Устройство для сопряжения эвм сВНЕшНиМи уСТРОйСТВАМи Советский патент 1981 года по МПК G06F3/04 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве мультиплексного канала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является селекторный канал, содержащий регистр команды ввода-вывода, регистр командного слова канала, регистр адреса командного слова канала/ регистр ключей защиты, регистр адреса, регистр данных, арифметическологическое устройство, регистр слова состояния канала, буферный регистр, входной регистр, выходной регистр и блок управления, причем входы регистра команды -ввода-вывода подключены к выходам процессора, а первые выходы - к первым входам блока управления, вторые входы которого соединены с первыми выходами регистра слова состояния канала, третьи входы- с выходами первой группы триггеров регистра командного слова канала, четвертые входы - с вьосодами второй группы триггеров регистра .командного слова канала и первыми входами выходного регистра, пятые входы - с выходами третьей группы триггеров регистра командного канала и

первыми входами арифметическо-логического устройства, соединенного своими вторыми уходами с выходами четвертой группы триггеров регистра

5 командного слова канала, третьими входами - с первыми выходгили регистра адреса командного слова канала, а выходами - с первыми входами регистра командного слова канала и входами

10 регистра адреса командного слова канала, вторые выходы которого подключены к входам регистра адреса, соединенного своими выходами с оперативной памятью, третьи выходы tS к входам регистра ключей защиты,соединенного своими выходами со входами оперативной памяти, и к первым входам регистра данных, соединенного своими первыми выходами и вторыми

2С входами с оперативной памятью-, третьими входс1ми - со вторыми выходэми регистра слова состояния канала, четвертыми входами - с первыми выходами буферного регистра, вторыми выходами - со вторыми входами регистра командного слова канала, третьими выходами - -с первыми входами буферного регистра, вторые выходы которого подключены к вторым

30 входам выходного регистра, соединенного третьими входами со вторыми выходами регистра команды ввода-вывода, а выходами - с внешними устройствами, вторые входы буферного регистра подключены к первым выходам входного регистра, соединенного своими вторыми выходами со входами регистра слова состояния канала, а входами - с нешними устройствамц 1 JОднако в таких каналах ввода- вывода адрес внешнего устройства передается из центрального процессора (ЦП) в канал командой управления каналом Начать ввод- вывод. При обращении к различным внешним устройствам осуществляется прерывание выполнения программы ЦП, формирование адресного слова кОнала (АСК) и выдача команды Начать ввод-вывод Это снижает скорость работы системы и уменьшает эффективное быстродействие процессора. Этот недостаток особенно сказывается при работе каналов в составе управляющей ЦВМ, связанной с большим числом внешних устройств, и работающей по неизменным программам в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - упрощение и увеличение быстродействия устройства

Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее первый регистр, второй регистр, третий регистр, блок управления, четвертый регистр, пятый регистр и шестой регистр, входы которого подключены к выходам процессора, а выходы - к первым входам блока управления,

связанного вторыми ВХОДс1МИ с ВЫ.ходами четвертого регистра, третьими входами - с выходами пятого регистра и первыми входами третьего регистра, соединенного первыми выходами с входами внешних устройств,-вторыми выходами - с первыми входами первого регистра, вторыми входами - с выходами внешних устройств, а третьими входами - с выходами первого регистра вторые входы которого подключены к выходам блока оперативной памяти и входам четвертого и пятого регистров, введены первый мультиплексор, второй мультплексор, и первый счетчик (адреса командного слова канала) второй счетчик (адреса данных), третий счетчик (количества байтов) и седьмой регистр (адреса внешних устройств), причем первый мультиплексор соединен выходами с адресньр ми входами блока оперативной памяти, первыми входами - с выходами второго счетчика, вторыми входами - с первыми входами второго регистра и выходами первого, счетчика канала, входы которого связаны с выходами блока оперативной памяти, второй мультиплексор соединен выходами с информационными входами блока оперативной памяти, первыми входами с выходами первого регистра, вторым входами - с выходами второго регист зторые входы которого связаны с четвертыми входами блока управления и выходами третьего счетчика, выходы седьмого регистра подключены к четвертому входу третьего регистра.

На чертеже представлено устройство для сопряжения ЭВМ с устройства1ми.

Устройство содержит ввод-вывод 1 процессор 2, блок 3 оперативной памяти и внешние устройства 4, шестой регистр 5, первый счетчик б, первый регистр 7, третий регистр 8, второй регистр 9, первый мультиплексор 10; второй мультиплексор 11, блок 12 управления -четвертый регистр 13, пятый регистр 14, второй счетчик 15, седьл1ой регистр 16, третий Ъчетчик 17 .

Устройство работает следующим образом.

Операция ввода-вывода начинается по специальной команде от процессора 2, которая задает адрес канала в устройстве и тип команды ввода- вывода (например, Начать ввод-вывод, Остановить ввод-вывод и др.). Команда управления каналом записывается в шестой регистр 5.

По команде Начать ввод-вывод устройство выбирает из блока 3 оперативной памяти адресное слово канала устройства и записывает его в первый счетчик 6.

Перед началом обмена блок 12 управления из регистров 14 и 16 формирует командное слово в регистре 8. Канал 1 передает командное слово во внешнее устройство 4. Блок 12 управления анализирует содержимое регистров 13 и 14 и счетчика 17 и, в зависимости от типа выполняемой команды в цикле передачи данных, формирует необходимые управляющие сигналы.

Обмен данными между оперативной памятью 3 и внешними устройствами 4 происходит в два этапа: обмен данными между внешними устройствами 4 и каналом 1, обмен данными между каналом 1 и оперативной памятью 3.

Для обмена данными между каналом 1 и внешними устройствами 4 служит третий регистр 8. При выполнении команды считывания данные из первого регистра 7 переписываются в третий регистр 8, выход которого подключен к внешним устройствам 4. При выполнении команды Запись данные из внешнего устройства 4 поступают в третий регистр 8. По окончании приема данных происходит перезапись содержимого третьего регистра 8 в первый регистр 7.

Передача данных между каналом и блоком 3 оперативной памяти происходит следующим образом: при выполнении команды считывания в блок 3 оперативной памяти через первый мултиплексор 10 передается адрес данныз из второго счетчика 15, из блока 3 оперативной памяти в первый регистр 7 передаются данные, при выполнении команды Запись в блок оперативной памяти через первый мультиплексор 10 передается адрес данных из второго счетчика 15 и через второй мультиплексор 11 - данные из первого регистра 7.

Одной из функций устройства является управление модификацией второго счетчика- 15 и третьего счетчика .17. В последнем такте каждого цикла передачи данных блок 12 управления вырабатывает управляющие сигналы, которые обеспечивают модификацию Bloporo и третьего счетчиков адреса данных и счетчика байтов.

При зацеплении по данным или по команде устройство управления модифицирует адрес КСК в первом счетчи-. ке 6 и происходит запись нового КСК в регистр 7.

По окончании выполнения операции ввода-вывода в канале 1, а также по команде из процессора 2 Остановить ввода-вывод, во второй регистр 9 записываются содержимое первого счетчика б и третьего счетчика 17.

Устройство сопряжения 1 устанавливает запрос на прерывание в процессор 2. Слово состояния канала из второго регистра 9 через второй мультиплексор 11 передается в блок 3 оперативной памяти.

. Уменьшение аппаратурных затрат в устройстве в отличии от известного селекторного канала достигается тем что для передачи адреса и данных в блок оперативной памяти применяются мультиплексоры 10 и 11 и счетчики б, 15 и 17. Это позволяет производит модификацию адреса ЦСК, адреса данных и счетчика байтов без участия , арифметическо-логического устройства используемого в известном канале.

В предлагаемом устройстве в отличии от известного селекторного канала адрес внешнего устройства задается в КСК. Это позволяет каналу ввода-вывода 1 после окончания обмена информацией с одним из внешних устройств 4 по цепочке команд переходить к обмену с другим внешним

устройством, не прерывая работы процессора.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения ЭВМ с внешними устройствами, содержащее блок управления, первый регистр, второй регистр, третий регистр, четвертый регистр, пятый регистр ri шестой регистр, входы которого подключены к выходам процессора, а

0 выходы - к первым входам блока управления, связанного вторыми входами с выходё1ми четвертого регистра, третьими входами - с выходами пятого регистра и первыми входами третьего

5 регистра, соединенного первыми выходами с входами внешних устройств,вторыми выходами - с первыми входами .первого регистра, вторыми входами с выходами внешних устройств, а треть0ими входами - с выходами первого регистра, вторые входы которого подключены к выходам блока оперативной памяти и входам четвертого и пятого регистров, отличающееся тем, что, с целью упрощения и увели5чейия быстродействия устройства, в него введены первый мультиплексор, второй мультиплексор, первый счетчик, второй счетчик, третий счетчик и седьмой регистр, причем выходы

0 первого мультиплексора соединены с адресными входами блока оперативной памяти, первыми входами - с выходами второго счетчика, вторыми входами - с первыми входами второго ре5гистра и выходами первого счетчика, входы которого связаны с выходами блока оперативной памяти, второй мультиплексор соединен выходами с информационными входами блока опера0тивной памяти, первыми входами - с выходами первого регистра, вторыми входами - с выходами второго регистра, вторые входы которого связаны с четвертыми входами блока управления и выходами третьего счетчика,

5 выходы седьмого регистра подключены к четвертому входу третьего регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1. Анисимов Б.В., Горнец Н.Н. Системы ввода-вывода цифровых вы.числительных машин. М., Машиностроение, 1977, с. 72-73 (прототип).