Устройство для сопряжения абонентов с электронной вычислительной машиной

Устройство для сопряжения абонентов с электронной вычислительной машиной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ АБОНЕНТОВ С ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНОЙ (ЭВМ), содержащее блок связи с ЭВМ и первый блок связи с абонентом, причем линейный выход; блока связи с ЭВМ соединен через линию связи с первым линейным входом первого блока связи с абонентом, первый линейный выход которого через линию связи соединен: с линейным входом блока связи с ЭВМ, ко- j торый содержит первый и второй триггеры,; первый элемент задержки и первый элемент НЕ, выход которого через нагрузочный резистор соединен с положительной шиной источника питания блока связи с ЭВМ, выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которо/о является выходом сигнала прерывания устройства и соединен через первый элемент задержки с входом первого элемента НЕ, входы установки и сброса первого триггера, второй вход первого элемента И и вход сброса второго триггера являются соответственйо входами установки, запрета прерывания, опроса наличия прерывания, квитирования блока связи с ЭВМ устройст-, ва, отличающееся 7ем, что, с целью увеличения гибкости работы устройства, в него введены п-1 блоков связи с абонентами, причем первые линейные вход и выход каждого i-ro блока связи с абонентом соединены соответственно через линию связи с вторыми линейными выходом и входом (i-1)-го .блока связи с абонентом, а вторые линейные выход и вход i-ro блока связи с абонентом соединены соответственно через линию свя-{ зи с первыми линейными входом и выходом (i + 1)-го блока связи с абонентом, npri. этом блок связи с ЭВМ дополнительно содержит генератор тока, первые передающий и приемные оптроны, второй элемент НЕ, первый и второй входы первого передающего оп трона соединены соответственно с выходом первого элемента НЕ и отрицательной ши-; ной источника питания блока связи с ЭВМ,1 первый и второй выходы первого передающего оптрона подключены соответственно,к выходу генератора тока и к линейному выходу блока связи с ЭВМ, а вход генератора тока соединен с положительной шиной линейного источника питания, линейный вход блока связи с ЭВМ подсоединен к первому входу первого приемного оптрона, второй вход которого соединен с отрицательной шиСП ной линейного источника питания, выход первого приемного оптрона через второй элес: мент НЕ соедине н с третьим входом первого элемента И, i-й блок связи с абонентом содержит вторые приемный и передающий оптроны, третий и четвертый элементы НЕ, второй элемент задержки, второй элемент И, элемент И-НЕ и третий, четвертый, пятый триггеры, причем синхровход третьего О5 триггера является входом запроса связи с оо со ЭВМ от абонента, вход сброса четвертого триггера является входом квитирования блока связи с абонентом устройства, единичN ный выход четвертого триггера является выGD ходом сигнала разрешения связи с ЭВМ устройства , нулевой выход четвертого триггера соединен с входом сброся пятого триггера , синхровход четвертого фиггера соединен с выходом элемента И-НЕ и входом сброса третьего триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго приемного оптрона и с входомтретьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ И: через второй элемент задержки с вторым входом элемента И-НЕ, третий вход кото

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН уд) G 06 F 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ. СССР

nO PE AM !4ЗОВРЕТЕНИЙ !4 ОТНРЫТИЙ (2! ),34! 4284/18-24 (22) 25.03.82 (46) 23.01.84. Бюл. № 3 (72) Б. В. Шевкопляс (53) 681.325 (088.8) (56) l. Патент США № 4156277, кл. 364-200, опублик. 1979.

2..Патент США № 4271464, кл. 364-200;, :Фпублик. 1981 (прототип).

Ф (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ АБОНЕНТОВ С ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНОЙ (ЭВМ), содержащее блок связи с ЭВМ и первый блок связи е абонентом, причем линейный выход; блока связи с ЭВМ соединен через линию: связи с первым линейным входом первого блока связи с абонентом, первый линейный выход которого через линию связи соединен: с линейным входом блока связи с ЭВМ; ко-. торый содержит первый и второй триггеры,, первый элемент задержки и первый элемент

НЕ, выход которого через нагрузочный резистор соединен с положительной шиной источника питания блока связи с ЭВМ, выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого является выходом сигнала прерывания устройства и соединен через первый элемент задержки с входом первого элемента НЕ, входы установки и сброса первого триггера, второй вход первого элемента

И и вход сброса второго триггера являются соответственяо входами установки, запрета прерывания, опроса наличия прерывания, квитирования блока связи с ЭВМ устройст-. ва, отличающееся тем, что, с целью увеличения гибкости работы устройства, в него введены и-1 блоков связи с абонентами, причем первые линейные вход и выход каждого i-ro блока связи с абонентом соединены соответственно через линию связи с вторыми линейными выходом и входом (i — 1)-го .блока связи с абонентом, а вторые линейные выход и вход i-го блока связи с абонентом

„„SU„„1068926 А соединены соответственно через линию свя-11 зи с первыми линейными входом и выходом (i + 1) -го блока связи с абонентом, прй. . этом блок связи с ЭВМ дополнительно содер-. жит генератор тока, п1ервые передающнй и приемные оптроны, второй элемент НЕ, первый и второй входы первого передающего оп. трона соединены соответственно с выходом первого элемента HE и отрицательной ши- ной источника питания блока связи с ЭВМ,1 первый и второй выходы первого передающего оптрона подключены соответственно,к выходу генератора тока и к линейному выходу блока связй с ЭВМ, а вход генератора тока соединен с положительной шиной ли, нейного источника питания, линейиый вход

; блока связи с ЭВМ подсоединен к первому ; входу первого приемного оптрона, второй Pg вход которого соединен с отрицательной шиной линейного источника питания, выход пер. вого приемного оптрона через второй элемент HE соединен с третьим входом первого элемента И, 1-й блок связи с абонентом содержит вторые приемный и передающий оптроны, третий и четвертый элементы НЕ, второй элемент задержки, второй элемент.

И, элемент И вЂ” HE и третий, четвертый, пятый триггеры, причем синхровход третьего триггера является входом запроса связи с С!.!

ЭВМ от абонента, вход сброса четвертого Я) триггера является входом квитирования блока связи с абонентом устройства, единич- © ный выход четвертого триггера является вы ходом сигнала разрешения связи с ЭВМ уст- Ж ройства, нулевой выход четвертого триггера соединен с входом сброса пятого триггера, синхровход четвертого триггера соединен с выходом элемента И вЂ” НЕ и входом сброса третьего триггера, выход которого соединен с первым входом второго элеменга И, второй вход которого соединен с выходом второго приемного оптрона и с входом. третьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И вЂ” -НЕ и.; через второй элемент задержки с вторым-" входом элемента И вЂ” НЕ, третий вход кото!

068926 рого соединен с выходом пятого триггера и с входом четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом. второго передающего оптрона, второй вход которого через второй нагрузочный резистор подсоединен к положительной шине источника питания блока связи с абонентом, выход второго элемента И соединен с синхровходом пятого триггера, первый выход второго переИзобретение относится к цифровой вычислительной технике и может. быть использовано для сопряжения удаленных периферийных устройств с электронной вычисли. тельной машиной (ЭВМ) с использованием двухпроводной линии связи как для передачи в ЭВМ запросов на прерывание, так и для приоритетного выбора одного из конкурирующих устройств.

Известно устройство для подключения абонентов к ЭВМ, содержащее блок сопряжения с ЭВМ и группу абонентских блоков, объединенные трехпроводной линией связи (1(.

Недостатком устройства является большое время реакции на прерывание, так как при отсутствии конкурентов периферийное устройство должно ждать обслуживания в течение целого периода следования команд запроса на прерывание. Увеличение частоты еледоваиия команд запроса на прерывание снижает производительность ЭВМ, так как все большая часть машинного времени расходуется на выполнение команд сканирования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сопряжения абонентов с ЭВМ, содержащее блоки связи с абонентом и с ЭВМ, связанные между собой двухпроводной линией связи, блок связи с ЭВМ содержит два триггера, элемент И, элемент задержки и первый инвертор с внешним нагрузочным резистором, выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого является выходом прерывания блока связи с ЭВМ и соединен через элемент задержки с входом первого инвер- тора, входы установки и сброса первого триг гера, второй вход элемента И и вход сброса второго триггера являются управляющими входами блока связи с ЭВМ. При запросе на обслуживание внешнее устройство посылает в ЭВМ потенциальный сигнал запроса иа прерывание и получает ответ ет ЭВМ по хой же линии в виде потенциального сигнала дающего оптрона соединен с первым линейным входом и вторым линейным выходом. блока связи с абонентом, второй выхЬд второго передающего оптрона соединен с вторым линейным входом блока связи с абонентом и с первым входом второго приемного оптрона, второй вход которого соединен с первым линейным выходом блока связи с .абонентом.

Двухсторонний обмен этими сигналами производится по асинхронному принципу (2)

Недостатком известного устронства явля ется невозможность подключения к двухпроводной линии связи дополнительных внешних устройств — абонентов.

Целью изобретения является увеличение гибкости устройства.

Эта цель достигается тем, что в устройство для сопряжения абонентов с ЭВМ, содержащее блок связи с ЭВМ и первый блок связи с абонентом, причем линейный выход блока связи с ЭВМ соединен через линию связи с первым линейным входом первого блока связи с абонентом, первый линейный выход которого соединен через линию связи с линейным входом блока связи с ЭВМ, который содержит первый и второй триггеры, первый элемент задержки и первый элемент НЕ, выход которого через нагрузочный резистор соединен с положительной шиной источника питания блока связи с ЭВМ, выход первого триггера соединен с первым вхо дом первого элемента И; выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого является выходом сигнала прерывания устройства и соединен через первый элемент задержки с входом первого элемента НЕ, входы установки и сброса .первого триггера, второй вход первого элемента И и вход сброса второго триггера являются соответственно входами установки, запрета прерывания, опроса наличия прерывания, квитирования блока связи с ЭВМ, введены и†блоков связи с абонентами, причем линейные вход и выход каждого

i-го блока связи с абонентом соединены соответственно через линию связи с.вторыми линейными выходом и входом (i — I)-го блока связи с абонентом, а вторые линейные выход и вход i-ro блока связи с абонентом соединены соответственно через линию связи с первыми линейными в одом и выходом (i + 1) -го блока связи с абонентом, . прн

4О этом блок связи с ЭВМ дополнительно содер жит генератор тока, первые передающий и приемные оптроны, второй элемент НЕ, перчый и второй входы первого передающего

) i К 892 ) 3 оптрона соединены соответственно с выходом первого элемента НЕ и отрицательной шиной источника питания блока связи с

ЭВМ, первый и второй выходы первого передающего оптрона подключены соответственно к выходу генератора тока и к линейному выходу блока связи с ЭВМ, а вход генератора тока соединен с положительной шиной

: линейного источника питания, линейный вход блока связи с ЭВМ подсоединен к пер. вому входу первого приемного оптрона, второй вход которого соединен с отрицательной шиной линейного источника питания, выход первого приемного оптрона через второй элемент HF соединен с третьим входом первого элемента И, i-й блок связи с абонентом содержит вторые приемный и передающий оптроны, третий и четвертый элементы НЕ, второй элемент задержки, второй элемент

И, элемент И вЂ”.-HE и третий, четвертый, пятый триггеры, причем синхровход третьего триггера является входом запроса связи с

ЭВМ от абонента, вход .сброса четвертого триггера является входом квитирования блока связи с абонентом устройства, единичный выход четвертого триггера является выходом сигнала разрешения связи с ЭВМ устройства, нулевой выход четвертого триггера соединен с входом сброса пятого триггера, синхровход четвертого триггера соединен выходом элемента И вЂ” НЕ и входом сброса етьего триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго приемного оптрона и с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И†. HE и через. второй элемент задержки с вторым входом элемента И вЂ” НЕ, третий вход которого соединен с выходом пятого триггера и с входом четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго передающего оптрона, второй вход которого через второй нагрузочный .резистор подсоединен к положительной шине источника питания блока связи с абонентом, выход второго элемен та И соединен с синхровходом пятого.триггера, первый выход второго передающего опт рона соединен с первым линейным входом и вторым линейным выходом блока связи с абонентом, второй выход второго передающего оптрона соединен с вторым линейным входом блока связи с абонентом и с первым входом второго приемного оптрона, второй вход которого соединен с первым линейным выходом блока связи с абонентом.

На фиг. 1 предсталена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока связи с ЭВМ; на фиг, 3 — функциональная схема блока связи с абонентом.

Устройство для сопряжения абонентов

ЭВМ содержит блок i связи с ЭВМ и и блоков 2 связи с абонентами. Эти блоки соединяются между собой двухпроводной ли5

15 шины источника питания блока связи z 38M, положительную 32, отрицательную 33 и ну о левую 34 шины линейного источника пита. ния. Генератор 26 тока содержит, например, транзи тор 35, включенный по схеме с общей шиной — базой, и нагрузочный резисгор 36. Коллектор транзистора 35 является

ZS выходом генератора тока, связанным с фрвым выходом передающего оптрона 27, второй выход которого соединен с линейным вы ходом 12. Линейный вход 10 соединен с первым входом приемного оптрона 28, второй вход которого соединен с .отрицательной зо шиной 33 линейного источника питания.

Входы 6 и 7 блока I подключены к вхо35

56

4 нисй 3 связи, содержащей линейный выход

4 и линейный вход 5.

Блок связи с ЭВМ имеет вход 6 установки, вход 7 запрета прерывания, вход 8 опроса наличия прерывания, вход 9 квитнрования блока связи с ЗВМ, линейный вход

l0, выход 11 сигнала прерывания и линей ный выход 12.

Блок 2 связи с абонентом имеет вход 13 запроса связи с ЭВМ, вход 14 квитированиа блока связи с абонентом, первый !5 и вто- рой 16 линейные входы, выход 17 сигнала разрешения связи с ЭВМ, первый 18 и второй 19 линейные выходы.

Блок связи с ЭВМ содержит (фиг. 2) два триггера 20 и 21, элемент И 22, элемент

23 задержки, два элемента HE 24 и 25, генератор 26 тока, передающий оптвон 27; приемный оптрон 28, нагрузочный резистор

29, положительную 30 и отрицательную 3! дам установки и сброса триггера 20, вход 8 к второму входу элемента И 22, вход 9— к входу сброса триггера 21, а выход триггера 21 соединен с выходом 11.

Каждый блок 2 связи с абонентом (фиг. 3) содержит приемный оптроя 37, передающий оптрон 38, элементы HE 39 и 40, элемент 41 задержки, элемент И 42, элемент И вЂ” НЕ 43; три триггера 44 — 46, резистор 47 и положительную шину 48 источника питания блока связи с абонентом.

Вход синхронизации триггера 44 соединен с входом 13 запроса связи, вход сброса триггера 45 соединен с входом 14 квитирования блока связи с абонентом, а первый выход триггера 45 является выходом сигнала разрешения связи с ЭВМ.

Первый выход передающего оптрона 38 подключен к первому линейному входу 15 и второму линейному выходу 19 блока связи с абонентом, второй выход передающего оптрона 38 соединен с вторым линейным входом 16 и первым входом приемного оптрона 37, второй вход которого соединен с первым .линейным выходом 18.

Устройство работает следующим образом.

При появлении одного или нескольких запросов. связи от абонентов по входам 13 устройство вырабатывает обобщенный сигнал

1068926

% а»роса н, если нет запрета со стороны ЭВМ; передает к ЭВМ через блок 1 сигнал преры-, вания по выходу I l. ЭВМ, временно приостанавливая выполнение текущего задания; переходит к подпрограмме связи с абонен. тами. К этому моменту времени устройствс подготавливает один из нескольких инициативных блоков связи с абонентами (если имелось несколько запросов) к работе, послав ему по соответствующему выходу 17 сигнал разрешения связи с ЭВМ, поэтому

ЭВМ, запрашивая адрес абонента, подготов ленного к обмену, получает однозначный ответ, указывающий, с каким именно абонентом предстоит обмен. Процесс передачи обобщенного сигнала запроса в ЭВМ и выдачи ответа одному из абонентов идет без учас. тия ЭВМ с использованием двухпроводной линии 3 связи.

Блок 1 связи с ЭВМ предназначен для обеспечения связи между ЭВМ и двухпроводной линией 3 связи.

В исходном состоянии триггер 20 разре- шения прерывания установлен в единичное положение за счет ранее пришедшего сигнала по входу 6. В одном иэ последних тактов выполнения каждой текущей команды. на вход 8 из ЭВМ поступает положительный импульс. При отсутствии запросбв на прерывание на выходе элемента НЕ 25 поддерживается сигнал логического нуля, триггер 21 прерывания остается в сброшенном состоянии. Сигнал прерывания на выходе II от-.

- утствует, элемент HE 24 выключен и ток ротекает через резистор 29 и светодиод оптрона 27.

Транзистор передающего оптрона 27 насыщен, однако его коллекторный ток близок к нулю, т. е..при отсутствии запросов все транзисторы оптронов 38 блоков 2 связи с абонентами выключены. 1ок через светодиод приемного оптрона 28 также практически авен нулю, поэтому на его выходе сформиована логическая единица. Такое состояние поддерживается до того момента; когда, появляется один или несколько запросов на обслуживание, в результате чего включается один или несколько оптронов 38 и сопро-: тивление между выходом 4 и входом 5 становится низким. В этом случае ток от генератора 26 тока протекает через насыщенный транзистор оптрона 2? в замкнутую линию 3 и далее через светодиод оптрона 28. Поскольку при этом светодиод излучает энергию; на. выходе оптрона 28 формируется сигнал ло: гнческого нуля, а на выходе инвертора 19— сигнал логической единицы.

При окончании выполнения очередной. команды из устройства управления ЭВМ на вхдд 8 устройства поступает сигнал опроса наличия прерывания, срабатывает элемент

И 22, триггер 21 прерывайия устанавливается в единичное состояние, сигнал прерывайня поступает в ЭВМ с выхода ll. Этот же

1сигиал проходит через элемент 23 задержки

Ь и включает элемент НЕ 24. Светодиод оптро на 27 выключается, транзистор этого оптро

»а переходит в высокоомное состояние, светодиод оптрона 28 выключается, элемент И, 22 блокируется нулевым сигналом с выхода элемента НЕ 25, Такое состояние блока 1 поддерживается.: до прихода иэ ЭВМ на вход 9 сигнала квитирования. Этот сигнал поступает либо после .ркончания обмена данными с абонентом, ли10 .ро в процессе обмена. После сброса триггера 21 блок 1 переходит в описанный режим проверки линии 3 на наличие обобщенного вапросного сигнала прерывания. Запрет при- ема сигналов прерывания от абонентов про-., изводится установкой триггера 20 по вход1

15 7 в нулевое состояние.

Блок 2 связи с абонентом работает следующим образом.

Сигнал запроса связи с ЭВМ поступает . от абонента по входу 13 на синхровход триг гера 44, устанавливая этот триггер в единичное состояние. Если ток через светодиод оптрона 37 отсутствует, то на выходе его сформирована логическая единица. В этом случае элемент И 42 устанавливает в единичное. состояние триггер 46 и включается светоди25 од оптрона 38.

Если конкурирующие запросы отсутствуют, то ток, поступающий с первого линейного входа 15 из блока 1, проходит через транзистор оптрона 38 и включает светодиоды оптронов 37 «своего» и всех последующих

ЗО приемных оптронов блоков связи с абонентами, расположенных в направлении к блоку I. После срабатывания оптронов 37 в указанных блоках эти блоки блокируются, поскольку элементы И 42 в них закрыты нулевыми сигналами с выходов соответствующих оптронов 37.

Остальные блоки 2 связи с абонентами удалены от блока 1 связи с ЭВМ, в сравнении с выбранным блоком 2 также не могут передать в ЭВМ сигналы запросов прерыва4» ння, т. е. включенный транзистор оптрона

38 шунтирует аналогичные цепи и ни один из удаленных блоков не получает ответного сигнала в данном цикле работы устройства.

В выбранном блоке 2 сигнал с выхода эле, мента НЕ 39, если он имеет достаточно боль4> шую длительность (превышающую время за- держки элемента 41), взаимодействует с единичным сигналом с выхода триггера 46 и включает элемент И вЂ” НЕ 43. Нулевой сигнал с выхода этого элемента сбрасывает триггер 44; триггер 45 продолжает находить ся в сброшенном состоянии. . Через время, определяемое задержкой элемента 23 блока 1, ток от генератора 26 тока перестает поступать на выход 4, следовательно, все светодиоды оптронов 37, ко«5 торые ранее включены, выключаются. Выклю, чение светодиода оптрона 37 в блоке приводит к выключению элемента .И вЂ” HE 43, т. е. к формированию на выходе оптрона 37 еди.!

068926

У 11

Фиг 1

6 7 8

Фиг.2

7 пичного сигнала. При этом триггер 45 переходит в единичное состояние и сбрасывается

Триггер 46. Светодиод оптрона 38 выключается. Сигнал с выхода 17 разрешает данному абоненту производить обмен информацией с ЭВМ. Сброс триггера 45 по входу 14 производится либо в конце обмена, либо в процессе обмена информацией в зависимости от особенностей построения программного обеспечения ЭВМ и конструкции аппаратуры абонентов. 1О

При одновременном поступлении несколь. ких сигналов по входам 13 возможны «гонки», связанные с «перехватом» тока блоками 2, расположенными ближе к блоку 1

{имеющими более высокий приоритет). Од15 пако этот процесс не может привести к неоднозначному выбору одного нз инициатив- .

Hhlx блоков связи с абонентами.

Действительно, время Т существования этих «гонок» ограничено временем срабатывания блокирующих цепей, выполненных на элементах 39, 41 и 43, а так как задержка элемента 41 выбирается большей, чем время

Т, то в устройстве может быть выбран золько один блок связи с абонентом.

Использование предлагаемого устройства позволяет либо сэкономить одну линию связи, либо повысить быстродействие системы за счет исключения из программ периодически выполняемых команд сканирования абонентов.

1068926

Составитель Г. Стернин

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ l0932/44 .. Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4