Устройство для сопряжения вычислительных машин в многопроцессорной вычислительной системе

 

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ ОНИ Х

РЕСПУБЛИН 1! (19) (11) А

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3724778/24-24 (22) 05.01.84 (46) 15. 11.,85. Бюл . У 42 (Z 1) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) С. В.Горбачев, Л. И. Сакун, А. А. Пуйто и Ю. А. Тушин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 924692, кл. G 06 F 3/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1108431, кл. G 06 F 3/04, 1983. (54)(7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН В МНОГОПРОЦЕССОРНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ, содержащее регистр запросов, регистр выдачи информации, триггер установки, дешифратор управления, триггер ответа, регистр приема информации, буферный усилитель информации, буферный усилитель подтверждения, комму-. татор запросов, коммутатор сопровождения, дешифратор разрешения, входной комму атор, счетчик каналов, генератор синхроимпульсов, элемент ИЛИ, три элемента И, две группы элементов И-.НЕ, группу элементов НЕ, причем выход регистра выдачи информации является первым информационным выходоМ устройства, прямой выход триггера установки является выходом оопровождеиия устройства, выход дешифратора управления является входом инструкции управления устройства, выход триггера ответа является выходом квитирования устройства, выход буферного усилителя информации поразрядно объединен с выходом буфер" ного усилителя подтверждения и образует второй информационный выход устройства, информационный вход регистра запросов соединен с информационным входом регистра выдачи информации и с информационным входом счетчика каналов и образует первый информационный вход устройства, вход буферного усилителя подтверждения является входом подтверждения устройства, информационный вход коммутатора запросов является входом запросов устройства, выход коммутатора запросов является первым выходом прерывания устройства, информационный вход коммутатора сопровождения является входом сопровождения устройства, выход дешифратора разреше-ния является выходом подтверждения устройства, информационный вход входного коммутатора является вторым информационным входом устройства, вход синхронизации регистра выдачи информации и синхровход триггера установки соединены с первым выходом дешифратора управления, выход регистра приема информации соединен с входом буферного усилителя информации, вход стробирования которого и синхронный вход сброса триггера ответа соединен с третьим выходом дешифратора управления, четвертый выход которого соединен с входом синхронизации регистра запросов, вход сброса которого соединен с пятым выходом дешифратора управления, с первым входом элемента ИЛИ, с входом сброса регистра приема информации и с асинхронным входом сброса триггера ответа, а выход ьходного коммутатора соединен с информационным входом регистра приема информации, выход счетчика

1191915.устройства, выход коммутатора запро сов соединен с информационным входом триггера управления и с входом вто1

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устрой ствам сопряжения для электронных вычислительных машин (3BM)и может найти применение при организации обме5 на информацией между ЗВИ в многопроцессорных вычислительных системах и локальных вычислительных сетях " произвольной конфигурацией.

Цель изобретения - повышение быст10 родействия и надежности за счет увеличения пропускной способности приема информации при уменьшении возможности возникновения сбоев. каналов соединен с информационным входом дешифратора разрешения, с адресными входами входного коммутатора, коммутатора сопровождения и коммутатора запросов, шестой выход дешифратора управления соединен с входом сброса счетчика каналов, седьмой выход дешифратора управления соединен с входом стробирования буферного усилителя подтверждения, второй вход и выход элемента ИЛИ соединены соответственно с выходом первого элемента И и входом установки триггера установки; инверсный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с третьим выходом прерывания устройства и выходом третьего элемента И, выходы которого соединены с выходами элементов И-НЕ первой груп пы, первые входы которых соединены с пер" выми входами элементов И-НЕ второй груп пы и с разрядами выхода регистра запросов и образуют выход запросов устройства, выходы и вторые входы элементов И-НЕ второй группы соединены соответственно с входами первого элемента И и с выходами элементов НЕ группы, входы которых образуют вход квитирования устройства и соединены с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы, о т л и ч а ю щ е е с я

На фиг. 1 показана структурная схема устройства сопряжения, на фиг. 2 - временные .диаграммы приема слова информации. тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены триггер управления, с четвертого по шестой . элементы И и два элемента НЕ, причем выход коммутатора сопровождения соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации регистра приема информации, с входом установки триггера ответа и входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, вто" рой вход и выход которого соединены соответственно с выходом триггера ответа и с вторым выходом прерывания рого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора синхроимпульсов, а выход и третий вход соединены соответственно со счетным входом счетчика каналов и с .инверсным выходом триггера управления, пря. мой выход которого соединен с входом стробирования дешифратора разрешения и с вторым входом шестого элемента

И, а синхровход триггера управления соединен с вторым выходом. дешифратора управления.

Устройство сопряжения (фиг. 1) содержит регистр 1 запросов, регистр 2 выдачи информации, триггер

3 установки, дешифратор 4 управления, триггер 5 ответа, регистр 6,приема информации, буферный усилитель 7 информации, буферный усилитель 8 подтверждения, коммутатор 9 запросов, коммутатор 10 сопровождения, входной коммутатор 11, дешифратор 12 разрешения, счетчик 13 каналов, генератор

l4 синхроимпульсов, элемент ИЛИ 15, первый, второй и третий элементы

И 16-18, первая группа. элементов ИНЕ 19, вторая группа элементов И, НЕ 20 группа элементов НЕ 21, триггер 22 управления, четвертый, пятый и шестой элементы И 23-25 первый элемент НЕ 26, второй элемент НЕ 27, з 11919 первый выход 28 прерывания устройства, второй информационный выход 29, вход 30 инструкций управления, второй выход 31 прерывания, первый информационный вход 32, третий выход

33 прерывания, выход 34 подтверждения, вход 35 запросов, второй информационный вход 36 устройства, вход

37 сопровождения, выход 38 квитирования, выход 39 запросов, вход 40 10 подтверждения, вход 41 квитирования, выход 42 сопровождения, первый информационный выход 43.

На фиг. 2 приняты следующие .обозначения: А - диаграмма на .втором информационном входе устройства; Б— диаграмма на выходе шестого элемента

И 25; В - диаграмма на выходе регистра 6 приема информации; à — диаграмма на выходе регистра 6 приема ин- 2п формации; Г - диаграмма на выходе триггера 5 ответа, Д - диаграмма на выходе четвертого элемента И 23; Едиаграмма на третьем выходе дешифратора 4 управления; Ж вЂ” диаграмма на 25 втором информационном выходе устройства.

Регистр 1 запросов устройства сопряжения предназначен для хранения в течени всего сеанса связи унитарных кодов одного или нескольких физических каналов связи с другими (смежными ) устройствами сопряжения, по которым должна передаваться информация в данном сеансе связи.

Регистр 2 выдачи информации используется для выдачи слова информации другим смежным устройствам, Разрядность его выхода, являющегося первым информационным выходом 43 устройства, соответствует разрядности передаваемого слова, которое после записи в регистр 2 появляется на его выходе.

Первый информационный выход 43 должен подключаться к каждому из смежных 4 устройств, а именно к одному из вторых информационных входов каждого из них.

Триггер 3 установки обеспечивает формирование сигнала сопровождения, свидетельствующего для смежных устройств об установке на первом информационном выходе 43 нового передаваемого слова. Прямой выход триггера 3 установки является выходом 42 сопровождения и соединен со всеми смежными устройствами, а именно с одним из входов сопровождения каждого иэ

15 4 них. Первый вход триггера 3 установки является синхронным. По заднему фронту управляющего сигнала, поступающего на первый вход, триггер 3 устанавливается в единичное состояние, Для этого на вход D (не показан) должен подаваться постоянный сигнал "1", Дешифратор 4 управления предназначен для формирования на своих выходах управляющих сигналов, обеспечивающих изменение состояния элементов памяти данного устройства.в соответствии с управляющей информацией, поступающей на его вход от собственной ЭВМ через управляющий вход 30 устройства.

Триггер 5 ответов предназначен для формирования на своем выходе сигнала ответа, свидетельствующего о приеме очередного слова информации от одного из смежных устройств.

Выход триггера 5 ответа, являющийся выходом 38 квитирования, должен быть соединен со всеми смежными устр6йствами, а именно с одним из их входов квитирования..

Регистр 6 приема информации обеспечивает хранение принятой извне информации.

Буферный усилитель 7 информации обеспечивает передачу принятой информации в ЭВМ для обработки.

Буферный усилитель 8 подтверждения предназначен для выдачи в ЭВМ через второй информационный выход 29 устройства состояния группы иэ N входов подтверждения.

Коммутатор 9 запросов обеспечивает выбор одного иэ сигналов запроса на установление сеанса связи, поступивших на один из его внешних входов °

Коммутатор 10 сопровождения предназначен для выбора одного из входов 37 сопровождения, соединенного с тем смежным устройством, с которым установлен сеанс связи и от которого принимается информация.

Входной коммутатор 11 обеспечи-, вает выбор одной из групп входов, образующих второй информационный вход 36 устройства.

Дешифратор 12 разрешения предназначен для формирования на одном из выходов, которые являются выходом

34 подтверждения, сигнала, подтверж дающего установление сеанса связи с олним из смежных устройств.

1191915

Счетчик 13 каналов предназначен для выявления запроса, поступающего на вход 35 запросов устройства, а также фиксации кода канала; по которому выявлен запрос, и управления в соответствии с этим кодом дешифраторам 12 разрешения, входным коммутатором 11 и коммутатором 10 сопровождения. Счетчик 13 обеспечивает инкремент кода на своем выходе при поступлении на его счетный вход сигнала с выхода пятого элемента И 24, Под управлением ЭВМ устройство сопряжения может работать в двух ре- 15 жимах: приема и выдачи информации.

Для установления сеанса выдачи информации на управляющий вход 30 устройства из ЭВМ выдается команда загрузки в регистр 1 запросов информа- 20 ции через первый информационный вход

32 устройства. Команда дешифрируется на дешифраторе 4 управления, при этом на его четвертом выходе обрабатывается сигнал записи, поступающий 25 на управляющий вход регистра 1 запросов, По этому сигналу записи в регистр 1 запросов загружается код, выданный ЭВМ в этот же момент времени на первый информационный вход 32 устройства. Загружаемый код представляет собой суперпозицию унитарных кодов тех каналов, в которые необходимо выдать один пакет информации. Наличие "1" в соответствующем разряде регистра 1 запросов означает запрос на установление сеанса связи с одноименным смежным устройством, Загружаемый код представляет, собой суперпозицию унитарных кодов тех каналов, 40 в которые необходимо выдать один пакет информации, Наличие "1" в соответствующем разряде регистра 1 запросов означает запрос на установление сеанса связи с одноименным смежным устройством. Сеанс выдачи может быть установлен одновременно со всеми N смежными устройствами. Если смежное устройство готово к установлению сеанса связи, оно выдает на свой выход 34 0 подтверждения единичный сигнал, ко» торый поступает на соответствующую линию входа 40 подтверждения устройства. Для считывания состояния входа 40 подтверждения устройства

ЭВМ выдает соответствующую команду чтения, которая дешифрируется на дешифраторе 4. На седьмом выходе дешифратора 4 вырабатывается сигнал чтения, поступающий на управляющий вход буферного усилителя 8 подтверж дения. При этом состояние входа 40 подтверждения передается с группы выходов буферного усилителя 8 подтверждения на второй информационный выход 29 устройства и поступает в

ЭВМ. Проверка в ЭВМ на совпадение выданных на выход 39 запросов и полученных с входа 40 подтверждения единичных сигналов позволяет определить установление сеанса связи со всеми. адресатами, Сигнал "1" на выхо" де 39 запросов и соответствующем ему входе 40 подтверждения сохраняется в течение всего сеанса связи. По перед" нему фронту единичного управляющего сигнала, вьдаваемого с первого выхода дешифратора 4 управления, передаваемое слово из ЭВМ через первый инр l формационный вход 32 устройства загружается в регистр 2 выдачи информации и появляется на первом информационном выходе 43 устройства. По заднему фронту того же управляющего сигнала триггер 3 установки переводится в единичное состояние, и на его первом выходе, являющемся выходом 42 сопровождения устройства, появляется

"1". Если сеанс связи осуществляется с одним смежным устройством, то на всех, кроме одного, входах первого элемента И 16 присутствует "1", Когда сигнал ответа от смежного устройства приходит на.соответствующую ему линию входа 41 квитирования, то, проходя через одноименные элементы НЕ группы

21 и элемент И-HE второй .группы 20, обеспечивает формирование сигнала

"1" на последнем входе первого элемента И 16 ° На его выходе появляется единичный сигнал, который, проходя через элемент ИЛИ 15, сбрасывает триггер 3 установки в нулевое состояние. Нулевой сигнал сопровождения с выхода 42 сопровождения поступает на вход 37 сопровождения смежного устройства.

Прием информации происходит следующим образом.

Счетчик 13 каналов обеспечивает сканирование линии запросов для вы» явления запроса на установление сеанса приема информации от одного из смежных устройств, При поступлении очередного синхроимпульса от генера-

7 119 тора 14 счетчик 13 каналов увеличивает на l двоичный код на своем выходе, обеспечивая тем самым подключение к выходу коммутатора 9 запросов одной из N линий входа 35 запросов.

Сигнал запроса, переданный устройст» вом-передатчиком, по одному из входов 35 запроса поступает на вход коммутатора 9 запросов устройстваприемника и при появлении на выходе счетчика 13 каналов кода, соответствующего.номеру входа, на котором принят запрос, появляется на выходе коммутатора 9 запросов. Он подается через второй элемент НЕ 27 в инверсном виде на первый вход пятого эле-. мента И 24, где запрещает подачу син" хроимпульсов на счетный вход счетчика 13 каналов . Кроме того, сигнал с выхода коммутатора 9 запросов поступает на управляющий вход (вход типа

D) триггера 22 управления и на первый выход 28 прерывания .устройства. Управляющая 3ВМ анализирует сигнал на первом выходе прерывания 28 и в слу- 2 чае отсутствия препятствий к приему сообщения выдает на управляющий вход

30 устройства команду на начало сеанса связи. При этом на втором выходе дешифратора 4 управления вырабатывается сигнал, поступающий на синхровход триггера 22 управления.

Триггер 22 переводится в единичное состояние, так как на управляющем входе присутствует единичный сигнал.

35 запроса. На первом (инверсном ) выходе триггера 22 устанавливается нулевой сигнал, блокирующий изменение состояния входа счетчика 13 каналов

1 благодаря чему становится возможным

40 прием информации от устройства-источника, пославшего запрос на сеанс связи, Единичный сигнал с второго выхода триггера 22 разрешает выдачу подтверждения дешифратору 12 45 и открывает элемент И 25 для прохождения сигналов сопровождения с .выхода коммутатора 10 сопровождения. Зафиксированный на выходе счетчика 13 код соответствует номеру канала, по которому должен осуществляться прием информации, Код канала с выхода счетчика 13 поступает на коммутатор 10 сопровождения и входной коммутатор 11, обеспечивая подключение к их выходам необходимых линий выхода 37 сопровождения и шины второго информационного вхоt:

1915 8 да 36, Дешифратор 12 разрешения,. декодируя код канала, выдает на одну иэ линий выхода 34 подтверждения единичный сигнал, подтверждающий устройству-источнику информации установление сеанса связи, После этого может быть начат непосредственный прием информации данным устройством. При выявлении на входе сопровождения единичного сигнала установки он.передается на выход шестого элемента И 25 (диаграмма Б, фиг. 2 ), При этом входное информационное слово уже установлено на втором информационном входе 36 уст. ройства (диаграмма А, фиг, 2), По переднему фронту сигнала сопровождения сразу производится загруэка входного слова с выхода входного коммутатора Il в регистр 6 приема информации, а триггер 5 ответа уста навливается в "1". Сигнал ответа с выхода триггера 5 поступает в смежное устройство-источник. Для правиль" ной работы, устройства-источника необходимо, чтобы сигнал ответа держался на выходе 38 квитирования до тех пор, пока не будут получены сигналы ответа от всех потенциальных приемников информации. Каждое устройство-приемник может выявить .этот факт по переходу "1" в "0" состояния входа сопровождения. Этот факт,выявляется четвертым элементом И 23 (диаграмма на фиг. 2 ), на выходе ко- торого появляется единичный сигнал в поступающий на второй выход 31 прерывания устройства. По этому сигналу

3ВМ выдает команду о считывании принятого слова на управляющий вход 30 устройства. При ее декодировании da третьем выходе дешифратора 4 управления формируется сигнал чтения принятого слова. При этом триггер 5 ответа сбрасывается в "0 (диаграммы D и Е в фиг. 2) . Снятие сигнала ответа позволяет устройству источнику, как это было описано ранее, выдать очередное слово, После окончания сеанса связи устройство-источник снимает свой запрос на своем выходе 39 запросов °

Это выявляется в 3ВМ, управляющей устройством-приемником, после чего по команде дешифратор 4 управления вырабатывает сигнал на своем втором выходе, Триггер 22 управления переводит.

tf 11 ся в 0, так как на его управляюшем входе уже присутствует нулевой

1191915 сигнал, вследствие чего счетчик 13 разблокируется, код на его выходе изменяется, а также снимается сигнал подтверждения с соответствующе—

1О

ro выхода дешифратора 12 разрешения, что свидетельствует о разъединении смежных уст— ройств.

Фиг. 2

Составитель А. Ушаков

Редактор М, Дылын Техред М.Кузьма Корректор Г. Решетник

Заказ 7164/4б Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",, r. Ужгород, ул. Проектная, 4