專利名稱：一種計算機的接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種計算機的接口裝置，屬于3200系列計算機和外圍設(shè)備之間的接口裝置。
目前，在全國各油田中，美國并行公司3200計算機的引進，主要用于處理油井測量數(shù)據(jù)、解釋地層狀況，繪制測井曲線。各種地層曲線、測井曲線用美國沃施泰克(VERSATEC)公司生產(chǎn)的V-80型(或7222型)靜電噴墨繪圖儀輸出硬拷貝，主機與繪圖儀之間使用該公司開發(fā)的M-160型接口控制板連接。使用這套設(shè)備繪制各類測井、地層曲線圖時，從繪圖的外表看存在兩方面問題一是出圖速度慢，V-80通過M-160接口板掛在系統(tǒng)的多路總線MUX上，數(shù)據(jù)傳輸由中央處理機(CPU)管理，占用大量CPU時間，影響了主機效率，此外，V-80作為慢速I/O設(shè)備在接受數(shù)據(jù)及命令過程中必然受到其它高速設(shè)備的中斷干涉，使其出圖速度必然相應(yīng)降低。二是CPU運行用戶程序來處理測井數(shù)據(jù)時，是分段，邊處理邊輸出的，有些用戶程序占CPU運行時間較長，或者任務(wù)沒有排上，出現(xiàn)繪圖機等待CPU，這時出現(xiàn)繪圖輸出停頓、“烤白”現(xiàn)象(即圖面不清晰或繪圖曲線斷開現(xiàn)象)，圖形產(chǎn)生“烤白”現(xiàn)象，造成繪圖質(zhì)量下降，甚至導(dǎo)致整張圖的作廢。為解決這個普遍存在的問題，近年來，沃施泰克公司又推出新產(chǎn)品-光柵處理機，接在M-160接口與繪圖儀之間(如圖3)，光柵處理機在本身強有力的硬件資源支持下，確能成倍提高繪圖儀的繪圖速度，但其價格為2.5萬美元一臺，由于該機承擔了主機對圖形光柵化處理的工作，使得原來的各繪圖用戶程序不能正常使用，要隨之進行計算機軟件的修改和重新開發(fā)，這顯然增加用戶投資和大量工作。由于M-160型接口板主要是由中斷控制電路、控制和時序電路、地址譯碼/編碼電路、地址/狀態(tài)輸出電路、打印/繪圖命令發(fā)生器所組成。它只能起到直接傳遞數(shù)據(jù)和命令的功能，與光柵處理機相比，本身無數(shù)據(jù)緩存能力，不能對主機和繪圖機的輸出時間及速度的差異進行緩沖調(diào)節(jié)，因此，高速的計算機與具有機械動作的繪圖機之間不相匹配，主機等待時間過長，出圖緩慢，尤其在石油測井作業(yè)中，由于出圖速度慢，影響解釋工作時效。本發(fā)明的目的是為了減少主機與繪圖機相互等待時間，提高繪圖機或打印機的出圖速度，在不增加設(shè)備的情況下，也不必對計算機和繪圖機硬件進行改造和軟件的修改，保持與原系統(tǒng)的兼容性，消除圖紙“烤白”現(xiàn)象，從而提高繪圖質(zhì)量，并且提高掛接能力，可直接帶兩臺繪圖機，性能價格比高。
該接口裝置采用的技術(shù)原理為假脫機技術(shù)，技術(shù)方案如下位于主機與外圍設(shè)備之間的接口裝置，由微控制器，緩沖存儲器及命令譯碼電路，地址譯碼/編碼、輸入輸出接口邏輯電路組成。(如圖2)。以HD64180芯片作為微處理器借助固化于內(nèi)部的控制程序來管理數(shù)據(jù)緩沖存儲和傳輸，采用直接存儲器存取方式(DMA方式)與主機CPU交換數(shù)據(jù)，減輕主機CPU在數(shù)據(jù)傳送中的負擔。當主機送完一批數(shù)據(jù)與命令后，微控制器可立即組織緩存中的數(shù)據(jù)與命令按原序向繪圖機輸出。緩沖存儲器容量256KB，分數(shù)據(jù)緩存和命令緩存，采用先進先出(FIFO)方式，(如圖4)保證了主機對繪圖機的控制。地址譯碼與編碼電路(如圖5)包括門電路和微撥地址開關(guān)，當主機要訪問I/O設(shè)備(無論是送數(shù)據(jù)、發(fā)命令或取狀態(tài))時，它首先要尋址，若此I/O設(shè)備就是V-80繪圖機，則數(shù)據(jù)線上的地址與接口上微撥開關(guān)所設(shè)置的地址相符合，門電路輸出均為1，使地址觸發(fā)器為1，反之，地址觸發(fā)器為0，此電路還通過信號總線給出地址微撥開關(guān)設(shè)置的接口所控制的繪圖儀地址，在接口發(fā)出中斷被響應(yīng)后，此地址作為中斷向量被送出。數(shù)據(jù)及命令輸入接口(如圖6)在接口被尋址的情況下，主機方面送來一個數(shù)據(jù)，信號有效，通過控制及聯(lián)絡(luò)信號邏輯電路(如圖7)，轉(zhuǎn)換為被尋址的數(shù)據(jù)可得信號;把此數(shù)據(jù)打入數(shù)據(jù)輸入接口，同時作為請求信號送給微控制器，待響應(yīng)請求后，給出數(shù)據(jù)輸入端口的地址與信號，把此數(shù)據(jù)取走，放于數(shù)據(jù)緩存。命令輸入亦類似過程。輸出已備及輸出請求電路(如圖8)當來自繪圖機的信號(準備好，有紙，已聯(lián)機)時，送入控制接口的一位，微控制器可查詢控制接口的此位，得知繪圖儀是否輸出已備。若微控制器有數(shù)據(jù)輸出，且輸出已備，則控制器通過控制接口形成請求信號，響應(yīng)后，把數(shù)據(jù)緩存一個數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸出端口輸出給繪圖機，繪圖機接收完畢這個數(shù)據(jù)后又出現(xiàn)準備好信號，再一次發(fā)生請求，以此類推，直至一批數(shù)據(jù)傳送完。命令輸出及數(shù)據(jù)輸出電路(如圖9)，若有命令向繪圖儀輸出，且輸出已備，則微控制器執(zhí)行輸出指令通過命令輸出口向繪圖機送出命令字節(jié)。數(shù)據(jù)輸出用了單穩(wěn)O/S保證了繪圖機對數(shù)據(jù)打入信號(并行輸入時鍾)的寬度要求。狀態(tài)電路(如

圖10)，繪圖機在運行過程中，應(yīng)能隨時向主機提供本身的狀態(tài)，其中最重要的一個是決定主機能否送數(shù)據(jù)或命令的一個狀態(tài)信號，當繪圖機數(shù)據(jù)緩存或命令緩存滿，數(shù)據(jù)和命令均末滿，而繪圖機已收到一個數(shù)據(jù)或一個命令，接受過程尚未完成時，應(yīng)提供“忙”狀態(tài)，否則應(yīng)提供“閑”狀態(tài)。緩存滿否的控制信號是通過執(zhí)行微控制器指令從控制器接口相應(yīng)位送出。該接口裝置將微控制器、數(shù)據(jù)和命令緩存器、輸入輸出邏輯電路等組裝在一塊接口板上，接口板插頭插接在原主機M-160接口板插座位置上。
圖1接口裝置的結(jié)構(gòu)方框2接口裝置的結(jié)構(gòu)原理總框3光柵處理機聯(lián)接方框4數(shù)據(jù)緩存和命令緩存方框5地址譯碼與編碼電路6數(shù)據(jù)及命令輸入接口方框7控制及聯(lián)絡(luò)信號邏輯電路8輸出已備及請求電路框9命令輸出及數(shù)據(jù)輸出框10狀態(tài)電路圖該接口裝置經(jīng)過3230計算機和3280計算機上取代M-160接口板運行，證明其軟、硬件設(shè)計合理，能夠滿足和調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的吞吐，達到主機與繪圖機的速度相互協(xié)調(diào)的目的，經(jīng)不同的機組進行實測的結(jié)果在3230機上分別采用1.MUX，M-160，2.SELCH，V-80接口裝置、3.SELCH，M-160三種掛接方法，對波形圖、組合圖、地層傾角圖等三種典型任務(wù)進行對比實測，使用該裝置比MUX，M-160平均節(jié)省CPU時間32.81%，提示繪圖速度40.65%，同樣在3282機上進行上述實測，其結(jié)果令人滿意，消除了“烤白”現(xiàn)象。
該接口裝置的優(yōu)點是使用方便，運行可靠，可以在美國并行公司3200系列計算機上配用，與原來驅(qū)動V-80繪圖機的M-160接口板完全兼容，保證繪圖機的正常運行，節(jié)省了主機CPU的作業(yè)時間，提高了繪圖機出圖的連續(xù)性，從而提高出圖質(zhì)量，繪圖速度也有一定提高，而且擴展了接口能力，提高了3200系列計算機在測井資料的數(shù)據(jù)處理方面的效率。
權(quán)利要求
1.用于3200系列計算機和外圍設(shè)備之間的一種計算機的接口裝置，包括中斷電路、控制和時序電路、地址譯碼/編碼電路、地址/狀態(tài)輸出電路、打印/繪圖命令發(fā)生器，其特征在于還包括一個管理數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)奈⒖刂破?，一個接受主機命令和數(shù)據(jù)信號的緩沖存儲器，及接口硬件邏輯電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計算機的接口裝置，其特征在于采用直接存儲器存取方式與主機交換數(shù)據(jù)的微控制器，以HD64180芯片為核心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計算機的接口裝置，其特征在于緩沖存儲器包括先進先出數(shù)據(jù)緩存器和先進先出命令緩存器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種計算機的接口裝置其特征在于各部件組裝在一塊接口板上，掛在選擇通道下。
全文摘要
本發(fā)明涉及3200系列計算機和外圍設(shè)備之間的接口裝置，包括以HD64180芯片為微控制器，設(shè)置有256KB的數(shù)據(jù)緩存器和命令緩存器和必要的接口硬件邏輯電路，它們組裝在一塊接口板上，掛在選擇通道下，采用直接存儲器存取方式與主機交換數(shù)據(jù)，借助固化于內(nèi)部的控制程序來管理數(shù)據(jù)緩沖存儲與傳輸，它使主機與繪圖機的速度相匹配，達到節(jié)省主機CPU時間，提高繪圖速度與質(zhì)量的目的。
文檔編號G06F9/06GK1049419SQ89106170
公開日1991年2月20日 申請日期1989年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月10日
發(fā)明者牛哲成, 馬嗚錦, 羅軍勇, 柯文斌, 薛君禮, 牟志正 申請人:中原石油勘探局地球物理測井公司