SU734655A1 - Устройство дл обмена информацией - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении многопроцессорных вычислительных систем и в автоматизированных системах контрол  и управлени  технологическими процессами.

Известно устройство обмена информацией , содержащее блок пам ти, соединенный двусторонними св з ми с входами-выходами устройства, регистры записи и чтени  с адресной и с первой и второй числовой частью , узлы модификации и дешифраторы 1.

Однако это устройство сложно и наличие в регистрах записи и чтени  вторых числовых частей усложн ет программу обмена и уменьшает быстродействие устройства.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению  вл етс  устройство, содержаш,ее счетчики ввода и вывода, подключенные к буферному запоминаюш.ему блоку , входы и выходы которого соединены с коммутатором, св занным с абонентами, входы и выходы счетчиков ввода и вывода соединены с узлом модификации управл ющих слов, входы и выходы счетчика объема буферной области соединены с узлом модификации управл ющих слов и узлом анализа состо ний буферных областей, узел модификации управл ющих слов св зан с ассоциативным запоминающим блоком, входы которого подключены к коммутатору. Устройство обеспечивает одновременный обмен информацией

между абонентами, работающими с различными скорост ми. В устройстве за каждой парой абонентов, участвующих в обмене, закрепл етс  область пам ти буферного запоминающего блока. Причем, один из абонентов  вл етс  передатчиком информации,

10 а другой - приемником. В процессе работы производитс  последовательное заполнение информацией от абонента-передатчика выделенной буферной области запоминающего блока и после ее заполнени  абоненту-приемнику разрешаетс  считывание информации из этой области. Повторное заполнение области разрешаетс  только после полного считывани  информации абонентом-приемником из данной области буферного запоминающего блока 2.

20 Однако это устройство обладает следующими недостатками. Разделение абонентов на передатчики и приемники информации ограничивает область применени  этого устройства . Так, при организации обмена информацией между двум  и более ЭВМ одни и те же абоненты, между которыми осуществл етс  обмен информацией, могут  вл тьс  приемниками и передатчиками информации в зависимости от того, выполн етс  чтение информации из буферного запоминающего блока или запись в него.

Кроме того, устройства, между которыми осуществл етс  обмен информацией, работают с информационными словами различной длины, обычно от одного до четырех байтов . Хранение информации в буферном запоминающем блоке побайтно не выгодно, так как это приводит к увеличению объема аппаратуры . В цел х универсальности и удобства буферный запоминающий блок может иметь максимальную длину информационного слова до 64 двоичных разр дов (4 байта ). В одном слове запоминающего блока может располагатьс  несколько сообщений, прин тых от разных каналов или внешних устройств. Например, дл  автоматизированных систем управлени  технологическими процессами или систем обработки данных такими сообщени ми могут быть сообщени  о состо нии оборудовани , цифровые сообщени  о выработке продукции или значени  технологических параметров. При этом длина сообщени  составл ет один или несколько байтов. При обработке больщих массивов информации, поступающих от указанных комплексов или систем, нецелесообразно использовать пам ть вычислительной мащины и затрачивать мащинное врем  на запись в пам ть и последующий анализ всего входного массива, так как обработка разных сообщений, расположенных в каждом слове входного массива, может происходить с циклом различной длительности. Поэтому дл  повыщени  эффективности работы устройства обмена целесообразно производить запись в пам ть вычислительной мащины только тех сообщений входного массива, которые требуютс  дл  обработки в данный момент времени.

Цель изобретени  - повышение эффективности работы и расширение функциональных возможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  обмена информацией, содержащее блоки сопр жени , первые входы и выходы которых подключены соответственно к входам и выходам устройства, вторые выходы блоков сопр жени  соединены с первым входом блока управлени , первый выход которого подключен к управл ющим входам блоков сопр жени , информационные выходы которых соединены со входом блока регистров управл ющего байта, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока управлени  и с первым входом блока формировани  адресов, второй вход которого соединен с выходом блока счетчиков ввода-вывода , а выход - подключен к адресному входу

буферного запоминающего блока, введены регистр записи, указатель байтов обмена и коммутатор байтов, выход которого подключен к информационным входам блоков сопр жени , выход регистра записи соединен

с информационным входом буферного запоминающего блока, выход которого соединен с информационным входом коммутатора байтов и с первым входом регистра записи, второй вход которого соединен с информационными выходами блоков сопр жени ,

вход указател  байтов обмена соединен с третьим выходом блока регистров управл ющего байта, выход подключен к третьему входу блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющими входами коммутатора байтов, блока формировани 

адресов, указател  байтов обмена, блока регистров управл ющего байта, блока счетчиков ввода-вывода и регистра записи.

Это обеспечивает двусторонний обмен информацией между устройствами обработки и вычислительными мащинами, промежуточное хранение результатов обработки и обмен информацией между буферным запоминающим блоком и блоками сопр жени  не только полными словами массива, но и необходимыми сообщени ми, вход щими

в эти слова, что сокращает врем  обмена расшир ет функциональные возможности и повыщает эффективность работы устройств, участвующих в обмене информацией.

На чертеже изображена блок-схема устройства дл  обмена информацией.

Схема устройства содержит блоки 1-3 сопр жени , блок 4 регистров управл ющего байта, блок 5 счетчиков ввода-вывода, указатель 6 байтов обмена, блок 7 формировани  адресов, блок 8 управлени , регистр 9

записи, буферный запоминающий блок 10, коммутатор 11 ба,йтов.

Код в трех разр дах управл ющего байта указывает зону пам ти буферного запоминающего блока, в которую производитс  запись или чтение информации при обмене; четыре разр да управл ющего байта указывают , какие байты информационного, слова буферного запоминающего блока подлежат обмену; один разр д управл ющего байта указывает направление обмена - запись

информации в буферное запоминающее устройство или чтение из него. Операции запись соответствует «1 в этом разр де операции чтение «О. Один разр д управл ющего байта  вл етс  контрольным - дополн ет число единиц управл ющего байта до

нечетного и обеспечивает осуществление контрол  прин того управл ющего байта по четности.

Блоки 1-3 сопр жени  включают регистры приема-выдачи, элементы И-НЕ, согласователи уровн  сигналов и представл ют устройства, согласующие интерфейс буферного запоминающего блока с интерфейсами ввода-вывода вычислительных мащин.

Регистры управл ющего байта блока 4, представл ющие 9-ти разр дные регистры, каждый из которых закреплен за одним из блоков сопр жени , предназначены дл  записи и хранени  управл ющих байтов, поступающих от блоков сопр жени  в момент начальной выборки. Управл ющий байт содержит признаки программы обмена информацией между буферным запоминающим блоком и блоком сопр жени .

Счетчики ввода-вывода блока 5, каждый из которых закреплен за одним из блоков сопр жени , служат дл  формировани  текущих адресов обмена информации.

Блок 7 формировани  адресов, включающий элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ, обеспечивает формирование адресов обмена буферного запоминающего блока дл  каждого из блоков сопр жени  при помощи соответствующего регистра управл ющего байта и содержимого счетчика ввода-вывода.

Указатель 6 байтов обмена, включающий триггеры, логические элементы И-НЕ, представл ет автомат, обеспечивающий выдачу в узел 9 управлени  обменом управл ющих сигналов в соответствии с управл ющим байтом, записанным в регистр 4 управл ющего байта.

Блок 8 управлени , содержащий триггеры , дещифраторы, регистры, логические элементы, предназначен дл  синхронизации работы всех узлов устройства обменом информацией .

Буферный запоминающий блок 10, содержащий запоминающее устройство, входной информационный регистр, регистр адреса, регистр числа, схему управлени , служит дл  записи, хранени , чтени , регенерации и выдачи информации.

Устройство работает по принципу разделени  времени. Обмен информацией осуществл етс  по инициативе устройств обработки информации, подключенных к буферному запоминающему блоку через блоки сопр жени . Метод обмена информацией между блоками сопр жени  и буферным запоминающим блоком - асинхронный. Запросы на обслуживание от каждого из блоков сопр жени  поступают в блок 8 управлени , который вырабатывает сигнал, свидетельствующий о готовности к обмену и обеспечивающий логическое подключение соответствующего блока сопр жени  устройству. Блок сопр жени  формирует управл ющий байт, который сопровождаетс  соответствующим идентификатором.

Блок 8 управлени  формирует управл ющие сигналы, обеспечивающие запись управл ющего байта в регистр управл ющего байта блока 4, соответствующего данному блоку сопр жени , сброс в «О соответствующего счетчика ввода-вывода блока и выдает сигнал, подтверждающий прием и запись управл ющего байта. Записанный в

регистр управл ющий байт содержит признаки программы обмена на все врем  обмена с данным блоком сопр жени  и хранитс  в регистре блока 4 до конца обмена.

Запись информации, поступающей от блоков сопр жени  в буферный запоминающий блок, осуществл етс  следующим образом.

С выхода блока 4 разр да управл ющего байта поступают в указатель 6 байтов обмена и блок 8 управлени , которые осуществл ют анализ разр дов управл ющего байта и формирование соответствующих сигналов , обеспечивающих запись информации в буферный запоминающий блок.

Три разр да управл ющего байта указывают зону пам ти буферного запоминающего блока 10, с которой осуществл етс  обмен информацией. Эти разр ды поступают на вход блока 7 формировани  адресов, где совместно с содержимым счетчика вводавывода блока 5 формируетс  управл ющее слово (адрес) буферного запоминающего блока 10.

Указатель 6 байтов обмена осуществл ет анализ кода четырех разр дов управл ющего байта, которые указывают, какие байты четырехбайтного слова буферного запоминающего блока 10 подлежат замене.

Например, код 1001 в разр дах управл ющего байта указывает, что в слове буферного запоминающего блока необходимо изменить (перезаписать) первый и четвертый байт, а второй и третий байты оставить без изменений.

При наличии «О в любом из этих разр дов управл ющего байта блок 8 управлени  формирует сигналы, обеспечивающие чтение информационного слова с буферного запоминающего блока 10 в регистр 9 записи по адресу, поступающему с блока 7 формировани  адресов и формирует сигнал запроса. По сигналу запроса блок сопр жени  выставл ет на информационном выходе байт данных, сопровождаемый соответствующим идентификатором на втором выходе. По сигналу-идентификатору блок 8 управлени  формирует сигналы,, обеспечивающие прием и запись байта данных в регистр 9 записи. После записи прин того байта блок управлени  снимает запрос, что свидетельствует о приеме и записи байта в регистр 9 записи. По спаду запроса блок сопр жени  снимает идентификатор, по спаду которого блок 8 управлени  формирует сигналы, подготавливающие прием следующего байта, и затем выставл ет новый запрос. По сигналу запроса блок сопр жени  выставл ет следующий байт данных, сопровождаемый идентификатором. Прием и запись последующих байтов данных в регистр 9 записи осуществл етс  аналогично, при этом блок управлени  формирует столько, запросов, сколько единиц содержитс  в четырех разр дах управл ющего байта. В результате этого происходит перезапись соответствующих байтов в регистре 9 записи. После приема и записи последнего байта указатель 6 байтов об.мена выдает сигнал на вход блока 8 управлени , который формирует команду, обеспечиваюш,ую запись в буферный запоминающий блок 10 содержимого регистра 9 записи и единицы в счетчик ввода-вывода блока 5. Блок 8 управлени  формирует сигналы , обеспечивающие чтение в регистр 9 записи следующего информационного слова по новому адресу, поступающему из блока 7 формировани  адресов, и выставл ет запрос . Блок сопр жени  по сигналу запроса выставл ет байт данных, сопровождае.мый соответствующим- идентификатором и процесс приема записи байтов данных в регистр 9 записи повтор етс . Операци  записи информации, поступающей от блоков сопр жени , осуществл етс  до тех пор, пока весь массив информации не буд-ет записан в буферный запоминающий блок 10.

В том случае, если в четырех разр дах управл ющего байта содержатс  все единицы , т. е. необходимо перезаписать все байты в информационном слове буферного запоминающего блока 10, чтение в регистр 9 записи не производитс , а осуществл етс  накопление четырех байтов, поступающих от блока сопр жени  по запросам, формулируемым блоком 8 управлени , и последующа  их запись в буферный запоминающий блок 10,

Чтение информации с буферного запоминающего блока 10 осуществл етс  следующим образом. После записи управл ющего байта в регистр управлйющего байта осуществл етс  чтение информации из буферного запоминающего блока 10 по адресу, поступающему из блока 7 формировани  адресов. Указатель 6 байтов обмена и блок 8 управлени  анализирует разр ды управл ющего байта и формируют сигналы, обеспечивающие выдачу через коммутатор 11 байтов по запросам блоков сопр жени  соответствующих байтов информациопного слова на информационный вход блока сопр жени .

Обмен информацией осуществл етс  следующим образом.

За каждым из блоком 1-3 сопр жени , (а следовательно за вычислительными мащинами или иными устройствами обработки ) закрепл етс  определенна  зона пам ти буферного запоминающего блока 10. В режиме разделени  времени осуществл етс  запись обработанной информации, поступающей от блоков сопр жени , в выделенные им области пам ти. Скорость записи информации и врем  ее возобновлени  определ етс  работой устройств обработки информации подключенных к устройству обмена информацией .

Буферный запоминающий блок выполн ет функции промежуточного хранени  массивов результатов обработки информации, которые доступны всем устройствам обработки , подключенным к устройству обмена информацией. Любое из устройств обработки информации может осуществить чтение результатов обработки информации другими устройствами с любой области пам ти буферного запоминающего блока и использовать их в своей работе, что повыщает эффективность использовани  устройств обработки информации.

Наличие в устройстве регистра записи, указател  байтов обмена и коммутатора байтов обеспечивает промежуточное хранение результатов обработки информации; обмен информацией между устройствами обработки , работающими с информационными словами , разщичной длины. Кроме того, устройство обеспечивает обмен только теми байтами, расположенными в массиве информации буферного запоминающего блока , которые необходимы устройству обработки в данный момент времени. Это позвол ет увеличить скорость обмена информацией и рационально использовать машинное врем  и пам ть устройств обработки., не загружа  ее избыточной информацией и, следовательно, повысить эффективность работы устройств, участвующих в обмене информацией .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  обмена информацией, содержащее блоки сопр жени , первые входы и выходы которых подключены соответственно к входам и выходам устройства, вторые выходы блоков сопр жени  соединены с первым входом блока управлени , первый выход которого подключен к управл ющим входам блоков сопр жени , информационные выходы которых соединены со входом блока регистров управл ющего байта, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока управлени  и с первым входом блока формировани  адресов, второй вход которого соединен с выходом б.лока счетчиков ввода-вывода, а выход подключен к адресному входу буферного запоминающего блока, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  эффективности и расщирени  функциональных возможностей за счет обеспечени  промежуточного хранени  результатов обработки и обмена между устройствами, работающими со словами различной длины, в него введены регистр записи, указатель байтов обмена и коммутатор байтов, выход которого подключен к информационным входам блоков сопр жени , выход регистра записи соединен с информационным входом буферного запоминающего блока, выход которого соединен с информационным входом коммутатора байтов и с первым входом регистра записи, второй вход которого соединен с информационными выходами блоков сопр жени , вход указател  байтов обмена соединен с третьим выходом блока регистров управл ющего байта, выход подключен к третьему входу блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющими входами коммутатора байтов, блока формировани  адресов , указател  байтов обмена, блока регистров управл ющего байта, блока счетчиков пода-вывода и регистра записи.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР

   № 455345, кл. G Об F 13/00, 1972.
2. 2. Авторское свидетельство СССР

   № 496551, кл. G 06 F3/04, 1973 (прототип).