Устройство для сопряжения цвм с внешним устройством

 

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 06 F. 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВЕКТЯНИЯМ И 0ТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4637964/24 (22) 1 б. 01. 89 (46) 07, 01. 91, Вюл. р (72) С.R.ÑTåïêèí и В.Г.Гробов (53) 681. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1362316, кл. С 06 F 13/00, 1986 °

Авторское свидетельство СССР ,и 1542293, кл. Г Об F 13/00, 1988. ,(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ СОПРЯЖЕЙИЯ ЦВМ

С ВНЕШНИМ УСТРОЙСТВОМ. (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть.использовано в автоматизированных системах контроля циАровых и цифроаналоговых устройств для сопряжения циАровой вычислительной машины (ЦВМ) с внешним устройством и для параметрического контроля принимаемых информационных сигналов.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.1 приведена структурная схе,ма устройства; на фиг.2 — структурная схема блока синхронизации; на фиг.3 - временная диаграмма записи в счетчик; на Аиг.4 — временная диаг;рамма работы устройства при выдаче последней и предпоследней команд уп.равления; на фиг.5 — временная ди аграмма записи в счетчик адреса; на фиг.б - временная диаграмма чтения из ,буферной памяти.

„,Я0„„1619284 А 3

2 системах контроля цифровых и циАроаналоговых устройств для сопряжения

ЦВМ с внешним устройством и для параметрического контроля принимаемых информационных сигналов. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит регистр прерывания и непосредственного доступа, регистр запроса прерывания и направления обмена, два счетчика адреса,,постоянную память, буАерную память, дешиАратор, блок синхронизации,цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь. 6 ил.

Устройство содержит (Аиг. 1) ре,гистр 1 прерывания и непосредственно го доступа, блок 2 синхронизации, аналого-цифровой преобразователь 3 (АЦП), буАерную память 4, счетчик 5 адреса, циАроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП), дешифратор 7, регистр

8 запроса прерывания и направления обмена, счетчик 9 адреса, постоянную память 10, ичАормационный вход-выход 11 устройства дпя подключения к инАормационному входу-выходу ЦВМ, синхровходы-синхровыходы 12-15,вход

16 для подключения к выходу чтения

ЦВМ, вход 17 для подключения к первому инАормационному выходу внешнего устройства, инАормационный выход 18 дпя подключения к первому информационному входу внешнего устройства, разрешаюшие входы 19 и 20 для подключения к выходам блокировки и пуска

ЦВМ, вход 21 для подключения к выходу

1619284 записи ЦВМ, информационный вход. 22 для подключения к второму информационному выходу внешнего устройства,информационный выход 23 для. подключения,5 к второму информационному. входу внешнего устройства, вход 24 для подключения к выходу запроса прерывания и направления обмена. внешнего устройства, выход 25 для подключения 10 к выходу запроса прерывания ЦВМ, выход 26 для подключения к входу анализа окончания .программы ЦВМ, выход 27 для подключения к входу направления обмена ЦВМ. 15

Блок 2 синхронизации содержит (фиг,.2) сдвигающий регистр 28, элемент И 29, генератор 30 импульсов, элемент НЕ 31, разрешающие входы 32 н 33, выходы 34 и 35. 20

Устройство работает следующим образом.

При необходимости связи с ЦВМ внешнее устройство выдает на. вход

24 устройства сигнал запроса преры- 25 вания, который поступает в регистр

8 и далее на выход 25 устройства.

Одновременно внешнее устройство через вход 17 заносит в регистр 1 пре. рываний и непосредственного доступа 30 код, соответствующий необходимой программе обмена. ЦВМ, приняв с вы хода 25 запрос прерывания, определя ет уровень его приоритета. Если приоритет запроса выше, чем у текущей программы, то ЦВМ прекращает ее выполнение. Затем ЦВМ анализирует состояние регистра 1 и определяет адрес вектора прерывания, т.е. получа: ет начальный адрес новой программы. 40

После этого ЦВМ выдает на вход 16 устройства сигнал, который сбрасывает регистр 1 прерывания и непосредственного доступа и регистр 8 запро са прерывания и направления обмена.

Если приоритет текущей программы вы" ше, чем у запроса прерывания, то

ЦВМ запрос игнорирует до окончания выполнения текущей программы.

Программы обмена с внешним устройством хранятся в постоянной памяти 10. Запуск программы обмена осу-, ществляется следующим образом. ЦВМ заносит в счетчик 9 адреса код, соответствующий начальному адресу требуемой программы обмена с внешним уст55 ройством. Затем ЦВМ выдает на вход 20 устройства сигнал "Пуск", который поступает иа разрешающий вход 33 блока 2 синхронизации и отпирает элемент И 29.

Тем самым разрешается прохождение им пульсов с генератора 30 на вход сдвигающего регистра 28 °

Запись информации в счетчик 9 производится следующим образом. На информационный вход-выход устройства

ЦВМ выдает адрес, который необходимо занести в счетчик 9 и который поступает на его информационный вход. Затем ЦВМ выдает на вход 21 устройства код записи в счетчик 9, который дешифрируется в дешифраторе 7 и с его третьего выхода поступает на вход за. писи счетчика 9. По этому сигналу в счетчик 9 записываются данные с его информационного входа. Соответствующая временная диаграмма приведена на фиг.3, где 36 — состояние входа-выхода 11 устройства, 37 - состояние входа 21 устройства, 38 — состояние третьего выхода дешифратора 7,39 - состо-, яние счетчика 9 адреса, 40 - код, записываемый в счетчик 9, 41 — код записи в счетчик 9.

В памяти 10 записаны команды управления режимом работы устройства.

В каждой ячейке памяти постоянной памяти хранятся: признак окончания программы управления, который поступает с первого информационного выхода памяти 10 ,:на выход 26 устройства;

1 признак выдачи информации, который поступает с третьего информацион-:

I ного выхода памяти 10 на установочный вход ЦАП признак приема информации, который поступает с второго информацион», ного выхода памяти 10 на тактовые входы ЦАП и счетчика 5 адреса; код выходного уровня ПДП,который поступает с четвертого информационного выхода памяти 10 на информационный вход 19Ë.

При поступлении на первый такто вый вход памяти 10 с выхода 34 блока

:2 строба "Отпирание выходов постоян ной памяти" на первый, второй, тре-! тий и четвертый информационные sbrzo1 ды памяти выдается содержимое ячей ки, адрес которой хранится в счет чике 9 адреса.

При поступлении на второй такто:вый вход памяти с выхода 35 строба

"Запирание выходов постоянной памяти" информация с выходов памяти снимается.,йо этому сигналу также уве5 16 личивается на единицу содержимое счет чика 9 адреса. В последней команде программы обмена с внешним устройством признак окончания программы управления принимает единичное значение.

Таким образом, ЦВМ, анализируя состояние выхода 26 устройства, принимает сигнал об окончании обмена.

После этого ЦВМ выдает на вход 19 устройства сигнал "Останов", который запирает элемент И 29 и тем самым запрещается прохождение тактовых импульсов с генератора импульсов на вход регистра 28. Для запуска новой программы обмена необходимо вновь занести в счетчик 9 соответствуюший начальный адрес.

На временной диаграмме работы устройства при выдаче последней и предпоследней команд управления программы обмена с внешним устройством (фиг.4) признаки приема и выдачи информации равны единице в обеих командах управления. На диаграмме обозначено: 42 — состояние выхода элемента И 29, 43 — состояние выхода 34 блока 7. (строб "Отпирание выходов постоянной памяти"), 44 — состояние выхода 35 блока 2 (строб "Запирание выходов постоянной памяти"), 45 состояние выхода 26 устройства (признак конца программы управления), 46 — состояние третьего выхода памяти 10 (признак выдачи информации), 47 - состояние второго выхода памяти 10 (признак приема информации), 48 — состояние четвертого выхода памяти 10 (коды выходного уровня ЦАП), 49 — состояние входа 19 устройства (сигнал "Останов" ), 50 — состояние счетчика 9 адреса, 51 и 53 — коды вьжодных уровней ЦАП, 52 — адрес пред последней команды управления, 54— адрес последней команды управления (адрес предпоследней команды плюс единица).

Выдача информации во внешнее устройство осуществляется следующим образом (признак выдачи информации равен единице) ° При поступлении на первый тактовый вход памяти 10 строба н0тпираиие выходов постоянной памяти" на информационные выходы памяти 10 поступает содержимое той ячейки памяти, адрес которой находится в счетчике 9. При этом признак выдачи информации поступает на установоч55 дает на вход ?1 устройства код записи в счетчик 5, а на вход-выход 11 — адрес ячейки в буферной памяти 4. Код записи дешифрируется в дешифратор 7 и постунает на вход записи счетчика

5. По этому сигналу в счетчик 5 заносится информация с Йхода-выхода 11

19284 6 ный вход ЦАП, а код выходного уровня ЦАП вЂ” на информационный вход ЦАП.

На выходе ЦАП устанавливается соответствующий уровень напряжения. Этот уровень будет неизменным до прихода на установочный вход ЦАП последующего равного единице признака выдачи информации.

При приеме информации единице равен признак приема информации. После прихода строба "Отпирание выходов постоянной памяти" признак приема информации поступает на тактовые входы

АЦП и счетчика 5. При этом напряжение на информационном входе АЦП преобра- зуется в цифровой код, записываемый в буферную память 4 согласно адресу, хранящемуся в счетчике 5 ° При по20 ступлении строба "запирание выходов постоянной памяти" на второй тактовый вход памяти !О формируется задний фронт сигнала признака выдачи информации, по которому увеличивается на

25 единицу содержимое счетчика 5 адреса, Таким образом, цифровой код следующей выборки будет записан в последующую ячейку буферной памяти 4.

Буферная память 4 позволяет согласовать скорость работы ЦВМ и внешнего устройства. Начальный адрес для буферной памяти 4 устанавливается следующим образом. ЦВМ на вход-выход 11 устройства выставляет требуемый адрес, а на вход 2! — код записи в счетчик 5 адреса, который дешифриру» ется в дешифраторе 7. После этого с первого выхода дешифратора 7 на вход записи счетчика 5 поступает сигнал, 40 ПО кОтОрОму В неГО занОсится инфОр мация с входа-выхода 11 устройства.

Временная диаграмма записи в счетчик 5 приведена на фиг.5, где 55— состояние входа-вьхода 11, 56 — со45 стояние входа ?1, 57 — состояние первого вьжода дешифратора 7, 58 — состояние счетчика 5, 59 — адрес ячейки буферной памяти, 60 — код записи в счетчик 5.

Чтение информации из буферной памяти 4 осуществляется в следующей последовательности. В начале ЦВМ вы1619284 устройства. Затем ЦВМ на вход ?1 уст" ройства выдает код чтения. При этом ,с третьего выхода дешифратора 7 на вход чтения буАерной памяти 4 поступает сигнал, по которому на информационный выход буАерной памяти 4 выдается содержимое той ячейки, адрес которой находится в счетчике 5 ° Да- . лее указанная инАормация поступает на вход-выход 11 устройства.

Временная диаграмма чтения из двух ячеек приведена на фиг.6, где

61 — состояние входа-выхода 11 устройства, 6? — состояние входа 21 устройства, 63 — состояние первого выхода,дешифратора 7„ 64 — состояние счетчика 5 адреса, 65 — адрес первой ячейки, 66 — код записи в счетчик 5 адреса, 67 — код чтения, 68— информация, содержащаяся в первой ячейке, 69 — адрес второй ячейки, 70 - инАормация, содержащаяся во второй. ячейке, 71 — состояние третьего выхода дешифратора 7.

Для одновременного приема и выдачи инАормации признаки приема и выдачи инАормации одновременно должны быть равны единице.

Таким образом, с помощью информации, хранящейся в памяти 10, имеется возмохиость управлять режимом обмена инАормацией, задавать форму выходных сигналов и анализировать Аорму принимаемых. ИнАормация о входном сигнале считывается в ЦВМ из буАерной памяти 4.

В памяти 10 может храниться несколько программ управления обменом.

При необходимости содержимое микросхем памяти 10 может быть стерто и микросхемы могут быть запрограммированы заново.

При необходимости обмена в режиме непосредственного доступа (НД) внеш-, нее устройство выдает на вход 24 сигнал, соответствующий запросу НД, ко" торый поступает в регистр 8 и через выход 25 в ЦВМ. ЦВМ, приняв сигнал, переходит в режим НД. При этом удов« летворение других запросов запрещается ° Затем внешнее устройство выда ет на вход 24 сигнал, определяющий направление обмена. Данный сигнал с выхода регистра 8 поступает на вы ход 27 устройства и далее в ЦВМ.

При записи инАормации в ItÂÌ внешнее устройство через вход 17 посылает в регистр 1 прерываний и непо5

15 (Э ройство выдает строб "Синхронизация активного устройства", который посту" пает на синхровыход 13. По данйому стробу ЦВМ принимает с входа-выхода

:11 адрес ОЗУ, после чего ЦВМ заносит в регистр 1 через вход-выход 11 ,соответствующую инАормацию. Запись

55 в регистр 1 производится по сигналу,,;поступающему с выхода 26 устройства ;на установочный вход регистра 1 пре; рывания и непосредственного доступа.

)0

;30

40 ,45 средственного доступа адрес ОЗУ ЦВМ.

С регистра 1 он поступает на входвыход 11 устройства. Затем внешнее устройство выдает на синхровход 14 устройства строб "Синхронизация активного устройства",который с синхро выхода 13 поступает в ЦВМ. При появлении данного строба ЦВМ с. входавыхода 11 устройство принимает адрес ОЗУ, куда будет заноситься информация.

ЦВМ, приняв начальный адрес, выдает на синхровход 12 строб "Синхронизация пассивного устройства", который поступает во внешнее устрой ство с синхровхода 15. Получив дан" ный сигнал, внешнее устройство заносит в регистр 1 через вход 17 данные, которые записываются в ОЗУ ЦВМ при поступлении на синхровход 14 и далее на сиихровход 13 строба "Синхрониза-. ция активного устройства". Приняв данные с входа-выхода 11, ЦВМ выдает на синхровход 12 строб "Синхронизация пассивного устройства", подтверждающий прием информации. . Таким образом, внешнее устройство может выдать в ЦВМ всю требуемую инАормацию. После окончания записи данных внешнее устройство выдает на вход 24 сигнал об окончании обмена, который поступает с выхода регистра 8 на выход 27 устройства. Тем .самым ЦВМ получает информацию об окон чании обмена.

При записи информации из ОЗУ ЦВМ в память внешнего устройства внешнее устройство через вход 24 заносит в регистр 8 код, соответствующий чте,нию инАормации из ОЗУ ЦВМ. Указанный код поступает на выход 27 устройства.

Затем внешнее устройство заносит в регистр 1 прерываний и непосредственного доступа адрес ОЗУ ЦВМ, из которого будет производиться чтение информации. После этого внешнее уст1619284

9

По стробу "Синхронизация пассивного устройства", поступающего с синхровхода 12 на сиихровыход 15, внешнее устройство с выхода 18 принимает данные, записанные в регистре 1.

Подтверждение приема осуществляется выдачей на синхровход 14 строба "Синхронизация активного устройства". После приема всего массива информации внешнее устройство через вход 24 заносит в регистр 8 код, соответствующий окончанию обмена. Тем самым ЦВМ с выхода 27 устройства по лучает инАормацию об окончании обмена.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения ЦВМ с

:внешним устройством, содержащее регистр прерывания и непосредственного доступа, дешиАратор, блок синхронизации, счетчик адреса, буферную память, циАроаналоговый преобразова- 25 тель, ачалого-циАровой преобразователь, причем первый информационный вход и инАормапионный выход регистра прерывания и непосредственного доступа являются входом и выходом уст-р ройства для подключения соответственно к первым информационным выходу и входу внешнего устройства, второй информационный вход регистра прерывания и непосредственно доступа соединен с информационнм входом счетчика адреса,с информационным выходом буферйой памяти и является входом-вы ходом устройства для подключения к инАормационному входу-выходу ЦВИ, 40 вход дешифратора является входом .устройства для подключения к выходу записи ЦВМ, первый и второй разрешаюшие входы блока синхронизации являются входами устройства лля подключения 45 соответственно к выходам блокировки и пуска ЦВМ, инАормационный выход цифроаналогового преобразователя и информационный вход аналого-цифроаого преобразователя являются выхо50 дом и входом устройства для подключения соответственно к вторым информационным входу и выходу внешнего устройства, при этом выход аналого1 циАрового преобразователя соединен с инАормационным входом буАерной памяти, адресный вход которой соединен с выходом первого счетчика адреса, вход записи которого соединен с первым выходом дешиАратора, второй выход которого соединен с входом чтения буАерной памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродеиствия, в устройство вве- дены постоянная память, второй счет- чик адреса, регистр запроса прерывания и направления обмена, причем установочный вход регистра прерывания и непосредственного доступа соединен с установочным входом регистра запроса прерывания и направления обмена и является входом устройства ,пля подключения к выходу чтения

ЦВМ, инАормационный вход, первый и второй инАормационные выходы регист ра запроса прерывания и направления обмена являются входом и выходами устройства для подключения соответ ственно к выходу запроса прерывания и направления обмена внешнего устройства, к входам запроса прерывания и направления обмена ЦВМ, первый инАормационный выход постоянной памяти является выходом устройства для подключения к входу анализа окончания программы обмена ЦВМ, при этом первый синхровыход блока синхронизации соединен с первым тактовым входом постоянной памяти, второй тактовый вход которой соединен с вторым синхровыходом блока синхро.низации и со счетным входом счетчика адреса, вход записи, выход и инАормационный вход которого соединены соответственно с третьим выходом де шиАратора, с адресным входом постоян ной памяти и с ннформацйониым входом первого счетчика адреса, тактовый вход аналого-циАрового преобразователя соединен со счетным входом первого счетчика адреса и с вторым информационным выходом постоянной памяти,третий и четвертый инАормационные вы-, ходы которой соединены соответственно с установочным и информационными вхо" т. дами цифроаналогового преобразователя.

11

14

1619284

17

2б

56

1619284

Ссставитель С.Пестмал

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н.Тупица

Заказ 49 Тираж Подписное

PHHHHH 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