专利名称：一种计算机的接口装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的一种计算机的接口装置，属于3200系列计算机和外围设备之间的接口装置。
目前，在全国各油田中，美国并行公司3200计算机的引进，主要用于处理油井测量数据、解释地层状况，绘制测井曲线。各种地层曲线、测井曲线用美国沃施泰克(VERSATEC)公司生产的V-80型(或7222型)静电喷墨绘图仪输出硬拷贝，主机与绘图仪之间使用该公司开发的M-160型接口控制板连接。使用这套设备绘制各类测井、地层曲线图时，从绘图的外表看存在两方面问题一是出图速度慢，V-80通过M-160接口板挂在系统的多路总线MUX上，数据传输由中央处理机(CPU)管理，占用大量CPU时间，影响了主机效率，此外，V-80作为慢速I/O设备在接受数据及命令过程中必然受到其它高速设备的中断干涉，使其出图速度必然相应降低。二是CPU运行用户程序来处理测井数据时，是分段，边处理边输出的，有些用户程序占CPU运行时间较长，或者任务没有排上，出现绘图机等待CPU，这时出现绘图输出停顿、“烤白”现象(即图面不清晰或绘图曲线断开现象)，图形产生“烤白”现象，造成绘图质量下降，甚至导致整张图的作废。为解决这个普遍存在的问题，近年来，沃施泰克公司又推出新产品-光栅处理机，接在M-160接口与绘图仪之间(如图3)，光栅处理机在本身强有力的硬件资源支持下，确能成倍提高绘图仪的绘图速度，但其价格为2.5万美元一台，由于该机承担了主机对图形光栅化处理的工作，使得原来的各绘图用户程序不能正常使用，要随之进行计算机软件的修改和重新开发，这显然增加用户投资和大量工作。由于M-160型接口板主要是由中断控制电路、控制和时序电路、地址译码/编码电路、地址/状态输出电路、打印/绘图命令发生器所组成。它只能起到直接传递数据和命令的功能，与光栅处理机相比，本身无数据缓存能力，不能对主机和绘图机的输出时间及速度的差异进行缓冲调节，因此，高速的计算机与具有机械动作的绘图机之间不相匹配，主机等待时间过长，出图缓慢，尤其在石油测井作业中，由于出图速度慢，影响解释工作时效。本发明的目的是为了减少主机与绘图机相互等待时间，提高绘图机或打印机的出图速度，在不增加设备的情况下，也不必对计算机和绘图机硬件进行改造和软件的修改，保持与原系统的兼容性，消除图纸“烤白”现象，从而提高绘图质量，并且提高挂接能力，可直接带两台绘图机，性能价格比高。
该接口装置采用的技术原理为假脱机技术，技术方案如下位于主机与外围设备之间的接口装置，由微控制器，缓冲存储器及命令译码电路，地址译码/编码、输入输出接口逻辑电路组成。(如图2)。以HD64180芯片作为微处理器借助固化于内部的控制程序来管理数据缓冲存储和传输，采用直接存储器存取方式(DMA方式)与主机CPU交换数据，减轻主机CPU在数据传送中的负担。当主机送完一批数据与命令后，微控制器可立即组织缓存中的数据与命令按原序向绘图机输出。缓冲存储器容量256KB，分数据缓存和命令缓存，采用先进先出(FIFO)方式，(如图4)保证了主机对绘图机的控制。地址译码与编码电路(如图5)包括门电路和微拨地址开关，当主机要访问I/O设备(无论是送数据、发命令或取状态)时，它首先要寻址，若此I/O设备就是V-80绘图机，则数据线上的地址与接口上微拨开关所设置的地址相符合，门电路输出均为1，使地址触发器为1，反之，地址触发器为0，此电路还通过信号总线给出地址微拨开关设置的接口所控制的绘图仪地址，在接口发出中断被响应后，此地址作为中断向量被送出。数据及命令输入接口(如图6)在接口被寻址的情况下，主机方面送来一个数据，信号有效，通过控制及联络信号逻辑电路(如图7)，转换为被寻址的数据可得信号;把此数据打入数据输入接口，同时作为请求信号送给微控制器，待响应请求后，给出数据输入端口的地址与信号，把此数据取走，放于数据缓存。命令输入亦类似过程。输出已备及输出请求电路(如图8)当来自绘图机的信号(准备好，有纸，已联机)时，送入控制接口的一位，微控制器可查询控制接口的此位，得知绘图仪是否输出已备。若微控制器有数据输出，且输出已备，则控制器通过控制接口形成请求信号，响应后，把数据缓存一个数据通过数据输出端口输出给绘图机，绘图机接收完毕这个数据后又出现准备好信号，再一次发生请求，以此类推，直至一批数据传送完。命令输出及数据输出电路(如图9)，若有命令向绘图仪输出，且输出已备，则微控制器执行输出指令通过命令输出口向绘图机送出命令字节。数据输出用了单稳O/S保证了绘图机对数据打入信号(并行输入时锺)的宽度要求。状态电路(如
图10)，绘图机在运行过程中，应能随时向主机提供本身的状态，其中最重要的一个是决定主机能否送数据或命令的一个状态信号，当绘图机数据缓存或命令缓存满，数据和命令均末满，而绘图机已收到一个数据或一个命令，接受过程尚未完成时，应提供“忙”状态，否则应提供“闲”状态。缓存满否的控制信号是通过执行微控制器指令从控制器接口相应位送出。该接口装置将微控制器、数据和命令缓存器、输入输出逻辑电路等组装在一块接口板上，接口板插头插接在原主机M-160接口板插座位置上。
图1接口装置的结构方框2接口装置的结构原理总框3光栅处理机联接方框4数据缓存和命令缓存方框5地址译码与编码电路6数据及命令输入接口方框7控制及联络信号逻辑电路8输出已备及请求电路框9命令输出及数据输出框10状态电路图该接口装置经过3230计算机和3280计算机上取代M-160接口板运行，证明其软、硬件设计合理，能够满足和调节数据的吞吐，达到主机与绘图机的速度相互协调的目的，经不同的机组进行实测的结果在3230机上分别采用1.MUX，M-160，2.SELCH，V-80接口装置、3.SELCH，M-160三种挂接方法，对波形图、组合图、地层倾角图等三种典型任务进行对比实测，使用该装置比MUX，M-160平均节省CPU时间32.81%，提示绘图速度40.65%，同样在3282机上进行上述实测，其结果令人满意，消除了“烤白”现象。
该接口装置的优点是使用方便，运行可靠，可以在美国并行公司3200系列计算机上配用，与原来驱动V-80绘图机的M-160接口板完全兼容，保证绘图机的正常运行，节省了主机CPU的作业时间，提高了绘图机出图的连续性，从而提高出图质量，绘图速度也有一定提高，而且扩展了接口能力，提高了3200系列计算机在测井资料的数据处理方面的效率。
权利要求
1.用于3200系列计算机和外围设备之间的一种计算机的接口装置，包括中断电路、控制和时序电路、地址译码/编码电路、地址/状态输出电路、打印/绘图命令发生器，其特征在于还包括一个管理数据存储和传输的微控制器，一个接受主机命令和数据信号的缓冲存储器，及接口硬件逻辑电路。
2.根据权利要求1所述的一种计算机的接口装置，其特征在于采用直接存储器存取方式与主机交换数据的微控制器，以HD64180芯片为核心。
3.根据权利要求1所述的一种计算机的接口装置，其特征在于缓冲存储器包括先进先出数据缓存器和先进先出命令缓存器。
4.根据权利要求1所述一种计算机的接口装置其特征在于各部件组装在一块接口板上，挂在选择通道下。
全文摘要
本发明涉及3200系列计算机和外围设备之间的接口装置，包括以HD64180芯片为微控制器，设置有256KB的数据缓存器和命令缓存器和必要的接口硬件逻辑电路，它们组装在一块接口板上，挂在选择通道下，采用直接存储器存取方式与主机交换数据，借助固化于内部的控制程序来管理数据缓冲存储与传输，它使主机与绘图机的速度相匹配，达到节省主机CPU时间，提高绘图速度与质量的目的。
文档编号G06F9/06GK1049419SQ89106170
公开日1991年2月20日 申请日期1989年8月10日 优先权日1989年8月10日
发明者牛哲成, 马呜锦, 罗军勇, 柯文斌, 薛君礼, 牟志正 申请人:中原石油勘探局地球物理测井公司