SU1401470A1 - Устройство дл сопр жени ЭВМ с внешним устройством - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и предназначено дл  сопр жени  внешних устройств с ЭВМ. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности за счет обеспечени  двустороннего обмена информацией и увеличени  объема буферной пам ти. Устройство содержит узел приемников, узел передатчика, узел приемопередатчиков, регистр состо ни , счетчик адреса, узел управлени , буферную пам ть, мультиплексор данных,.мультиплексор управл ющих сигналов, делитель, шинный формирователь . 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Я

Description

4

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  сопр жени  внешних устройств с ЭВМ.

Цель изобретени  - повышение производительности за счет обеспечени  двустороннего обмена информацией и увеличени  объема буферной пам ти.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг,, 2 - узел управ- лени ; на фиг. 3 - регистр состо ни  на фиг. 4 - схема счетчика адреса; на фиг, 5 - схема делител .

Устройство сопр жени  содержит (фиг, 1) узел 1 управлени , счетчик

2адреса, регистр 3 состо ни , мультиплексор 4 данных, делитель 5, буферную пам ть (БП) 6, мультиплексор

7 сигналов управлени , шинный формирователь 8, узел 9 приемников, узел 10 передатчика, узел 11 приемопередатчиков , входы и выходы 12-66 узлов устройства.

Узел 1 управлени  содержит (фиг, 2). дешифратор 67 адреса, эле- менты НЕ 68 и 69, элементы И-НЕ 70-73 дешифратор 74, триггер 75, элемент НЕ-ШШ-НЕ 76, элемент 77 задержки.

Узел управлени  предоставл ет процессору возможность обмена с устройством дл  сопр жени  при помощи лишь трех слов в адресном пространстве ОЗУ ЭВМ, Это слово состо ни  (СС), слово данных (СД) и слово адреса (СА При обращении к первому слову процессор может обмениватьс  с регистром

3состо ни , при обращении к второму - с БП 6, а при обращении к третьму - с регистром 2 (фиг, 1),

.Узел управлени  работает следующим образом,

При по влении присвоенного устройству адреса на лини х ДА 12 (фиг, 2) и логической единицы на линии ВУ В 29 на выходе элемента И-НЕ 70 по вл етс  низкий уровень, который канальным сигналом СИА В 30 заноситс  в триггер 75, По вление 1 на нулевом выходе триггера 75 (сигнал Выбор в) говорит об обращении процессора к устройству. Выбор конкретного слова (СС, СД, СА) определ етс  состо ни ми линий ДА 01, ДА 02, которые управл ют дешифратором . По вление сигнала Выбор Б на входах элементов И-НЕ 71 и 72 раз решает прохождение сигналов Ввод В 31 и Вывод в 32 и, следовательно, по вление сигнала СИП В 47, а по в

Q

c

,.

5

5

45 50 5

0

ление сигнала Выбор Н на входах дешифратора 74 разрешает его работу, В зависимости от того, осуществл ет ли процессор цикл Чтение или Запись , на входы дешифратора 74 и элементов И-НЕ 72 и 71 поступает либо сигнал Ввод В 31 либо Вывод В 32. В любом случае с некоторой задержкой по вл етс  сигнал СИП В 47, который поступает в узел 10, Если был.цикл Чтение, то вырабатываетс  сигнал ЧТ Н 48, который поступает на управл ющий вход 49 узла 11 и переводит его в состо ние передачи, а также в зависимости от кода на лини х ДА 01 и ДА 02 вырабатываетс  один из сигналов ЧТ ССН 41, ЧТ СДН 54 или ЧТ САН 50, управл ющих передачей данных соответствующего слова в процессор. Аналогично, при выполнении процессором цикла Запись по вл етс  один из сигналов ЗАП ССН 42, ЗАП СД Н или ЗАП СА . При обращении процессора к слову данных в любом цикле вырабатываетс  сигнал ВБР СД Н 43, который может поступать через мультиплексор 7 в ВП 6,

Регистр 3 состо ни  (фиг, 3) содержит четыре регистра Старт/Стоп 78, Чтение/Запись 79, ЗВМ/ВУ 80, Слово-Байт 81, элемент НЕ-ШШ-НЕ 82 и шинный формирователь 83,

При обращении процессора к слову состо ни  возможна запись необходимого кода в триггеры регистра состо ни  сигналом ЗАП ССН 40, а также чтение состо ни  триггера 78 по сигналу ЧТ СС Н 39,.По этому сигналу шинный формирователь-83 передает на линию Д 15 (26) состо ние триггера 78, Этот триггер отличаетс  от трех других еще и тем, что сбрасываетс  при включении Питани  ЭВМ сигналом Сброс Н 33, или по инициативе внешнего устройства сигналом КД Н (конец данных) 12 при помощи элемента НЕ-ИЛИ-НЕ 82, Состо ние этого триггера всегда передаетс  внешнему устройству через выход 15 управлени  обменом. Сигнал Чтение/Запись 16 с соответствующего триггера также. пбступает на ВУ с выхода 16 управлени  направлением обмена,

Счетчик 2 адреса состоит (фиг, 4) из шестнадцатиразр дного двоичного счетчика с возможностью параллельной записи (четыре четырехразр дных счетчика 84-87) и шинных формирователей 88-91.

Делитель содержит (фиг. 5), триггер 92, элемент НЕ 93, элемент ИЛИ 94 и мультиплексор 95. Триггер и мультиплексор управл ютс  сигналом Слово/Байт 35. Если установлен режим Слово, то с входа 62 узла 5 на его выход сигнал проходит без изменений . Если на линии Слово/Байт 35 установлен О (режим Байт), то на выход проходит лишь каждый второй входной импульс.

Мультиплексор 4 данных и мультиплексор 7 сигналов управлени  переключаютс  сигналом ЭВМ/ВУ 37(38). Если этот сигнал в состо нии (режим ЭВМ, то на информационный вход 66 БП 6 через информационный вход 23 на выход мультиплексора 4 поступают данные с шины ДА 00-ДА 15 (с выхода 20 узла 11), а на управл ющие входы 61 и 60 БП 6 поступают соответственно сигналы ВБР СД Н и ЗАЛ СД Н с управл ющих выходов 43 и 44 узла 1 через мультиплексор 7. Если же в регистре 3 включен режим ВУ, то на информационный вход 66 БП 6 подаютс  данные с внешнего устройства через информационный вход 13 мультиплексора 4, а на управл ющие входы 61 и 60 БП 6 через информационные входы 14 и 57 мультиплексора 7 поступают синхроимпульсы внешнего устройства и сигнал Чтение/Запись с выхода 16 регистра 3.

Устройство работает следующим образом.

При включении питани  канальным сигналом к Сброс Н, прошедшим через узел 9 и поступившим на вход 33 регистра 3, сигнал Старт/Стоп на выходе 15 управлени  обменом устанавливаетс  в состо ние Стоп. Дл  переключени  устройства,в состо ние ввода с ВУ процессор передает в регистр 3 код, который устанавливает на выходах 34, 15, 16 и 36 регистра 3 соответственно сигналы Слово, Старт Запись, ВУ. Этот код (1000048), переданный из канала,на выход 20 узла 11 (шина ДА 00-ДА 15) и, следовательно , на информационный вход 21 регистра 3, записываетс  в триггеры сигналом ЗАП СС Н, поступившим на вход 40 регистра 3 с выхода 42 узла 1

Внешнее ус-тройство после получе ни  сигналов Старт и Запись на:чинает вьфабатьгоать синхроимпульсы.

0

5

0

5

0

которые поступают на вход 14 мульти- плексора 7 и затем с выхода 59 мультиплексора 7 на вход 61 БП 6 и вход

62делител  6 (так как мультиплексо- ры сигналом ВУ с выхода 36 регистра 3 переключаютс  на режим работы

с ВУ). Одновременно через информационный вход 13 данные с выхода мультиплексора 4 поступают на информационный вход 66 БП 6 и запоминаютс  в нем, так как на входе 60 БП 6 присутствует сигнал Запись, поступающий через информационный вход 57 мультиплексора 7 на его выход с выхода 16 управлени  направлением обмена регистра 3. Данные обрабатываютс  синхроимпульсами, поступающими на вход 61 БП 6 и на вход 62 делител  5. Поскольку на выходе 34 управлени  первьм режимом регистра присутствует сигнал Слово, то он по входу 35 делител  5 удерживает последний в таком режиме, когда сигналы проход т на выход без изменений. В результате каждый синхроимпульс ВУ увеличивает на 1 содержимое счетчика в регистре 2 через счетный вход

63счетчика 2. Таким образом, поступающие от ВУ данные последовательно запоминаютс  в БП 6.

После завершени  передачи блока данных (длина блока должна быть меньше или равна емкости БП) внешнее устройство через вход 12 управлени 

обменом регистра 3 устанавливает

триггер (и соответствующий сигнал на выходе 15) в состо ние Стоп. Это состо ние считываетс  процессором при обращении к слову состо ни . При этом узел 1 вырабатывает сигнал .ЧТ СС Н, поступающий на вход 39 регистра 3, и одновременно вырабатывает сигнал ЧТ Н, поступаюпц й на управл ющий вход 49 узла 11, При

5 этом состо ние триггера Старт/стоп передаетс  на информационный вход 25 узла 11 (шина Д 00-Д 15) с информационного выхода 26 регистра 3. После завершени  обмена с ВУ процессор устанавливает триггер ЭВМ/ВУ в состо ние ЭВМ путем передачи необходимого кода в регистр 3. При этом узел 1 вырабатывает сигнал ЗАП СС Н, поступающий на управл ющий

5 вход 40 регистра 3, а стробируклцие данные, установленные к этому моменту в канале ЭВМ и прошедшие с выхода

20узла 11 на информационный вход

21регистра 3. Дальнейшие действи 

0

0

процессора целиком определ ютс  программой , котора  зависит от решаемой задачи. При этом любые операции с хранимыми в БП данными включают в себ  Запись (Чтение) адреса в счетчике 2 (эти операции обмена нужны не всегда, так как при последовательной выборке или записи значение счетчика , адреса автоматически увеличиваетс , вход 61 БП 6 соединен через делитель 5 со счетным входом 63 счетчика 2), а также Чтение (Запись) данных из БП 6. При этом узел 1 уп-. равлени  вырабатывает дл  счетчика 2 и БП 6 в соответствии с режимом обмена необходимые управл ющие сигналы (например, дл  счетчика 2 это ЧТ СА Н и ЗАЛ СА Н, а дл  БП 6 - ЧТ СД Н и ЗАП СД Н). Обмен процессора со счетчиком 2 аналогичен описанному выше обмену с регистром 3.

Обмен с БП 6 осуществл етс  следующим образом.

Поскольку на выходе 36 управлени  вторым режимом присутствует сигнал ЭВМ и поступает на управл ющие входы 37 и 38 мультиплексоров 4 и 7, то на информационный вход 66 БП 6 проход т данные с информационного входа 23 мультиплексора 4, т.е. с выхода 20 узла t1 (шина ДА .00-ДА 15). Сигналы CS 59 и 58 на управл ющие входы 61 и 60 БП 6 поступают с управл ющих выходов 43 и 44 узла 1 через входы 45 и 46.

После обработки данных, хран щихс  в БП 6, возможен их вывод обратно на внешнее устройство. Этот режим отличаетс  от режима ввода данных с ВУ только тем, что на выходе 16 управлени  направлением передачи установлен режим Чтение ( логическа  1). Уели устройство сопр жени  может работать в режиме прерываний, то вместо ожидани  процессор может обслуживать другие устройства или выполн ть еще какие-либо действи .

Очень части при обработке процессором хранимой в БП информации необходим режим поэлементной модификации массива данных. Предлагаемое устройство позвол ет выполн ть такие операции без использовани  дополнительной оперативной пам ти. Дл  реализации этого режима достаточно установить триггер Слово/Байт регистра 3 в состо ние Байт. Тогда увеличение счетчика адреса будет происходить лишь при каждом втором обращении

к БП, т.е. допустимо считывание слова данных из БП и запись ei o после модификации по прежнему адресу. Этот же самый режим позвол ет осуществл ть побайтовую запись при чтение данных. В любой момент возможно изменение начального адреса группы данных, подлежащих считыванию или модификации по сигналу ЗАП СА Н, а также всегда можно определить текущий адрес регистра 2 путем считывани  его значени  (по сигналам ЧТ СА Н и ЧТ Н). Это может потребоватьс  при

определении длины блока данных, поступивших с внешнего устройства, при использовании устройства в качестве дополнительной пам ти ЭВМ, а также при обработке БЗУ в произвольной по20

следовательности.

Claims (2)

1. Устройство дл  сопр жени  ЭВМ

с внешним устройством, содержащее узел приемников, узел передатчика, узел приемопередатчиков, узел управлени , счетчик адреса, буферную пам ть , мультиплексор сигналов управлени , причем первый, второй, третий, четвертый, п тый информационные входы узла приемников  вл ютс  входами устройства дл  подключение} к группе управл ющих выходов ЭВМ, информаци- онньй выход узла передатчика  вл етс  выходом устройства дл  подключени  к синхровходу ЭВМ, перва  группа информационных входов-выходов узла приемопередатчиков образует группу входов-выходов устройства дл  подключени  к группе информационных входов-в ыходов ЭВМ, втора  группа информационных входов-выходов узла приемопередатчиков, перва  группа информационных выходов счетчика адрес а и группа информационных выходов буферной пам ти образуют группу входов-выходов устройства дл  подключени  к группе информационных входов-выходов внешнего устройства,

первый информационный вход мульти- . плексора управл ющих сигналов  вл етс  входом устройства дл  подключени  к синхровыходу внешнего устройства , при этом первый, второй, третий , четвертый, п тый информационные выходы узла приемников соединены соответственно с установочным входом, первым, вторым, третьим, четвертым входами логического услови  узла управлени , первый выход которого соединен с информационным гзходом узла передатчика, второй выход узла управлени  соединен с управл ющим входом узла приемопередатчиков, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов счетчика адреса и с группой входов логического услови  узла управлени  третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входами чтени  и записи счетчика адреса, втора  группа информационных выходов которого соединена с группой адресных входов буферной пам ти, входы разрешени  и записи-чтени  которой соединены соответственно с первым и вторым информационными выходами мультиплексора управл ющих сигналов второй и третий информационные входы которого соединены соответственно с п тым и шестым выходами узла управлени , отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  производительности, в него введены регистр состо ни , мультиплексор данных, делитель, шинный формирователь , причем первый установочный вход регистра состо ни   вл етс  входом устройства дл  подключени  к установочному выходу внешнего устройства , информационный выход буферной пам ти соединен с информационным входам шинного формировател  и  вл етс  выходом устройства дл  подключени  к информационному входу внешнего устройства, перва  группа информационных входов мультиплексора данных образует группу входов устройства дл  подключени  к группе информационных выходов внешнего устройства, первый информационный выход регистра состо ни   вл етс  выходом устройства дл  подключени  к входу запуска внешнего устройства, второй информационный выход регистра состо ни  соединен с четвертым информационным входом мультиплексора управл ющих сигналов и  вл етс  выходом устройства дл  подключени  к входу чтени -записи внешнего устройства третий информационный выход регистра состо ни  и информационный выход шинного формировател  соединены со старшим разр дом второй группы информационных входов-выходов узла приемопередатчиков, при этом группа информационных выходов узла приемопередатчиков соединена с группой

5

10

15

20

25

8

информационных иходг1В рогистра состо ни  и с второй группой информационных входов мультиплексора данных, управл юп1 1Й вход которого соединен с четвертым информационным выходом регистра состо ни  и с управл ющим входом мультиплексора управл ющих сигналов, первый информационный выход которого соединен с тактовым входом делител , разрешающий вход которого соединен с п тым информационным выходом регистра состо ни , входы чтени  и записи которого соединены соответственно с седьмым и восьмым вькодами узла управлени , дев тый выход которого соединен с управл ющим входом шинного формировател , установочный вход регистра состо ни  соединен с первым информационным выходом узла приемников, выход делител  соединен со счетным входом счетчика адреса, группа информационных выходов мультиплексора данных соединена с группой информационных входов буферной пам ти,

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что узел управлени  содержит дешифратор адреса, триггер, дешифратор, четьфе элемента И-НЕ, два элемента НЕ, элемент НЕ-ШИ-НЕ, элемент задержки, причем группа информационных входов дешифратора адреса, первый, второй информационные входы дешифратора, вход первого элемента НЕ, первый вход первого элемента И-НЕ образуют группу входов логического услови  узла, второй вход первого элемента И  вл етс  первым входом логического услови  узла, синхровход триггера  вл етс  вторьм входом логического услови  узла, первый управл ющий вход дешифратора соединен с первым входом второго элемента И-НЕ и  вл етс 

45 четвертым входом логического услови  узла, вход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ и  вл етс  третьим входом логического услови  узла, еди50 ничный вход триггера  вл етс  установочным входом узла, выход элемента задержки  вл етс  первым выходом узла, выход третьего элемента И-НЕ соединен с первым входом четвертого

55 элемента И-НЕ и  вл етс  вторым выходом узла, первый, второй, третий, четвертый, п тый, шестой выход дешифратора  вл ютс  соответственно третьим, четвертым, шестым, седьмым.

30

ЗБ

40

фцг.1

а

«ел

ff-Ш S tt ,

r t1 t1 V

ff

Ml---

jj евиое 

jjIMMI

фиг.З

TO

75

дмгу«

tuuft

.C6POCH

jj

vrccff

39

с 5ЛПССН

HQ

СЛ080/ АЙГ ЗВ

Редактор А.Мотыль

Составитель С.Пестмал Техред М.Ходанич

Ц}и г, 5

Корректор М.Максимишинец