 42 формируется признак управляющего слова (ПУСл),

Во атороД команде (32П) из ЦВМ кэ

5 шины информации выдается код 0...0, Эга команда в рассматриваемом режиме служит в качестве управляющей для формирования сигнзлсв синхронизации контроллера внешнего устройства. Признак ПВ2П фикси0 руется триггером 43 и одновременно О пятого разряда УСл передним фронтом признака ПВ2П принимается в триггер 82. а задним переписывается в триггер 83, снимая после завершения команды В2П сигнал

5 Готовность с входа ЦВМ (на шике 31). В этом случае в ЦВМ задерживается выполнение следующей команды (ВвП) до восстановления на входе ЦВМ сигнала Готовность.

0 Формирование сигналов считывания на шинах 18, 19, сигналов синхронизации на шинах 25, 26 и передача в ВУ байтов управляющего слова и информации осуществляется аналогично режиму вывода

5 информации из ЦВМ. При этом в.регистр 7 записывается код 0...0.

Управляющее слово с выхода регистра 2 поступает на вход схемы 59 сравнения, стробируемой признаком управляющего

0 слова ПУСл на шине 27. При сравнении кода номера группы ВУ (разряды 6-8 УСл) с предварительно установленным на переключателе 10 адреса ВУ передним фронтом сигнала Синхр.1 ЦВМ на шине25устанав5 ливается в единичное состояние триггер 60. Одновременно этим фронтом нуль пятого разряда УСл через элементы НЕ 80, И 73 фиксируется триггером 65. Передним фронтом сигнала, сформированным на триггере

0 61. через элемент И 62 в регистр 88 принимается второй байт управляющего слова. Выходным потенциалом триггера 65 разрешается формирование на элементе И 73, формирователе 69 и элементе ИЛИ 70 стро5 ба дешифратора 89. При этом на одном из его выходов формируется сигнал, соответствующий коду адреса в регистре 88 и служащий в качестве признака запроса о ВУ на выдачу информации. Из ВУ по шинам 38 поступает информация, записываемая в регистр б сигналом синхронизации на шине 37.

Выходным потенциалом триггера 65 из сигнйпоа Сиихр.1 ЦВМ. Синхр.2 ЦВМ, поступающих в операции В2П (отсутствие признака ПУСл), на элементах И 76, 77 и триггере 66 формируются сигналы считывания байтов информации из регистра 6. При этом сигналы Синхр.1 ВУ, Синхр.2 ВУ на шинах 28, 29 поступают па аход блока 5 синхронизации вчода кок сигналы синхронизации байтов информации ВУ,

Задним фронтом сигнала Синхр.2 ВУ через формирователь 68 и элемент ИЛИ 71 сбрасывается в нулевое состояние триггер 65, приводя тем самым аппаратуру контроллера ВУ в исходное состояние.

И:) сигналов Синхр.1 ВУ, Синхр.2 ВУ на элементе НЕ 87 и формирователях 84-86 формируются сигналы приема отдельных байтов информации ВУ в регистр 3. Сигналом синхронизации третьего байта с выхода формирователя 86 устанавливаются в пулевое состояние триггеры 82, 83, формируя на шине 31 сигнал Готовност1, поступающий на вход ЦВМ, После этого ЦВМ выполняет команду звода (ВаП) содержимого регистра 3. На этом завершается рассматриваемый . режим работы устройства.

Формула изобретения

1, Устройство для обмена информацией между ЦВМ и анешними устройствами, содержащее регист р управляющего слова, селектор адреса л блок формирования адреса, информационный выход которого является выходом устройства для подключения к адресному входу внешнего устройства, информационные выходы регистра управляющего слова с первого по третий соединены с первым информационным входом селектора адреса и информационным входом блока формирования адреса, информационный вход регистра управляющего слогза является входом устройства для подключения к информационному выходу ЦВМ, а первый выход селектора адреса подключен к входу записи блока формирования адреса, отличающееся тем, что, с целью упрощения интерфейса сопряжения, в него введены первый и второй регистры ввода информации, первый и второй регистры вывода информации, Опок синхронизации ввода, блок синхронизации вывода, переключатель адреса и блок управления вводом-выводом, причем информационный вход первого регистра вывода информации соединен с входом устройства для подключения к информационному выходу ЦВМ, информационные выходи пероого регистра вывода информации с первого по третий объедине-

ны с одноименными выходами регистра управляющего слова и подключены к одноименным информационным входам второго регистра ввода информации, один из разрядоа первого информационного выхода регистра управляющего слова соединен с первым входом разрешения приема блока управления вводом-выводом, первый вход запуска блока синхронизации вывода и сих0 ровход регистра управляющего слова объединены и образуют вход устройства для подключений к первому выходу признака операции ЦВМ, сторой вход запуска блока синхронизации вывода, си хровход перво5 го регистра вывода информации и первый тактовый вход блока синхронизации ввода объединены и образуют вход устройства для подключения к второму выходу признака операции ЦВМ, вход запуска блока синхро0 низации ввода объединен с оцним из разрядов информационного входа первого регистра вывода информации, вход разрешения Гфиема которого подключен к первому выходу блока синхронизации вывода,

5 второй выход которого соединен с входом разрешения приема регистра управляющего слова, тактовый вход блока синхронизации вывода является вводом устройства для подключения к тактовому, выходу ЦВМ, тре0 тий выход блока синхронизации вывода подключен к синхровходу селектора адреса и первому синхровходу блока управления вводом-выводом, четвертый выход блока синхронизации вывода соединен с входом

5 начальной установки селектора адреса и вторым синхровходом блока управления вводом-выводом, пятый выход блока синхронизации вывода подключен к входу разрешения приема селектора адреса и входу

0 признака операции блока управления вводом-выводом, второй выход селектора адреса соединен с вторым входом разрешения приема блока управления вводом-выводом, выходы с первого по третий которого

5 подключены к одноименным синхровходам второго регистра ввода информации, четвертый и пятый выходы блока управления вводом-выводом соединены соответственно с входом начальной установки и входом

0 разрешения приема блока формирования адреса, информационный выход второго регистра ввода информации является выходом устройства для подключения к информационному входу внешнего устрой5 ства, входы разрешения приема второго регистра ьывода информации с первого по третий подключены к выходам блока управления ваодом-зыаодом с шестого по восьмой, кроме того, шестой и седьмой выходы блока управления вводом-выводом соедийены соответственно с вторым тактовым входом и входом останова блока синхронизации ввода, информационный вход и синхровход второго регистра вывода информации являются входами устройства для подключения соответственно к информационному выходу и выходу синхронизации вывода внешнего устройства, информационный выход второго регистра вывода информации подключен к информа- ционным входам с первого по третий первого регистра ввода информации, выход которого является выходом устройстаа для подключения к информационному входу ЦВМ, второй информационный вход селек- тора адреса соединен с выходом переключателя адреса, синхровходы первого регистра ввода информации с первого по третий подключены к выходам блока синхронизации ввода с первого по третий, чет- вертый выход которого является выходом устройства для подключения к входу готовности ЦВМ.

третьего триггера и первым входом седьмого элемента И, второй вход разрешения приема блока подключен к третьим входам первого и второго элементов И, вход признака операции блока соединен с вторым входом седьмого элемента И, а через третий элемент НЕ - с вторыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И. выход первого триггера подключен к третьим входам третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И соединен с первым выходом блока, э через первый элемент НЕ - с вторым его выходом, выход четвертого элемента И подключен к третьему выходу блока, а через первый формирователь импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход второго триггера соединен с третьими входами пятого, шестого, седьмого элементов И и информационным входом третьего триггера, выход пятого элемента И является седьмым выходом блока, выход шестого элемента И подключен к шестому выходу блока и через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к входам сброса первого и второго триггеров и является четвертым выходом блока, выходы первого и второго элементов И соединены с синхровходами соответственно первого и второго триггеров, выход третьего триггера является восьмым выходом блока, выход седьмого элемента И через третий формирователь импульсов подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с пятым выходом блока, а информационные входы первого и второго триггеров подключены к шине единичного потенциала блока.

Cujt XЈ2UBH

26 25

N

1

цвм

O) 00

o

CO O)

IjSf

i Ј jy

w

/7

UJ

ПУСл ,27.

Счит.МСл ,18

/

Cwm. 2УС/1

,

Cw/rr. Жл

Сайт. 1#мр. / №

3(Счит.. Cw/я.З Уну.

Смхр.ЩЛМ

7

Z5

Синхр.гцвм

7

Я

фиг. l

ПУСл ,27

Фиг.З

SL

14

Зии5айт

Разряды

Структура УСА

2 |23|22|2П2Ф9|Ц| 7

Готовность 3/

Фи2.5

Фи2.6

2ой 5айт-

1ыйбайт

%

131П7

Адрес Щ$ы

Фиг.7

5р:Напрадление обнена

1-.Высюд

О .ВЬод

f TJTjljTJTJTJTJT

ПВШ (761j1

Код ЦВМ ffl) nm шш

/762/7

ПУСл

Считт(181

очитгтШ

йитЖлШ

СчитШнф(Ш.

Счит2инфШ. Считзин Ш,

код UBM (Щ) ..ГЭЯГ /Й92У7 «5)Г

/7УГ/7

ft)

и«9-ЦВМ% Ш

.

Сйнхр2И8МШ

№)

РГ

08)

гзз)

Фиг. 8

n-gpg.g-JgPrJJ77-2(ffl

)иг.5

(25)

imjmzfaarffjjafair(69.10,3d)

гад;

ЙТ

/) Готовность1Операция ВбП

TT

J

I / 8 S-l60P Г/7-Ztfofl

Фи г.