Буферное запоминающее устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к регистровым запоминающим устройствам, и может быть применено в вычислительных комплексах для обмена информацией между оперативной памятью ЭВМ и внешними запоминающими устройствами (ВЗУ). Целью изобретения является расширение области применения БЗУ за счет независимых записи и чтения данных. БЗУ содержит три коммутатора, два накопителя, элементы И, счетчик адресов записи, счетчик адресов чтения, два реверсивных счетчика, блок управления, элементы НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Цель достигается путем организации возможности записи или чтения из накопителя до завершения текущего режима работы БЗУ и блокировки записи в накопитель или чтения из накопителя во время работы с высокоскоростными ВЗУ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 1 С 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4606591/24-24 (22) 11.08.88 (46) 07,08.90. Бюл. № 29 (72) Э. Л. Джанджулян, P. А. Мирзоян и Г. А. Ягджян (53) 681.327.6 (088.8) (56) Патент Франции № 2440058, кл. G 11 С 19/00, опублик. 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1200335, кл. G 11 С 19/00, 1984. (54) БУФЕРНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к регистровым запоминающим устройствам, и может быть применено в вычислительных комплексах для обИзобретение относится к вычислительной технике, а именно к регистровым запоминающим устройствам, и может быть применено в вычислительных комплексах для обмена информацией между оперативной памятью ЭВМ и внешними запоминающими устройствами (ВЗУ).

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет независимых записи и чтения данных.

На фиг. 1 представлена схема БЗУ; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Буферное запоминающее устройство содержит коммутатор 1, накопители 2 и 3, элемент HE 4, элементы И 5 и 6, коммутаторы 7 и 8, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 9, счетчик 10 адресов чтения, счетчик 11 адресов записи, реверсивные счетчики

12 и 13 блок 14 управления, включающий в себя элементы И 15 и 16, элементы И вЂ” НЕ 17 — 21, триггеры 22 и 23, элементы ИЛИ 24 — 28, элемент НЕ 29.

ÄÄQUÄÄ 1583980 А 1 мена информацией между оперативной памятью ЭВМ и внешними за поминающими устройствами (ВЗУ). Целью изобретения является расширение области применения БЗУ за счет независимых записи и чтения данных. БЗУ содержит три коммутатора, два накопителя, элементы И, счетчик адресов записи, счетчик адресов чтения, два реверсивных счетчика, блок управления, элементы

НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Цель достигается путем организации возможности записи или чтения из накопителя до завершения текущего режима работы БЗУ и блокировки записи в накопитель или чтения из накопителя во время работы с высокоскоростными ВЗУ. 1 з. и. ф-лы, 2 ил.

Устройство также содержит вход 30 запроса записи, вход 31 тактовых импульсов, вход 32 запроса чтения, информационные выходы 33, выход 34 режима работы, выход 35 запроса выдачи данных, выход 36 разрешения приема данных, выход 37 запроса приема данных, выход 38 разрешения выдачи данных и информационные входы 39.

Устройство работает следующим образом.

Данные, поступающие на информационные входы устройства, записываются в накопитель 2 или 3 по значению адресного счетчика 11, а чтение из накопителя 2 или 3 производится по значению адресного счетчика 10, причем считанные данные на информационный выход 33 БЗУ поступают через коммутатор 1, который управляется значением старшего разряда счетчика чтения 10.

Счетчики 10 и 11 считают циклически, указывая адрес ячеек накопителей, по которым будут производиться запись или чтение данных соответственно. Реверсивные счетчики 12 и 13 показывают количество запол1583980

55 ненных ячеек накопителей 2 или 3 соответственно. Разрядность счетчиков 10 — 13 выбирается, исходя из объема накопителей 2 и 3. Так, если объем каждого накопителя равен 2, то счетчики 10 и 11 должны быть и+1-разрядными, а 12 и 13 — и-разрядНЫМИ.

Старший разряд счетчика 11 определяет, в какой из накопителей можно производить запись.

Выходы элементов И 5 и 6 блокируют элементы И вЂ” HE 17 и 18 для прохождения тактового импульса по записи, а старший разряд счетчика 10 блокирует элементы И—

HE 19 и 20 для прохождения тактового импульса по чтению. Выходы элементов И—

HE 17 и 18 модифицируют счетчики 12 и 13 соответственно по прямому счетному входу, производят запись в накопитель

2 или 3 и посредством элемента И 16 модифицируют счетчик 11. Выходы элементов

И вЂ” НЕ 19 и 20 модифицируют счетчики 12 и 13 по реверсивному счетному входу соответственно, сбрасывают управляющие триггеры 22 и 23, если они установлены, и посредством элемента И 15 модифицируют счетчик 10 чтения. Единичные выходы управляющих триггеров 22 и 23 поступают на элемент ИЛИ 25, выход которого является запросом выдачи данных в БЗУ, а нулевые вы ходы подключены к элементу ИЛИ 24, выход которого является признаком разрешения приема данных в накопители 2 и 3.

Выходы счетчиков 12 и 13 поступают на и-входовые элементы ИЛИ 27 и 26 соответственно, выходы которых поступают на элемент И вЂ” НЕ 21 и на элемент ИЛИ 28.

Выход элемента И вЂ” НЕ 21 является запросом приема данных из ВЗУ, а выход элемента ИЛИ 28 — признаком разрешения выдачи данных из накопителей 2 или 3.

Выходы 35 и 37 дают возможность без потери данных производить обмен между ОП и ВЗУ при соблюдении следующего условия: объемы накопителей должны быть равными объему блока данных ВЗУ. Так, при операции «Запись» (данные считываются из ОП и записываются в ВЗУ) устройство управления ВЗУ выдает сигнал «Чтение» на вход

32 при переполнении одного из накопителей, признаком которого является появление единичного уровня на выходе 35 БЗУ, а при операции «Чтение (данные считываются из ВЗУ и записываются в ОП) устройство управления БЗУ выдает сигнал записи на вход 30 БЗУ при отсутствии данных в одном из накопителей, признаком которого является появление единичного уровня на выходе 37 БЗУ.

На временной диаграмме (фиг. 2, момент времени а) последовательно исходное состояние БЗУ. Счетчики 10 — 13 и триггеры 22 и 23 сброшены сигналом начальной установки (не показано). При этом на управляющих вы-ходах БЗУ 34, 35 и 38 установлены ну5

40 левые уровни, а на выходах 36 и 37 — единичные уровни.

С приходом сигнала «Запрос записи» на вход 30 устройства (момент времени б) на выходе элемента И 5 устанавливается единичный уровень, тем самым разрешая подключить выходы счетчика 11 через коммутатор 8 к адресным входам накопителя 2, а также прохождение тактового импульса от входа устройства 31. По переднему фронту тактового импульса через элемент И 16 происходит запись данных с информационного входа 39 в накопитель 2 по адресу счетчика 11, а по заднему фронту тактового импульса происходит модификация счетчика 11 и счетчика 12. На выходе 38 разрешения выдачи данных появляется единичный уровень, так как значение счетчика 12 отлично от нуля. После некоторых циклов записи в БЗУ устройство управления снимает сигнал «Запрос записи» и подает сигнал «Запрос чтения» по входу 32 устройства (момент времени в).

На выходе элемента И 5 устанавливается нулевой уровень, разрешая подключить выходы счетчика 10 через коммутатор 8 к адресным входам накопителя 2, прохождение тактового импульса через элемент И вЂ” НЕ 19 и выдачу информации от накопителя 2 через коммутатор 1 на информационный выход 33, так как значение старшего разряда счетчика 10 равно нулю. По заднему фронту тактового импульса происходит модификация счетчика 10 через элемент И 15 по счетному входу и счетчика 12 по обратному счетному входу.

При отсутствии сигналов «Запрос записи» и «Запрос чтения» на информационном выходе 33 БЗУ находится информация ячейки накопителя, адрес которого указывает счетчик 10 (на управляющих входах коммутаторов 7 и 8 — нулевой уровень).

В момент времени г на временной диаграмме показана ситуация, когда после нескольких циклов чтения устройство управления продолжает запись в накопитель 2.

В момент времени д производится запись в последнюю ячейку накопителя 2.

Выход переполнения счетчика 12 устанавливает триггер 22, а задний фронт тактового импульса устанавливает в единицу старший разряд счетчика 11 и на управляющем выходе устройства 34 появляется признак режима работы («Запись/Чтение»), разрешая устройству продолжать операцию в режиме одновременной записи и чтения с

БЗУ. Единичный уровень на выходе триггера 22 выдает на выход 35 устройства запрос выдачи данных. Если будет продолжена запись в БЗУ, то произойдет переполнение накопителя 3 (момент времени е) и счетчика 13. Триггер 23 установится в

«1», а старший разряд счетчика 11 в «О» и на управляющем выходе 36 «Разрешение

1583980

10

Формула изобретения

15 приема данных» появится нулевой уровень, запрещая продолжать запись в БЗУ. Далее снимается «Запрос записи» и на входе 32 устанавливается сигнал «Запрос чтения». Сле-, дующим тактовым импульсом (задним фронтом) происходит сброс триггера 22 и на выходе 36 устанавливается единичный уровень, но так как на управляющем .выходе 34 («Запись/Чтение») нулевой уровень, то внешнему устройству запрещается выдавать сигнал «Запрос записи».

В момент времени ж на временной диаграмме представлена ситуация, когда происходит чтение из последней ячейки накопителя 2. На выходе элемента ИЛИ 27 ,устанавливается нулевой уровень, на управляющем выходе 37 «Запрос приема данных» устанавливается единичный уровень. Последним тактовым импульсом устанавливается в единичный уровень старший разряд счетчика !0 и тот же уровень устанавливается на управляющем выходе устройства 34, тем самым разрешая чтение из накопителя 3 и запись в накопитель 2. Задним фронтом следующего тактового импульса происходит .сброс триггера 23 и на выходе 35 запроса выдачи данных появляется нулевой уровень.

В момент времени з происходит чтение ин,формации из последней ячейки накопителя 3.

Тактовый импульс обнуляет счетчик 10,,вследствие чего на выходах 34 и 38 появля;ется нулевой уровень и устройству управления сообщается, что оба накопителя пустые.

Внешнее устройство снимает сигнал «Запрос чтения», устанавливает «Запрос записи» и следующим тактовым импульсом производится запись в первую ячейку накопителя 2. В момент времени и производится запись в последнюю ячейку накопителя 2 и происходит переполнение счетчика 12.

Импульсом переполнения устанавливается в единичный уровень триггер 22, а на выходах

;34 и 35 устанавливается единичный уровень. ;Внешнее устройство выдает сигнал «Запрос ,чтения» и следующим тактовым импульсом производится запись в первую ячейку накопителя 3 и чтение из первой ячейки накопителя 2. В момент времени к происходит запись в последнюю ячейку накопителя 3 и чтение из последней ячейки накопителя 2. Устройство снимает сигнал «Запрос записи», продолжает чтение из накопителя 3 и в момент времени л вновь выдает сигнал «Запрос записи» (так как на выходе 34 единичный уровень) и начинает запись в накопитель 2. Когда считывается последняя ячейка из накопителя 3 (мо:мент времени м), что счетчик 10 обнуляется, на выходе 34 устанавливается нулевой уро,вень и внешнее устройство снимает сигнал

«Запрос чтения» и продолжает запись в на.,копитель 2 до окончания блока данных, длина которого задается внешним устройством. ,. В момент времени и включается сигнал

«Запрос чтения», считывается информация

6 из накопителя 2 и с обнулением счетчика 12 на выходе 38 «Разрешение выдачи данных» появляется нулевой уровень. Получив признак об отсутствии информации в накопителе, внешнее устройство снимает сигнал «Запрос чтения» и операция с БЗУ завер ш а ется.

Таким образом, предлагаемое БЗУ обеспечивает возможность применения его в устройствах управления, где осуществляется обмен информацией с различными скоростями, совмещая запись и считывание информации, причем обмен информацией про изводится без потери данных.

1. Буферное запоминающее устройство, содержащее первый и второй накопители, информационные входы которых объединены и являются информационными входами устройства, первый коммутатор, выходы которого являются информационными выходами устройства, счетчик адресов записи, счетчик адресов чтения, первый и второй реверсивные счетчики, блок управления, первый, второй и третий входы которого являются соответственно входом запроса записи устройства, входом тактовых импульсов устройства, входом запроса чтения устройства, выходы первого и второго накопителей подключены к информационным входам соответственно первой и второй групп первого коммутатора, первый н второй выходы блока управления подключены к счетным входам соответственно счетчика адресов чтения и счетчика адресов записи, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к входу прямого сч;та и входу обратного счета первого реверсивного счетчика, выход переноса которого подключен к четвертому входу блока управления, пятый и шестой выходы блока управления подключены соответственно к входу прямого счета и входу обратного счета второго реверсивного счетчика, выход переноса которого подключен к пятому входу блока управления, седьмой и восьмой выходы блока управления подключены к входам режимов соответственно первого и второго накопителей, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет независимых записи и чтения данных, оно содержит второй и третий коммутаторы, первый и второй элементы И, элемент НЕ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого является выходом режима работы устройства, информационные выходы счетчика адресов чтения подключены к информационным входам первых групп второго и третьего коммутаторов, информационные входы вторых групп которых подключены к информационным выходам счетчика адресов записи, выход старшего разряда которого подключен к входу элемента НЕ, к первому входу

1583980 второго элемента И и к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу старшего разряда счетчика адресов чтения, к управляющему входу первого коммутатрора и шестому входу блока управления, выход элемента HE подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к второму входу второго элемента И и к девятому выходу блока управления, выход первого элемента И подключен к управляющему входу второго коммутатора и седьмому входу блока управления, восьмой вход которого подключен к управляющему входу третьего коммутатора и выходу второго элемента И, выходы второго и третьего коммутаторов, 15 подключенных к адресным входам соответственно первого и второго накопителей, информационные выходы первого и второго реверсивных счетчиков подключены к входам соответственно первой и второй групп блока управления, десятый, одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый выходы блока управления являются соответственно выходом запроса выдачи данных, выходом разрешения приема данных, выходом запроса приема данных и выходом разрешения вы- 25 дачи данных устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит первый и второй триггеры, элементы И вЂ” НЕ, элементы ИЛИ, элементы И и элемент НЕ, ЗО вход которого является шестым входом блока управления и подключен к первому входу первого элемента И вЂ” НЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, к входу сброса первого триггера и является шестым выходом блока управления, 35 выход элемента НЕ подключен к первому входу второго элемента И вЂ” НЕ, выход которого является четвертым выходом блока управления и подключен к входу сброса второго триггера и второму входу первого элемента И, выход которого является первым выходом блока управления, второй вход первого элемента И вЂ” НЕ является третьим входом блока управления и подключен к второму входу второго элемента И вЂ” НЕ, третий вход которого является вторым входом блока управления и подключен к третьему входу первого элемента И вЂ” НЕ и первым входам третьего и четвертого элементов И—

НЕ, вторые входы которых являются соответственно восьмым и седьмым входами блока управления, третий вход третьего элемента И вЂ” НЕ является первым входом и девятым выходом блока управления и подключен к третьему входу четвертого элемента

И вЂ” НЕ, выход которого является третьим и седьмым выходами блока управления и подключен к первому входу второго элемента И, выход которого является вторым выходом блока управления, выход третьего элемента

И вЂ” НЕ является пятым и восьмым выходами блока управления и подключен к второму входу второго элемента И, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого является десятым выходом блока управления, инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одиннадцатым выходом блока управления, входы установки первого и второго триггеров являются соответственно пятым и шестым входами блока управления, выход третьего элемента ИЛИ подключен к первым входам пятого элемента И вЂ” НЕ и пятого элемента ИЛИ, выходы которых являются соответственно двенадцатым и тринадцатым выходами блока управления, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к вторым входам пятого элемента И вЂ” НЕ и пятого элемента ИЛИ, входы третьего и четвертого элементов ИЛИ являются входами соответственно первой и второй групп блока управления.

1583980 о й

3б

Фиг.1

1Ó

2б

Фиг. 2

Составитель С. Шустенко

Редактор Л. Зайцева Техред А. Кравчук Корректор М. Пожо

Заказ 2258 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 а д

1 1

51

52

Я 4

Ю дб

57 ,т8

1б

22

14

18

2f

6 г д е ж а и к л м

Ф Ф