Устройство для обмена информацией Советский патент 1981 года по МПК G06F3/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ

1

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к системам обмена и может быть использовано при построении систем автоматического управления.

Известны устройства 1 для управления передачей информации, содержащие регистры, блок приоритета, формирователь адреса, блок управления, коммутатор, абоненты.

Эти устройства требуют, чтобы все абоненты системы производили обмен информацией одинаковым способом - параллельным кодом и имели одинаковый набор шин управления. Применение подобных устройств при построении автоматизированных систем управления ограничивает возможности систем, так как оно не позволяет ВКЛЮЧИТЬ в систему разнотипные устройства ввода-вывода.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство 2 ДЛЯ обмена данными управляющей вычислительной мащины с периферийнымт устройствами, содержащее процессор, регистр обмена, блок выбора приоритета, блок управления, коммутатор, блок связи с периферийным устройством и периферийные регистры, причем первые выходы блоков связи с периферийным устройством соединены с соответствующими входами

блока выбора приоритета, первый вход которого подключен ко входу блока управления и первому выходу процессора.

Недостатком этого устройства является 5 ограниченные функциональные возможности, так как эта система не обеспечивает обмена между разнотипными по форматам сообщений, кодам и интерфейсам периферийными устройбтвами.

0 Цель изобретения состоит в расщирении функциональных возможностей устройства за счет обеспечения обмена между разнотипными по способу обмена устройствами ввода-вывода (абонентами).

Поставленная цель достигается тем, что Б устройство, содерл ащее блоки связи с абонентами, блок коммутации информации, процессор, блок приоритета и блок управления, причем первые выходы блоков связи

0 с абонентом соединены соответственно с группой входов блока приоритета, первый вход которого подключен ко входу блока управления и первому выходу процессора, введены блок прерываний и блок коммутации команд. Вторые выходы блоков связи с абонентами соединены с первыми входами процессора и блока коммутации информации, выход которого соединен с первыми входами блоков связи с абонентом, группа

О входов блока прерываний соединена с первьши выходами соответствующих олоков связи с абонентом, второй вход б.тока коммутации информации и первый вход блока прерываний соединены с первым выходом процессора, первый и второй входы блока коммутации команд соединены с выходом блока приоритета я первым выходом блока прерываний, второй выход которого соединен со вторым входом нроцессора и третьим входом блока коммутации команд, выход которого соединен с третьим входом процессора. Первый выход блока управления соединен со вторым входом блека прерываний к со вторыми входами блока приоритета и блоков связи с абонентом. Второй выход блока управления соединен с третьими входами блоков связи с абонентом, а третий выход - с третьими входами блока коммутации информации и блока приоритета и с третьим входом блока прерываний. Блок управления содержит узел выделения команд, узел формирования адреса, узел выдачи команд и дешифратор. Первый выход узла выделения команд соединен с информационным входом узла формирования адреса, а второй выход - с информационными входами узла выдачи команд и дешифратора, первый выход которого соединен с управляющими входами узла формирования адреса и узла выдачи команд. 13ход узла выделения команд является входом блока, а выходы узла формирования адреса, узла выдачи команд и второй выход дешифратора являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока. Блок связи с абонентом содержит два регистра, узел формирователей, узел связи с магистралью обмена, элемент И, дешифратор, узел управления. Выход первого регистра соединен с информационным входом Ззла связи и магистралью обмена. Выход элемента И соединен с управляющим входом дешифратора, первый выход которого соединен с управляющим входом второго регистра, второй выход - с управляющим входом узла связи с магистралью обмена, третий выход - с первыми входами узла управления, выход которого и выход узла связи с магистралью обмена являютс} соответственно первым и вторым выходами блока. Информационные входы второго регистра, вход дешифратора и вход эле мента И являются соответственно первым, третьим и вторым входами блока.

На фиг. I приведена структурная схема устройства для обмена информацией; на фиг. 2 - структурная схема блока управления; -на фиг. 3 - структурная схема блока связи с абонентом.

Устройство содержит блоки J связи с абонентом, блок 2 приоритета, блок 3 прерываний, блок 4 коммутации информации, блок 5 управления, блок 6 коммутации команд, процессор 7, тины 8 магистрали запросов (цепи сигналов «Заявка обслуживання), шины 9 адресной магистрали, шины 0 магистрали команд, щкны 1 п 12 информационных магистралей, входы 13-16 блоков.

Блок 5 управления (фиг. 2) содержит узел 17 выделения команд, узел 18 формирования адреса, узел 19 выдачи команд и дешифратор 20.

Блок 1 связи с абонентом (фиг. 3) содержит регистры 21, 22, узел 23 формирователей, узел 24 связи с магистралью обмена, элемент И-25, дещнфратор 26 и узел 27 управления.

Блоки I связи с абонентом реализуют

интерфейс абонентов, т. е. осуществляют логическое, электрическое и кабельное сопряжение с абонентами. Все блоки i имеют одинаковое конструктивное исполнение п со стороны системы обмена имеют одинаковый набор информационных и управляющих сигналов.

Блок 2 приоритета реализует приоритетное обслулсивание заявок, поступающих от блоков 1. Блок 3 прерываний предназначен

для выработки сигналов прерывания работы процессора 7 для удовлетворения заявок от абонентов, имеющих ограниченное время ожидания начала обслуживания. Блок 4 коммутации информации реализует

подключение к щинам 11 входной магистрали блоков 1 либо числовой магистрали от нроцессора 7, либо шин 12 выходной информационной магистрали от блоков 1. Блок 6 коммутации команд служит для

подключения к командной магистрали процессора 7 кодов номеров заявок, поступающих от блока 2 приоритета или от блока 3 прерываний.

Устройство работает следующим образом.

Заявки на обслуживание от блоков 1 поступают на входы блоков 2 и 3. Каждый блок 1 может выставить две заявки: заявку на прием информации и заявку на выдачу информации. Заявки па входах блоков 2 и 3 могут маскироваться по командам процессора 7. Заявка от абонентов, допускающих большое время ожидания начала обслуживания, маскируются на входах блока 3, а заявки, требующие немедленного обслуживания, маскируются на входах блока 2 и соответственно размаскированы на входах блока 3. В процессе работы устройства можно установить (или снять)

маску на заявку любого абонента как на входе блока 2, так и на входе блока 3, т. е. можно осуществлять динамическое управление потоком заявок.

Если процессор 7 свободен, т. е. не запят в данпый момент обслуживанием абоентов, и если на входах блока 3 отсутствуют заявки, требующие немедленного обслуживания, то в блоке 2 осуществляется просмотр заявок па обслуживание. При нахождении первой заявки ее номер через

блок 6 передается в процессор 7, после чего начинается обслуживание этой заявки. Во время обслуживания абонента просмотр заявок в блоке 2 прекращается и возобновляется вновь после окончания обслуживания предыдущей заявки.

В блоке 3 постоянно осуществляется просмотр заявок. При нахождении заявки блок 3 вырабатывает сигнал авторазрыва, который со второго выхода поступает на входы процессора 7 и блока 6. При получении этого сигнала процессор 7 прекращает выполнение программы и выполняет заявку, номер которой поступает через блок б от блока 3. После выполнения программы авторазрыва процессор 7 возобновляет выполнение прерванной программы. Таким образом, осуществляется инициация обмена по заявкам от абонентов.

Процесс обмена информацией осуществляется по командам процессора 7. Всем абонентам системы и блокам 1 присвоены номера от 1 до М, где М число абонентов в системе. При начале обмена с первого выхода процессора 7 поступает код номера блока 1 (адрес абонента) и код команды. Блок 5 выделяет команды, адресованные блокам 1, и выставляет на щины 9 адресной магистрали адрес, а на щины 10 - код команды, подлежащий исполнению. Адрес и команда поступают на все блоки 1. Каждый блок 1 опознает адрес, присутствующий на щинах 9. Блок 1, опознавщий адрес, принимает команду к исполнению, подключается к щинам 11 или 12 и организует обмен информацией между абонентом и процессором 7. При передаче информации от абонента соответствующий блок 1 подключается к щинам 12, при передаче информации абоненту воспринимает информацию с шин 11 и доводит ее до абонента.

Имеется возможность осуществить обмен информацией между парой абонементов без доведения ее до процессора. В этом случае от процессора 7 поступает абоненту-источнику команда «Передать информацию, абоненту-приемнику - «Принять информацию, блоку 5 - «Взаимный обмен. Блок 5 по этой команде переключает блок 4. Информация от абонента-источника че.рез его блок 1 поступает на щины 12, через блок 4 на шины 11 и далее через соответствующий блок 1 абоненту-приемнику. Взаимный обмен информацией между абонентами без участия процессора 7 осуществляется в том случае, если информация абонента-источника не требует преобразования (обработки), т. е. если «понятна абоненту-приемнику.

Во время обмена информацией между абонентами или абонентом и процессором 7 шины 11 и 12 информационной магистрали заняты, т. е. в каждый момент обмен информации осуществляется между двумя абонентами или между одним абонентом и

процессором. После завершения обмена блок 5 с третьего выхода выдает команды управления на блоки 2 и 3, разрещающие просмотр заявок. На блок 3 выдается разрешение после заверщения фазы обмена, на блок 2 - после завершения фазы обработки информации в процессоре 7 (обслуживание заявки абонентов включает фазу обмена плюс фазу обработки при приеме

от абонента или фазу подготовки плюс фазу обмена при выдаче информации абоненту).

В зависимости от скорости, с которой абоненты осуществляют обмен информацией, по командам процессора 7 реализуется монопольный, мультиплексный или блокмультиплексный режимы обмена. В монопольном режиме за одно подключение блока 1 к щинам И или 12 передается вся информация. В мультиплексном режиме за одно подключение передается только одно информационное слово. В этом случае каждый раз при готовности абонента принять (выдать) слово блок I выставляет заявку

на обслуживание, которая через блок 2 или через блок 3 доводится до процессора 7.

В блок-мультиплексном режиме за одно подключение осуществляется обмен группой информационных слов. Взаимный обмен информацией осуществляется только Б монопольном режиме и с высокой скоростью обмена.

От процессора 7 на вход блока 5 поступают информационные и управляющие слова. Узел 17 выделяет управляющие слова (цепи признаков управляющего и информационных слов не показаны). Управляющее слово состоит из двух частей: двоичного кода команды и двоичного кода адреса узла,

которому команда предназначена. Код адреса с выхода узла 17 поступает на вход узла 18, а код команды - на входы узла 19 и дешифратора 20. Узел 18 преобразует двоичный код адреса в парафазный код,

т. е. в код, в котором каждому разряду соответствуют две щины: для прямого и инверсного значений. Парафазный код адреса разводится по всем позициям для установки блоков 1, а также к блоку 2 и к блоку 3. Шины 9 подводятся к перечисленным блокам строго фиксированным образом в соответствии с адресами абонентов, так что при выдаче на щины 9 кода адреса на адресных входах только одного из блоков 1

(входах элемента И 25) присутствуют все единицы. Такая система построения адресной магистрали позволяет упростить блоки 1 за счет организации узла опознания адреса на элементе И, и в то же время обеспечивает гибкость при построении системы, так как имеется возможность присвоения любому абоненту любого номера.

Команды, поступающие от процессора 7, могут быть адресованы как абонентам

(блокам 1), так и внутренним узлам. К

внутренним командам относятся команды управления блоком 2, блоком 3 (команды «Установить маску, «Продолжить поиск заявок и др.) и блоком 4 (например, «Взаимный обмен). Дешифратор 20 блока 5 выделяет внутренние команды и с третьего выхода передает их блокам 2, 3 и 4. Если на первом выходе процессора присутствует команда, адресованная блоку 1, то появится сигнал на первом выходе дешифратора 20, который разрешит прохоладение адреса и команды на шины 9, 10.

Узел 27 управления осуш.ествляет связь с абонентом по управляющим сигналам. Если абоненту требуется обслуживание, узел 27 управления выставляет на шине 8 заявку на обслуживание в виде потенциального сигнала, присутствующего до момента окончания обслуживания.

Регистры 21, 22 осуществляют информационную связь с абонентом. При передаче информации аболенту осуществляется прием с шин 11 в регистр 22 и передача ее через узел 23. При приеме от абонента осуществляется запись информации в регистр 21, которая далее через узел 24 передается на шины 12. Подключение блока 1 к шинам II, 12 осуществляется по командам процессора 7. Например, если при приеме информации от абонента на соответствующий блок 1 поступает команда «Читать № (№ - адрес блока 1), то на входах элемента И 25 выбранного блока 1 будут все «1. Сигнал с выхода элемента И 25 разрешает прохождение кода команды на дешифратор 26, сигнал с соответствующего команде «Читать выхода которого разрешает прохождение информации с регистра 21 через узел 24 на шины 12. Если обмен осуществляется группой слов (блоком данных), сигнал разрешения подключения к шинам 12 на выходе дешифратора 26 присутствует в течение всего времени обмена и снимается после завершения обмена (например, по команде «Конец обмена).

Узел 24 обеспечивает подключение выходов регистров 21 всех блоков1 интерфейса к общим шинам. Узел 24 может быть выполнен, например, на микросхемах И-НЕ с открытым коллектором, позволяющих реализовать схему «Монтажное ИЛИ.

При передаче информации абоненту на блоки 1 поступает команда «Записать № в выбранном блоке 1 интерфейса на соответствующем выходе дешифратора 26 появится сигнал, разрешающий запись информации с щин И в регистр 22 (цепи сигналов, сопровождающих информацию на шинах II, 12, не показаны).

Помимо команд «Читать, «Записать возможна передача от процессора 7 любых других команд. Каждый блок 1 может оперировать любым набором команд в пределах общего количества команд, определяемых количеством разрядов кода команды.

Так как команда сопровождается всегда адресом блока 1, то каждый блок 1 может оперировать «своим набором команд. Каждый блок I имеет дешифратор 26 и узел 27

управления, ориентированные на выполнение команд, обусловленных спецификой обслуживаемого абонента. Например, если абонент осуществляет обмен информацией последовательным кодом, блок 1 содержит

регистры сдвига 21, 22. Заявка на обслуживание (на выдачу информации) из узла 27 выставляется после накопления в регистре 21 одного слова. После выдачи слова в процессор 7 в регистре 21 накапливается следующее слово. При передаче информации абоненту заявка на прием слова от процессора 7 выставляется узлом 27 после выдачи абоненту -последовательным кодом из регистра 22 предыдущего слова.

Таким образом, устройство учитывает специфику работы абонента путем соответствующего построения узлов блока 1, но при этом каждый блок 1 имеет одинаковое структуру и алгоритм, обеспечивающие работу его в системе обмена.

Формула изобрет ем и я

содержащее блоки связи с абонентом, блок коммутации информации, процессор, блок приоритета и блок управления, причем первые выходы блоков связи с абонентом соединены соответственно с группой входов

блока приоритета, первый вход которого подключен ко входу блока управления и первому выходу процессора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за

счет обеспечения обмена между разнотипными абонентами, в него введены блок прерываний и блок коммутации команд, причем вторые выходы блоков связи с абонентами соединены с первыми входами процессора и блока коммутации информации, выход которого соединен с первыми входами блоков связи с абонентом, группа входов блока прерываний соединена с первыми выходами соответствующих блоков связи с

абонентом, второй вход блока коммутации информации и первый вход блока прерываний соединены с первым выходом процессора, первый и второй входы блока коммутации команд соединены соответственно с

выходом блока приоритета и первым выходом блока прерываний, второй выход которого соединен со вторым .входом процессора и третьим входом блока коммутации команд, выход которого соединен с третьим входом процессора, первый выход блока управления соединен со вторым входом блока прерываний и со вторыми входами блока приоритета и блоков связи с абоненто.м, второй выход блока управления соединен с третьими входами блоков связи с абонентом, а третий выход - с третьими входами блока коммутации информации и блока приоритета и с третьим входом блока прерываний.

узел связи с магистралью обмена, элемент И, дешифратор, узел управления, причем выход первого регистра соединен с информационным входом узла связи с магистралью обмена, выход элемента И соединен, с управляющим входом дешифратора, первый выход которого соединен с управляющим входом второго регистра, второй выход - с управляющим входом узла связи

с магистралью обмена, третий выход - с первым входом узла управления, выход которого и выход узла связи с магистралью обмена являются соответственно первым и вторым выходами блока, информационные

входы второго регистра и дешифратора и вход элемента И являются соответственно первым, третьим и вторым входами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

,

/

(Риг. 2