Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ОБЩЕЙ МАГИСТРАЛИ, содержащее в каждом ка-, нале первый элемент И, регистр,пер-вый счетчик, генератор тактовых импульсов , элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первый триггер, вход установки в единицу которого соединен с запросным вводом канала, группа информационных входов регистра соединена с кодовым входом канала, выход первого элемента И соединен с общей ма-, гистралью устройства, о т л и чаю щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности путем упрощен ния передающей среды и исключения возможности ложного подключения абонентов к общей магистрали, оно дополнительно содержит в каждом канале второй, третий и четвертый триггеры, второй, третий и четвертый элементы И, второй счетчик, элемент НЕ, вход которого соединен с общей магистралью канала, входе, установки в единицу второго триггера и первым входом элемента ЭКВИВА- ЛЕНТНОСТЬ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, с первым входом первого элемента И и с управляющим входом первого триггера, вход установки в нуль которого соединен с информационным выходом первого счетчика, с входами установки в нуль второго и четвертого триггеров и с входом установки в единицу третьего триггера , управляющий вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым информационным выходсм второго счетчика, счетный (Л вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и со счетным входом четвертого триггера, управляющий вход которого соединен с выхсдсм третьего элемента И, первый вход которого соединен с нуле вым выходе второго триггера,единичный выход которого соединен с вторым .входсм элемента И, второй вход элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра и с входом младшего разряда регистра, вход синхронизации которого соединен с вторым информационным выходом второго счетчика и счетным входом первого счетчика, выход четвертого триггера соединен с третьим входом первого элемента И, второй и третий входы третьего элемента И соединены соответственно с выходом элемента НЕ и с выходом первого триггера.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 G. 06 Р 9 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3495526/18-24 (22) 27 ° 09 ° 82 (46) 07.02.84. Бюл. Р 5 (72) A.A.×óäîâ (53) 681.325 (088.8) .(56) 1.Авторское свидетельство СССР

Ф 394789, кл. G 06 F 9/46, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

9 807259, кл. Ci 06 F 9/46,. 1979.

З.Патент ФРГ, Р 2210426, кл. 06 C 9/46, опублик. 1975.

4.Авторское свидетельство СССР

Р 731438, кл. Cj 06 F 9/46, 1977 (прототип) . (54) (57) ИНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ОБЩЕЙ

МАГИСТРАЛИ, содержащее в каждом ка-, нале первый элемент И, регистр,пер-. вый счетчик, генератор тактовых им. пульсов, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первый триггер, вход установки в единицу которого соединен с запросным входoм канала, группа информационных входов регистра соединена с кодовым входом канала, выход первого элемента И соединен с общей ма-

:гистралью устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности путем упроще-. ния передающей среды и исключения возможности ложного подключения абонентов к общей магистрали, оно дополнительно содержит в каждом канале второй, третий и четвертый триггеры, второй, третий и четвертый элементы И, второй счетчик, элемент НЕ, вход которого соединен с общей магистралью канала, входом уСтановки в единицу второго триггера и первым входом элемента ЭКВИВА-:

ЛЕНТНОСТЬ, выход которого соединен

:с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, с первым входом первого эле мента И и с управляющим входом первого триггера, .вход установки в нуль которого соединен с информационным выходом первого счетчика, с входами установки в нуль второго и четвертого триггеров и с входом установки в единицу третьего триг- . гера, управляющий вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым информационным выходом второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента.И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и со счетным входом четвертого триггера, управляющий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с нуле1вым выходом второго триггера,единичный выход которого соединен с вторым входом элемента И, второй вход элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра и с входом младшего разряда регистра, вход синхронизации которого соединен с вторым информационным выходом второго счетчика и счетным входом первого счетчика, выход четвертого триггера соединен с третьим входом первого элемента И, второй и третий входы третьего элемента И соединены соответственно с выходом элемента НЕ и с выходом первого триггера.

1072046

Изобретение относится к вычисли» тельной технике, в частности к приоритетным устройствам обмена, и может быть использовано в расположенных на значительном расстоянии друг от друга вычислительных системах, управляющих доступом к некоторому общему ресурсу.

Известные устройства для подключения абонентов к общей магистрали, содержащие блок управления. кольцевым 10 опросом, формирователь сигнала обмена, элемент ИЛИ, управляющие шины, .блок управления срочных управлений, позволяют производить опрос и обслуживание заявок по кольцу. 15

При наличии заявок генератор сигнала опроса в младшем канале вырабатывает сигнал кольцевого опроса всех каналов. Достигнув канала, в котором имеется заявка, сигнал orrpoса подключает на определенное время источник информации к магистрали и после завершения обмена распространяется дальше, пока не достигнет канала, в котором он выработался j1) 25 и )2J

Основной недостаток этих уст" ройств — значительное время задержек от конца одного сеанса до начала другого, зависящее линейно от числа подключенных равноприоритетных каналов, низкая пропускная спс собность и возможность ложного подключения двух источников.

Известное устройство, содержащее . в каждом канале логические элементы, запоминающее устройство, схему управления, а также узел обработки значений в виде многоразрядного компаратора, обеспечивает повышенную скорость обработки приоритетов за 40 счет параллельного выполнения сравнения многих приоритетных критериев системы (3) .Однако приоритетная . ,обработка осуществляется путем после довательного сравнения значений дв6" 45 ично-кодированных разрядов приоритетных критериев и их дополнений.с соответствующими значениями двоичнокодированных разрядов критерия и его дополнения данного канала. Реа" лизация данного способа при боль" шом числе каналов является достаточ« но медленной и требует больших аппаратных затрат и большого числа шин общей магистрали. 55

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали, содержащее в каждом канале ре- Q) гистр, группу элементов И, блок yn" равления, два дешифратора, два коммутатора, сумматор по модулю 2,причем выходы регистра соединены с первыми входами группы элементов И, выходы которых подключены к общей магистрали, первый вход блока yriравления канала соединен с запросным входом устройства, второй входс тактовым входом устройства, вход регистра соединен с кодовым входом устройства, группа выходов блока управления соединена со входами дешифраторов, группы выходов которых соединены группами входов êîìмутатора, информационные входы пер-. вого коммутатора подключены к общей магистрали, информационные входы второго коммутатора соединены с ,выходами регистра, выходы коммутаторов каналов через сумматор по модулю 2 соединены с третьим входом блока управления, выход которого соединен с вторыми входами элементов И.

С помощью известного устройства каждый абонент может выставить в общую магистраль свой адрес, при этом в общей магистрали устанавливается результирующее число "монтажного ИЛИ". Затем в каждом канале

;производится поразрядное последовательное сравнение адреса канала и кода в общей магистрали. Число шагов обработки равно числу разрядов адреса. Если результат сравнения в одном из разрядов равен нулю,. то к адресной части общей магистрали подключен канал с более высоким приоритетом и после соответствующих операций адрес канала с меньшим приоритетом отключается от общей маги- страли. Если результат сравнения во всех разрядах равен единице, то данный абонент имеет наибольший приоритет и оказывается подключеннным к общей магистрали f4)

Недостаток данного устройства состоит в необходимости большого числа шин общей магистрали; равных числу разрядов адреса. Данный недостаток является весьма существенным, когда требуется соединить большое число абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, так так как при распространении сигналов по магистрали имеет место затухание сигналов и явление перекоса, обусловленное различием параметров шин общей магистрали, что требует введения специальных задержек при совместной обработке внутренних сигналов и сигналов, поступающих с общей магистрали. Кроме того, время, затрачиваемое на подключение абонентов к общей магистрали зависит от числа разрядов адреса, равно сумме времен, затрачиваемых на последовательное сравнение каждых разрядов, т.е. эквивалентно . времени сравнения последовательно передаваемых разрядов адреса абонент та. Кроме того, в данном устройстве ) 1072046 возможно ложное подключение абонентов к общей магистрали в тех случаях, когда запросы поступают в абоненты в процессе подключения других абонентов, на которые запросы поступили несколько раньше, так как на шинах общей магистрали устанавливается результирующее число "монтажного ИЛИ" с учетом адреса вновь подключенного абонента.

Цель изобретения — повышение надежности за счет упрощения передающей среды и исключения воэможности ложного подключения абонентов к общей магистрали.

Поставленная цель достигается тем, что многоканальное устройство для подклюяения абонентов к общей магистрали,:содержащее в каждом канале первый элемент И, первый счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первый триггер, вход установки в единицу которого соединен с запросным входом канала, группа информационных входов регистра соединена с кодовым входом канала, выход первого . элемента И соединен с общей магистралью устройства, дополнительно содержит в каждом канале второй, третий и четвертый триггеры, второй, третий и четвертый элементы И, второй счетчик, элемент НЕ, вход которого соединен с общей магистралью канала, входом установки в единицу второго триггера и первым входом элемента 3KBHBMIEHTHOCTb, выход которого соединен с первым .входом четвертого элемента. И, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И, с первым входом пер вого элемента И и с управляющим входом первого-триггера, вход установки в нуль которого соединен с информационййм выходом первого счет3 чика, с входами установки в нуль второго и четвертого триггеров и с входом установки в единицу третьего триггера, управляющий вход которого соединен с выходом четвертого злааента И, второй вход которого соединен с первым информационным выходом второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом генера.тора тактовых импульсов и с счетный входом четвертого триггера, управляющий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с нулевым вы- ходом второго триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, второй вход элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ соединен с .выходом первого элемента И, 10 второй вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра и с входом младшего разряда регистра, вход синхронизации которого соединен с вторым информационным выходом второго счетчика и счетным входом первого счетчика, выход четвертого триггера соединен с третьим входом первого элемента И, второй и третий входы третьего элемента И соединены соответственно с выходом элемента.НЕ и с выходом первого триггера.

На чертеже приведена конструктивная схема одного канала устройства.

Кахсцый канал устройства содержит запросный вход 1,.первый триггер 2, генератор тактовых импульсов 3, элемент НЕ.4, второй триггер 5, четвертый триггер 6, второй элемент И 7, 0 второй счетчик 8, первый счетчик 9, регистр 10, первый элемент И 11, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 12, третий триггер 13, третий элемент И 14, четвертый элемент И 15, кодовый вход 16.

25 Все кан устройства подключены к общей магистрали 17.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент триггеры 2, 5 и 6, счетчик 8 и счетчик 9 всех абонентов, подключенных к магистрали, установлены в нулевое состояние, триггер 13 — в единичное состояние (цепи установки на схеме не показаны), при этом на общей магистрали

17 имеет место нулевой потенциал. В регистр 10 записывается адрес данного абонента в виде и -разрядного двоичного числа, соответствующего критерию его приоритета на подключение, 40 при этом старший разряд адреса у всех абонентов является единичным.

Запросы на приоритетное обслуживание абонентов поступают на вход 1.

Предположим, что запросы на вход

45 1 поступают одновременно в нескольких абонентах, при этом в данных абонентах триггеры 2 устанавливаются в единичное состояние одновременно. Наличие единичных потенциалов на двух других входах элемента И 14; соединенных соответственно с выходом элемента НЕ 4 и нулевым выходом триггера 5, позволяет первым тактовым импульсом с выхода генератора тактовых импульсов 3, поступившим на счетный вход триггера б после установки триггера 2 в единичное состояние, установить триггер б также в единичное состояние, при этом через элемент И 11 на общую магист6g раль 17 начинает поступать единичный бит старшего разряда адреса данного абонента, передним фронтом которого триггера 5 всех абонентов, подключенных к магистрали 17 устанавливаются в единичное состояние и

1072046 момент в магистраль выставле ;.5онент, имеющий более высокий потен- . циал бита в данном разряде, т.е. имеющий более высокий приоритет на подключение, поэтому, триггер 13 устанавливается в нулевое состояние, самоблокирчется через элемент И 15 и запрещает выдачу следующих младших бит адреса данного абонента, при этом счетчик 9 по-прежнему под1О считывает число импульсов со второго информационного выхода счетчика 8, а в регистре 10 осуществляется кольцевой сдвиг информации. Если все биты адреса абонента, передава— 15 емые в магистраль совпадают с битами в магистрали в момент формирования импульса на первом информационном выходе счетчика 8, то данный абонент имеет самый высокий приори2п тет на подключение к общей магистрали и является единственным абонентом, подключенным к магистрали. В момент сравнения самых младших бит адреса триггер 13 у данного абонен25 та по-прежнему остается в единичном состояйии и после формирования последнего импульса на втором информационном выходе счетчика 8 в регистре 10 будет вновь записан

30 адрес данного абонента, а счетчик 9 подсчитает число импульсов, соответствующих числу переданных разрядов адреса абонента и установит триггеры 2, 5 и 6 в нулевое состояние, а триггер 13 - в единичное состояние, т.е. запрос на подключение абонента к общей магистрали будет снят. В остальных абонентах после заполнения емкости счетчика 8. в нулевое состояние будут установлены только триггеры 5 и б, а триггер 2 будет находится в прежнем состоянии, так как на его управляющем входе, соединенном в выходом триггера 13, в данный момент имеет место нулевой потенциал. После передачи в магистраль последнего бита адреса абонента и установки триггера 5 в нулевое состояние триггеры б тех абонентов, в которых находятся запросы на подключение к магистрали,- вновь устанавливаются в единичное состояние и процесс занятия магистрали повторяется вновь, Если в абонеите в момент начала занятия магистрали другими абонента55 ми нет запроса на подключение, то в ,данном абоненте триггер 13 устанавливается в нулевое состояние, а с помощью счетчиков 8 и 9 осуществляется определение времени, необ6О ходимого дпя занятия магистрали другими абонентами,, в которые поступили запросы. Если запросы на подключение поступают в абоненты в момент опреразрешают прохождение тактовых импульсов через элемент И 7 на вход счетчика 8 во всех абонентах, подключенных к магистрали 17.

Таким образом, после поступления единичного бита в общую магистраль

17 хотя бы от одного абонента во всех абонентах начинается счет тактовых импульсов счетчиком 8, опреде ляющим время нахождения одного бита адреса абонента в магистрали, и счетчиком 9, определяющим время, не обходимое для выдачи в магистраль адреса абонента, в который поступил запрос. В случае одновременного поступления запросов в нескольких або нентов при наличии свободной общей магистрали 17 последовательность бит адресов данных абонентов начинает поступать на общую магистраль одновременно, при этом на общей магистрали устанавливается результирующий потенциал "монтажного ИЛИ".

С помощью элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ

12 осуществляется сравнение бита, передаваемого данным абонентом,и бита, который находится в данный момент в общей магистрали. Время распространения переднего фронта каждого бита в магистрали учитывается счетчиком 8, на первом информационном выходе которого формируется импульс через промежуток времени, который выбирается несколько большим переходных процессов в магистрали.

Если потенциал бита, передаваемого данным абонентом, совпадает с потенциалом в общей магистрали, то на выходе элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ

12 формируется единичный потенциал и импульсом с первого информационного выхода счетчика 8 триггер 13 устанавливается в единичное состояние и разрешает выдачу следующего бита адреса в общую магистраль через элемент И 11. Выдача следующего бита адреса осуществляется сдвигом информации в регистре 10 импульсом с выхода счетчика 8,при этом в предыдущий бит адреса переписывается в освободившуюся ячейку регистра 10, а счетчик 9 подсчитывает импульс со второго информационного счетчика 8.

После установления потенциала последующего переданного бита элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 12 сравнивает передаваемый бит и бит, находящий" ся в данный момент в общей Магистрали 17, а импульсом с первого информационного выхода счетчика 8 в,.триггер 13 записывается результат сравнения. Если в момент формирования импульса на первом информационном выходе счетчика 8 на выходе элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, 12 имеет мес то нулевой потенциал, то в данный деления приоритета подключения або65 .нентов, на которые запросы поступили

107204á

Составитель Ю,Ланцов

Редактор И.Ковальчук ТехредЛ.Микеш, .Корректор N.Øàðîøé

Заказ 127/41 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ. Рооударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 I в более раннее время, то данные запросы записываются s триггер 2 и не нарущают процесса определения приори» тета на подключение других абонентов,. так как триггеры 5 всех абонентов

s данный момент находятся в единич- . ном состоянни, блокируют установку триггера б в единичное состояние и запрещают выдачу в магистраль адре са абонента с вновь поступившим за просом до полного окончания предыдущего цикла занятия общей магистрали 17.

Предложенное устройство в отличие от прототипа позволяет сократить .число шин в общей магистрали.

Уменьшение числа шин общей магистрали, является весьма существенным при соединении большого числа або, ментов,а также абоиентов, располо-. жейных на значительном.расстоянии друг от друга, и дает возможность значительно уменьшить расходы на осуществление связей межДу абонентамн, уменьшить диаметр передающего кабеля, исключит воэможность неодинакового распространения .сигналов по

5 различным проводам, вызванного некоторыми различиями в диаметре и струк; туре кабеля (исключитЬ явление перекоса при распространении сигналов) .

Кроме того, в данном устройстве

30,исключена воэможность начала подключения абонентов к общей магистрали . в случаях, когда запросы на йодключение поступают в моменты занятия общей магистрали другими абонентами, f5 в которые запросы поступили несколь-, ко раньше. Это позволяет исключить возможность ложного подключения абонентов к общей магистрали. Таким образом, предлагаемое уст-. ройство обладает большей надежнос» тью по сравнению с прототипом.