Устройство для управления обменом информации

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНШ ОБМЕНОМ ИНФОРМАЦИИ, содержащее элемент И, два дешифратора, блок хранения очередности обработки, блок хранения признаков, первьй блок приоритетов , причем входная шина адреса устройства соединена первым входом первого дешифратора и информационным входом блока хранения очередности обработки, вход записи которого соедивен с выходом элемента И, входная шина сигнала сопровождения устройства соединен с вторым входом первого i дешифратора, выход которого соединен с входом записи блока хранения признаков , информационный вход которого является входной шиной признака устройства , выход блока хранения признака соединен с первым управляющим входом первого блока приоритета, второй управляющий вход которого соединен с выходом второго дешифратора, вход которого соединен с выходом блока хранения очередности обработки, о тличающееся тем, что, с целью повышения пропускной способности устройства, в него введены второй блок приоритета, регистр запросов, гдуппа элементов И, группа элементов ИЛИ и блок фиксации запросов, .причем первьш и второй входы элемента И соединены соответственно с входными шинами сигнала сопровождения и признака устройства, единичный вход регистра запросов соединен с входной шиной запросов устройства, выход блока хранения признаков соединен с первым управляющим входом второго блока приоритета , выход регистра запросов соединен с информационными входами первого и второго блоков приоритета и блока фиксации запросов,. управляющий вход которого соединен с вторым управляющим входом второго блока приоритета и выходом первого блока приоритета , группы выходов первого и втоS рого блоков приоритета соединены соот (Л ветственно с первыми и вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы , выходы которьк соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых образуют выходную шину разрешения вьшодов устройства , которая соединена с входом считывания блока хранения призэо наков, нулевым входом регистра запросов и первым установочным входом 35 САЭ ЭО блока фикса:ции запросов, второй установочный вход которого является входной шиной ответов устройства, первый выход блока фиксации запросов соединен с входом считывания блока хранения очередности обработки , а второй выход - с вторыми входами всех элементов И группы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок фиксации запросов содержит три элемента И, три элемента ИЛИ, элемент задержки, формирователь импульса

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) 8 А (б1) С 06 Р 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3409494/18-24 (22) 24.03.82 (46) 23.03.84. Бюл. И - 11 (72) Ю.В.Рябцов и О.Г.Светников (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 560220, кл. G 06 F 3/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 903853, кл. G 06 F 3/04, t980. (54) (57) 1 ° устРОЙстВО для упРАВлеНИЯ

ОБМЕНОМ ИНФОРМАЦИИ, содержащее элемент И, два дешифратора, блок хранения очередности обработки, блок хранения признаков, первый блок приоритетов, причем входная шина адреса устройства соединена первым входом первого дешифратора и информационным. входом блока хранения очередности обработки, вход записи которого сое- динен с выходом элемента И, входная шина сигнала сопровождения устройства соединен с вторым входом первого дешифратора, выход которого соединен с входом записи блока хранения признаков, информационный вход которого является входной шиной признака устройства, выход блока хранения признака соединен с первым управляющим входом первого блока приоритета, второй управляющий вход которого соединен с выходом второго дешифратора, вход которого соединен с выходом блока хранения очередности обработки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности устройства, в него введены второй блок приоритета, регистр запросов, группа элементов И, группа элементов ИЛИ и блок фиксации запросов, причем первый и второй входы элемента И соединены соответственно с входными шинами сигнала сопровождения и признака устройства, единичный вход регистра запросов соединен с входной шиной запросов устройства, выход блока хранения признаков соединен с первым управляющим входом второго блока прио. ритета, выход регистра запросов соединен с информационными входами первого и второго блоков приоритета и блока фиксации запросов, управляющий вход которого соединен с вторым управляющим входом второго блока приоритета и выходом первого блока приоритета, группы выходов первого и второго блоков приоритета соединены соответственно спервыми и вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ груп4, ы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых образуют выходную шину разрешения выводов уст- . ройства, которая соединена с входом считывания блока хранения признаков, нулевым входом регистра запросов и первым установочным входом блока фиксации запросов, второй установочный вход которого является входной шиной ответов устройства, первый выход блока фиксации запросов соединен с входом считывания блока хранения очередности обработ" ки, а второй выход — с вторыми входами всех элементов И группы.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок фиксации запросов содержит три элемента И, три элемента ИЛИ, элемент задержки, формирователь импульса

1081638 и триггер, причем входы первого элемента ИЛИ образуют информационный вход блока, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И и входом формирователя импульса, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого образуют первый установочный вход блока, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом перИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения многомашинных и многопроцессорных систем предварительной обработки телеметрической 5 информации с универсальными вычислительными машинами или с периферийными средствами регистрации и отображения.

Известно устройство для сопряжения, содержащее блок приема информации, буферный блок памяти, блок выдачи данных, блок анализа состояний, блок формирования номера очереди, блок адреса данных, блок объема данных, причем вход — выход блока приема информации является первым входом — выходом устройства, первый с выход блока приема информации соединен с первым входом буферного блока памяти, выходы которого соединены с первыми входами блока адреса данных и блока объема данных, вторые входы которых соединены с выходом блока выдачи данных, вход которого соеди нен с вторым выходом блока приема информации, третий выход которого соединен с первыми входами блока анализа состояний и блока формирования номера очереди, второй вход которого соединен с выходом блока объема данных и третьим входом блока адреса данных, выход которого соединен с входом блока приема информации, первый выход блока формирования но- З5 мера очереди соединен с вторым вхо-.. вого элемента И, второй вход которо. го является вторым установочным вхо дом блока, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с шиной тактовых импульсов устройства, шиной третьего элемента И является первым выходом блока, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с вторым выходом блока и первым входом третьего элемента И, второй вход которого является управляющим входом блока. дом блока анализа состояний, выход которого соединен с третьим входом .блока формирования номера очереди, второй выход которого соединен с вторым входом буферного блока памяти, вход-выход блока выдачи данных является вторым входом-выходом устройства (1j .

Недостатки устройства — сложность и низкая производительность, что обусловлено необходимостью работы с номером очереди, а также большим объемом, сложностью построения и функционирования запоминающего блока, выполненного на базе ассоциативной памяти.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для сопряжения, содержащее первый дешифратор, узел форми- . рования запроса ОЗУ, узел управления, узел сопротивления с магистралью данных и команд, группу буферных накопителей, блок хранения очередности обработки, блок формирования последовательности, состояющий из второго дешифратора и блока приоритета, блок выдачи данных, блок хранения объема данных и блок хранения адреса данных, причем входы первого дешифратора соединены с выходами узла управления и узла сопряжения с магистралью данных и команд, выходы узла сопряжения с магистралью данных и команд соединены с информациойными входами блока хранения очеред1081638

3 ности обработки и буферных накопителей группы, входы записи которых соединены с соответствующими выходами первого дешифратора, первый выход узла управления соединен с входом записи блока хранения очередности обработки, выход которого соединен с входом второго дешифратора, выходы которого соединены с первой группой входов блока приоритета, выходы ко- 10 торого соединены с входами считывания соответствующих буферных накопи.телей группы, первые выходы которых соединены с первыми входами блока хранения объема данных и блока хра- 15 нения адреса данных, вторые входы которых соединены с выходом блока выдачи данных, вход которого соединен с вторым выходом узла управления, вторые выходы буферных накопителей щ группы соединены с второй группой входов блока приоритета, выход которого соединен с входом считывания блока хранения очередности обработки, выходы блока хранения объема 25 данных и блока хранения адреса данных соединены соответственно с третьей группой входов блока приорите-! та и входом узла формирования зап роса ОЗУ, входы-выходы узла напряжения с магистралью данных и команд и блока выдачи данных являются соответственно первым и вторым входамивыходами устройства (2j .

Недостатком известного устройст- Ç5 ва являются ограниченные функциональные возможности, вследствие чего может производиться только полное восстановление входной последовательности данных, поступивших на обработ.4о ку. При этом, если не закончена обработка некоторого сообщения, которое в соответствии с очередностью должно выводится в данный момент, то вывод приостанавливается. На практи- 45 ке среди множества параметров, поступающих на систему предварительной обработки телеметрической информации, есть как взаимосвязанные параметры, чувствительные к порядку сле- 50 дования, так и не зависящие от всех остальных параметры, изменение положения которых в последовательности не отражается на результатах обработки. Вывод информации, относящийся 55 к таким независимым параметрам, может производится без соблюдения очередности, что позволяет уменьшить вероятность задержки вывода из-за ожидания завершения обработки сообщения, которое должно выводиться в соответствии с очередностью.

Цель изобретения — повышение пропускной способности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что.в устройство для управления обменом информации, содержащее элемент И, два дешифратора, блок хранения очередности обработки, блок хранения признаков, первый блок приоритета, причем входная шина адреса устройства соединена с первым входом первого дешифратора и информационным входом блока хранения очередности обработки, вход записи которого соединен с выходом элемента И, входная шина сигнала сопровождения устройства соединена с вторым входом первого дешифратора, выход которого соединен с входом записи блока хранения признаков, информационный вход которого является входной шиной признака устройства, выход блока хранения признака соединен с первым управляющим входом первого блока приоритета, второй управляющий вход которого соединен с выходом второго дешифратора, вход которого соединен с выходом блока хранения очередности обработки, введены второй блок приоритета, регистр запросов, группа элементов И, группа элементов ИЛИ и блок фиксации запросов, причем первый и второй входы элемента И соединены соответственно с входными шинами сигнала сопровождения и признака устройства, единичный вход регистра запросов соединен с входной шиной запросов устройства, выход блока хранения признаков соединен с первым управляющим входом второго блока приоритета, выход регистра запросов соединен с информационными входами первого и второго блоков приоритета и блока фиксации запросов, управляющий вход которого соединен с вторым управляющим входом второго блока приоритета и выходом первого блока приоритета, группы выходов первого и второго блоков приоритета соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых образуют выходную шину разрешения

1081638

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для управления обменом информации, на фиг. 2 — структурная схема первого и второго блоков приоритета; на фиг. 3 — структур. ная схема блока фиксации запросов.

Устройство для управления обменом информации (фиг.1) содержит элемент И 1, первый дешифратор 2, блок 3 хранения очередности обработ ки, блок 4 хранения признаков, второй дешифратор 5, регистр 6 запросов, второй блок 7 приоритета, первый блок 8 приоритета, блок 9 фиксапии запросов, группу 10 элемен50

55 вывода устройства, которая соединена с входом считывания блока хранения признаков, нулевым входом регист ра запросов и первым установочным входом блока фиксации запросов, вто- 5 рой установочный вход которого является входной шиной ответов устройства, первый выход блока фиксации запросов соединен с входом считывания блока хранения очередности обработки, а второй выход — с вторыми входами всех элементов И группы.

Кроме того, блок фиксации запросов содержит три элемента И, три элемента ИЛИ, элемент задержки, формирователь импульса и триггер, причем входы первого элемента ИЛИ образуют информационный вход блока, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И и входом формирователя импульса, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого 25 соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого образуют первый установочный вход блока, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с зыходом первого элемента И, вто- ЗО рой вход которого является вторым установочным входом блока, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с шиной тактовых импульсов устройства, выход третьего элемента И является первым выходом блока, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с вторым выходом блока и первым 4р входом третьего элемента И, второй с вход которого является управляющим входом блока. тов ИЛИ, группу 11 элементов И, входную шину 12 признака устройства, входную шину 13 сигнала сопровождения устройства, входную шину 14 адреса устройства, входную шину 15 запросов устройства, входную шину 16 ответов устройства, выходную шину t7 разрешения вывода устройства, внутренние шины 18-25 для передачи информации и управляющих сигналов между блоками устройства.

Первый блок 8 приоритета (фиг.2) содержит трехвходовые элементв И 26 и элемент ИЛИ 27. Число элементов И 26 и число входов элемента ИЛИ 27 соответствуют количеству устройств обработки в системе.

Второй блок 7 приоритета (фиг.2) содержит двухвходовые элементы И 28, с одним инверсным входом и узел 29 приоритета, включающий двухвходовые элементы ИЛИ 30 и двухвходовые элементы И 31 с одним инверсным входом.

Число элементов И 28 соответствует количеству устройств обработки в системе, а число входов узла 29 приоритета на единицу больше.

Блок 9 фиксации запросов (фиг.3) содержит элемент ИЛИ 32, формирователь 33 импульса, элемент И 34, элементы ИЛИ 35 и 36, $6 -триггер 37, элемент И 38, элемент 39 задержки и элемент И 40.

Первый дешифратор 2 выполнен в виде потенционально-импульсного дешифратора, импульсый (второй) вход которого подключен к входной шине 13 сигнала сопровождения устройства.

Блок 3 хранения очередности обработки может быть выполнен аналогично известному блоку.

Блок работает следующим образом.

Заносимые в блоке слова заносятся в первый "крайний слева" регистр, а затем с помощью тактовых импульсов продвигаются последовательно по регистрам, образующим ячейки памяти, по направлению к выходу вправо. Первое поступившее слово продвигается до выходного, "Крайнего справа" регистра. Последующие слова продвигаются до последнего свободного регистра. После считывания информации из выходного регистра все содержимое блока 3 сдвигается на один шаг вправо и в выходном регистре оказывается следующее слово. Запись и считы1081638

Устройство работает следующим образом.

В системе предварительной обра35 ботки телеметрической информации, построенной на основе нескольких устройств обработки с внутренней памятью (например, микро-ЭВМ), подключенных к системной магистрали связи, имеется устройство диспетчеризации (на фиг. 1 устройства обработки и устройство диспетчеризации не показаны) . В устройство диспетчеризации поступает поток телеметрической информации, представляющий собой упорядоченную последовательность измерений множества различных параметров, которые должны обрабатываться по разным алгоритмам. Устройство дис-5 петчеризации в соответствии с некоторой заданной произвольной дисциплиной распределяет данные по устройствам обработки. Данные выдаются на обработку в виде сообщений, содержащих измерительную и служебную информацию. Последняя указывает, по какому алгоритму следует обрабатывать вание информации производятся независимо друг от друга и могут выполняться одновременно. Входы второго дешифратора 5 подключены непосредственно к выходному регистру блока 3.

Блок 4 хранения признаков может быть выполнен в виде группы одноразрядных узлов, каждый из которых аналогичен блоку 3 хранения очередности обработки. Количество узлов в блоке 4 соответствует количеству устройство обработки в системе. В узлах запоминается одноразрядный признак зависимости сообщений, поступивших в устройства обработки, от очередности обработки. Информационные входы всех узлов блока 4 подключены к шине 12 признака устройства, а входы записи сдединены с соответствующими выходами первого дешифра- 20 тора 2.

Таким образом, при передаче сообщения на обработку в i-e устройство обработки признак с шины 12 признака устройства записывается в узел 2j блока 4 хранения признаков, соответствующий i-му устройству обработки.

Число элементов ИЛИ группы 10 соответствует количеству устройств обработки в системе. Количество элементов И группы 11 — количеству устройств обработки в системе. данное сообщение, зависит ли оно от очередности обработки и т.п. Закончив обработку, устройства обработки запрашивают разрешение на вывод. Результаты обработки могут выдаваться, например, в универсальную 3ВМ или на усторойство регистрации. При прохождении данных через любое из устройств . обработки IIoc ледовательность сохраняется. Однако в суммарном выходном потоке нескольких устройств обработки возможно нарушение входной последовательности, поступившей в систему иэ-за разброса времени обработки различных параметров. Задача восстановления последовательности решается с помощью предлагаемого устройства для управления выводом, которое выдает устройствам обработки разрешение на вывод в соответствии с очередностью обработки. В ожидании разрешения на вывод устройства обработки временно хранят выходные сообщения в. своих буферах. Объем этих буферов выбирается достаточным, чтобы не было простоев устройств обработки из-за их переполнения во время ожидания разрешения на вывод.

В процессе передачи сообщения устройством диспетчеризации устройству обработки на информационные входы дешифратора 2 и блока 3 с шины 14 адреса поступает номер данного устройства обработки, а на входы блока 4 и элемента И 1 с шины 12 признака — признак зависимости передавае-. мого сообщения от очередности обработки. С появлением сигнала сопровождения на шине 13 дешифратор 2 формирует сигнал записи, по которо! му признак зависимости записывается в тот узел блока 4, который соответствует данному устройству обработки.

Зависимое от очередности обработки сообщение сопровождается по шине 12 единицей, а независимое — нулем. Если сообщение зависит от очередности обработки, то сигнал сопровождения проходит через элемент И 1 и поступает на вход записи блока 3, в котором запоминается номер данного устройства обработки.

Таким образом, в блоке 3 запоминаются номера устройств обработки в той очередности, в которой они получают сообщения. Причем запись производится только в том случае, 1081638

25

Каждый из элементов И 28 блока 7 соответствует определенному 55 устройству обработки системы. На прямой вход i-ro элемента И 28 поступает по шине 20 сигнал заявки с если полученное устройством сообще- ние чувствительно к порядку следования. В узлах блока 4 запоминаются признаки зависимости сообщений от очередности обработки в той последо- 5 вательности, в какой каждое устройство обработки получает сообщения.

Запросы разрешения на вывод поступают от устройств обработки по шине 15 и запоминаются в регистре 6 запросов, который может быть выполнен, например, на Я5 -триггерах, число которых соЬтветствует количеству устройства обработки. Запрос от устройства обработки устанавлива- 15 ет в "1" соответствующий этому устройству разряд регистра 6. С выхода регистра 6 запросы подаются на третьи входы блоков 7 и 8 приоритета.

Первый блок 8 приоритета осуществ- 2Р ляет поиск заявки того устройства обработки, номер которого находится на выходе блока 3 хранения очередности обработки.

Выбор осуществляется следующим образом.

Каждый из элементов И 26 блока 8 соответствует определенному устройству обработки системы. На первый вход i-го элемента И 26 подается от 30

i-го узла блока 4 по шине 18 признак зависимости того сообщения, которое стоит первым в i-м устройстве обработки. Второй вход подключен к i-му выходу второго дешифратора 5, а третий — к i ìó разряду регистра 6.

Сигнал на выход i-ro элемента И 26 проходит, если есть заявка от i-го устройства обработки, на выходе блока 3 находится номер i ro устройства 4р обработки и на выходе i-го узла блока 4 — " 1", что является признаком зависимости сообщения от порядка следования. С выхода элемента И 26 сигнал поступает на соответствующий 45 выход группы выходов блока 8 и по шине 23 подается на первый из входов . i-го элемента ИЛИ группы 10 (на фиг. 2 не показано). Одновременно этот же сигнал проходит через элемент ИЛИ 27 и поступает на второй управляющий вход блока 7 и управляющий вход блока 9.

1 го разряда регистра 6, а на инверсный вход подается от l-го узла блока 4 по шине 18 признак зависимости сообщения от очередности обработки.

Сигнал проходит на выход i-ro элемента И 28, если есть заявка от i-го устройства обработки и на выходе

i-го узла блока 4 находится "0", что является признаком нечувствительности сообщения к порядку следования. Возможна ситуация, когда несколько устройств обработки одновременно ожидают разрешения на вывод сообщений, не зависимых от очередности обработки, поэтому сигналы с выходов элементов И 28 подаются на узел 29 приоритета, который пропускает на выход "1" с наиболее приоритетного входа. Узел 29 приоритета реализован по матричной схеме с помощью элементов ИЛИ 30 и элементов И 31 с одним инверсным входом.

Приоритет входов понижается от первого (верхнего) к последнему (нижнему). Вход с наивысшим приоритетом подключен к шине 21. На шине 21 появ ляется "1", если в блоке 8 произведен выбор устройства обработки в соответствии с очередностью по зависимым от порядка следования сообщениям.

При этом блокируется прохождение единиц на выход блока 7 с других входов узла 29 приоритета. Если на шине 21 находится "0", то сигнал с наиболее приоритетного входа узла 29 проходит на соответствующий выход группы выходов блока 7 и подается на второй вход соответствующего элемента ИЛИ группы 10. Выходы элементов ИЛИ группы 10 соединены с элементами И 11 таким образом, что сигнал с выхода i-го элемента ИЛИ группы 10 поступает на первый из входов i-ro элемента И группы 11.

Сигналы с шины 20 поступают на входы элемента ИЛИ 32 блока 9 синхронизации. С приходом первой заявки формирователь 33 импульса формирует импульс, который проходит через элемент ИЛИ 35 и устанавливает в единичное состояние триггер 37.

В результате тактовый импульс проходит через элемент И 38 и элемент.39 задержки на второй выход блока 9.

Если на шине 21. находится "1", то через элемент И 40 импульс проходит на первый выход блока 9 и по шине 24 поступает в блок 3, в котором осу1081638

12 ществляется продвижение очереди из номеров устройств обработки. По шине 25 импульс поступает на вторые входы всех элементов И группы 11.

Сигнал разрешения вывода появляется на том из разрядов шины 17, который соответствует .устройству обработки, выбранному блоками 8 или 7. Одновременно сигнал с выхода соответствующего элемента И группы 11 поступает в регистр 6, где сбрасывает соответствующий разряд, в блок 4, где осуществляется продвижение очереди приз иаков в соответствующем узле, и в блок 9, где проходит через элемент ИЛИ 36 и сбрасывает триггер 37.

Выдача следующего разрешения производится после получения сигнала ответа по шине 16. При этом, если обслужены не все запросы на вывод и на выходе элемента ИЛИ 32 находит10 ся "1", то сигнал ответа проходит через элемент И 34, элемент ИЛИ 35 и устанавливает триггер 37 в "1".

Если все разряды регистра 6 равны

"0", то сигнал ответа не проходит через элемент И 34,. Устройство будет находиться в состоянии ожидания до поступления очередного запроса на вывод.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более широкими функциональными возможностями и позволяет дифференцировать чувствитель15 ные и нечувствительные .к порядку следования выводимые сообщения. Применение его в многомашинных системах уменьшает среднее время ожидания разрешения на вывод результатов обработки и обеспечивает получение более равномерного выходного потока.

1081638

1081638

Составитель..В.Гречнев

Техред А,Ач -Корректор Г.Решетник

Редактор А.Козориз

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная, 4

Заказ 1552/44 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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