Устройство ввода-вывода информации

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обемена данными для сопряжения ЭВМ с внешними абонентами , а также для связи ЭВМ между собой . Цель изобретения - расширение области применения путем ускорения асинхронного обмена по каналу связи и обеспечения возможности анализа патхитета принимаемого кода, числа

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) r. 06 F 13/00, 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Е, г;1, 1 (21) 4626376/74 (22) 26. 12.88 (46) 07.01.91. Бкыт. Р 1 (72) А.И.Волков, В.Д.Сахончик и Г.В.Козелецкий (53) 681.325(088.8) (56) Машина электрическая вычислительная цифровая персональная профессиональная ЕС 1840. Техническое описание Е11.700.006. ТО.

Авторское свидетельство СССР

1536393, кл. Г 06 F 13/00, 20.04.88.

2 (54) УСТРОЙСТВО ВВОДА-ВЬВОДА ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обемена данными для сопряжения ЭВМ с внешними абонентами, а также для связи ЭВМ между собой. Цепь изобретения — расширение области применения путем ускорения асинхронного обмена по каналу связи, и обеспечения возможности анализа паритета принимаемого кода, числа

1619283 стоповых битов превышения скорости принимаемой информации, состояния обрыва линии в режиме прерывания работы процессора. Устройство содержит триггеры 1-5, генератор 6 импульсов, счетчик 7, элементы И 8-11, шинные формирователи 12 и 13, элементы

Изобретение относится к вычисли.тельной технике и может быть использовано в устройствах обмена данными для сопряжения ЭВИ с внешними або нентами, а также для связи ЭВИ меж-; ду собой.

Цель изобретения — расширение области применения за счет увеличения скорости асинхронного обмена по каналу связи и обеспечения возможности анализа паритета принимаемого кода, числа стоповых битов превышения скорости принимаемой информации и со- 25 стояния обрыва линии связи в режиме прерываний работы процессора.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — . структура кодовой комбинации. 3р

Устройство ввода-вывода информации содержит первый 1, второй 2, третий

3, четвертый 4 и пятый 5 триггеры, генератор 6 импульсов, счетчик 7,пер- вый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 элементы И, первый 12, второй 13 шинные формирователи, третий

14, второй 15, четвертый 16 и пятый

12 элементы ИЛИ, первый 18 и второй

19 регистры, дешифратор 20, дели- 4р тель ?1 частоты, третий 22 и четвер-; тый 23 шинные формирователи, блок 24 приемопередачи, шестои 25, первый 26 и седьмой 27 элементы ИЛИ, первый 28 и второй 29 преобразователи уровня, шестой 30, седьмой 31 и восьмой 32 триггеры.

Устройство работает следующим образомм.

Основным элементом устройства вво- 50 да-вывода информации является блок

24 приемопередачи, реализованно на

БИС К 1002ХЛ1. Блок 24 предназначен для преобразования параллельного кода, поступающего на его входы-выходы, в последовательный код на его информационном выходе и последовательного кода на его информационном входе в параллельный код на указанИЛИ 14-17 и регистры 18, 19, дешифра.тор 20, делитель 21 частоты, шинные формирователи 22, 23, блок 24 приема-передачи, элементы ИЛИ 25-27, преобразователи 28„ 29 уровня и тригге" ры 30-32. 7 ил.

1 ных входах-выходах. Направление передачи информации в блоке 24 опре-. деляется активными уровнями сигналов на его управляющих входах. При активном уровне сигнала, поступающего с пятого выхода дешифратора 20 на вход чтения блока 24, байт информации, поступивший в него через его информационный вход в последовательном коде, через его входы-выходй и первый шинный формирователь 12 поступает на информационную шину ЭВИ. Направление работы шинного формирователя 12 от его первых входов-выходов к вторым входам-выходам при этом определяется также активным уровнем сигнала на пятом выходе дешифратора

20, поступающего на его вход чтения.

При активном уровне сигнала на управляющем входе блока 24, поступающего с четвертого выхода дешифратора 20,байт информации, поступивший в блок 24 на его входы-выходы с информационной

ЭВИ через первый шинный формирователь 12, выдается в последовательном коде на его информационный выход. Направление работы шинного формирователя 12 от его вторых входов-выходов к первым определяется также активным уровнем сигнала на четвертом вы- . ходе дешифратора 20, поступающим на его управляющий вход.

Кодовая последовательность на информационных..входе и выходе блока 24 может содержать от пяти до восьми ин- . формационных бит, стартовый бит, ;, один, полтора или два стоповых бита, а также в определенных случаях— бит паритета, обеспечивающий возмож.ность контроля передаваемой (принимаемой) информации на четность или нечетность.

Настройка блока 24 на работу с последовательным кодом определенного вида обеспечивается путем записи в него через его входы программирования соответствующей кодовой комбинации, При функционировании блока 24 íà, 30 его управляющих выходах формируются следующие сигналы. На первом управляющем выходе сигнал принимает активное значение при обнаружении ошибки по паритету (по четности или нечетности) в принятой комбинации последователь35 ного кода. На втором управляющем выходе — при обнаружении ошибки в стоповом элементе (несоответствие принятой и заданной длительностей стопово- 40 го элемента). На третьем управляющем выходе — при обнаружении ошибки переполнения, т.е. в случае приема очередной комбинации последовательного кода предыдущая не была считана на ши- 5 ну данных ЭВМ. На четвертом управляющем выходе — в случае приема полностью очередной комбинации последовательного кода. И на пятом выходе состояния - в случае передачи полностью 50 очередной комбинации последовательного кода (запрос к ЗВМ Hà передачу спедующего байта информации).

Преобразователь 29 уровня,.выполненный на микросхемах 170 АП2, пред" йазначен для преобразования ГГЛ-уров ней сигналов в двухполярные уровни (Ы2 В), соответствующие рекомендациям МККТТ !7.28, т.е. реализации уров5 16192 структура которой представлена на фиг.2.. Содержимое первого разряда данной кодовой комбинации определяет число стоповых бит второго и третьеУ

5 го разрядов — число информационных бит, четвертого разряда — вид контроля по .паритету, пятого разряда — запрещение-разрешение контроля по паритету. Кодовая комбинация на входы программирования блока 24 поступает с информационной шины ЭВМ через первый шинный формирователь 12 при активном .уровне сигнала на входе записи блока 24, поступающего с шестого выхода дешифратора 20, который поступает также на вход записи первого шинного формирователя 12, обеспечивает режим передачи информации с его вторых входов-выходов на его выходы. 20

Скорость приема и передачи информации в последовательном коде задается частотой F синхропоследовательности, поступающей на тактовый вход блока

24 с выхода программируемого делите- 25 ля ?1 частоты. При этом скорость приема (передачи) информации всегда определяется выражением В = F/16.

83 6 ней сигналов интерфейса "Стык С2"

1 (RS ? 32С) .

Преобразователь 28 уровня, выполненный на микросхемах 170 УП2, предназначен для обратного преобразования двухпол рного уровня сигнала (+12 В) в ТТЛ-уровень. На его входы из канала связи поступают информационный сигнал и четыре служебных сигнала — готовность принять данные, готовность передать данные, сигнал вызова и детектор принимаемого линейного сигнала, т.е. цепи "106", "107", "125" и "109" интерфейса "стык С2" или сигналы СТт$, DSP, R1 и RSD интерфейса 9?32С. Указанные сигналы имеют ТТЛ-уровни на выходах преобразователя 28 уровня. Изменение уровня каждого из этих сигналов устанавливает в единичное состояние соответственно триггеры 5; 30-32, сигналы с выходов которых через элемент ИЛИ 27, элемент

И 11 и элемент ИЛИ 25 поступают на выход устройства как сигнал запроса прерывания.

С первого выхода преобразователя

28 уровня ТТЛ-сигнал поступает на информационный вход блока 24 и вход сброса счетчика 7.

Счетчик 7 устанавливается в нулевое состояние потенциалом, соответ- . ствующим потенциалу стоповых битов.

При обрыве линии, т.е. при стартовом уровне сигнала на входе сброса счетчика 7, разрешающем подсчет импульсов с выхода делителя 21 частоты, он переполняется за время, соответствующее длительности кодовой комбинации на входе устройства, при этом триггер t устанавливается в "1" и сигнал с его выхода поступает на первый вход элемента ИЛИ 17. На второй, третий и четвертый входы элемента ИЛИ 17 поступают сигналы соответственно с третьего, второго и первого управляющих выходов блока 24 (ошибка переполнения, ошибка в стоповом элементе, ошибка при контроле по паритету принимаемой информации). Появление любого из указанных сигналов на входах элемента ИЛИ 17 устанавливает триггер 4 в единичное состояние, сигнал с выхода которого через элемент

И 10 и элемент ИЛИ 25 поступает на выход запроса прерывания устройства.

Сигнал с четвертого и пятого управ ляющих выходов блока 24 устанавлива ет в единичное состояние соответст1619283 венно триггеры 3 и 2, сигналы с выходов которых через элементы И 9 и 8 соответственно и элемент ИЛИ 25 поступают на выход запроса прерывания устройства. Сигналы с выходов регистра 18, имеющие нулевой потенциал, блокируют через элементы И 11, 10, 9 и 8 сигналы запроса прерывания по изменению состояния служебных сиг- 10 налон интерфейса "Стык С2" (RS 232С), сигнала интегральной ошибки приема, сигнала о факте приема очередной кодовой комбинации и сигнала готовности блока 24 принять с шины данных очередной байт для передачи erо в канал связи.

Таким образом, регистр 18 являет-. ся регистром разрешения-запрещения формирования сигнала запроса прерывания. Идентификация причины прерывания ЭВМ проводится путем анализа считываемого на информационную шику кода через шинный формирователь 13, так как на его входах присутствуют 25 сигналы соответственно с выходов элементов И 8-11. Если причиной форми рования сигнала запроса ка прерывание является изменение уровня одного из входных служебных сигналов ЗО интерфейса "Стык С2" (RS 232С), то конкретизация этого сигнала обеспечивается путем считывания на информаци" онкую шину ЭВМ состояний триггеров

5 и 30-32 через шинный формирователь

23, во всех остальных случаях — передачей на информационную шину кодовой комбинации с входов шинного формирователя 22. ГЗинные формирователи 13, 22 и 23 обеспечивают передачу 40 информации в одном направлении " к информационной шине ЭВМ и открываются сигналами с выходов дешифратора

20. Перед началом работы на входы обнуления делителя ?1 частоты, регистров 18, 19 и блока 24 непосредственно и на входы обнуления триггеров 2-5 и 30-32 через соответственно элементы ИЛИ 14-16 и 26 поступает сигсигнал сброса.

В разряды делителя 21 частоты за-

\ писывается кодовая комбинация с информационной шины ЭВМ, которая соответстнует заданному коэффициенту деления частоты, поступающей с выхода генератора 6 импульсов на его счет55 ный вход. Запись указанного кода осуществляется сигналом с второго выхода дешифратора 20. Затем в занисимости от режима работы в регистр

18 записывается код, разрешающий или маскирующий сигналы запроса прерывания.

Код, записываемый и регистр 18,определяется конкретной программой

ЭВМ, использующей ресурсы данного устройства. В некоторых случаях, например, содержимое регистра 18 может

1 изменяться в процессе работы несколько раз. Затем н блок 24 через шинный формирователь 12 заносится управляющий код, который определяет следую" щие параметры передаваемой и принимаемой кодовой комбинации: разрядность и число стоповых бит, наличие контроля по паритету, нид контроля (по четности, по нечеткости).В регистр

19 заносится двухразрядный код управления внешним устройством. Единичное состояние первого разряда регистра 19 (цепь "108.2" "Стыка С2" или сигнала

ДТР интерфейса RS 232G) оповещает внешнее устройство о готовности устройства ввода-вывода информации к работе по каналу связи. Единичное состояние нторого разряда регистра

19 (цепь "105" "Стыка С2" или сигнал

RTS интерфейса RS 232C) является сигналом запроса на передачу очередной кодовой комбинации в канал связи.

Сигналы на соответствующих выходах дешифратора 20 формируются при определенной для каждого выхода комбинации значений разрядов шины адреса

ЭВМ и сигналом "Запись" и "Чтение", т.е. обеспечивается обращение к соответствующему элементу устройства по заранее определеннному адресу.

Передача информации от ЭВМ в канал связи осуществляется следующим образом. Второй выход (RTS) регистра 19 устанавливается в единичное состояние. Внешнее устройство на это должно ответить сигналом готовности принять данные (СТЯ). По этому сигналу устройство через триггер 5, элемент ИЛИ 27, элемент И 11 и элемент

ИЛИ 25 вырабатывает запрос на прерывание в случае единичного состояния первого выхода регистра 18. Идентификация источника прерывания произ-, водится путем опроса шинных формирователей 13 и 23.Сброс запроса прерывания осуществляется обнулением триггера 5 по сигналу обращения к шинному формирователю 23. Отключение внешнего устройства также вызывает

1619283

55 прерывание, анализируемое аналогичным образом. При подтверждении готовности внешнего устройства с информационной pJHHbl через шинный Аормиро ватель 12 в блок 24 приемопередачи заносится передаваемый байт информации. После его передачи в канал связи блок 24 на пятом управляющем выходе Формирует сигнал готовности к приему очередного байта, который через триггер 2, элемент И 8 и элемент

ИЛИ 25 поступает на выход устройства в виде сигнала запроса прерывания, после чего в блок 24 может быть загружен очередной инАормационный байт.

Сигнал записи этого байта в блок 24 и сигнал обращения к шинному формирователю 13 через элемент ИЛИ 14 снимает запрос прерывания, сбрасывая триггер 2 в нулевое состояние, так как источник запроса прерывания определяется обращением к шинным формирователям 13 и 12.

Прием информации из канала связи устройс вом осуществляется следующим образом. При поступлении от внешнего устройства сигнала готовности передавать данные (DSR) Аормируется сигнал ,запроса на прерывание через триггер

30 аналогично Аормированию сигнала запроса на прерывание по СТ$, описанному выше. Сброс запроса прерывания осуществляется обнулением триггера

30 по сигнапу обращения к шинному формирователю 23. В ответ на сигнал

DTP устройство выставляет сигнал DTP путем установки в единичное состояние первого разряда регистра 19. При поступлении инАормационной кодовой комбинации от внешнего устройства через преобразователь 28 уровня в блок 24 на его четвертом управляющем выходе формируется сигнал, утанавливающий через триггер 3, элемент И 9, элемент ИЛИ 25 запрос прерывания, извещающий ЭВМ о приеме байта из канала связи. Идентийикация источника ,дрерывания осуществляется путем опроса шинных Аормирователей 13 и 22.Снгнал чтения инАормационного байта из блока 24 через шинный формирователь

12 снимает сигнал запроса прерывания, обнуляя триггер 3. В случае ошибочно.го приема кодовой комбинации из канала связи блока 24 (ошибка при контроле по паритету, ошибка в стоповом элементе, ошибка переполнения) на соответствующих его управляющих выходах

45 (первом, втором, трет ье м) формир уются сигналы, которые через элементы

ИЛИ 17, триггер 4, элемент И 10 и элемент ИЛИ 25 устанавливают сигнал запроса прерывания, идентиАикация источника которого осуществляется также путем опроса шинных Аормирователей

13 и 22. Сброс сигнала запроса прерывания осуществляется сигналом обращения к шинному Аормирователю 22, обнуляющему триггер 4 через элемент ИЛИ, 16.

При р а 6 от е устр ойств а в вода-вывода инАормации в качестве внешнего устройства с него могут поступать слу жебные сигналы: сигнал вызова и сигнал детектора принимаемого линейного сигнала (соответственно цепи "109" и

"125" интерАейса "Стык С2" или сигналы

R1 и RSD интерфейса RS 232С), которые через триггеры 31 и 32, элемент ИЛИ

27, элемент И 11 и элемент ИЛИ 25 могут Аормировать сигнал запроса прерывания. Анализ источника данного сигнала, и его сброс аналогичный при работе с сигналами CTS u DSR.

При применении предлагаемого устройства увеличивается скорость обмена инАормацией по последовательному каналу связи в 4 раза (с 9600 до

38400 бит/с), обепечивается функционирование программ ПЭВМ, работающих с устройством ввода-вывода использованием сигнала запроса прерывания при возникновении ошибок по паритету и искажения числа стоповых битов, что обеспечивает Аункционирование двух или нескольких программ ПЭВМ в кваэиреальном времени, т.е. работа программы обслуживания устройства ввода-вывода может быть осуществлена в Аоновом режиме, появляется воэможность оперативного обнаружения состояния обрыва линии связи.

Формула изобретения

Устройство ввода-вывода информации, содержащее генератор импульсов, первый, второй, третий и четвертый шинные Аормирователи, генератор импульсов, дешифратор, блок приемопередачи, первый регистр, входы-выходы первой группы первого шинного формирователя и выходы второго, третьего и четвертого шинных формирователей являются входами-выходами устройст- ва для подключения к информационным

f5

ЗО

fI 161 шинам ЭВИ, входы дешифратора являются адресными и управляющими входами устройства для подключения к адресным и управляющим шинам ЭВИ, выходы первого шинного Аормирователя соединены информационными входами группы блока приемопередачи, первый управляющий выход блока приемопередачи соединен с вторым инАормационным входом третьего шинного формирователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения скорости асинхронного обмена по каналу связи и обеспечения возможности анализа паритета принимаемого кода„ числа стоповых битов превышения скорости принимаемой информации и состояния обрыва линии связи в режиме прерываний работы процессора, в устройство введены второй регистр, делитель частоты „счетчик, первый и второй преобразователи уровня, с перво" го по восьмой триггеры, с первого по седьмой элементы ИЛИ, с первого по четвертый элементы И, причем первый выход дешифратора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и управляющим входом второго шинного Аормирователя, второй выход — c установочным входом делителя частоты, третий выход — с входом загнси первого регистра, четвертый выход — с управляющими входами первого шинного формирователя и блока приемопередачи, пятый выход — с первым входом второго элеменга HJIH и входами чтения первого шинного Аормирователя и блока лриемопередачи, шестой выход — с первым входом третьего элемента ИЛИ и входами записи первого шинного формирователя и блока приемопередачи, седьмой выход — с управляющим входом третьего гынного формирователя и первым входом четвертого элемента ИЛИ, восьмой выход — с входом записи второго регистра,а девятый выход — с унравляюг им входом четвертого шинного формирователя и вторым входом тре" тьего элемента ИЛИ, выход генератора импульсов соединен со счетным входом делителя частоты, в;.од сброса ко" торого соединен с входами сброса регистров, блока приемопередачи, вторым входом первого, второго и четвер ого элементов HJIH, третьим входом, третьего элемента ИЛИ и является вход м сброса устройства, выход делите12 ля частоты соединен с тактовым входом сброса приемопередачи и счетным входом счетчика, информационный вход блока приемопередачи соединен с nepi вым выходом первого преобразователя уровня и входом сброса счетчика, выход которого подключен к входу уста" нонки в "1" первого триггера, вход установки в "0" которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ и входом установки в "0" четвертого триггера, выход первого триггера соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ и первым информационным входом третьего шинного Аормирователя, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом установки в "0" второго триггера, вход установки в "1" которого соединен с пятым управляющим выходом блока приемопередачи и шестым информационным входом третьего шинного Аормирователя, а выход — с первым входом первого элемента И, вторые входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими выходами первого регистра, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с входами шестого элемента ИЛИ и инйормационными входами второго шинного формирователя, выходы третьего и четвертого триггеров соединены с первыьи входами соответственно второго и третьего элементов И, вход установки в "1" четвертого триггера подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, вход установки в "0" третьего триггера соединен с выходом второго элемента ИЛИ. первый управляющий выход блока приемопередачи соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, второй управляющий выход — с третьим инАормационным входом третьего шинного формирователя и третьим входом пятого элемента ИЛИ, третий управляющий выходс четвертым информационным входом третьего шинного Аормирователя и четвертым входом пятого элемента ИЛИ, а четвертый управляющий выход — с пятым инАормационным входом третьего шинного формирователя, входом установки в "1" третьего триггера, входы-выходы блока приемопередачи соединены с входами-выходами второй группы пер вого шинного АормироватеЛя, информа- ционный выход блока приемопередачи подключен к первому входу второго

13

1619? 83

Яог.О-одон стопобоо йв

Яаг. 1- ддо стопобьи бова, 6 случае аюпов онрормацоонных дилполва а стппобага бота

Яор. О-контровь, а четности

Лаг. 1- кантрояь юо нечетностт

Лаг.1- контроль разрешен

Яаг. О- кантраль залреа ен

Составитель FI.Êàðêoâà

Техред Л. Сердюкова Корректор М. 11ароши

Редактор П.Тупица

Заказ 49 Тираж Подписное с

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 преобразователя уровня, втопой и третий входы которого соединены с выходами второго регистра, выход первого элемента NJM подключен к входам установки в "0" пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров, входы установки в "1" которых соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым выходами первого преобразователя уровня, выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого триггеров соединены с соответствующими информационными входами четвер того шинного формирователя и седьмоro элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, информационные входы регистров и входы предустановки делителя частоты подключены к входам-вы- . ходам устройства для подключения к инАормаггионным шинам 38M, выход шестого элемента ИЛИ является выходом запроса прерггвакня устройства, входы первого преобразователя уровня являются информационными входами устройства для подключения к линии связи, выходы второго преобразователя уровня — информационными выходами устройства для подключения к линии связи.