Устройство для сопряжения канала ввода-вывода с абонентом Советский патент 1991 года по МПК G06F13/00 

&

И

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах для сопряжения внешних устройств с каналом ввода-вывода ЦВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия и сокращение затрат оборудования устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок связи с каналом, блок реп, етров информации, мультиплексор данных и буферную память, введены мультиплексор адреса, узел управления выполнением команд, узел хранения режимов работы, узел дешифрации информации, узел выдачи команды и адреса, узел дешифрации указаний и узел триггеров связи с абонентом. 9 ил.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах для сопряжения внешних устройств с каналом ввода-вывода ЦВМ.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, сокращение затрат оборудования.

v На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2-6 - схемы узлов выдачи команд и адреса, дешифрации информации, узла триггеров связи с абонентом, узла управления выполнением команд, узла хранения режимов работы: на фиг.7, 8, 9 - алгоритмы выполнения команд Записать, Считать модифицированное, Ввод, Вывод.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 регистров информации, блок 2 связи с каналом, узел 3 управления выполнением команд, мультиплексор 4 данных, буферную память (БП) 5, узел 6 хранения режимов работы, мультиплексор 7 адреса, узел 8 дешифрации информации, узел 9 дешифрации указаний, узел 10 выдачи команды и адреса, узел 11 триггеров связи с абонентом, группу тактовых входов 12.

Узел 10 выдачи команды и адреса (фиг. 2) содержит коммутатор 13, схему 14 приоритета, триггер 15 (Вызов), регистр 16 команд, регистр 17 адреса, мультиплексор 18, дешифратор 19.

Узел 8 дешифрации информации (фиг 3) содержит с первого по седьмой элементы 20-26 И, первый элемент ИЛИ 27, восьмой элемент И 28, триггеры 29 и 30 Чтение/запись и Атрибут, триггер 31 Начало поля, триггер 32 Начало формирования указаON О СЛ СО

Ю

ния, триггер 33 Начало формирования указания 1, триггер 34 Разрешение, второй элемент ИЛИ 35, с девятого по одиннадцатый элементы 36-38 И.

Узел 11 триггеров связи с абонентом (фиг.4) содержит триггер 39 байта состояния АЦД 2000 (БС-А), триггер 40 байта уточненного состояния АЦД 2000, первый и второй элементы И 41-42, триггер 43 ССТ-1, триггер 44 СИ-VI, первый элемент ИЛИ 45, третий элемент И 46, триггер 47 Вызов, триггер 48 Выдача команды, триггер 49 СИ-Б Запись, триггер 50 СИ-Б Чтение, триггер 51 Запись, четвертый элемент И 52, первый элемент И-ИЛИ 53, триггер 54 ОБР, пятый и шестой элементы И 55,56, с второго по четвертый элементы ИЛИ 57-59.

Узел 6 режимов работы (фиг.5) содержит первый элемент И 60, триггер 61 Продолжить, триггер 62 Признак загрузки, с второго по пятый элементы И 63-66, регистр 67 режимов, первый элемент ИЛИ 68, триггер 69 Поиск, регистр 70 Указание, с шестого по девятый элементы И 71-74, второй элемент ИЛИ 75, с десятого по тринадцатый элементы И 76-79, первый элемент И-ИЛИ 80, счетчик 81, второй элемент ИЛИ 82, четырнадцатый и пятнадцатый элементы И 84-84.

Узел 3 управления выполнением команд (фиг.6) содержит с первого по четвертый элементы И 85-88, счетчик 89, триггер 90 байта данных, первый элемент И-ИЛИ 91, с пятого по восьмой элементы И 92-95, второй элемент И-ИЛИ 96, триггер 97 Конец обмена с каналом, триггер 98 Выбрать кристалл, триггер 99 Чтение, триггер 100 Запись, с девятого по тринадцатый элементы И 101-103, триггер 104 подготовки данных, с двенадцатого по четырнадцатый элементы И 105-107, с первого по четвертый элементы ИЛИ 108-111, триггер 112 цепочки команд, пятнадцатый элемент И 113, пятый элемент ИЛИ 114, с шестнадцатого по девятнадцатый элемент И 115-118, третий элемент И-ИЛИ 119, с двадцатого по двадедаги шестой элементы И 120-126, четвертый элемент И-ИЛИ 127, шестой элемент ИЛЗЯ 128, двадцать седьмой элемент И 129, седьмой и восьмой элементы ИЛИ 130- 131.

На фиг,1 показаны линии 132-152 внутренних связей.

Блок 1 служит для хранения информации состояния, для формирования и выдачи информации в канал, для дешифрации кодов команд, выполняемых устройством, для хранения информации о типах ошибок. Блок 2 служит для организации обмена с каналом. Узел 3 обеспечивает выполнение

команд в соответствии с ее алгоритмом и текущим состоянием БСД, а также устанавливает режим работы устройства, управляет режимом работы БП, устанавливает указатели байта состояния КК, ВУК. Мультиплексор 4 организует передачу информации между узлами устройства. Буферная память 5 предназначена для хранения теку- щего АЦД 2000, а также для БС и БУГС

0 восьми АЦД 2000. Узел 6 хранения режимов

работы предназначен для синхронизации

взаимодействия узлов устройства. Устрой ство работает в следующих режимах: прием

информации с канала в БП5; выдача инфор5 мации из БП 5 в канал; ввод информации из АЦД; вывод информации на АЦД; обработка информации в устройстве. Мультиплексор 7 предназначен для хранения и установки текущего адреса БП5, а также формирования

0 адреса служебной области. Узел 8 предназначен для формирования указателей в случае, если в БП5 обнаружены модифицированные поля, атрибуты полей или нулевая информация. Узел 9 дешифрации

5 указаний предназначен для дешифрации указаний, поступающих из канала и АЦД. Узел 10 выдачи команды и адреса предназначен для формирования команды и адреса, выдаваемых в АЦД, Узел 11 триггеров связи

0 с абонентом предназначен для реализации временного взаимодействия между устройством и АЦД 2000.

Устройство работает следующим образом.

5 Устройство предназначено для ввода и вывода информации на алфавитно-цифровой дисплей. Устройство обеспечивает ввод из внешнего устройства (ВУ) информации в буферную память (БП), преобразование и

0 передачу информации в канал ввода-вывода ЭВМ, а также вывод на экран ВУ информации, полученной из канала ввода-вывода ЭВМ.

Структурная схема реализуемого уст5 ройства состоит из двух законченных частей сопряжения, связанных между собой с помощью унифицированного интерфейса связей. В состав первой части входит сопряжение с интерфейсом ввода-вывода 0 блоки 1, 2, которые обеспечивают выполнение канальных последовательностей. В состав второй части устройства входит сопряжение с интерфейсом ВУ - узлы 10, 11, узлы управления 3, 6, 8 и обработки 4, 5, 7,

5 9 информации.

В блоках 1, 2 выполняются канальные последовательности: сигналов начальной выборки вводимой абонентом сигналов передачи данных, сигналов окончания операции, Результатом выполнения каждой

последовательности являются сигналы внутреннего интерфейса, которые активизируют в узле 3,6, 10 соответствующие схемы для выполнения текущей команды.

В наибольшей степени показать принципы выполнения команд и взаимосвязи между узлами устройства можно на примере выполнения команд Записать, получаемой из канала ввода-вывода ЭВМ. В последовательности начальной выборки блок 2 формирует сигнал успешного завершения начальной выборки, который по шине 146 передается в узлы 6 и 10 и устанавливает триггер 62 Признак загрузки, если буферная память 5 загружена информацией от ВУ. При этом блок 1, получив команду от канала ввода-вывода, записывает ее в регистр команды, дешифрует и формирует на шине 142 для выполнения узлом 3 сигнала текущей команды от канала (команда Записать). Сигнал Занято, поступающий по шине 142, необходим для обработки запросов только адресуемого ВУ, адрес которого выдан каналом по команде Записать. Если признак загрузки буферной памяти 5 не установлен, то происходит загрузка памяти 5 информацией от ВУ. Загрузка осуществляется с помощью узла 6, который устанавливает (для узлов 10 и 11) на шине 133 режим Ввод информации из ВУ. Узлы 10,11 являются средствами сопряжения рассматриваемого устройства с ВУ по интерфейсу - Т. В данном устройстве эти узлы выполняют необходимые команды для приема и выдачи информации на алфавитно-цифровой дисплей, а также обеспечивают передачу в канал прерывания с байтом состояния Внимание. Загрузка буферной памяти 5 информацией с экрана алфавитно- цифрового дисплея осуществляется по алгоритму приведенному на фиг.7. Процедура загрузки осуществляется путем выполнения последовательности четырех команд в интерфейсе -Т: Считать ручной ввод, Выдать состояние, Ввод, Выдать состояние. По команде Считать ручной ввод считывается служебная информация из ВУ, в которой передается код расположения маркера на экране алфавитно-цифрового дисплея и код нажатой функциональной клавиши на клавиатуре алфавитно-цифрового дисплея. По команде Ввод произчодится загрузка памяти 5 информацией, расположенной на экране ВУ. По команде Выдать состояние проверяется результат выполнения команд Считать ручной ввод и Ввод. Узел 11 (фиг.4) обеспечивает формирование управляющих сигналов для записи принимаемой информации в блок 5.

После завершения приема информации из ВУ узел 3 формирует Сигнал Загрузка БП, который указывает, что проведена успешно загрузка а памяти 5 и устройство готово к дальнейшему выполнению текущей команды. Узел б снимает режим Ввод и устанавливает на шину 133 режим Прием данных из канала ЭВМ в БП. В этом режиме происходит передача данных, которая

0 определяется блоком 2, где формируется сигнал Байт данных, который обеспечивает запись или чтение информации из памяти в зависимости от выполняемой текущей канальной команды. Управление сеансом свя5 зи с каналом осуществляется через блок 2 путем установки в узле 3 триггера 104 подготовки данных, который устанавливается при готовности устройства к приему или передаче данных.

0Алгоритм обработки поступаемой информации приведен на фиг.8. После того как под управлением узла 3 будет произведен прием информации и определение завершения приема, узел 3 формирует указатель

5 байта состояния устройства Канал кончил, что указывает на завершение работы устройства в режиме Прием данных из канала в БП, снятие узлом 6 данного режима работы и формирование в блоке 2 требования на

0 передачу в канал байта состояния устройства. После этого устанавливается режим Вывод информации из памяти бчерез узлы 10. 11 по интерфейсу - Т в ВУ. Процедура выдачи информации буферной памяти 5 осущест5 вляется под управлением узла 11, который обеспечивает формирование управляющих сигналов для выдачи информации из памяти 5 в ВУ.

После передачи всего массива инфор0 мации из буферной памяти 5 в узел 11 происходит завершение последовательности Вывод путем получения от ВУ байта состояния ВУ кончило. Затем происходит формирование указателя байта состояния

5 устройства при передаче его в канал с целью указания, что заданная каналом команда выполнена. Во время выполнения команды Записать узел 3 определяет возможные ошибки и устанавливает соответствующие

0 указания в байте уточненного состояния устройства.

Начальный этап выполнения команды Считать модифицированное аналогичен выполнению в команде Записать. Однако

5 после того как будет установлен признак загрузки и снят режим Ввод, узел 6 устанавливает режим Вывод в канал ЭВМ информации из буферной памяти 5. В этом режиме обеспечивается просмотр содержимого памяти 5 и выдача его в канал в блокмультиплексном режиме. Алгоритм выдачи приведен на фиг.9. После завершения выдачи информации из буферной памяти 5 в канал по сигналу Останов, пришедшему из канала или после достижения границы памяти 5, узел 3 завершает выполнение команды Считать модифицированное, выдав в канал указателя байтов состояния устройства Канал кончил, В.У кончило.

Устройство выполняет также ряд других команд в канале ЭВМ: Стереть запись, Стереть все незащищенное, Считать, выполнение перечисленных команд основано из приведенных выше алгоритмах.

Узлы устройства работают следующим образом.

Узел 3 управления выполнением команд (фиг.б) формирует сигналы, обеспечивающие выполнение каждым узлом соответствующих ему действий. Узел 3 служит для управления связью между каналом ЭВМ и ВУ. Узел 3 поддерживает работу устройства в соответствии с требованиями интерфейса ввода-вывода и требованиями интерфейса - Т,

Во время выполнения режима Ввод узел 3 обеспечивает последовательную запись информации в память 5. После фиксации информации в узле 11 в узле 3 устанавливается триггер 98 Выбрать кристалл и триггер 100 Запись, которые на шине 141 формируют сигналы Установка адреса БП, Счет адреса БП. Указанные сигналы позволяют произвести запись пришедшего байта информации из ВУ по соответствующему адресу памяти 5. В режиме приема информации из канала по сигналу Байт данных, поступающему по шине 142, в узле 3 устанавливается триггер 90 Байт данных, после чего с помощью триггеров 90 и 100 осуществляется запись пришед- шегго байта информации из канала в память 5 по текущему адресу, хранящемуся в узле 7. Счетчик 89 производит подсчет поступающих сигналов Байт данных и, так как устройство работает в блок-мультиплакс- ном режиме, после приема восьми байтов информации происходит сброс триггера 104 подготовки данных и снятие режима приема данных из канала, После того как узел 3 будет готов вновь к приему байта информации, устанавливается триггер 104 для приема очередного блока информации из канала ЭВМ, При завершении приема информации из канала блок 2 по шине 142 выдает сигнал Останов, по которому в узле 3 устанавливается триггер 97 Конец обмена с каналом и на шине 143 формируется сигнал для формирования байта состояния с указателем Канал кончил. В режиме вывода в узле 3 происходит последовательная установка триггеров 93 и 99 Чтение с целью формирования сигналов пересчета адреса буферной памяти 5 при чтении информации из памяти 5 в узел 11 для передачи ее в ВУ.

Узел 6(фиг.5) предназначен для временной синхронизации работы всех узлов и элементов устройства. Цель данного узла 6 0 включить в выполнение алгоритма функционирования устройства соответствующий узел, что позволяет ввести в технические решения устройства элементы регулярности (узлы 8, 10, 11), которые обеспечивают

5 сокращение оборудования устройства с жесткой аппаратной логикой, В состав узла 6 входит регистр 67, который устанавливает соответствующий режим работы устройства. Режим работы устройства определяется

0 элементами и триггерами 60-66, 68, 69 и входными сигналами узла 6. Установка режима происходит по тактовому сигналу СО (12.1), что синхронизирует установку и сброс соответствующего режима. Регистр

5 70 предназначен для фиксирования указаний, поступающих из канала ЭВМ, и совместно со счетчиком 81 (двоичный счетчик с дешифратором на выходе) определяет этап текущего указания. Так как указания (Уста0 новит адрес БП, Начало поля, Стереть незащищенное до адреса, Программная табуляция, Повторить до адреса), поступающие из Э ВМ, имеют различные форматы (код указания, байты адреса, символ), то на5 личие сигналов от регистра 70 и счетчика 81 обеспечивают поэтапное выполнение каждого указания. По окончании выполнения указаний формируется сигнал Указание выполнено (138.11), который восстанавли0 вает прерванную последовательность приема данных.

Узел 8 (фиг.З) выполняет команды, поступающие из ЭВМ и требующие обработки передаваемой информации. Так, триггер 31

5 Начало поля устанавливается, когда из буферной памяти 5 считывается атрибут (характеристики) поля. Установленный триггер 31 формирует сигналы Прерывание (135.2) и Формированиеуказания (135.1), по кото0 рым происходит в узле приостановка передачи данных и выдача в канал ЭВМ кода указания Начало поля. После этого возобновляется анализ содержимого памяти 5. Триггеры 32, 33, 34 предназначены для вы5 дачи указаний Установить адрес БП и Стереть незащищенное до адреса. Эти указания формируются в том случае, если во время считывания информации из памяти 5 был обнаружен нулевой код информации или атрибут с характеристикой модифицированного поля. Если при передаче информации из буферной памяти 5 был считан нулевой код (сигнал поступает по линии 150.1), то произойдет установка триггера 32, который формирует сигнал Формирование указания. Затем происходит анализ содержимого буферной памяти до тех пор, пока не будет найден код указания, отличный от нуля. При нахождении кода, отличного от нуля, с помощью логических элементов 26, 27, 28 происходит установка триггеров 33, 34, вследствие чего снимается сигнал Формирование указания и узел 8 формирует последовательность выдачи в ВУ трех байт кода указания Стереть незащищенное до адреса.

По команде из ЭВМ Считать модифицированное должна быть передана только информация модифицированных полей, содержащихся в памяти 5. Для этого в узле 8 происходит анализ атрибутов, содержащихся в БП. Перед началом анализа устанавливается триггер 32 по сигналу 133.1 Считать модифицированные поля. При просмотре памяти 5 из нее выдается сигнал Атрибут модифицированного поля и по линии 150.1 поступает в узел 8. После этого устанавливаются триггеры 33, 34, которые снимают сигнал Формирование указания, а узел 3 выдает в канал ЭВМ код и байты адреса указания Установить адрес БП. Триггер 30 устанавливается для установки режима Чтение/запись информации в память 5. Данный триггер устанавливается от узла 3 сигналом 133,4, а также при.поступлении сигналов Атрибут (150.1) и Информация БП 2 разряд (150.3), который указывает, что считан атрибут защищенного поля и дальнейшая запись в это поле запрещена.

Узел 10 выдачи команды и адреса (фиг.2) формирует коды команды и адреса к ВУ. Узел 10 состоит из схемы 14 приоритетов, которая формирует адрес ВУ при поступлении от него требования на обслуживание. Схема 14 формирует трехразрядный адрес старшего по приоритету ВУ, передает его на вход регистра 17 адреса, а также вырабатывает сигнал Ввод, в регистре 16 формируется код команды Считать ручной ввод, который через мультиплексор 18 поступает по шинам интерфейса - Т на вход ВУ. Мультиплексор 18 также обеспечивает передачу информации из памяти 5 в ВУ (по команде Ввод) и из ВУ в память 5 (по командам Считать ручной ввод и ввод). Дешифратор 19 команд формирует сигналы 137.1-137,4, соответствующие выполняемым командам в интерфейсе - Т. Указанные сигналы необходимы для управления узлом 11.

Узел 11 используется для реализации алгоритма связи между устройством и ВУ по интерфейсу - Т (фиг.4). Узел 11 формирует сигналы ОБР (триггер 54) и СИ-Б (триггеры

49, 50). Сигнал ОБР предназначен для указания ВУ, что устройство готово работать по текущей команде с ВУ. Сигнал СИ-Б указывает, что устройство сформировано для передачи в ВУ (по команде Вывод) байт

0 информации и приняло байт информации по ВУ (при выполнении команды Считать ручной ввод и ввод). Триггер 54 устанавливается после установки триггера 48 (триггер Выдача команды), который указывает, что

5 на информационных шинах интерфейса - Т сформирвоана команда и адрес к ВУ. Сбрасывается триггер 54 после завершения передачи всего содержимого БП, т.е. поступления сигнала 152 из узла 8, или после снятия сиг0 нала ССТ от ВУ (сброс триггера 43). Триггер 49, работающий в режиме ввода информации в БП (сигнал Ввод 132.7), устанавливается при поступлении сигнала СИ-У (триггер 44) от ВУ (сигнал СИ-У указывает на наличие на

5 шинах данных от ВУ) и записи информации в БП (на что указывает тактовый сигнал 12.5). Сбрасывается триггер 49 после снятия сигнала СИ-У от ВУ. Триггер 50 работает в режиме ввода информации из буферной па0 мяти. Его установка производится по сигналам Вывод (137.3) и Выдать байт (133.2). Сброс триггера 50 производится после получения сигнала СИ-У. Триггер 44 в режиме вывода указывает на прием ВУ байта инфор5 мации. Сброс триггера 50 осуществляется после сброса сигнала СИ-У. Триггер 51 Записать и элемент 52 Чтение формируют сигналы в узел 3 для выполнения соответственно записи и чтения байта информации из

0 БП в ВУ и в БП из ВУ. Триггеры 39 Байт состояния и 40 Байт уточненного состояния служат для записи в служебную область памяти текущего байта состояния и байта уточненного состояния ВУ.

5 Формула изобретения

Устройство для сопряжения канала ввода-вывода с абонентом, содержащее буферную память, первый информационный вход и первый выход которого соединены соот0 ветственно с первым выходом и первым информационным входом мультиплексора данных, блока связи с каналом, группа информационных входов и группа выходов которого являются соответствующими

5 группами входов и выходом устройства для подключения к группам информационно-управляющих входов и выходом канала ввода- вывода, а первый информационный вход и первый, второй и третий выходы подключены соответственно к первому выходу периым управляющему и информационному входам блока регистров информации и второму информационному входу мультиплексора данных, отличающееся тем, что, С целью повышения быстродействия уст- ройства, в него введены мультиплексор адреса, узел управления выполнением команд, узел хранения режимов работы, узел дешифрации указаний, узел выдачи команд и адреса, узел триггеров связи с або- нентом и узел дешифрации информации, причем вторые выход и управляющий вход блока регистров информации подключены Соответственно к первому входу условия и Первому выходу узла управления выполне- нием команд, второй, третий и четвертый рыходы которого соединены соответственно С управляющими входами мультиплексоров Йдреса и данных и первым управляющим вхо- Дом узла хранения режимов, третий выход рлока регистров информации соединен с первыми информационными входами узла хранения режимов работы и узла выдачи команды и адреса, первый выходи управляющий вход которого подключены соответст- йенно к Синхронизирующему,; входу и первому выходу узла триггеров связи с абонентом, группы входов и выходов которого являются соответствующими группами вхо- ов и выходов устройства для подключения к группам управляющих выходов и входов Абонента, второй выход и третий информационный вход мультиплексора данных Соединены соответственно с первым информационным входом и вторым выходом узла выдачи команды и адреса, группы входов и выходов которого являются соответственно группами входов и выходов устройства для подключения к группам информационных выходов и входов абонента, а второй управ-

ляющий вход соединен с управляющими входами узла дешифрации информации, узла дешифрации указаний, узла триггеров связи с абонентами и первым выходом узла хранения режимов работы, вторым выходом подключенного к второму входу условия узла управления выполнением команд, первый и второй информационные входы мультиплексора адреса соединены соответственно с вторыми входами мультиплексора данных и узла хранения режимов работы, вторым управляющим входом подключенного к выходу узла дешифрации указаний, информационный вход которого соединен с вторым выходом мультиплексора данных, первый выход мультиплексора адреса соединен с адресным входом буферной памяти, выход и управляющий вход которого подключены соответственно к первому выходу и информационному входу узла дешифрации информации, вторым входом соединенного с вторым информационным входом узла хранения режимов работы и третьим входом условия узла управления выполнением команд, четвертый и пятый входы условия которого соединены соответственно с вторым входом мультиплексора адреса и вторым выходом узла триггеров связи с абонентом, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к третьим выходам мультиплексора адреса и узла дешифрации информации, тактовые входы которых и тактовые входы узла триггеров связи с абонентом, узла управления выполнением команд и узла хранения режимов работы образуют группу тактовых входов устройства, третий информационный вход узла хранения режимов работы соединен с вторым выходом узла триггеров связи с абонентом,

см

со ifi

О) {Ј

Начальная выборка выполнена успешно

Выполнить команду СЧИТАТЬ РУЧНОЙ ВВОД (СЧ РВ)

Команда СЧ РВ выполнилась ycnejfc но

да

Выполнить команду ВВОД (ВВ)

РВВ НВИИННННННМНВН МКфнн внЯиММВМНММ

Выдать команду ВС

Установить признак загрузки блока 5

JL

I

Подготовить устройство к работе с каналом

v

Выполнить команду ДИАГНОСТИКА

I

Установить указатели байта уточненного состояния

фиг. 7

Устройство готово к приему информации из канала

Принять байт информации из канала

Записать байт информации в 1блок 5

Обработать полученный блок информации, подготовиться к приему следующего блока информации

Обработать принятое указание по соответствующему алгорит

Установить соответствующий указатель в байте уточненного состояния

Снять режим работы с каналом

Устройство г.отаво к выдаче ийфо| 1ации в канал по команде

ЖАТЬТ16ДИФШЮВАВДОЕ Г

Проанализировать сод блока 5 по.«едущему

Остановить работы с каналом 1

Выдать в канал указатели байта состояния устройства КК,ЕУН

;в ,

:у (ТА)

Выдать в канал указание УСТАНОВИТЬ АДРЕС БУФЕРА

фиг. 9