Устройство для сопряжения цифровой вычислительной машины с периферийными устройствами Советский патент 1977 года по МПК G06F3/04 

данных, первый выход которого и третий выход блока хранений управляющих слов соединены с третьим входом блока усилителей сигналовi связи с ЦВМ. Второй выход и трё тйй вход блока усилителей сигналов связи с перяфертйными устройствами соединены сххэтветственно с четвертым входом и вторым выходом блока буферизации данных.

Недостаток устройства состоит в том, Что оно имеет весьма ограниченные возможяостч(.дпя диагностики и локализации неиоepamfOCteft собственного оборудования, что ортводпт к большим затратам времени на восстановпение и снижает быстродействие устройства.

Цель изобретения - сокращение временя диагностики и локализации неисправностей.

Поставленная цель достигается тем, что предложенное устройство содержит блок з&помнаания состояния периферийных устройс блок задания режимов имитации, блок управiieHHH режимами имитация, блок контроля временйых интервалов, и блок а зтономной проверки. Первый, второй входы и первый ВЫХОД бпока задания режимов имитации соедннегаы соответственно со вторым выходом бпока усипигепейсйгнаповсвязисЦВМ, с четверJTbtM выходом блока дешифрации адрюса и Ёкодом блока управления режимами имитаЬии. Первый и втордай входы. блока аапомиЬадяв состояния пе|риферийных устройств гоединены соответственно с пятым выходом |)лока дешифрации адреса и с третьим выхо,1рм-б{1ока усилителей сигналов связи с пеЬнферийными- устройствами, первый и второй р1ходы- аыходы которого соединены с nepBbii и вторым входамн выходами блока автоном ной проверки, третий н четвертый входы.выкопы, I первый и второй выходы которэго соединень соответственно с первьзм и вто tbiM вэсодамИ Выходами блока усидителей Ьнгналов связи с ЦВМ, со входом блойа контроля временных интервалов, с четвер4ьш входом блока управления обменом, и третий входы-выходы которого соединены со входами-выходами соответственно блдка управления режимами,имитации и блока контроля временных интервалов Второй выход блока задания режимов имитации и выход блока запоминания состояния перифе- рийньгх устройств соединены с третьим входом блока усилителей сигналов связи с ЦВМ,

Блок-схема устройства приведена на чер« теже,

Устройство для сопряжения ЦВМ с периферийными устройствами содержит блок 1 усилителей сигналов связи с ЦВМ, блок 2 усилителей сигнала связи с периферийными устройствами, блок 3 дешифрации адреса,

блок 4 хранения управляющих слов, блок 5 буферизации данных, бпок 6 управлений обМеном, блок 7 задания режимов имитации, блок 8 управления режимами имитации, блок 9 запоминания состояния периферийных устройств, блок 1О контроля временных интервалов и блок 11 автономной проверки. На чертеже обозначены группы 12, 13 вхог дов-выходов устройства, вход-выход 14, выход 15 и входы-выходы 16, 17 блока автономной проверки, выходы 18, 19, ды 20, 21-% выход 22 и вход 23 блока усилителей сигналов связи с ЭВМ, выходы 24, 25, входы 26, 27, 28 и выход 29 блока усилителей сигналов связи с периферийными устройствами, выходы ЗО-ЗЗ блока деши(} рации адреса, входы-выходы 34-36 блока управления обменом, выход 37 блока задания режимов и и штaции, выход 38 блока автономной проверки, выход 39 блока де шифрации адреса, выход 40 блока упрааае ния обменом, Bxofr-выход 41 блока автоног ной проверки.

Устройство может работать в следующих основных режимах в рабочем режиме, в р жиме имитации периферийной системы и Б режиме автономной проверки.

В рабочем режиме могут быть выполн©% вы:

а)программный обмен инфор у1ациёй меж)ду оперативной памятью ЦВМ и периферийными устройствами под упра элением прог. раммы ЦВМ|

б)обмен информацией между оперативкой памятью ЦВМ и иериферкйными устройствами под управлением устройства в режи||vie прямого доступа Е память;

i в) автоматический поиск источнжа за™ Ьроса от периферийных устройств. I При работе в рабочем режиме в устройства аспопьзованы пять, адресуемых РОНЫ общей шины, регистров бпока 4: регистр уп эавпениия и состояния, ре- Ц Гисгр счета слоВа регистр старшего байта данных, и неадресуемый регистр автоматической обработки запросов (ка чертеже не показанчОд. Программным путем можно з&гружать и считывать информацию из адреч cyeivfbix регистров. Обращение х любому из них производится следующим образом. Про цессор выставляет на линии адреса адрес регистра, на линии кода операций-код.чтения, либо записи. Если проводится запись на линии данных выставляется загружаемая информация. После этого выставляется сиг нал синхронизации общей шины. Блок 3 дешифрирует адрес и код операции общей шины, поступающие в него с выхода 18, и выставляет соответстБуюш:ий сигнал на выходе ЗО обращения к регистрам. При записи информация в соответствующий регистр блока 4 поступает с выходов 19, при чтейик информация из регистров блока 4 посту пяет на группу входов-выхоЯОВ 13 по &хоЯУ 21. Блок 3 сигнализирует блоку 6 о teincMV нении операции по выходу 39, после чего блок 6 вырабатывает ответный сигосронизй руюший сигнал, поступающий на группу вхог ДО&-ВЫХОЯОВ 13 с входа 23. Пропессор, приняв этот сигнал, заканчивает операцию по общей шине. Если ароизводится обращение к регистру периферийного устройства, блсж 3 йешифри-рует адрес данного периферийного уйтройст ва, принимаемый с выходов 18, и сигналонА с выхода 39 запускает блок 6. Блок 6 скгналом по входу-выходу 34 стробирует занесение в регистр команды блока 4 номера периферийного устройства, и номера регистра периферийного устройства с выхода 18, ncKJле чего номер периферийного устройства номер регистра периферийного устройства ц код функции по входу 2 7 через блок 2 передаются периферийным устройствам. Если проводится операция типа записи, блок 6 сигналом по выходу 40, стробирует в блок 5прием данных с выхода 1Й, а затем от« крывает выходные вентили и данные на бло ка 5 по входу 26 поступают через | блок 2; на группу 12 входов-выходов. Кроме того, при записи информация из регистра старшего байта блока 4 передается с входа 27 ® линии старших разрядов группы 12 вхороэ febJxoAOB. I Если проводится запись полного Ьловв; данныхfe перифертйные устройства, йеред циклом непосредственного обращения k ним по группе 13 входов-вь1ходов кес6.& .дямо провести цикл записи в регистр стар Ьего байта блоки 4 : старших разрадов дан fciix. После эюго зaпycкae7 cя цикл парифе ийных устройств, для чего блок 6 выстав- Ьяет на вход 28 блока 2 сигнал с(нхрон№ ации. После выйопнения операции все адресованные периферийнью устройств выдахот Ответные синхронизирующие сигналы, посту- пающие по выходу 29 в блок 6, Приняв эти синхросигналы, блок 6 заканчивает операцию в периферийных устройствах я снимает синхросигнал со входа 28. При операции чтения блок 6 стробирует сигналами по выходу 40 и входу-выходу 34 прием информации в блок 5 и в регистр старшего байта блока 4, После этого завершается операция по группе 13 входов-выходов, для чего блок 6выставляет на вход 23 ответный сигнал синхронизации, При one рации чтения блок 6 предварительно сигналом по выходу 4О открывает выходные вентили блока 5 на вход 21, Приняв ответный сигнал синхронизации от устройст ва, процессор зака1гчивает операцию по гру пе 13 входов-выходов. В режиме прямого доступа в память устройство работает 1 следующим образом. Содержимое разрядов у равлення прямым доступом регистра команды и код функции периферийных устройств, хранящихся в регистре управления и состояния, передаются по входа1 -выходам 34 из блока 4 в блок 6. Блок в дешифрирует код функции периферийных устройств. Если это код чтения, т. е. данные будут переда-, ваться из периферийных устройств в памят ЦВМ, блок 6 запускает цикл периферийных устройств. Для этого из блока 4 на вход 27 блока 2 и затем на группу 12 входо выходов передаются номер периферийного устройства, номер регистра пврнферийнсяо устройства и код функции, и блок 6 выста ляет на вход 28 блока 2 сигнал синхронизащш. После выполнения команды перифе{жйное устройство выставляет данные н от ветный синхросигнал. Блок 6, приняв его с выхода 29 блока 2, сигналом по выходу J4O стробирует прием данных в блок 5. блох 6 снимает синхрсюнгнал со входа .28 блока 2 и выполняет операцию захвата ;группы 13 .входов-выходов для до.ступа в память После того как устройств становится захватчиком блок 6 сигналом по акоду-выхойу 34 открывает выходные ве тали регистра адреса иамяти блока 4 и его ,сйщержямое перед автся на вход 2О блока 1 сигналом-по выходу 40 открывает выходЧ ые вентили бпока Sj и его содержимое передается на вход 21 блока Ij на вход 23 йлока 1, нодветсн код айписн и сигнал са хронизацнн. После вьшоднения операции ЦВМ отвечает ответным сннхросигнайом, который ностуааэт в блсж 6 по выхо ДУ 22 1. lIlEaHJate: STiST сигна;|, бпок. -6 завершает операцию я снимает сигнал сннкронй3.ацВй-г аайтем/ сЕгналом по входувыходу j 34 моййфкцярует содермсимое рвгнстрЬв адреса намяти и счета слоа блоjSa 4. ЕСЛИ блочная пёрёдйча запрещена, то группа 13 входоэ-выходов освоболщает ей после цикла обмена данными. Если блочная передача разрешена, то группа 13 входо&.Ш)1ходов (общая шина) не освобождает ся, н никл повторяется без фазы | захвата этой группы. При операции записи данных из памяти ЦВМ в пернфернйное устройство блок 6 сначала прЮБОдит операцию захвата 13 вх6доэ БЬ)ХОдов, и затем осуществляется цикл чтения содержимого ячейки памяти ЦВМ, адрюс которой хранится в регистре адреса памяти блока 4. Для этого блок 6

сигналом по входу-выходу 34 открывает выходные вентили регистра адреса памяти блока на вход 20 блока 1 и выставляет код чтения а синхросигнал на вход 23 блока 1. После выполнения операции чтения блок 6 сигналом по выходу 40 стробирует прием данных с выхода 19 блока 1 в блок 5. блок 6 запускает цикл периферийных устройств, для чего сигналом по выкоау 4О открывает выходные вентили блока 5 на

вход 26 блока 2, на вход 27 блока 2 подается команда периферийных устройств, на вход 28 блока 2 - сигнал синхронизации. После выполнения команды периферийных

устройств блок 6 сигналом по входу-ВЫХОду 34 модиф1щирует содержимое регистров адреса памяти и счета слов. После этого, как в предыдущем случае, операции переда-чи даныьк повторяются аналогично.

ЕСЛИ установлен разряд разрешения ска аирования адресов периферийных устройств, то после передачи каждого слова, одноаременно с модификацией содержимого регистров адреса памяти и счета слов модифицируется номер регистра периферийных устройств, хранящийся 5В регистре команды блока 4.

Во всех случаях окончание работы в ре жиме прямого доступа в память происходит при перевыполнении регистра .счета слов, который сигнализирует об этом блоку 6 по входу-выходу 34о После получения этого сигнала блок 6 завершает все операции и переводит устройство в исходное состояние, В режиме автоматической обработки за Еросов устройство работает следующим об-- разом Разряд, разрешения автоматической обработки запросов периферийных устройств регистра управления и состояния блока 4 устанавливается программно от ЦВМ,, При йопучеыий запроса на прерывание от пер&- ферийных устройств по выходу 24 блока 2, если устройство свободно от выполнения других операций, оно автоматически цроиз« .зодит операцию чтения запросоа периферий™ ных устройств..

. С блока 6 на вход 28 блока 2 подаютс команды чтения слова запросов и сигнал синхронизации. По выполнении атой команды периферийные устройства подают на выход 25 блока 2 собственные запросы. Блок 6, приняв ответные синхросигналы по выходу 29 блока 2, свидетельствующие о выполнении команды, сигналом по входу-выходу 34 стробир ст прием информации с выхода 25 блока 2 в регистр автоматической обрабор ки запросов блока 4, Каждому запросу периферийных устройств соответствует вектор прерывания - адрес ячейки памяти ЦВМ, I хранящий начальный адрес программы обслу живания данного . После определениянаиболее приоритетного защюса и соответствующего ему вектора прерыпания блок 6 проводит операцию прерывания программы ЦВМ, В результате вокгор прерьшшлш п&-редается из блока 4 по входу 21 блока 1 в прсщессор.

Режим имитаций пер1фер 1йных устройств предназначен для тестоьой проверки инфор мационных трактов и фу ие кональных узлов устройства. Режим имитации задается програм1.шо путем записи разрядов управления режимом и штauии в адресуемый со сторо-ны группы 13 входов-выходов блох 7,

Рассмотрим работу устройстБЗ при проверке цепей буферизации данных. Содержимое разрядов блока 7 по выходу 37 перэ дается в блок 8. При установке - разряда проверки цепей буферизации даш;ых, блок 8 сигналами по входу-выходу 35 блокирует в блоке 6 выход сигнала синхронизации на вход 28 блока 2 и выходы сиглалоа по выходу 40,стробирующих прием и вьцз.ачу ин-. формации из блока 5 в периферийные ройства. При обращении группы 1-3 входов™ ВЫХОДОВ} к периферийным устройствам блок 8 имитирует ответные синхросигналы пери ферийных устройств, В остальном последо вательность выполнения операци в устрой-i стве остается такой же, как и при обраще нни к периферийным устройствам s рабсненА режиме. Таким образом, в этом режиме проверяются входные и выходные усилители связи с группой 13 БходоЕ выходов, цепи занесения данных в блок 5 и цепи чт-ения содержимого блока 5о Кроме тсгр, арове- ряется работоспоссбность блока 5,, так как в этом режиме используются те же цепи синхронизщхии. что и в рабочем режиме

Для автономной проверки устройства ио пользуется блок автонокшой проверки 11, Этот блок содержит регистр цереключат-елей для задания сигналов со стороны группы 13 и 12 входов-выходов схему индикации сое- ,гояния входов-выходов 12 этих , схему имитации блока управления группой 13 входов-выходов; ЦВМ, сз:ему имитации периферийных устройства регистр пегзеключателей для установки режима работы блока. Проверка устройства и системы (т. е. ЦВЛч - устрой-ство сопряжения - периферийные устройства в целом с помощью блока 11 может проводиться в режимах А, Б, В, Г и Д.

В режиме А проверяется связь устройства с группой 13 входов-выходов, в режи™ ме Б - связь устройства с пери юрийкыми устройствами и работоспособность периферийных устройств, в режиме В - работоспособность устройства совместно с ЦВД1, при этом блок 11 имитирует работу пернферий, устройств. В режиме Г проверяетс:я работоспск;обность устройства совместно с периферийными устройствами (при этом блок И имитирует работу устройства управления группой 13 входов-выходов ЦВМ), в режиме Д - само устройство сопряжения. Сигналами по взсодаг -выходам 41 и 17 блока 11 блокируется связь устройства с группами 13 и 12 входоо-выхолов, входы и выходы блока 1 коммутируются на вход-выход 14, входы и выходы блока 2 - на вход-выход 16, Команды задаются с помощью переключателей блока 11, При этом возможна циклическая работа, те, автоматическое повто рение команды, причем запуск следующей команды может проводиться либо после пр&вильлого окончания предыдущей команды в устройстве (этот подрежим возможен при правильном функционировании цепей синхронизации устройства )s либо следующая коман да заиускается с заданной задержкой относнтельно предыдущей (этот подрежим исполь ауется при поиске неисправностей в цепях синхроназадйи устройства). Ответные синхросигналы периферийных устройств могут быть заданы либо с цомощью переключителей блока llj либо автоматически схемой имитации нерифэ|жйны ; устройств блока 1 В предлагаемом устройстве за счет режима Шу1итации расширены возможности диагностики н локализации неисоравнос ей соб ственног-о с орудования, что позволяет про аерять автоматически работоспособно-оть око ло 95% собственного оборудования (s известных успройствах 20%). Кроме тогОз возможна эффективная автоноксяая проверка в разл1Ршых режимах собстэенного оборудо вания устройства, а также-с номощыэ yct ройства и других элементов системк в том .числе блока управления группой 13 ЕХОДОВвыходоз.; ЦВМ и перифррий 1ых устройств, При этом резко сокращается время ёосста коБленип этих элементов системы. Использование для регистровой части устройства и счетчиков одинаковой схемы восьмнразр-адного двоичного счетчг-жа с .входами и вь ходами на два направления позволяет 3 1,5 раза увеличить унификацию элек« тронной части устройства и его техкологи - Формула изобретения Устройство для сопряжения цифровой вььчислительной машины с периферийлыми уст ройствами, содержащее блок усилителей сигналое связи с ЦВМ, группа входов выходов которого соединена с первой группой входов-выходов уст юйства, блок уси;: 1телей. сигналов связи с периферийными устройствами, группа вдодо -выходов которого со динеиа со второй группой входов-выходов устройства, блок дещифрации адреса, первый, рторсЛ, третий выходы которого соединены Ьоответственно с первыми входами блока управления обменом, блока хране шя ynpaiv1ЯЮЩИХ слов и блока буферизации данн1, 1ричем вход блока дещифрацни адреса и втохЛ вход блока хранения управляющих слов соединены с первым выходом блока усилителей сигналов связи с ЦВМ, второй выход которого соединен с третьим входом блоке хранения управляющих слов и вторым вхо дом блока буферизапни данных, четвертый, пятьШ входы, первый, второй выходы н вхой выход JI блока хранения управляющих слов соединены соответстввияо с первым, вторым выходами и первьш входс.1 блока ускпитеjieg СЕГналов саязи с периферяйнызмн; устрой. ствами, с первым входом блока усилителей сигналов связи с ЦВМ н первым входом-выходом блока управления ймвноМв второй « ахойа первьЕй выход, треткй вход, второй к третий выходы которого соединены соотвэтстэеяко с третьим выходом и вторым входом блока усилителей сигналов связи с ЦВМ, с третьж, вь5хояом я вторы вжодом блока усилителей сигналов связи с периферкйньгмн устройствами, с третьим входом блока буфе рязации данныя, первый .од которого м третий зыход блока хранемня уирауткющйх слов соедниень с третьим входом блока усг Л5-Угвлэй сигналов связи с ЦВМ, второй ход и третий вход блока усялет-елэй снгка лов сзкзг с периферийными устройствами соз днкэны соотэетстаенно с четвертым входом к STOp&jM Бьзхойом бпола буферк--atiiJif asHHJJs, отличающееся TGXJ, что, с }злью сокращ©«Клк времени Екагноетика s ло1;алйзе14нн некс ггр гакостай. око содержЕгг блок зап-эминанЕН состояния ттериферкйнь куетрэйстз. б/5ок зада кия р-ежкмов кь втацгса, блокупрзавлекнн реж:-:« мамй имитации, блок контроля EpaAieur-ibsxnH тервалоВ; блэЕ1а&тономыой проБарки, причем первый второй .од 55 первыЁ аыход блока задангш режимов кмитацнй соедкнань соответстБешю со sTOpbSM зылодом блока усмльь талей сигналов .связи с ЦВМ, с четвертым зь5ходом блока дешифрации, адреса и входом блока упрявления режимами имитации. первый и второй входь блока запоминания соо. ТОНКИЙ периферийных устройств соединены соответствеяно с пятым выходом блока де- шифршции ацреса- и с третьим выходом бло ка усилителей сигналов связи с Г1ерифер 1й ными ycTpoftcTBahni, первый и второй входывыходы , которого соодиноны с первым и вторым входш п -выходам) блока автономной проверки, третий и четвертый входь -выходы, первый и втх)}юй выходы которого сосдияены соответхл-венно с первым, вторым входамн-выяодами блока усилителе сигналов связи с ЦВМ, со входом блока контроля временных интервалов, с четвертым входом бЛ(Жв управления обменом, второй н третий входы-аыходы которого соединены со входам -выходамн соответственно блока управления режимами имитации и блока контроля временных интервалов, а второй выход блока задания режимов имитации и выход блока запоминания состгояния периферийных устройств соединены с третьим входом бло-ка уснлнтепей снгналов связи с ЦВМ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3815099, кл. 34О172, 1972.

2.САМАС Bu« eiiti № 7, 1973, стр. 283.,