SU1672430A1 - Устройство дл ввода - вывода информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена данными в качестве устройства сопр жени  различных по скоростным характеристикам источников и приемников информации и обеспечивает последовательный доступ к  чейкам пам ти при обмене между источником и приемником информации. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства за счет обеспечени  двунаправленного обмена информацией. Устройство ввода-вывода информации содержит выход 1 подтверждени  ввода по первому порту/вывода по второму порту, вторую м-разр дную информационную шину 2, где м-разр дность данных второго порта, вход 3 признака обмена по второму порту, вход 4 признака конца обмена по второму порту, выход 5 подтверждени  ввода по второму порту/вывода по первому порту, первую р-разр дную информационную шину 6, где р-разр дность данных первого порта, р = МХК, К = 2^P, P = 0, 1, 2, ..., вход 7 признака обмена по первому порту, вход 8 признака конца обмена по первому порту, третий элемент И 9, первый (К-разр дный) кольцевой регистр 10, первый счетчик 11 адреса, первый элемент ИЛИ 12, первый элемент И 13, второй элемент ИЛИ 14, второй (N - разр дный) кольцевой регистр 15, четвертый элемент И 16, второй счетчик 17 адреса (первого порта), четвертый элемент ИЛИ 18, второй элемент И 19, п тый элемент ИЛИ 20, третий (N - разр дный) кольцевой регистр 21, группу элементов И 22, первый счетчик зан тости 23, третий элемент ИЛИ 24, N блоков хранени  данных 25, п тый 26, шестой 27, седьмой 28, восьмой 29 элементы И, шестой 30, седьмой 31 элементы ИЛИ, первый 32 и второй 33 триггеры, дев тый 34 элемент ИЛИ, второй счетчик зан тости 35, восьмой 36 элемент ИЛИ, вход 37 требовани  ввода по первому порту, вход 38 требовани  ввода по второму порту, дес тый 39 и одиннадцатый 40 элементы ИЛИ. 2 ил.

Description

/lottl В (ь f то 2 Порту

Фиг 1

порту, выход 5 подтверждени  ввода по второму порту / вывода по первому порту, первую Р-разр дную информационную шину 6, где Р - разр дность данных первого

порта, Р - МХК, К 2 п 0, 1, 2вход 7

признака обмена по первому порту, вход 8 признака конца обмена по первому порту, третий элемент И 9, первый (К-разр дный) кольцевой регистр 10, первый счетчик 11 адреса, первый элемент ИЛИ 12, первый элемент И 13, второй элемент ИЛИ 14, второй (N-разр дный) кольцевой регистр 15, четвертый элемент И 16, второй счетчик 17 адреса (первого порта), четвертый элемент

ИЛИ 18, второй элемент И 19, п тый элемент ИЛИ 20, третий (N-р зр дный) кольцевой регистр 21, группу элементов И 22, первый счетчик зан тости 23, третий элемент ИЛИ 24, N блоков хранени  данных 25, п тый 26, шестой 27, седьмой 28, восьмой 29 элементы И, шестой 30, седьмой 31 элементы ИЛИ, первый 32 и второй 33 триггеры, дев тый 34 элемент ИЛИ, второй счетчик зан тости 35, восьмой 36 элемент ИЛИ, вход 37 требовани  ввода по первому порту, вход 38 требовани  ввода по второму порту, дес тый 39 и одиннадцатый 40 элементы ИЛИ, 2 ил.

Изобретение относитс  к вычислительной технике, может быть использовано в системах обмена данными в качестве устройства сопр жени  различных по скоростным характеристикам источников и приемников информации и обеспечивает последовательный доступ к  чейкам пам ти при обмене между источником и приемником информации.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства за счет обеспечени  двунаправленного обмена информацией .

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - функциональна  схема блока хранени  данных

Устройство дл  ввода-вывода информации содержит выход 1 подтверждени  ввода по первому порту/вывода по второму, вторую М-разр дную информационную шину 2 (М - разр дность шины данных второго порта ), вход 3 признака обмена по второму порту , вход 4 признака конца обмена по второму порту, выход 5 подтверждени  ввода по второму порту/вывода по первому первую Р-разр дную информационную шину 6, вход 7 признака обмена по первому порту, вход 8 признака конца обмена по первому порту, третий элемент И 9, первый (К-разр дный, Р МХК) кольцевой регистр 10, первый счетчик 11 адреса, первый элемент ИЛИ 12, первый элемент И 13, второй элемент ИЛИ 14, второй (N-разр дный) кольцевой регистр 15, четвертый элемент И 16, второй счетчик 17 адреса, четвертый элемент ИЛИ 18, второй элемент И 19, п тый элемент ИЛИ 20, третий (N-разр дный) кольцевой регистр 21, группу 22 элементов И, первый счетчик 23 зан тости, третий элемент ИЛИ 24, N блоков 25 хранени  данных,

п тый 26, шестой 27, седьмой 28 и восьмой 29 элементы И, шестой 30 и седьмой 31 элементы ИЛИ, первый 32 и второй 33 триггеры , дев тый элемент ИЛИ 34, второй счетчик 35 зан тости, восьмой элемент ИЛИ 36, вход 37 требовани  ввода по первому порту, вход 38 требовани  ввода по второму порту, дес тый 39 и одиннадцатый 40 элементы ИЛИ.

Каждый из N блоков хранени  данных

(фиг.2) содержит первый 41 и второй 42 элементы НЕ, вход 43 адреса первого порта, вход 44 строба, группу 45 входов выборки кристалла, вход 46 адреса второго порта,

вход 47 разрешени  обмена по первому порту, вход 48 разрешени  обмена по второму порту, коммутатор 49 адреса, группу 50 элементов И, группу 51 элементов ИЛИ, элемент 2И-И Л И-НЕ 52. К узлов 53 пам ти, первую 54 и вторую 55 группы коммутаторов данных.

Устройство дл  ввода-вывода информации работает следующим образом.

В начальный момент производитс  установка в нулевое состо ние счетчиков t1. 17, 23 и 35 и триггеров 32 и 33, в единичное состо ние первых выходов и в нулевое состо ние всех остальных выходов кольцевых регистров 10, 15 и 21. При этом на выходах

1 и 5 устройства формируетс  единичный сигнал, разрешающий обмен информацией обоим каналам (цепи начальной установки не показаны).

После установки в начальное состо ние

на пр мых выходах триггеров 32 и 33 и элементов ИЛИ 24 и 36 имеют место нулевые потенциалы, разрешающие прохождение отрицательных импульсов требований ввода с входов 37 и 38 устройства на входы

установки в единичное состо ние триггеров 32 и 33. Перед началом обмена на один из

входов 37 и 38 устройства поступает отри цательный импульс, сигнализирующий о готовности одного из абонентов к выводу информации. Данный импульс в случае нулевых потенциалов на инверсных выходах триггеров 33 и 32 и элементов ИЛИ 24 и 36 устанавливает в единичное состо ние один из триггеров 32 и 33 Наличие нулевого по тенциала на выходе 1 устройства указыва ет, что первому абоненту разрешаетс  запись, а второму - чтение информации. Наличие нулевого потенциала на выходе 5 устройства сигнализирует, что первый або нент может начать чтение, а второй запись информации.

В случае одновременной подачи им пульсов, требующих приема информации от двух абонентов сразу приоритет имеет абонент , подключенный к первой шине 6 данных . Триггеры 32 и 33, указывающие направление обмена, не могут одновременно находитьс  в единичном состо нии, так как при установке в единичное состо ние триггера 32 запрещаетс  прохождение требований ввода по второму порту с входа 38 устройства на вход установки в единицу триггера 33 и на вход сброса триггера подаетс  нулевой потенциал сбрасывающий триггер 33 в нулевое состо ние Дл  предотвращени , при одновременном поступлении требовании от двух устройств, возникновени  кратковременного импульса на выходе 1 он соединен с выходом триггера 33 через элемент ИЛИ 34, первый вход которого соединен с выходом триггера 32.

Регистры 15 и 21, число разр дов которых равно числу N блоков 25 хранени  данных , определ ют блоки 25, в которые соответственно осуществл етс  ввод или вывод информации Регистр 10. число разр дов которого равно числу К узлов 53 пам ти в каждом блоке 25, определ ет непосредственно узел 53 пам ти, с которым осуществл етс  обмен по второму порту. Ввод информации в узел 53 пам ти осуществл етс  при наличии единичного сигнала на входе выборки кристалла, соединенном с выходом элемента ИЛИ 51, и нулевого сигнала на входе режима узла 53, соединенном с выходом элемента 2И-ИЛИ-НЕ 52. Вывод информации из узла 53 пам ти осуществл етс  при наличии единичных сигналов на входах выборки кристалла и режима узла 53. Выходы коммутаторов групп 54 и 55 и узлов 53 блоков 25 хранени  данных имеют тристабильные выходы При наличии единичного сигнала на входе выборки кристалла коммутатора группы 55, соединенного с выходом элемента И 50 разрешаетс 

прохождение информации через коммутатор группы 55 либо от узлоп 53 на в .оды-выходы 2 устройства, либо с шины обмена устройства на узлы 53 Направление передачи информации определ етс  сигналом, поступающим с входа бпока 25 хранени  При единичном CHI нале на входе блока 25 хранени  данных в случае наличи  единичного сигнала на входе выборки кристалла

0 коммутатора группы 55 информаци  передаетс  с шины 2 устройства в узлы 53, те производитс  ввод информации в блоки 25 по второму порту При нулевом потенциале на входе 5 блока 25 информаци  с входов5 выходов узлов 53 передаетс  на шину 2 устройства , При единичном сигнале на входе 47 блока 25 хранени  данных разрешаетс  прохождение информации через коммутатор группы 54 либо от узлов 53 на входы-вы0 ходы 6 устройства, либо с шины 6 на входы-выходы узлов 53 Направление передачи информации через коммутатор группы 54 определ етс  сигналом, поступающим на вход 1 блока 25 При единичном

5 сигнале информаци  передаетс  с шины 6 устройства на информационные входы-выходы узлов 53 пам ти, т е производитс  ввод информации, а при нулевом потенциале на входе 1 производитс  вывод информа0 Ции с узлов 53 в шину 6 данных

В процессе обмена информацией по второму порту адреса  чеек пам ти узлов 53 задаютс  счетчиком 11, а о процессе обмена по первому порту - счетчиком 17. Обмен

5 информацией по второму порту осуществ- . л тс  М-разр дными словами а по первому порту Р-разр дными словами, причем Р МХК. где К - 2П, п - 0. 1. 2.. . Каждый узел 53i пам ти (1 1- К) обеспечивает

Q ввод -вывод М-разр дных слов, а все узлы 53.1 -53.к пам ти каждого блока 25 хранени  данных - одновременный ввод-вывод Р-раз- р дных слов.

Рассмотрим процесс ввода информа5 дни в устройство по шине 2 данных и вывода по шине 6. Так как в этом режиме триггер 32 находитс  в нулевом состо нии и триггер 33 в единичном, то коммутаторы группы 55 всех блоков 25 пам ти обеспечивают перед дачу информации с шины 2 устройства Haj вход узлов 53, а коммутаторы группы 54 всех блоков 25 пам ти - с информационных входов-выходов узлов 53 на шину 6 устройства. В начальный момент на выходах элементов

с ИЛИ 24 и 39 имеют место нулевые сигналы, запрещающие вывод информации из устройства до заполнени  информацией хот  бы одного блока 25 хранени  данных

На выходе элемента ИЛИ 40 установлен единичный потенциал разрешающий ввод

информации в устройство с шины 2. Однако за счет единичных сигналов на первых выходах регистров 15 и 10 изменение адресов  чеек узлои 53 пам ти, а также формирование выборок кристаллов осуществл етс  только в блоке 25 1 хранени  данных.

Ввод информации в устройство по шине 2 осуществл етс  следующим образом. На информационных входах-выходах 2 устройства устанавливаетс  вводимое информационное слово разр дностью М, а на входе 3 признака ввода - стробирующий положительный импульс, минимальна  длительность которого равна циклу зэписм данных в узел 53. Во врем  действи  сигнала на входе 3 на первом выходе группы 51 элементов ИЛИ блока 25 1 формируетс  единичный сигнал, так как единичные сигналы имеют место на первых выходах регистров 10 и 15. Поэтому запись первого слова осуществл етс  в узел 53.1 пам ти блока 25 1 по нулевому адресу, задаваемому счетчиком 11. Задним фронтом сигнала на входе 3, стро- бирующего вводимые данные, осуществл етс  установка в единичное состо ние второго разр да и в нулевое первого разр да регистра 10, поэтому во врем  ввода следующего слова данных единичный сигнал формируетс  на втором выходе группы 51 элементов ИЛИ и запись следующего слова осуществл етс  в узел 53 2 первого блока 25 1 также по нулевому адресу. После записи первых К слов данных во все узлы 53 первого блока 25 1 задним фронтом сигнала с К-го выхода кольцевого регистра 10 счетчик 11 увеличивает свое содержимое на еди- ницу, поэтому запись следующих К вводимых слов осуществл етс  последовательно в узлы 53 1-53 к блока 25 1 пам ти по первому адресу, задаваемому счетчиком 11, и т.д.

После окончани  ввода массива данных на входе 4 признака конца ввода формируетс  положительный импульс, который осуществл ет установку в исходное состо ние регистра 10 и счетчика 11, в единичное состо ние второго разр да и в нулевое состо ние первого разр да регистра 15. поэтому запись следующего массива данных производитс  в блок 25 2 в узел 53 1 по нулевому адресу. Кроме того, сигналом с входа 4 осуществл етс  увеличение на единицу содержимого счетчика 23, что приводит к формированию единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 24, а следовательно, к разрешению вывода информации из устройства , а именно с блока 25 1. Если длина вводимого массива больше емкости блока 25.1, то в момент переполнени  счетчика 11 на выходе переполнени  формируетс  единичный сигнал, который так.же. как и сигнал на входе 4 устройства, осуществл ет сдвиг единичного сигнала в кольцевом реги- стре 15, увеличивает содержимое счетчика

23, и тем самым ввод массива данных продолжаетс  в блок 25 2 в узел 53 1 пам ти по нулевому адресу. Дл  исключени  двойного срабатывани  кольцевого регистра 15 и счетчика 23 при вводе массивов длиной,

0 равной емкости узла одного блока 25, введена блокировка входа 4 нулевым сигналом с выхода элемента ИЛ И 12, поступающим на второй вход элемента И 13.

Если все блоки 25 2-25 N заполнены, то

5 на выходе переполнени  счетчика 23 формируетс  нулевой сигнал, который запрещает дальнейший ввод информации до тех пор, пока не освободитс  хот  бы один блок 25. . Вывод информации из устройства по

0 шине 6 возможен только после заполнени  массивом данных хот  бы одного блока 25 и осуществл етс  Р-разр дными словами. На входе 7 устройства устанавливаетс  единичный сигнал, стробирующий выводимые дан5 ные, с минимальной длительностью, равной циклу чтени  из узла 53 пам ти. Во врем  действи  единичного сигнала на входе 7 устройства на выходе элемента И 16, а следовательно , и на первом выходе группы 22

0 элементов И формируетс  единичный сигнал , который приводит к формированию единичных сигналов на всех выходах группы 51 элементов ИЛИ блока 25,), на входах, выборки кристалла коммутаторов группы 54

5 блока 25 1 и входах задани  режима всех узлов 53 1-53 к пам ти блока 25 1, поэтому данные, выводимые из узлов 53 блока 25 i пам ти по нулевому адресу, задаваемому счетчиком 17, через коммутатор группы 54

0 поступают на шину 6 устройства. Задним фронтом единичного сигнала с выхода элемента И 16 счетчик 17 адреса вывода увеличивает свое состо ние на единицу, поэтому во врем  действи  следующего единично5 го сигнала на входе 7 устройства вывод данных производитс  одновременно из узлов 53 1-53 к блока 25 i no следующему адресу , задаваемому счетчиком 17.

В момент окончани  вывода массива

Q данных единичный сигнал формируетс  на входе 8 устройства, при этом в кольцевом регистре 21 происходит сдвиг информации, а счетчик 23 уменьшает свое содержимое на единицу. Аналогично режиму записи при

е выводе массивов длиной больше емкости блока 25 на выходе переполнени  счетчика Сформируетс  единичный сигнал,функции которого аналогичны функци м сигнала на входе 8. Дл  исключени  двойного срабатывани , как при записи, введена блокировка

входа 8 нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 18,

Если после чтени  массива информации отсутствуют заполненные блоки 25 (счетчик 23 установилс  в нулевое состо ние), то дальнейший вывод информации будет приостановлен .

Переключение режима работы устройства дл  ввода-вывода возможно только после окончани  вывода из устройства ранее записанной информации, т.е. при обнулении счетчика 23 или 35 в зависимости от направлени  обмена. Задним фронтом сигнала с выходов элементов ИЛИ 24 и 36 происходит установка в ноль триггеров 32 и 33 соответственно, и, таким образом, устройство дл  ввода-вывода находитс  в режиме ожидани  требований обмена от абонентов, о чем сигнализирует единичными потенциалами на выходах 1 и 5 При поступлении одного из требований ввода на входы 37 и 38 устройства вновь производитс  настройка , аналогична  режиму настройки после начальной установки.

При вводе информации в устройство дл  ввода-вывода по шине 6 данных первый счетчик 23 зан тости остаетс  в нулевом состо нии, а счет зан тых информацией блоков 25 осуществл етс  вторым счетчиком 36 зан тости.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключаютс  в расширении области его применени  за счет возможности выполнени  по каждому входу как ввода, так и вывода информации. Это позвол ет использовать устройство в системах обработки информации, в которых необходимо осуществл ть двусторонний обмен информацией .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  ввода-вывода информации , содержащее N блоков хранени  данных, перва  и втора  группы информационных входов-выходов которых соединены и  вл ютс  первой и второй информационными шинами устройства, четыре элемента И. три кольцевых регистра, группу элементов И, п ть элементов ИЛИ, первый счетчик зан тости, выходы которого соединены с входами третьего элемента ИЛИ, два счетчика адреса, причем вход установки в О первого счетчика адреса соединен с входом установки в О первого кольцевого регистра, с первым входом первого элемента И и  вл етс  входом признака конца обмена по второму порту устройства, выходы первого счетчика адреса соединены с адресными входами второго порта блоков хранени  данных и входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента

   И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнени  первого счетчика адреса, а выход - с тактовым входом второго кольцевого регистра,

   0 выходы которого соединены с входами разрешени  обмена по второму порту соответствующих блоков хранени  данных, входы разрешени  обмена по первому порту которых соединены с соответствующими выхо5 дами группы элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами третьего кольцевого регистра, а вторые выходы соединены с тактовым входом второго счетчика адреса и выходом чет0 вертого элемента И, первый вход которого  вл етс  входом признака обмена по пербо- му порту устройства, вход установки в О второго счетчика адреса соединен с входом признака конца обмена по первому порту

   5 устройства и вторым входом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами второго счетчика адреса и входами адреса первого

   0 порта блоков хранени  данных, входы выборки кристаллов которых соединены с соответствующими выходами первого кольцевого регистра, выход старшего разр да которого соединен с тактовым входом

   5 первого счетчика адреса, а тактовый вход - с тактовыми входами блоков хранени  данных и выходом третьего элемента И, первый вход которого  вл етс  входом признака обмена по второму порту устройства, выход

   0 переполнени  второго счетчика адреса соединен с первым входом п того элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход соединен с тактовым входом третьего кольцевого

   5 регистра, отличающеес  тем. что, с целью расширени  области применени  устройства за счет обеспечени  двунаправленного обмена информацией, в него введены с п того по восьмой элементы И, с

   п шестого по одиннадцатый элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, второй счетчик зан тости, выходы которого соединены с входами восьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом одиннадс цатого элемента ИЛИ, тактовым входом первого триггера и третьим входом шестого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом требовани  ввода по первому порту устройства, а первый вход соединен с пр мым выходом второго триггера, вторым

   входом питого элемента И и первым входом шестого Элемента И, второй вход которого соединен с выходом п того элемента ИЛИ и первым входом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом дев того элемента ИЛИ, вторым входом седьмого элемента ИЛИ, вторым входом седьмого элемента И и пр мым выходом первого триггера, обратный выход которого соединен с выходом подтверждени  ввода по второму выводу по первому порту устройства , входом сброса второго триггера, вторым входом одиннадцатого элемента ИЛИ и вторыми управл ющими входами блоков хранени  данных, первые управл ющие входы которых соединены с выходом подтверждени  ввода по первому и вывода по второму порту устройства, вторым входом дес того элемента ИЛИ и выходом дев того элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с обратным выходом второго триггера, вход установки которого соединен с выходом седьмого элемента ИЛИ, а тактовый вход соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первым входом дес того элемента

   ИЛИ и первым входом седьмого элемента ИЛИ, третий вход которого  вл етс  входом требовани  ввода по второму порту устройства , выход шестого элемента ИЛИ соединен с входом установки первого триггера, вход данных которого соединен с нулевой шиной питани  устройства, выход одиннадцатого элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход

   которого соединен с выходом переполнени  первого счетчика зан тости, вход прибавлени  единицы которого соединен с выходом п того элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ и первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с входом вычитани  единицы второго счетчика зан тости , вход прибавлени  единицы которого соединен с выходом восьмого элемента И, а

   выход переполнени  соединен с вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого соединен с выходом дес того элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с входом вычитани  единицы первого

   счетчика зан тости.

   Фиг.I