Устройство для сопряжения ЭВМ с линией связи Советский патент 1992 года по МПК G06F13/20 

(Л

С

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для приема информации в последовательном коде и преобразования его в параллельный, удобный для ввода в ЭВМ, а также для преобразования машинных слов в последовательный код с последующей выдачей его в линию связи. Целью изобретения является

N

GO Ю OJ СЛ О

%-л1

повышение быстродействия за счет повышения максимальной скорости передачи информации. Устройство содержит счетчик 1, первый и второй сдвиговые регистры 2 и 3, триггер 4, делитель 5 частоты, генератор 6 импульсов, первый элемент И 7, первый, второй и третий элементы ИЛИ 8, 9 и 10 соответственно, второй элемент И 11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, канал ЭВМ

Изобретение относится к области вычислительной техники, предназначено для приема информации в последовательном коде и преобразования его в параллельный, удобный для ввода в ЭВМ, а также для преобразования машинных слов в последовательный код с последующей выдачей его в линию связи.

Известно аналогичное устройство, содержащее блок управления, счетчик, группу элементов И, элемент И, одновибратор и регистр, входы параллельной информации которого являются входами параллельной информации устройства, вход записи регистра является входом записи устройства, выходы соединены с первыми входами элементов И группы, выходы которых являются выходами параллельной информации устройства, а вторые входы являются входами чтения устройства, выход старшего разряда регистра соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом последовательной информации устройства, а второй вход соединен с выходом разрешения считывания блока управления, вход синхронизации которого и информационный вход последовательного кода регистра являются информационным входом устройства, входы запуска, выбора режима и ввода блока управления являются входами запуска, выбора режима и ввода устройства соответственно, первый и второй тактовые выходы блока управления соединены с син- хровходами счетчика и регистра соответственно, выход счетчика соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с входами сброса счетчика и сброса блока управления и является выходом готовности устройства.

К недостаткам данного устройства относится небольшая скорость передачи (приема) информации, длина посылок, а также информационного тракта, при которых возможна надежная работа устройства, что снижает его функциональные возможности. Это связано с опасностью рассинхрониза- ции приемного и передающего устройства,

13, имеющий входы и выходы информации параллельного кода, четыре управляющих выхода и один вход, передатчик 14 информации, передатчик 15 импульсов синхронизации, приемник 16 импульсов синхронизации, приемник 17 последовательной информации, соединители 18.1- 18.4, линию 19 связи последовательной информации, линию 20 синхронизации. 3 ил.

так как синхронизация приема информации осуществляется собственной частотой приемника.

Известна схема поеобоазования параллельного кода в последовательный с последующей выдачей информации в линию, в которой преобразование осуществляется на базе сдвигающих регистров. Данные из ЭВМ при соответствующем значении сигнала управления режимом загружаются в регистр, который затем переводится в режим сдвига, и на вход синхронизации которого подается серия импульсов, количество которых равно разрядности передаваемого слова. Одновременно импульсы синхронизации передаются в линию. Последовательный код с выхода последовательной информации регистра также передается в линию и записывается в сдвиговый регистр принимающего

устройства. Синхронизация записи осуществляется переданными импульсами синхронизации.

К недостатку данного технического решения следует отнести удвоенную частоту

импульсов синхронизации по отношению к частоте передаваемой последовательной информации, что в силу ограниченности полосы пропускания линии (в основном за счет соединителей) позволяет использовать ее

скоростные качества лишь наполовину.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для сопряжения канала ЭВМ с линией связи, содержащее приемники последовательной информации и импульсов синхронизации, первый из которых своим выходом соединен с информационным входом регистра состояния вывода и информационным входом последовательного кода первого

сдвигового регистра, выход параллельного кода которого подключен к информационному входу узла связи с каналом ЭВМ, вход сигнала состояния вывода и выход сигнала синхронизации вывода которого подключены соответственно к выводу и входу сброса регистра состояния вывода, а информационный выход, вход сигнала состояния ввода

и выход сигнала синхронизации ввода узла связи с каналом ЭВМ - соответственно к информационному входу параллельного кода второго сдвигового регистра, первому информационному выходу и входу сброса регистра состояния ввода, информационный вход и второй информационный выход которого подключены соответственно к выходу первого счетчика и первому входу элемента ИЛИ, соединенного выходом через линейный передатчик импульсов синхронизации с линией связи, первый элемент И, соединенный выходом с входом второго счетчика, а первым и вторым входами - соответственно с выходом генератора импульсов и прямым выходом триггера, установочный вход и выход сброса которого подключены соответственно к выходу сигнала синхронизации вывода узла связи с каналом ЭВМ и выходу второго счетчика, второй элемент И, первый вход которого подключен к информационной линии связи, второй вход к инверсному выходу триггера, а выход соединен с входом приемника последовательной информации, передатчик последовательной информации, соединенный выходом с информационной линией связи, а входом с информационным выходом последовательного кода второго сдвигового регистра, вход синхронизации которого, а также второй вход элемента ИЛИ соединены с выходом первого элемента И, третий элемент И, первый вход которого подключен к линии связи синхронизации, второй вход - к инверсному выходу триггера, а выход - к входу приемника импульсов синхронизации, соединенного выходом с входом синхронизации первого сдвигового регистра.

Данное техническое решение обладает тем же основным недостатком что и описанное ранее, а именно: синхронизация передачи и приема последовательной информации осуществляется импульсами синхронизации с частотой, вдвое превышающей частоту следования информации, что ограничивает быстродействие устройства и ухудшает его функциональные возможности. Кроме этого, к недостатку следует отнести избыточность оборудования, связанную с реализацией функций ввода и вывода последовательной информации на различных структурных фрагментах устройства с использованием аналогичных аппаратных средств, таких как регистры сдвига и двоичные счетчики.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сопряжения ЭВМ с линией связи, содержащее первый и второй сдвиговые регистры, входы и выходы параллельного кода которых подключены к каналу ЭВМ, информационный выход последовательного кода второго сдвигового регистра через

передатчик информации и соединитель подключен к информационной линии связи, к которой через аналогичный соединитель подключен приемник информации, соединенный выходом с информационным вхо0 дом последовательного кода первого сдвигового регистра, счетчик, выход которого подключен к управляющему входу канала ЭВМ и входу сброса триггера, соединенного установочным входом с первым управ5 ляющим выходом канала ЭВМ. инверсным выходом - с управляющими входами передатчика информации и передатчика импульсов синхронизации, выход последнего через соединитель подключен к линии связи

0 синхронизации, к которой через соединитель подключен вход приемника импульсов синхронизации, управляющий вход которого, а также управляющий вход приемника информации и первый вход первого элемен5 та И подключены к прямому выходу триггера, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, второй управляющий выход канала ЭВМ соединен с входами выбора режима первого и второго

0 сдвиговых регистров, дополнительно введены делитель частоты (1:2), три элемента ИЛИ, второй элемент И, управляемый инвертор, выход которого подключен к входу синхронизации первого сдвигового регист5 ра, вход управления соединен с четвертым управляющим выходом канала ЭВМ. а информационный вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, к которому также подключается вход синхронизации второго

0 сдвигового регистра, первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходом приемника импульсов синхронизации и с выходом первого элемента И, к которому также подключен вход дели5 теля частоты соединенного выходом с входом передатчика импульсов синхронизации и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом приемника импульсов синхронизации, а выход 0 с входом счетчика, второй элемент И соединен одним входом с информационным выходом последовательного кода первого сдвигового регистра, вторым входом - с третьим управляющим выходом канала ЭВМ,

5 а выходом - с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу приемника информации, а выход соединен с информационным входом последовательного кода второго сдвигового регистра.

Вновь введенные признаки, делитель частоты, три элемента ИЛИ, второй элемент И, управляемый инвертор и все связи данных элементов позволяют повысить потенциальное быстродействие устройства за счет побитовой синхронизации последовательного информационного кода перепадом (фронтом или срезом) импульсов синхронизации, т.е. частота информационных и синхроимпульсов совпадает, таким образом ограничение пропускной способности линии связи одинаково действует как на передачу информации, так и импульсов синхронизации, что позволяет полностью использовать скоростные возможности линии, кроме этого, режимы ввода и вывода последовательной информации реализованы в отличие от известного устройства с использованием общего оборудования (сдвиговые регистры, двоичный счетчик), что у прощает устройство и повышает эффективность использования аппаратных средств.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для сопряжения ЭВМ с линией связи при использовании в качестве делите- ля частоты IK-триггера в счетном режиме, а в качестве управляемого инвертора схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режимах Вывод и Ввод соответственно.

Устройство содержит счетчик 1, первый и второй сдвиговые регистры 2 и 3, триггер 4, делитель 5 частоты (1:2), генератор 6 импульсов, первый элемент И 7, три элемента ИЛИ 8-10, второй элемент И 11, (управляемый инвертор) элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, канал ЭВМ 13, имеющий входы и выходы информации параллельного кода, четыре управляющих выхода и один вход, передатчик 14 информации и передачик 15 импульсов синхронизации, приемник 16 импульсов синхронизации, приемник 17 последовательной информации, соединители 18.1-18.4, линию 19 связи последователь- ной информации и лин /ю 20 синхронизации.

Выходы и входы параллельной информации канала ЭВМ 13 соединены соответственно с входами и выходами параллельного кода первого и второго сдвиговых регистров 2 и 3, информационный выход последовательного кода первого сдвигового регистра 2 соединен с первым входом второго элемента И 11, второй вход которого соединен с третьим управляющим выходом канала ЭВМ 13, а выход - с одним из входов третьего элемента ИЛИ 10, другой вход которого соединен с выходом приемника 16 и информационным входом последовательного кода первого сдвигового регистра 2, а выход - с аналогичным входом второго сдвигового регистра 3, информационный выход последовательного кода которого через передатчик 14 информации и соединитель 18.1 подключается к информационной линии 19 связи, к которой через аналогичный соединитель 18.3 подключается вход приемника 16, управляющий вход которого, а также управляющий вход передатчика 15 импульсов синхронизации соединены с прямым выходом триггера 4, инверсный выход которого соединен с входами управления передатчика 14 информации и приемника 17, выход последнего через соединитель 18.4 подключается к линиии 20 связи синхронизации, к которой через соединитель 18.2 подключается вход приемника 15 импульсов синхронизации, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элемента ИЛИ 9 и 8, второй вход первого элемента ИЛИ 9 соединен с выходом первого элемента И 7, а выход - с выходом синхронизации второго сдвигового регистра 4 и информационным входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, управляющий вход которого подключается к четвертому управляющему выходу канала ЭВМ 13, а выход соединен с входом синхронизации первого сдвигового регистра 2, выход делителя 5 частоты (1:2) соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 8 и входом приемника 17, вход делителя 5 подключается к выходу первого элемента И 7, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом генератора 6 импульсов и прямым выходом триггера 4, соединенного установочным входом с первым управляющим выходом канала ЭВМ 13, а входом сброса - с выходом двоичного счетчика 1 и управляющим входом канала ЭВМ 13, вход счетчика 1 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 8, второй управляющий выход канала ЭВМ 13 соединен с входами выбора режима первого и второго сдвиговых регистров 2 и 3.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 4 сброшен, регистры 2 и 3 и двоичный счетчик 1 находятся в нулевом состоянии.

Работа устройства осуществляется в двух режимах: Вывод и Ввод.

В режиме Вывод в сдвиговые регистры 2 и 3 при соответствующем значении сигнала выбора режима, определяющем режим записи, заносится в параллельном коде информация из канала ЭВМ 13, предназначенная для вывода, после чего сигнал выбора режима работы сдвиговых регистров 2 и

3 принимает значение, определяющее режим сдвига. При появлении сигнала готовности от внешнего устройства (не показан) с первого управляющего выхода канала ЭВМ 13 выдается сигнал Вывод, по переднему фронту которого устанавливается в единичное состояние триггер 4, открывая тем самым передатчик 14 и приемник 17 и закрывая соответствующие приемники. При этом через первый элемент И 7 проходят синхронизирующие импульсы с выхода генератора 6, которые поступают на вход делителя 5 частоты, и через первый элемент ИЛИ 9 - на входы синхронизации обоих сдвиговых регистров 2 и 3. При этом элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 играет роль повторителя входных сигналов, что обеспечивается соответствующим значением сигнала на его управляющем входе, таким образом фазы синхронизирующих импульсов для обоих сдвиговых регистров 2 и 3 совпадают. Под управлением синхронизирующих импульсов осуществляется последовательная передача информации с выхода последовательного кода второго сдвигового регистра 3 через передатчик 14 информации в информационную линию 19 связи. При этом на информационный вход последовательного кода второго сдвигового регистра 3 поступает информация с выхода последовательного кода первого сдвигового регистра 2 через второй элемент И 11 и третий элемент ИЛИ 10. Элемент И 11 играет роль ключа и в режиме вывода пропускает информацию, что обеспечивается соответствующим управляющим сигналом из канала ЭВМ 13. Через элемент ИЛИ 10 информация проходит, так как сигнал на его другом входе имеет нулевое значение (приемник 16 заблокирован управляющим сигналом с прямого выхода триггера 4). Таким образом, два сдвиговых регистра 2 и 3 в режиме вывода информации можно представить как один регистр с разрядностью, равной суммарной разрядности регистров 2 и 3.

Синхронизирующие импульсы с выхода делителя 5 частоты через элемент ИЛИ 8 поступают на вход двоичного счетчика 1. После подсчета определенного количества импульсов счетчик 1. вырабатывает сигнал окончания подсчета, который сбрасывает триггер 4 в исходное состояние, запрещая тем самым прохождение импульсов генератора 6 через первый элемент И 7, и извещает ЭВМ об окончании вывода информации через управляющий вход канала ЭВМ 13. Одновременно импульсы синхронизации с выхода делителя частоты 5 через соответствующий приемник 17 поступают в линию 20 связи синхронизации. Частота следования

импульсов синхронизации совпадае. счеото- той следования информационных импульсов, так как синхронизация передачи каждого информационного бита осуществляется перепадом (фронтом или срезом) импульса

синхронизации. Под управлением импуль.сов синхронизации,передаваемых полинии

связи 20, внешнее устройство осуществляет

прием информации, передаваемой полинии

0 19. По окончании обработки принятого слова внешнее устройство выставляет сигнал готовности, после чего цикл передачи следующего информационного слова может быть повторен.

5 В режиме Ввод триггер 4 сброшен, приемник 16 и передатчик 15 открыты, передатчик 14 и приемник 17 заблокированы. Сдвиговые регистры 2 и 3 находятся в режиме сдвига. Второй вход второго элемента И

0 11 обнулен соответствующим управляющим выходом канала ЭВМ 13. Таким образом, связь между выходом последовательного кода первого сдвигового регистра 2 и входом последовательного кода второго реги5 стра 3 разорвана.Значение сигнала на управляющем входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 обеспечивает режим инверсии его входной информации.

Переданная внешним устройством по0 следовательная информация с информационной линии связи 19 через соединитель 18.3 и соответствующий приемник 16 поступает на информационный вход последовательного кода первого сдвигового регистра

5 2 и одновременно через элемент ИЛИ 10 на аналогичный вход второго сдвигового регистра 3. Элемент ИЛИ 10 пропускает информацию с выхода приемника 16, так как его другой вход обнулен выходом элемента И 11.

0 Импульсы синхронизации, переданные внешним устройством, слинии 20синхрони- зации через соединитель 18.2 и соответствующий передатчик 15 поступают через элемент ИЛИ 9 на вход синхронизации вто5 рого сдвигового регистра 3 и через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, находящийся в режиме инверсии, поступают на аналогичный вход первого сдвигового регистра 2. Таким образом последовательность им0 пульсов синхронизации делится на две сдвинутые одна относительно другой на полпериода, под управлением каждой из которых осуществляется занесение последовательной информации в свой сдвиговый

5 регистр. В регистр 2 заносятся информационные биты с четными позиционными номерами (второй, четвертый и т.д.), а в регистр 3-е нечетными (первый, третий и т.д.).

Одновременно импульсы синхронизации с выхода передатчика 15 через элемент

ИЛИ 8 поступают на вход двоичного счетчика 1 для подсчета количества введенных битов информации. После приема последнего бита счетчик 1 формирует сигнал, поступающий на управляющий вход канала ЭВМ 13, и сигнализирующий об окончании ввода последовательной информации. Одновременно снимается сигнал готовности (не показан), что запрещает внешнему устройству передачу следующего информационно- го слова. По сигналу счетчика 1 принятая информация с выходов параллельного кода сдвиговых регистров 2 и 3 поступает в канал ЭВМ 13 для дальнейшей обработки с учетом того, что в первом регистре 2 находятся не- четные биты принятой информации, а во втором регистре 3 - четные. После этого готовность устройства восстанавливается, и может быть осуществлен прием следующего информационного слова.

Таким образом, преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными техническими решениями заключается в расширении его функциональных возможностей за счет выравнивания час- тот информационных импульсов и импульсов синхронизации, что в условиях ограниченной пропускной способности линии связи фактически означает увеличение максимальной скорости передачи информации в два раза по сравнению с известной.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения ЭВМ с ли- нией связи, содержащее первый и второй сдвиговые регистры, первый и второй приемники и первый и второй передатчики, счетчик, триггер, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход счетчика соединен с входом установки в О триггера, вход установки в 1 которого является третьим управляющим входом устройства Для подключения к ЭВМ, прямой выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, инверсный выход триггера соединен с управляющими входами первого и второго передатчиков, выходы которых подключены соответственно к информационной линии связи и линии связи синхронизации, информационный выход второго сдвигового регистра соединен с ин- формационным входом первого передатчика, информационные входы группы второго сдвигового регистра являются информационными входами первой группы устройства для подключения к ЭВМ, выход второго приемника соединен с информационным входом первого сдвигового регистра, информационные выходы группы первого сдвигового регистра являются информационными выходами первой группы устройства для подключения к ЭВМ, информационные входы первого и второго приемников подключены соответственно к линии связи синхронизации и информационной линии связи, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй элемент И, второй и третий элементы ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход делителя частоты соединен с информационным входом второго передатчика и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого является управляющим выходом устройства для подключения к ЭВМ, управляющие входы первого и второго сдвиговых регистров являются входами выбора режима устройства для подключения к ЭВМ, прямой выход триггера соединен с управляющими входами приемников, выход первого приемника соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входом сдвига второго сдвигового регистра, информационные выходы группы которого являются информационными выходами второй группы устройства для подключения к ЭВМ, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом сдвига первого сдвигового регистра, информационные входы группы которого являются информационными входами второй группы устройства для подключения к ЭВМ, информационный выход первого сдвигового регистра соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход второго приемника соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом второго сдвигового регистра, вторые входы второго элемента И и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются соответственно первым и вторым управляющими входами устройства для подключения к ЭВМ.

И Б 12

ПРИ 16

СТ2.1

г -УФиг.З