Многоканальное устройство для подключения абонентов к магистрали

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К МАГИСТРАЛИ , содержащее в каждом канале три элемента И, усилитель-приемник, выходом подключенный к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выходом подключенного к информационному входу усилителя-передатчика , а вторым входом - к первому входу второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в каждый его канал введены переключатель, триггер, третий элемент ИЛИ и три элемента И, причем первые вход и выход переключателя -го канала (i 2,М) соединены соответственно с вторыми выходом и входом переключателя i -1-го канала, первые вход и выход переключателя первого канала являются соответствен-но входом сигнала выборки и выходом сигнала выборки устройства, второй выход переключателя М-го канала соединен с вторым входом переключателя того же канала, в i -ом канале третьи выход и вход переключателя соединены соответственно с входом усилителяприемника и выходом усилителя-передатчика , управляющим входом подключенного к четвертому выходу переключателя , выход первого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, первые входы второго-пятого элементов И соединены с i -ым входом сигнала разрешения выборки устройства и нулевым входом триггера, выходы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к первому, второму и третьему вхо (Л дам третьего элемента ИЛИ, а вторые . входы - соответственно к выходу усилителя-приемника, выходу третьего элемента ИЛИ и i -му входу сигнала идентификации адреса устройства, единичный вход триггера соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход - с ч -ым выходом сигнала раз4; со решения подключения устройства и nepBbiM входом шестого элемента И, второй и третий входы которого являются 1 -ми входами сигнала отсутствия работы абонента и сигнала отсутствия требования абонента или сравнения адреса устройства, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого является 1 -ым входом сигнала автономной работы устройства, а третий вход соединен с выходом второго элемента И и t-ым выходом сигнала распространения выборки устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D С 06 F 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3564130/18-24 (22) 11.03.83 (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) А.К. Дерновский (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2879658/18-24, кл. G 06 F 3/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3342326/18-24, кл. G 06 F 3/04, 198 1 (прототип). (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ НОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К МАГИСТРАЛИ, содержащее в каждом канале три элемента И, усилитель-приемник, выходом подключенный к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выходом подключенного к информационному входу усилителя-передатчика, а вторым входом — к первому входу второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в каждый его канал введены переключатель, триггер, третий элемент ИЛИ и три элемента И, причем первые вход и выход переключателя

i-го канала (i = 2,М) соединены соответственно с вторыми выходом и входом переключателя 1 -1-ro канала, первые вход и выход переключателя первого канала являются соответствен. но входом сигнала выборки и выходом сигнала выборки устройства, второй выход переключателя M-го канала соединен с вторым входом переключателя того же канала, в 1 -ом канале третьи выход и вход переключателя соединены соответственно с входом усилителяприемника и выходом усилителя-передатчика, управляющим входом подключенного к четвертому выходу переключателя, выход первого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, первые входы второго-пятого элементов И соединены с 1 -ым входом сигнала разрешения выборки устройства и нулевым входом триггера, выходы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к первому, второму и третьему входам третьего элемента ИЛИ, а вторые входы — соответственно к выходу усилителя-приемника, выходу третьего элемента ИЛИ и -му входу сигнала идентификации адреса устройства, единичный вход триггера соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход — с -ым выходом сигнала разрешения подключения устройства и первым входом шестого элемента И, второй и третий входы которого являются 1 -ми входами сигнала отсутствия работы абонента и сигнала отсутствия требования абонента или сравнения адреса устройства, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого является i -ым входом сигнала автономной работы устройства, а третий вход соединен с выходом второгз элемента И и (-ым выходом сигнала распространения выборки устройства.

1104497

10 !

20

50

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для сопряжения оборудования вычислительных систем с магистралью обмена данными, Известно устройство для подключения абонентов к магистрали, содержащее блок согласования, усилители, элементы И и ИЛИ, узел выборки.

Линия выборки последовательно проходит через все устррйство, образуя замкнутую петлю, начало и конец которой подключены к ЗВМ. С помощью узла коммутации устройство подключено к прямой или к обратной ветвям этой петли, чем определяется его приоритет в магистрали (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали, содержащее блок согласования уровней, а в каждом канале схему сравнения, три элемента И, элемент НЕ, регистр адреса, два элемента ИЛИ, пять усилителей-приемников и три усилителяпередатчика, причем в каждом канале первый вход схемы сравнения через первый усилитель-приемник соединен с адресным выходом блока согласования уровней, вторые входы — с выходом регистра адреса, а выход— с первым входом первого элемента И и через элемент НЕ с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего и третьему входу первого элементов И, первый вход первого элемента ИЛИ через первый усилительприемник соединен с выходом выборки блока согласования уровней, первый вход первого элемента ИЛИ каждого канала соединен через второй усилиI тель-приемник того же канала с выходом первого усилителя-передатчика предшествующего канала, входом подключенного к выходу первого элемента И предшествующего канала, выход первого элемента И последнего канала через первый усилитель-передатчик соединен с входом возврата выборки блока согласования уровней, выход второго элемента И каждого канала соединен через усилитель-пере датчик с входом сигнала логического подключения блока согласования уровней, выход третьего элемента И каждого канала подключен через усилитель-передатчик к входу третьего усилителя-приемника предшествующего канала, подключенного к первому входу второго элемента И предшествующего канала, подключенного к первому входу второго элемента И предшествующего канала, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ через четвертый и пятый усилители-приемники соединены соответственно с первым и вторым входами управления выборкой блока согласования уровней t2j .

Недостаток известного устройства состоит в низком быстродействии устройства и ограниченных функциональных возможностях, исключающих возможность выключения отдельных каналов без нарушения работы устройства.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее в каждом канале три элемента И, усилитель-приемник, выходом подключенный к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выходом подключенного к информационному входу усилителя-передатчика, а вторым входом — к первому входу второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, в каждый канал введены переключатель, триггер, третий элемент ИЛИ и три элемента И, причем первые вход и выход переключателя -го канала (1=2,M) соединены соответственно с вторыми выходом и входом переключателя j -ro канала, первые вход и выход переключателя первого канала являются соответственно входом сигнала выборки и выходом сигнала выборки устройства, второй выход переключателя M-ro канала соединен с вторым входом переключателя того же канала, в 1 -ом канале третьи выход и вход переключателя соединены соответственно с входом усилителя-приемника и выходом усилителяпередатчика, управляющим входом подключенного к четвертому выходу переключателя, выход первого элемента И соединен с вторым выходом первого элемента ИЛИ, первые входы вто1104497 рого-пятого элементов И соединены с

1-ым входом сигнала разрешения выборки устройства и нулевым входом триггера, выходы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к первому, второму и третьему входам третьего элемента ИЛИ, .а вторые входы — соответственно к выходу усилителя-приемника, выходу третьего элемента ИЛИ и -му входу сигнала идентификации адреса устройства, единичный вход триггера соединен с выходом третьего

I элемента ИЛИ, а выход — с < -ым выходом сигнала разрешения подключения устройства и первым входом шестого элемента И, второй и третий входы которого являются 1 -ми входами сигнала отсутствия работы абонента и сигнала отсутствия требования .абонента или сравнения адреса устройства, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого является -ым входом сигнала автономной работы устройства, а третий вход соединен с выходом второго элемента И и (-ым выходом сигнала распространения выборки устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема многоканального устройства и функциональная схема одного из каналов; на фиг.2 — схема переключателя .

Многоканальное устройство содержит (фиг.1) каналы -4, а в каждом канале переключатель 5, узел 6 согласования усилитель-приемник 7

1 усилитель-передатчик 8, элементы И

9-14, первый, третий и второй элементы ИЛИ 15-17 и триггер 18. На фиг.1 показано также соединение каналов 1-4 в системе и обозначены первые входы 19 вторые выходы 20 и входы 21 и первые выходы 22 каналов, а также линии связи с абонентом одного канала: вход 23 сигнала идентификации адреса, вход 24 сигнала разрешения выборки, выход 25 сигнала разрешения подключения, вход

26 сигнала отсутствия работы абонента, вход 27 сигнала отсутствия требования абонента или сравнения адреса, вход 28 сигнала автономной работы, выход 29 сигнала распростра- нения выборки, Переключатель 5 (фиг.2) содержит переключательный элемент 30, группы контактов P I-P3 реле (обмотки реле не показаны).

Устройство работает следующим образ,ом.

В исходном состоянии на входах 19, 2t 23 и 24 присутствуют уровни логического нуля. На входе 28 в режиме работы в системе присутствует уровень логического нуля, а в автономном режиме — уровень логической единицы. На входах 26 и 27 в исходном состоянии и в автономном режиме присутствуют уровни логической единицы. Триггер 18 сброшен в нулевое состояние уровнем логического нуля с входа 24, следовательно, на выходе

25, а также на выходах 20, 22, 29— уровни логического нуля. В переключателе 5 (фиг.2) положение контактов

Р1-Р3 реле показано для случая, когда питание выкнючено, а положение пере- . ключательного элемента 30 — для случая, когда устройство подключено к

25 прямой ветви петли выборки. В этом случае (когда питание выключено) приоритетный сигнал выборки, поступающий на вход I9 устройства, проходит через верхнюю группу контактов переключатсльного элемента 30, замкнутые контакты Р1, среднюю группу контактов переключательного элемента 30 и далее на выход 20. Сигнал обратной выборки, поступающий на вход 21, проходит через нижнюю группу контактов переключательного элемента 30 на выход 22. Таким образом, переключатель 5 при выключенном питании канала обеспечивает

4> обходный путь приоритетному сигналу выборки, т.е. отключенный канал не влияет на работу других каналов. При включенном питании контакты Pt и Р3 разомкнуты, а контакты Р2 — замкну4> ты. В этом случае сигнал выборки с входа 19 через верхнюю группу контактов переключательного элемента 30 и замкнутые контакты Р2 поступает на вход усилителя-приемника 7, а сигнал выборки с выхода усилителяпередатчика 8 через среднюю группу контактов переключательного элемента 30 — на выход 20. Путь прохождения сигнала обратной выборки не изменится. Контакты Р3 служат для подключения к управляющему входу усилителя-передатчика 8 уровня логического нуля при переключении питания канала для исключения .выда1104497 чи сигналов помехи и линию выборки.

Изменение положения переключательного элемента 30 с верхнего на нижнее приведет к изменению приоритета канала, так как в этом случае оно 5 будет подключено к обратной ветви петли линии выборки. В этом случае на вход усилителя-приемника 7 канала поступает сигнал обратной выборки, а с выхода усилителя-передатчика 8 канала сигнал выдается на выход 22.

В дальнейшем работа каналов (например, канала 2) рассматривается в режиме системной работы (на выходе 28 — уровень логического нуля) 15 при подключении к прямой ветви петли линии выборки (переключательный элемент 30 — в верхнем положении).

Подключение абонента к магистрали через канал 2 может осуществляться 20 как по инициативе ЭВМ, так и по требованию абонента. В первом случае

3ВМ вьщает на информационные шины магистрали адрес абонента в сопровождении сигнала идентификации адре-, 2 са. Эта информация доступна всем абонентам. Абонент, получив сигнал иден-. тификации адреса, передает его на вход 23 своего канала 2; где он поступает на вход элемента И 13 и срав- 30 нивает адрес, выданный 3ВМ, со своим адресом. В случае сравнения адресов абонент блокирует элемент И 14, выдавая уровень логического нуля на вход 27. Если же адрес не опознан, то на выходе 27 уровень логической единицы остается.

Через промежуток времени, достаточный для опознания абонентом свое"

40 го адреса, 3ВМ вьщает сигналы выборки и разрешения выборки. Сигнал разрешения выборки доступен одновременно всем абонентам. Абонент, полу".ив этот сигнал, передает его на вход

24. Здесь он поступает на входы триггера 18 и на выходы элементов И

9-13. Сигнал выборки последовательно проходит через все каналы 1-4 в зависимости от их приоритета ° Он поступает на вход 19 канала и далее

50 через переключатель 5 на вход усилителя-приемника 7, с выхода которого этот сигнал поступает на вход элемента И 11; а через элемент ИЛИ 15на вход элемента И 9. Таким образом, если канал 2 имеет высший приоритет, то сигналы выборки и разрешения выборки поступают к нему одновремен-1 но. При этом срабатывают элементы И

1 1 и 13, и с их выходов сигналы в виде уровней логической единицы поступают через элемент ИЛИ 16 на вход элемента И 12, который тоже срабатывает и выдает уровень логической единицы на вход элемента ИЛИ 16, обеспечивая тем самым самоблокировку от снятия сигнала идентификации или кратковременных пропаданий сигнала выборки при подключении, отключении или изменении приоритета в это время в других каналах 1,3,4. Если же канал 2 имеет не высший приоритет, то сигнал разрешЕния выборки придет раньше, чем сигнал выборки. В этом случае в канале 2 сработает только элемент И 13, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 16 поступит на вход элемента И 12. С выхода элемента И 12 сигнал в виде уровня логической единицы поступит на вход элемента ИЛИ 16, как и ранее. В обоих случаях сигнал с выхода элемента ИЛИ 16 поступает также и на единичный вход триггера 18, переводя его тем самым в единичное состояние.

С выхода триггера 18 сигнал разрешения подключения поступает на выход

23 и далее в абонент, а также на вход элемента И 14. Таким образом, при подключении абонентов по инициативе 3ВМ сигнал разрешения подключения выдается на все абоненты одновременно..Если абонентом опознан свой.адрес, po элемент И 14 закрыт и блокирует сигнал с выхода триггера 18.

Получив с выхода 25 сигнал разрешения подключения, абонент вьщает в магистраль сигнал работы абонента и одновременно инверсию этого сигнала на вход 26 и далее на вход элемента И 14, блокируя этот элемент по другому входу. В ответ на сигнал работы абонента 3ВМ снимает сигнал идентификации адреса, в результате чего абонент снимает сигнал с входа

23 и устанавливает уровень логической единицы на входе 27. Однако сос.тояние канала 2 не изменится, так как элемент И 14 заблокирован уровнем логического нуля по входу 26, а закрытие элемента И 13 не повлияет на входной сигнал элемента ИЛИ 16, так как на его входе будет уровень логической единицы с выхода элемента И 12. Далее абонент обменивается

11044

Таким образом, в процессе падклю45 чения абонента по инициативе ЭВМ в каждом канале анализируются сигналы идентификации адреса и разрешения выборки. При их одновременном присутствии в абонент выдается сигнал разрешения подключения, не дожидаясь

50 поступления на канал сигнала выборки.

В результате этого время подключения любого абонента к общей магистрали по инициативе ЭВМ будет одинаково для всех абонентов и равно времени подключения абонента с высшим приоритетом. Кроме того, сокращается интервал времени между сигналом об7 данными с ЭВМ через общую магистраль в соответствии с заданным алгоритмом.

Если же абонентом адрес не опознан, то на входе 27 остается уровень логической единицы и сигнал с выхо- 5 да триггера 18 пройдет через элемент И 14 и далее через элемент ИЛИ

17 поступит на входы элементов И 9 и 10. Элемент И 10 сработает и на

его выходе появится уровень логической единицы, поступающий через элемент ИЛИ 17 снова на вход элемента И 10, чем исключается его закрытие при снятии сигналов с других входов элемента ИЛИ 7. Сигнал с вы- 15 хода элемента И 10 поступает также на выход 29 и далее в абонент, сигнализируя тем самым абоненту, что сигнал разрешения подключения с выхода 25 абонентом отвергнут и . 20 теперь не может быть им использован до повторного получения этого сигнала даже при изменении внутреннего состояния абонента. При наличии сигнала выборки (этот сигнал в зависимости от приоритета канала 2 может придти и значительно позже сигнал разрешения выборки) на выходе элемента И 9 появится сигнал распростра. нения выборки, который поступает на 30 вход усилителя-передатчика 8 и далее через переключатель 5 на вход 20.

Кроме того, этот сигнал с выхода элемента И 9 дублирует сигнал выборки в случае его кратковременных исчезновений при включении, отключении или изменении приоритета других устройств. Если же ни один абонент не опознает своего адреса, то сигнал выборки, пройдя через все устройство, 40 вернется в ЭВМ сигналом обратной выборки, что сигнализирует об отсутствии абонента с данным адресом.

97 ратной выборки, возвращающимся в

ЭВМ при отсутствии абонента с заданным адресом,и сигналом выборки, выданным ЭВМ,за счет того,что в каналах

2,3 и 4 этот сигнал с усилителя-приемника 7 через элемент ИЛИ 15 поступает на элемент И 8,на других входах которого к этому времени уже будет уровень логической единицы. В результате этого на входе элемента И 9 появится сигнал распространения выборки, поступающий через усилительпередатчик 8 и переключатель 5 на выход 20 и далее на вход 19 следующего канала (или на вход 21 в канале 4, подключенный последним к прямой ветви петли линии выборки). Этот путь короче полного пути прохождения сигнала выборки через канал (при несравнении адреса): с усилителяприемника 7 через элементы И 11, ИЛИ 16 на вход триггера 18 и далее с его выхода через элементы И 14, ИЛИ 17, И 9 на вход усилителяпередатчика 8. Таким образом, во всех последующих каналах (кроме первого, где сигнал выборки проходит по полному пути) задержка сигнала выборки меньше.

Рассмотрим теперь работу устройства при подключении абонента к общей магистрали по требованию абонента. В этом случае абонент выставляет в общей магистрали сигнал требования абонента и одновременно устанавливает на входе 27 уровень логического нуля, блокируя элемент И 14, чем запрещается выдача сигнала распространения выборки. В ответ на требование абонента ЭВМ выдает сигналы выборки и разрешения выборки, которые поступают в устройство, как описано. Так как в этом случае сигнал идентификации адреса на входе 23 отсутствует, то элемент И 13 будет закрыт и триггер 18 может быть приведен в единичное состояние при наличии на входах элемента И 11 только обоих сигналов выборки и разрешения выборки, которые с выхода элемента И 11 через элемент ИЛИ 16 поступают на вход триггера 18 и на вход элемента И 12 и далее опять на вход элемента ИЛИ 16 для исключения кратковременных исчезновений сигнала выборки. С единичного выхода тригге.ра 18 сигнал разрешения подключения

1104497

10 распространяется так же, как и при подключении по инициативе ЭВМ: если есть требование абонента на подключение, то элемент И 14 закрыт, а по сигналу разрешения подключения 5 абонент выдает сигнал работы абонента и далее функционирует по заложенному в нем алгоритму. Если требования абонента нет, то сигнал разрешения подключения через элемент И 14, элемент ИЛИ 17, элемент И 9, усилительпередатчик 8, переключатель 5, вы, ход 20 выдается сигналом распространения выборки на вход следующего по приоритету канала. Кроме того, с 15 выхода элемента ИЛИ 17.через элемент И 10 на выход 29 выдается в абонент сигнал о том, что абонент отказался от подключения к магистрали и следующее подключение возможно 20 только, когда ему вновь будет выдан сигнал разрешения подключения.

Следовательно, сокращение времени подключения абонентов по инициативе ЭВМ не вносит никаких дополнительных задержек при подключении по требованию абонентов.

Таким образом, многоканальное устройство обеспечивает повышение быстродействия за счет сокращения времени подключения абонента ло инициативе ЭВМ и времени возвращения в ЭВМ сигнала выборки при отсутствии абонента с заданным адресом без изменения алгоритма работы абонента с общей магистралью. Так как, например, в системе ЕС ЭВМ в операции подключения абонента по инициативе ЭВМ занят процессор, то оба получаемых выигрыша во времени позволяют не только увеличить *ропускную способность общей магистрали, но и сократить затраты времени центрального процессора на инициализацию операций ввода-вывода, что ведет к увеличению его производительности.

1104497

Фиг2

Составитель В. Вертлиб

Техред М.Гергель Корректор 0. lIyroaasr

Редактор С. Патрушева

Заказ 5261/35

Тира к 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП "Патент", г. У кгород., ул. Проектная,4