Устройство для обмена информацией Советский патент 1980 года по МПК G06F3/06 

Изобретение относится к цифровым вычислительным машинам и, в частности, к устройствам программного управления потоками информации по старт-ютопным линиям связи в информационно-вычислительных системах и может быть использовано в различных системах сбора и обработки информации. Известно устройство, содержащее блок управления, блоки согласования, запоминак щее устройство, коммутатор и регистры 1 В этом устройстве осушествляетя автономное кодопреобразованиё информации каналов из битов, формируемых блоком согласования, а передача данных в ЭВМ производится посимвольно. Однако, вследствие того, что прерывание в ЭВМ поступают с частотой передачи символов, затраты машинного времени в данной системе сравнительно велики. Кроме того, устройство рассчитано на рпредепенвые, фиксированные типы терминалов, обладающих заданной скоростью рйботы и элементностью кода. Для подключ чения новых типов устройств необходимо изменить блок управления. Наиболее близким к данному изобретет нию техническим решением является устройство, содержащее генератор импульсов блок управления, блок оперативной памяти, регистр команд, регистр адреса, счетчик адреса, дешифратор команд, коммутатор, первый и второй регистры, блок сопряжения с терминалами, первый выход которого является выходом устройства, выход первого регистра соединен с первыми информационными входами второго р&гистра, блока оперативной памяти и входом регистра команд, второй информационный вход второго регистра соединен со вторым выходом блока сопряжения с терминалами, выход второго регистра соединен с первым информационным входом пер-, вого регистра, выход регистра команд соединен со вторым информационным входом первого регистра, со входом деши4 ратора команд, с первым входом счетчика адреса, с первым входом регистра адреса. второй вход которого соединен с первым входом коммутатора и с выходом, счетчика адреса, второй вход которого соединен с выходом регистра адреса и с адресным входом блока оперативной памяти, первый выход которого соединен с третьим информационным входом первого регистра, выходы первого регистра, дешифратора команд, регистра адреса, а также первый выход счетчика адреса соединены с соответствующими входами блока управления, управляющие выходы которого соединены с управляющими входами всех блоков устройства, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом блока управления, вторые вход и выход блока оперативной памяти являются информационными входом и выходом устройства 2. Вся информация, необходимая для его функционирования, как программная в форме признаковых слов, так и информация , обмена по каналам связи, хранится в блоке оперативной памяти, совмещенной с оперативным накопителем комплекса. Обращение устройства к блоку оперативной памяти осуществляется по приостановкам с помощью блока приоритетов ЭВМ. Все низ- коскоростные каналы, подключенные к устройству, осматриваются по фиксированной, жесткой программе группами, в которых объединяются каналы с одинаковым алгоритмом и скоростью работы. Фиксация знака посылки в каналах каждой группы производится одновременно. Последователь ный осмотр групп осуществляется комму- татором. Использование такого многократного параллельного метода осмотра уменьшает до минимума линейное оборудование и улучшает использование скорости работы электроники. Данная система требует большого быст родействия как логических элементов, та к и блока оперативной памяти. Действитель- НО; за время одного цикла в 312 мкс при наличии изменений полярности посылок во всех каналах программа приема должна успеть обработать все линии связи. В противном случае снижается исправляющая способность аппаратуры и регистрация посылок может быть неправильной. Так как подобная ситуация встречается редко, то использование скорости работы электроники является неполным. Указанный недостаток является следствием того, что полная обработка, т.е. все действия по кодопреобразованию - сканирование посылок, выделение бита, символа, упаковка символов в одном слове блока 7 484 оперативной памяти, могут вьтолняться в одном интервале сканирования для всех каналов, так как в памяти хранится состояние каналов только одного предыдущего момента сканирования. При необходимости подключения большего количества терминалов, чем то, на которое рассчитан блок ввода-вывода, но в пределах его пропускной способности, требуется дополнител1)Ное устройство концентратор-распределитель. Последний является полуэлектронным автоматическим устройством, дистанционно управляемым от ЭВМ и обеспечивающим попеременную передачу сообщений, коммутацию из большого количества неполностью загруженных первичных каналов во вторичные, благодаря чему уменьшается число линий связи, объем средств сопряжения и оперативной памяти центра. Отсутствие возможности концентрации неполностью загруженных каналов связи в самом устройстве является недостатком устройства. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет циклического накопления в одной ячейке блока оперативной памяти результатов последовательных сканирований приемных элементов одной подгруппы каналов связи и последующей их обработки за время, кратное периоду сканирования и не превышающее длительности посылки в канале, работающем с максимальной скоростью, а также расширение функциональных возможностей за счет реализации в нем функции концентратора. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит буферный ц-разрядный регистр (h -количество разрядов, равное числу каналов в подгруппе), блок мультиллексорной связи, блок селективного чтения, блок селективной записи по любому разряду буферного регистра, причем выход буферного . регистра подключен ко второму входу коммутатора и ко входу селекции блока селективного чтения, второй вход которого соединен с выходом счетчика адреса, а выход - с соответствующим входом блока упр вления, выход коммутатора соединен с четвертым информационным входом первого регистра, первый вход буферного регистра соединен с выходом блока селективной записи, первый вход которого соединен с первым входом блока мультиплексорной связи и с выходом счетчика адреса, второй вход буферного регистра соединен с выходом блока мультиплексорной связи, второй вход ко573торого соединен с выходом второго регистра, вторые входы блоков селективного чтения и записи, а также третьи входы блоков селективного чтения, мультиплексорной связи и коммутатора соединены с соответствующими управляющими выходами блока управления. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит регистр 1 коман дешифратор 2 команд, первый и второй регистры 3, 4, блок 5 сопряжения с терминалами, буферный П -разрядный регист 6, коммутатор 7, блок 8 селективного чтения, блок 9 селективной записи, блок 1О мультиплексорной связи, регистр 11 адреса, счетчик 12 адреса, блок 13 управления, генератор 14 импульсов, блок 15 оперативной памяти. Управляющие слова и информация хранятся в блоке 15 оперативной памяти, имеющем связь с ЭВМ, Вся память блока оперативной памяти, начиная с некоторого адреса, программно разделена на подканалы. Пусть, например, деление производится с 200g 7 ячейки по 200д слов всего 63 подканала. Например, первый подканал расположен в. ячейках 76OO- 7777 ОЗУ , второй - 74007577 ОЗУ и т,д„ 63-й - 2ОО377 ОЗУ О, В начале каждого подканала в первых 8-ми ячейках записываются управляющие слова, а следующие 12О ячеек являются его информационным полем. Устройство работает следующим образом. По сигналу от генератора 14 импульсов осуществляется чтение из блока 15 оперативной памяти и выполнение програм мы сканирования и одной из программ об работки в зависимости от номера интерва ла сканирования. Суммарное время работ программы сканирования и каждой програ мы обработки не больше длительности ин тервала опроса. Пусть - количество двоичных разрядов в одной ячейке оперативного накопителя, тогда одна группа может содержать не более /А терминалов. Число М интервалов сканирований цикла не должно превышать М, так как информация о состоянии канала на протяжении полного цикла сканирований должна находиться в пределах одной фиксированной ячейки опроса оперативного накопителя. Если ДЛЬК где К - Е ()-натуральное число, то в 8 ОДНОЙ ячейке опроса размещаются текущие данные одной подгруппы , состоящей из К. терминалов. Всего из Q терминалов может быть образовано m подгрупп, где m-..(a.i,. Первоначально содержимое одной группы о6,.. .,оС регистра информации, находящегося в блоке 5 сопряжения с терминалами, по команде заносятся на второй регистр 4, Следующая по порядку команда записывает в определенное место (согласно имеющемуся в ней номеру интервала сканирования П) первой ячейки оперативного накопителя, содержимое первой подгруппы второго регистра 4, например, при Ц -1, оС X, U) Делается это следующим образом. На вход блока 1О мультиплексорной связи поступает содержимое регистра 4, или N подгрупп данных, В зависимости от кода на шинах выборки блока Ю, подключенных к счетчику 12 адреса, на вход буферного регистра 6 передается одна из подгрупп регистра 4, в данном случае первая, сХ. (1), Далее с выхода буферного регистра 6 по новым координатам, получаемым с выхода счетчика 12 адреса, через коммутатор 7 информации поступает в первый регистр 3, на который предварительно вызывается код 1гчейки 11 , В следующую ячейку по тем же координатам записывается информация второй подгруппы сХ. (i) и т,д,, пока таким образом не будет зафиксирована вся группа, R - оставшаяся часть фиксирюванной «гчейки опроса, еслиГА К1Ч. При ГА КМЯтО все разряды слова используются. Аналогично запоминается содержимое других групп абонентов, В следующем интервале сканирования в результате очередного запуска блока 1 вся процедура повторяется, но содержимое подгруппы записывается в тех же ячейках по новым координатам в соответствии с изменившимся на единицу номером интервала опроса. После окончания полного цикла N скниро- ваний и фиксации результатов оС (N),-.-, oL.j(N) программный счетчик интервалов устанавливается в начальное положение, и в новом цикле новые текущие значения записываются на место прежних. Всего в блоке оперативной памяти для занесения результатов сканирования Q терминалов должно быть предусмотрено hi ячеек. Ввод информации в устройство производится следующим образом.

77з

Первоначально устройство отключено, и в ЭВМ поступает сигнал неготовности, так что обращение к устройству программно невозможно. Каждый терминал снабжен прибором телеуправления, на котором имеются кнопки вызова, отбоя, включения трансмиттера, сброс зуммера и кнопка включения в автономный режим с соотве-рствуюшими лампочками индикации режимов При отключенном устройстве на вызывном приборе не светится соответствующая лампочка и это означает для абонента, что вызов с его стороны останется без ответа.

После включения устройства его регистры автоматически приводятся в исходное состояние и вырабатывается прерывание по начальной установке, поступающее в ЭВМ. Так как команде обмена с ЭВМ присвоен код ОО, на дещифраторе 2 команд автоматически возбуждае-рся уровень данной команды. В ответ на прерывание по начальной установке ЭВМ ПО Своим командам 1записывает в блок 15 оперативной памяти устройства резидентную управляющую программу и некоторый программный фон, после чего устройство готово к работе с абонентами. Резидентная программа состоит из программы сканирований и вспомогательной программы, осуществляющей периодическую проверку абонентов на готовность и управляющей прерываниями в ЭВМ от абонентов и подканалов.

Команда обмена с ЭВМ после записи резидентной программы модифицируется таким образом, что по сигналу от генератора 14 импульсов обмен с ЭВМ всегда прерывается и управление передается на программу сканирований. Программный фон, записываемый в подканалах, состоит из одинаковых команд, обеспечивающих передачу управления в следующий подка.нал.

Пусть один из абонентов (или все вместе) нажвл кнопку Вызов на приборе телеуправления. В. блоке 5 сопряжения с терминалами возникает соответствук щий сигнал (сигналы), который фиксируется и анализируется в дальнейшем вспомогательной программой. Вспомогательная программа отделяет сигнал Вызов от помех, обрыва в линии связи и только после этого посылает в ЭВМ прерывание по включению. По этому прерыванию ЭВМ читает из блока 15 оперативной памяти информацию о состоянии устройства, определяет номер абонента, формирует управ-;

8

ляюшие команды в соответствии с определенными правилами н записывает их в свободный подканал блока 15 оперативной памяти, после чего прерывание автомати- чески снимается.

Далее работа устройства и абонента продолжается автономно от ЭВМ. Первой командой, записанной в подканале, является команда .занятия подканала, в результате которой в ячейке исходного состояния производится отметка о занятости данного подканала. После ее выполнения в первую ячейку подканала записывается следующее управляющее слово - команда

Включить терминал, по которой в ячейке исходного состояния делается отметка о включении данного абонента и тем самым устанавливается блокировка для работы с данным терминалом. Далее через

блок 5 включается терминал и через некоторое время, указанное в команде и необходимое для полного включения терминала (электродвигателя, реле и т.д.), посылается в ячейку Чтение исходно-

го состояния на место, также указанное в команде и соответствующее номеру абонента. Содержимое ячейки Чтение исполь-. зуется при работе программы сканирований.

После включения терминала оператор приступает к работе либо в ручном режиме, либо в режиме трансмиссии, а в пер- вуйэ ячейку подканала переписывается следующее управляющее слово - команда По-

иск старта, в которой по содержимому соответствующей фиксированной ячейки блока 15 оперативной памяти путем последовательного прос;мотра его элементов делается вывод о наличии стартового перехода. Обнаружение старта осуществляется с помощью буферного регистра 6 и блока 8 селективного чтения. Для этого содержимое одной подгруппы через блок 1О мультиплексорной связи передается в регистр 6. Далее на выход блока 8 транслируется бит, порядковый номер которого определяется кодом счетчика 12. В каждой подгруппе анализируется один бит.

При обнаружении старта в первую ячейку подканала записьизается новое управляющее слово - Чтение знака - с занесением в него некоторого результата предыдущей команды, определяющего координаты стробирования бита. В команде Чте-. ние знака в соответствующий момент времени, в зависимости от скорости работы по каналу связи и согласно координатам стробирования бита, фиксируется знак по- сылки по содержимому ячейки опроса и производится запись бита по текущему адресу информационного доля подканала. При этом ячейка информационного поля заполняется слева направо, начиная от некоторо Го начального адреса, задаваемого таким образом, чтобы в оставшейся части разместилось точно целое количество символов. Таким образом, в информационном поле подканала символы раполагаются в упакованном виде. Запись бита производит ся через буферный регистр б с помощью блока 9 селективной записи. Для этого информация с регистра 3 пересылается в регистр 4, откуда код подгруппы, содержащий бит, на место которого должна быть записана новая информация, передает ся в регистр 6 через блок 10. В зависимости от сигналов, поступающих в блок 9 из блока 13 (запись О или 1), блок 9 селективной записи модифицирует в регистре 6 бит, порядковый номер кото рого соответствует коду счетчика 12. Далее через коммутатор 7 содержимое подгруппы возвращается в регистр 3. Таким образом, повышение быстродействия устройства достигается путем увеличения числа одновременно работающих медленнодействующих терминалов либо подключения высокоскоростных абонентов за счет лучшего использования скорости работы электроники, а также расширения функциональных возможностей устройства путем реализации в нем некоторых функций концентратора-распределителя каналов связи независимо от скорости работы каналов и злементности. Формула изобретения Устройство для обмена информацией. Содержащее генератор импульсов, блок уп равления, блок оперативной памяти, регис команд, регистр аДреса, счетчик адреса, дешифратор команд, коммутатор, первый и второй регистры, блок сопряжения с терминалами, первый выход которого является выходом устройства, выход первого регистра соединен с первыми информационными входами второго регистра, блока оперативной памяти и входом регистра команд, второй информационный вход второго регистра соединен со вторым выходом блока сопряжения с терминалами, вы ход второго регистра соединен с первым информационным входом первого регистра выход регистра команд соединен со вторым информационным входом перво ре- 7 4810 гистра, со входом дешифратора команд, с первым входом счетчика адреса, с первым входом регистра адреса, второй вход которого соединен с первым входом коммутатора и с выходом счетчика адреса, второй вход которого.Соединен с выходом регистра адреса и с адресным входом блока оперативной памяти, первый выход которого соединен с третьим информационным входом первого регистра, выходы первого регистра, дешифратора команд, регистра адреса, а также первый выход счетЧика адреса соединены с соответствующими входами блока управления, управляющие выходы которого Соединены с управляющими входами всех блоков устройства, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом блока управления, вт рые вход и выход блока оперативной памяти являются информационным входом и выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет циклического накопления в одной ячейке блока оперативной памяти результатов последовательных сканирований приемных элементов одной подгруппы каналов связи и последующей их обработки, а также расширения функциональных возмбжностеД устройства за счет реализации в нем функции концентратора; оно содержит буферный Ц -разрядный регистр (Я- количество разрядов, равное числу каналов в подгруппе), блок мульти- плексорной связи, блок селективного чтения, блок селективной записи по любому разряду буферного регистра, причем вьисод буферного регистра подключен ко второму входу коммутатора и ко входу селекции блока селективного чтения, второй вход которого соединен с выходом счетчика ад- реса, а выход - с соответствующим входом блока управления, выход коммутатора соединен с четвертым информационным входом первого регистра, первый вход буферного регистра соединен с выходом блока селективной записи, первый вход которого соединен с первым входом блока мультиплексорной связи и с выходом счетчика адреса, второй вход буферного регистра соединен с выходом блока мультиплек- сорной связи, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, вторые входы блоков селективного чтения и записи, а также третьи входы блоков селективного чтения, мультиплексорной связи и коммутатора соединены с соответствующими управляющими выходами блока уп-. равления.

11

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 136О89, кл. Ci 06 F 9/ОО, 1971.

732848

12

2. Базилевич Н. В., Ирамнок Г. Ф. Системы коммутации сообщений на базе техники ЭВМ. М., Связь, 1971,с. 105 (.прототип).

I

г.

j

V

N