Устройство для сопряжения эвм с абонентом

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства преобразования и буферизации данных, для сбора телеметрической информации 1, |;ji, ХФФ---Ф У 2-й cmpoS и для проведения модельных экспериментов с автоматизированными системами , в которых внешняя ЭВМ должна выдавать недостающую информацию. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет организации непрерывного вывода информации и обеспечение передачи массивов информации произвольной длины. Устройство содержит четыре блока памяти 1-4, четыре триггера 5-8, .пять счетчиков 9-13, пять коммутаторов 14-18, два дешифратора 19, 20, два элемента ИЛИ 21 22, два элемента И 23, 24, узел синхронизации 25, сдвиговый регистр 26, узел сравнения 27, регистр 28 прерываний, мультиплексор 29. 3 ил. i (Л . 1 гтаоа I tsd OD «Ч 4j Фи.г.1 2-й6ход

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 G 06 F 13/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3957150/24-24 (22) 17.09,85 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (72) И.Н.Шпиньков, В.И.Гайдук и А.В.Дорофеев (53) 681. 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1070535, кл. G 06 F 3/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1084775, кл. G 06 F 3/04, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭВМ

С АБОНЕНТОМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства преобразования и буферизации данных, для сбора телеметрической информации

„„ЯО„„128717О А 1 и для проведения модельных экспериментов с автоматизированными системами, в которых внешняя ЭВМ должна выдавать недостающую информацию.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет организации непрерывного вывода информации и обеспечение передачи массивов информации произвольной длины. Устройство содержит четыре блока памяти 1-4, четыре триггера

5-8,,пять счетчиков 9-13, пять коммутаторов 14-18, два дешифратора 19, 20, два элемента ИЛИ 21, 22, два элемента И 23, 24, узел синхронизации

25, сдвиговый регистр 26, узел сравнения 27, регистр 28 прерываний, мультиплексор 29. 3 ил.

1287170

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства преобразования и буферизации данных, для сбора телеметрической информации и 5 для проведения модельных экспериментов с автоматизированными системами, в которых внешняя ЭВМ должна выдавать недостающую информацию, т.е. параметры модельной ситуации, имитируемые

10 сигналы от недостающих приборов и т.п.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устрой15 ства путем организации непрерывного вывода информации и обеспечение передачи массивов информации произвольной длины °

На фиг. 1 представлена функцио20 нальная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы процессов записи, считывания и сигналов прерывания при вводе данных через устройство в ЭВМ; на фиг. 3 — временные диагpaMMbr процессов записи, считывания и сигналов прерывания при выводе данных из ЭВМ через устройство.

Устройство содержит (фиг. 1) первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 блоки пямяти, первый 5, второй

6, третий 7 и четвертый 8 триггеры, первый 9, четвертый 10, третий 11, пятый 12 и второй 13 счетчики, третий 14, второй 15, первый 16, четвертый 17 и пятый 18 коммутаторы, первый З5

19, второй 20 дешифраторы, первый 21 и второй 22 элементы ИЛИ, первый 23 и второй 24 элементы И, узел 25 синхронизации, сдвиговый регистр 26, узел 27 сравнения, регистр 28 преры- 40 ваний и мультиплексор 29.

Устройство работает в двух режимах: в режиме ввода информации в ЭВМ и в режиме инициативного вывода, т.е. вывода информации из ЭВМ по ини- 45 циативе внешнего абонента.

Работа устройства в режиме ввода информации.

В исходном состоянии до поступления информации на вход счетчики 9 и

10 сброшены, триггеры 5 и 6 находятся в состоянии логического "0", сигналы на выходах триггера 5 определяют начальное состояние первого 14 и второго 15 коммутаторов, при котором коммутатор 14 пропускает на выход данные со своего второго входа, а коммутатор 15 пропускает на свои первый и второй выходы данные с первого и второго входов соответственно, Кроме того, сигналы на выходах триггера 5 определяют начальное состояние блоков 1 и 2 памяти, при котором для блока.1 разрешена запись и запрещено считывание, а для блока 2 разрешено считывание и запрещена запись.

На первый вход устройства поступает информация, в виде последовательного бинарного кода с тактовой частотой F. Узел 25 из входной последовательности формирует импульсы тактовой частоты F с которой происходит запись данных в сдвиговый регистр 26.

Последний преобразует последовательный код в параллельный и выдает данные словами заданной длины на входы данных блоков 1 и 2 памяти. На втором выходе блок 25 формирует импульсы с частотой F/ï, где и — длина заданного слова (например, при 16-разрядных словах п равно 16). Эти импульсы поступают на входы записи блоков 1 и 2, записывая данные в блок 1, в которъм разрешена запись.

Эти же импульсы поступают на счетный вход счетчика 9, данные с выхода которого через коммутатор 15 поступают на адресный вход блока 1 и определяют адрес ячейки блока 1, в которую записывается очередное слово информации. Счетчик 9 запускается задним фронтом импульса и, таким образом, формируемый им адрес записи меняется после прохождения очередного импульса записи. Счетчик 9 подсчитывает количество записанных слов, разрядность его определяется объемом блока памяти. При заполнении блока памяти счетчик 9 обнуляется, срабатывает дешифратор 19, который формирует импульс, поступающий через элемент ИЛИ 21 на счетный вход триггера 5, меняя его состояние. Этот же импульс поступает на второй вход регистра 28 прерываний, который выдает сигнал "Прерывание", поступающий на выход прерываний устройства и вход элемента И 23, запрещая прохождение стробирующего импульса от ЭВМ на счетный вход счетчика 10. Кроме тоFo сигнал Прерывание" поступает на управляющий вход коммутатора 16, устанавливая состояние коммутатора, при котором последний пропускает на выход, являющийся первым выходом устройства, информацию со своего перво- го входа в момент поступления стробирующего импульса на стробирующий вход

1-2871 коммутатора 16. На втором выходе, который соединен с первым входом коммутатора 16, регистр 28 прерываний устанавливает признак прерывания по заполнению блока памяти. Получив сигнал прерывания, ЭВМ прерывает выполнение текущей программы и принимает признак прерывания с первого выхода устройства. При этом на первый стробирующий вход устройства посту- 10 пает импульс от ЭВМ, который разрешает прохождение данных на выход коммутатора 16, а также поступает на установочный вход регистра 28 прерываний, который по заднему фронту этого импульса снимает сигнал прерывания, разрешая тем самым прохождение стробирующих импульсов от ЭВМ через элемент И 23 и устанавливая состояние коммутатора 16, при котором20 последний пропускает на выход при наличии стробирующего импульса от

ЭВМ данные от своего второго входа.

Получив из устройства признак прерывания по заполнению блока памяти, ЭВМ начинает считывать информацию из устройства.

При переключении триггера 5 меняется состояние коммутаторов 14 и 15, при этом коммутатор 14 пропускает на вход данные со своего первого входа, а коммутатор 15 пропускает на свои первый и второй выходы данные соответственно с второго и первого 35 входов. Кроме того, сигналы на выходах триггера 5 устанавливают новое состояние блоков 1 и 2 памяти, при котором для блока 1 запрещена запись и разрешение считывания, а для бло- 40 ка 2 разрешена запись и запрещено считывание. Таким образом, на адресный вход блока 1 через коммутатор 15 поступает адрес, формируемый счетчиком 10. Выход блока 1 через коммута- 45 торы 14 и 16 подключается к первому выходу устройства, и ЭВМ начинает считывать информацию из блока 1.

Счетчик 10 подсчитывает количество слов, переданных из устройства в ЭВМ,50 данные на его выходе определяют ад" рес ячейки блока памяти, которая считывается .з устройства в ЭВМ. Разрядность счетчика 10, как и счетчика 9, определяется объемом блока памяти. Каждый стробирующий импульс, поступающий ат ЭВМ, проходит на стробирующий вход коммутатора 16, разрешая появление данных на выходе уст70 4 ройства, и через элемент И 23 поступает на счетный вход счетчика 10. увеличение на единицу адреса, формируемого счетчиком, происходит по заднему фронту импульса. После приема из устройства количества слов, равного объему блока памяти устройства, ЭВМ возобновляет выполнение фоновой программы, а счетчик 10 автоматически обнуляется после выдачи в ЭВМ последнего слова из данного блока памяти.

После переключения триггера 5 (в том числе и во время выдачи информации в ЭВМ) данные, поступающие в устройство, записываются в блок 2 памяти. Адрес записи поступает с выхода счетчика 9 через второй выход коммутатора 15 на адресный вход блока 2 памяти, в который разрешена запись.

При заполнении блока 2 вторично обнуляется счетчик 9, срабатывает дешифратор 19, меняется состояние триггера 5, а следовательно, и коммутаторов 14 и 15. В ЭВМ вторично выдается сигнал "Прерывание", а на первом входе коммутатора 16 устанавливается признак прерывания по заполнению блока памяти. ЭВМ приниЧчает признак прерывания и начинает считывать информацию из устройства.

При этом в ЭВМ выдается информация из блока 2 памяти через коммутаторы 14 и 16, а на адресный вход блока 2 поступает через второй выход коммутатора 15 адрес считывания с выхода счетчика 10. Поступающая в устройство информация записывается в блок 1, в который после второго переключения триггера 5 разрешена запись. И т.д.

После приема в устройство последнего слова передаваемого массива информации срабатывает анализатор 27 отсутствия сигнала, который выдает на выходе импульс при выполнении двух условий: если после прихода последнего информационного импульса прошло характерное время Т, которое, например, может определяеться как максимальное из удвоенного промежутка между информационными импульсами и удвоенного наибольшего времени смены состояния ЭВМ при обработке прерывания; если на выходе счетчика 10 находится нуль, обозначающий, что ЭВМ закончила очередной прием информации.

При выполнении этих условий узел 27 выдает импульс, который устанавливаi 287170 ет в нулевое состояние счетчики 11—

13, триггеры 7 и 8, устанавливает в состояние "1" триггер 6 и поступает на второй вход элемента ИЛИ 21 и на третий вход регистра 28 прерываний. 5

При этом импульс с выхода элемента

ИЛИ 21 меняет состояние триггера 5 и блок памяти, в который была разрешена запись, становится доступным для считывания. Регистр 28 выдает сигнал "Прерывание" на выход прерываний устройства и устанавливает на втором своем выходе признак прерывания по концу передачи и данные счетчика 9. Получив сигнал прерывания, ЭВМ принимает из устройства признак прерывания, по которому определяет количество слов, которое нужно принять из устройства, после чего ЭВМ принимает из устройства нужное количество слов и возобновпяет выполнение прерванной программы.

После выдачи в ЭВМ -последнего слова показания счетчиков 9 и 10 совпадают, на управляющем входе дешифра25 тора 20 находится сигнал разрешения работы, который поступает с выхода триггера 6. Дешифратор 20 срабатывает и выдает импульс, который устанавливает в нуль счетчики 9 и 10, триггеры 5 и 6 и поступает на управляющий вход дешифратора 19, запрещая его работу на время следования импульса и предотвращая тем самым выдачу ложного сигнала прерыва- 35 ния в момент обнуления счетчика 9, Таким образом устройство приводится в исходное состояние.

При работе в режиме инициативного ввода ЭВМ должна перед началом обмена 10 получить сообщение о предстоящем обмене информацией. При заранее заданном алгоритме обмена информацией с внешним устройством этим сигналом для

ЭВМ может служить прерывание по концу передачи. Например, если заранее задан алгоритм, по которому ЭВМ К раз принимает информацию от внешнего устройства, а затем передает известное количество слов на внешнее уетройст- 50 во, этим сообщением является К-е прерывание по концу обмена. Если такого алгоритма нет, внешний абонент должен передать в ЭВМ сообщение о предстоящем обмене. 55

В исходном состоянии счетчики 1113 и триггеры 7 и 8 находятся в нулевом состоянии. Сигналы с выходов триггера 7 определяют начальное состояние коммутаторов 17 и 18, при котором коммутатор 17 пропускает на выход данные со своего второго входа, коммутатор 18 пропускает на свои первый и второй выходы данные с первого и второго входов соответственно. Сигналы с выходов триггера 7 также определяют. начальное состояние блоков памяти, при котором для блока 3 разрешена запись и запрещено считывание, а для блока 4 разрешено считывание и запрещена запись.

ЭВМ, получив сообщение о предстоящей выдаче информации, начинает запись информации, при этом данные, поступающие на второй вход устройства, записываются в блок 3 по импульсам записи, поступающим на вход записи устройства. Импульсы записи поступа— ют также на счетный вход счетчика 13, который формирует адрес записи, поступающий через коммутатор 18 на адресный вход блока 3. Разрядность счетчика 13, как и счетчиков 9 и 10, определяется .объемом блока памяти.

После заполнения блока 3 счетчик 13 обнуляется и в момент обнуления выдает импульс переполнения, поступающий на первый вход элемента И 24, на втором выходе которого имеется сигнал разрешения с выхода триггера 8. С выхода элемента И 24 импульс переполнения поступает на счетный вход триггера 8 и через элемент ИЛИ 22 на счетный вход триггера 7, меняя состояние обоих триггеров. После изменения состояния триггера 8 сигнал на его выходе запрещает последующее прохождение импульсов переполнения счетчика 13 через элемент И 24, После изменения состояния триггера 7 сигналы на его выходах определяют новое состояние блоков памяти, при котором для блока 3 разрешено считывание и запрещена запись, а для блока 4 разрешена запись и запрещено считывание, а также новое состояние коммутаторов

17 и 18, при котором коммутатор 17 пропускает на выход данные со своего первого входа, а коммутатор 18 пропускает на свой первый и второй выходы данные с второго и первого входов соответственно. Дальнейшая запись поступающей из ЭВМ информации производится в блок 4, в который разрешена запись. Адрес записи поступает на адресный вход блока 4 и с выхода счетчика 13 через коммутатор 18. После заполнения второго блока 4 памяти

7. 12871

ЭВМ прекращает запись информации и отключается от устройства. При этом в момент обнуления счетчика 13 вторично выдается импульс переполнения счетчика который Не производит ни 5 каких действий, поскольку триггер 8 установлен в состояние "1" и сигнал с его выхода, поступающий на второй вход элемента И 24, запрещает прохождение импульса через этот элемент.

Внешнее устройство начинает считывать информацию, при этом стробирующие импульсы с второго стробирующего входа устройства поступают на

15 стробирующий вход выходного мультиплексора 29 и на счетный вход счетчика 11. Разрядность счетчика 11 определяется длиной информационного. слова, сигналы на его выходе поступают на адресный вход мультиплексора, преобразующего параллельный код в последовательный, определяя нОмер разряда считываемого слова, который выдается во внешнее устройство. В момент обнуления счетчик 11 выдает сигнал переполнения, который поступает на счетный вход счетчика 12, данные с выхода которого поступают через коммутатор 18 на адресный вход блока 3, определяя адрес ячейки па30 мяти, информация из которой через коммутатор 17 поступает на информационный вход мультиплексора 29. Разрядность счетчика 12, как и счетчика 9, определяется объемом блока памяти. После считывания информации из блока памяти счетчик 12 обнуляется и выдает импульс переполнения, поступающий на второй вход элемента ИЛИ

22, с выхода которого поступает импульс на счетный. вход триггера 7, меняя его состояние. При изменении состояния триггера 7 меняется состояние блоков 3 и 4. При этом для блока 3 разрешена запись и запрещено считывание, а для блока 4 запрещена запись и разрешено считывание. Кроме того, устанавливается состояние коммутаторов, при котором коммутатор 17 пропускает на выход данные со своего второго входа, т.е. с выхода блока 4, а коммутатор 18 пропускает на свои первый и второй выходы сигналы с первого и второго входов соответственно. Таким образом, на адресный вход блока 4 поступает адрес считывания с выхода счетчика 12, а данные блока

4 через коммутатор 17 поступают на

70 8 информационный вход мультиплексора 29 и считывание продолжается из блока 4.

Импульс переполнения с выхода счетчика 12 поступает также на четвертый вход регистра 28 прерываний, который по этому импульсу устанавливает на своем первом выходе признак прерывания по считыванию, а на втором выходе — сигнал Прерывание, который поступает в ЭВМ, Последняя, получив сигнал "Прерывание", прерывает выполнение фоновой программы и считывает с первого выхода устройства признак прерывания. После этого ЭВМ начинает запись информации. При этом данные, поступающие из ЭВМ на второй вход устройства, записываются в блок

3, в который разрешена запись. Адрес записи поступает на адресный вход блока 3 со счетчика 13 через коммутатор 18. После заполнения блока памяти ЭВМ отключается от устройства и возобновляет выполнение фоновой программы. После считывания информации из блока 4 вторично выдается сигнал переполнения счетчика 12, меняется состояние триггера 7, коммутаторов 17 и 18 и блоков 3 и 4 памяти. На ЭВМ выдается сигнал прерывания по считыванию, после чего на выход поступают данные из блока 3, а ЭВМ записывает очередную порцию данных в блок 4. И т.д, После передачи в устройство последнего слова ЭВМ отключается от устройства, Внешнее устройство продолжает прием информации. При этом в зависимости от того полностью или нет заполнен блок памяти при последней записи на ЭВМ выдается еще одно или два прерывания по считыванию, при получении которых ЭВМ не выдает данные в устройство. После приема внешним устройством последнего слова процесс вывода информации заканчивается, Счетчики 11-13 и триггеры 7 и 8 возвращаются в исходное состояние сигналом с выхода узла 27 сравнения при следУющей передаче информации от внешнего устройства в ЭВМ.

Таким образом, при вводе информации в ЭВМ процессы записи и считывания идут параллельно, каждый со своей скоростью. Поступающая в устройство информация записывается то в один, то в другой блок памяти, считывание информации начинается по сигналу прерывания и заканчивается

1287170

10 по инициативе ЭВМ после считывания из устройства или количества слов, равного объему блока памяти устройства (прерырание по заполнению блока памяти), или количества слов согласно счетчику (прерывание по концу передачи). При выводе информации 3BII заполняет данными два блока памяти, подготавливая устройство для вывода информации. Внешнее устройство счи- 1О тывает информацию то иэ одного, то из другого блока памяти. При этом при освобождении блока памяти на ЭВМ выдается сигнал прерывания, получив который ЭВМ заполняет данными освобо— дившийся блок памяти, т.е. и в этом случае процессы записи и считыванпя идут параллельно. Быстродействие ЭВМ должно быть выше быстродействия внешнего устройства, т,е. скорость счи- 20 тывания ЗВМ должна быть выше скорости записи внешнего устройства, а скорость считывания внешнего устройства должна быть меньше скорости записи ЭВМ. 25

Формула из обретения

Устройство для сопряжения ЗВМ с абонентом, содержащее два блока па-. 30 мяти, три коммутатора, первый триггер, первый счетчик, первый дешифратор, узел синхронизации, сдвиговый регистр, причем информационный вход сдвигового регистра соединен с такто- З выми вхоцами узла синхронизации и является первым информационным входом устройства для подключения к информационному выходу абонента, выход первого коммутатора является пер- 40 вым информационным выходом устройства для подключения к информационному входу ЭВМ, при этом первый выход узла синхронизации соединен с синхровходом сдвигового регистра, выход 45 которого соединен с информационными входами первого и второго блоков памяти, адресные входы которых соединены с первым и вторым информационными выходами второго коммутатора 0 соответственно, управляющий вход которого соединен с входом рехсима работы первого блока памяти и с единичным выходом первого триггера, нулевой выход которого соединен с управляющим входом третьего коммутатора и с входом режима работы второго блока памяти, вход записи которого соединен с входом записи первого блока памяти, со счетным входом первого счетчика и с вторым входом узла синхронизации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет организации непрерывного вывода информации и обеспечения передачи массивов информации произвольной длины в устройство введены три триггера, два коммутатора, четыре счетчика, два элемента И, два элемента ИЛИ, второй дешифратор, два блока памяти, мультиплексор, узел сравнения, регистр прерывания, причем первый вход первого элемента И соединен со стробирующим входом первого коммутатора, с установочным входом регистра прерывания и является первым стробирующим входом устройства для подключения к стробирующему выходу ЭВМ, первый выход регистра прерывания соединен с управляющим входом первого коммутатора, с вторым входом первого элемента И и является выходом прерывания устройства для подключения к входу прерывания ЗВМ, счетный вход второго счетчика соединен с входами записи третьего и четвертого блоков памяти и является входом записи устройства для подключения к выходу записи ЭВМ, информационный вход третьего блока памяти соединен с информационным входом четвертого блока памяти и является вторым информационным входом устройства для подключения к информационному выходу ЗВМ, выход .мультиплексора является вторым информационным выходом устройства для подключения к информационному входу абонента, стробирующий вход мультиплексора соединен со счетным входом третьего счетчика и является вторым отробирующим входом устройства для подключения к стробирующему выходу абонента, при этом выход первого элемента И соецинен со счетным входом четвертого счетчика, выход которого соединен с первым информационным входом второго коммутатора, с первым входом узла сравнения, с первым информационным входом второго дешифратора, выход которого соединен с установочным входом четвертого счетчика, нулевым входом первого триггера, управляющим входом первого дешифратора, нулевым входом второго триггера, установочным входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым информационным входом второго цешифра1-2871 7 О

Фиг. 2 тора, с вторым информационным входом второго коммутатора, первым информационным входом регистра прерывания и с информационным входом первого дешифратора, выход которого соединен с вторым информационным входом регистра прерывания и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, управляющий вход второго 10 дешифратора соеДинен с выходом второго триггера, счетный вход которого соединен с выходом узла сравнения, с установочными входами второго, третьего и пятого счетчиков, с нуле-- 15 выми входами третьего и четвертого триггеров, с вторым входом первого элемента ИЛИ с третьим информационным входом регистра прерывания, второй выход которого соединен с первым 20 информационным входом первого коммутатора, второй йнформационный вход которого соединен с выходом третьего коммутатора, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами первого и второго блоков памяти соответственно, второй вход узла сравнения соединен с первым выходом узла синхронизации, первый выход счетчика соединен .с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого

1 триггера, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И и с первым входом второго элемента

ИЛИ; второй вход которого соединен с четвертым информационным входом регистра прерывания и с первым выходом пятого счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом третьего счетчика, второй выход которого соединен с адресным входом мультиплексора, информационный вход которого соединен с выходом четвертого коммутатора, первый и второй информационные . входы которого соединены с выходами третьего и четвертого блоков памяти соответственно, адресные входы которых соединены с первым и вторым выходами пятого коммутатора соответственно, первый и второй информационные входы которого соединены с вторыми выходами второго и пятого счетчиков соответственно, выход второго элемента ИЛИ соединен со счетным входом третьего триггера, единичный выход которого соединен с входом регистра работы третьего блока памяти и с управляющим входом четвертого коммутатора, нулевой выход третьего триггера соединен с входом режима

<работы четвертого блока памяти и с управляющим входом пятого коммутатора.

1287170

Составитель С. Пестмал

Техред А. Кравчук Корректор В. Ьутяга

Редактор С. Лисина

Заказ 7719/53 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/ >

П оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг р и, у!I, lip: K1 Hëÿ, р