Устройство для сопряжения процессора с @ абонентами

 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности. к устройствам управления .передачей информации между каналом ввода-вывода и виешними устройствакш Основной целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит блок усилителей-передатчиков канала, блок усилителей-приемников канала, М блоков усшштелей-передат - чиков абонента, М блоков усилителейприемников абонента, узел коммутации , М узлов триггеров подключения, М коммутаторов выборки, М узлов блокировки , М элементов И, узел элементов ИЛИ, 1 з.п. ф-лы, 10 ил. :п ЙТ1 N9

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

° ЦЮ

РЕСПУБЛИИ ае (и) g8 4.G 06 F 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „;:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ус» I(V

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (2l) 3868931/24-24 (22) 18.03.85 (46) 15,09.86. Бюл. В 34 (72) А. К. Дерновскнй (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 389503, кл. G 06 F 9/00, 1971, Авторское свидетельство СССР

В 760098, кл. G 06 F 9/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ПРОЦЕССОРА С М АБОНЕНТАМИ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности, к устройствам управления, передачей йнформации между каналом ввода-вывода и внешними устройстваюи; Основной целью изобретения являетсв повышение быстродействия. Устройство содержит блок усилителей-передатчиков канала, блок усилителей-приемников канала, М блоков усилителей-лередатчиков абонента, M блоков уснлителейприемников абонента, узел коммутации, М узлов триггеров подключения, М коммутаторов выборки, И узлов бло-кировки, М элементов И, узел элементов ИЛИ. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.! 257652

1О

SO

1

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления передачей информации между каналом ввода-вывода и внешними устройствами.

Целью изобретения является увеличение быстродействия.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг ° 2 †.функциональная схема узла коммутации, на фиг. 3 и 4 — функциональные схемы блоков усилителей-приемников и усилителей-передатчиков канала соответственно; на фиг. 5 и 6 — функциональные схемы блоков усилителей-пе,редатчиков и усилителей-приемников абонента; на фиг ° 7 — электрическая схема узла триггера подключения; иа фиг..8 — электрическая схема коммутатора выборки; на фиг. 9 — элект-. рическая схема узла блокировки, на фйг. 1.0 — электрическая схема узла элементов ИЛИ.

Устройство содержит (фиг. 1) блоки усилителей-приемников 1 и усили. телей-передатчиков 2 канала, узел 3 коммутации, М блоков усилителей-передатчиков 4-6 и усилителей-приемников 7-9 абонента, узел 10 элементов ИЛИ, M узлов 11-13 триггеров подключения, М коммутаторов 14-16 выборки, М узлов 17-19 блокировки. ,и М элементов И 20-22. Кроме того, устройство содержит первые линии выборки 23 и обратной выборки 24, .,вторые линии выборки 25 и обратной выборки 26, основные шины сигналов канала 27 и абонента 28, М шин сиг налов канала 29-31 и абонента 32-34.

Узел 3 коммутации (фиг. 2) состоит из переключателя приоритета .35 и нормально разомкнутых 36 и нормально замкнутых 37 контактов реле (обмотки реле условно не показаны), Блок 1 усилителей-приемников канала (фиг. 3) содержит усилители-приемники 38-44, Блок 2 усилителей-передатчиков канала (фнг. 4) содержит усилители-передатчики 45-48. Каждый из М блоков 4-6 усилителей-передатчиков абонента (фиг. 5) содержит усилители-передатчики 49-53, а каждый из М блоков 7-9 усилителей-приемников абонента (фиг. 6) содержит усилители-приемники 54-59.

Узлы !1-13 триггеров подключения (фиг. 7) содержит триггер 60, элементы И 61 и 62, элементы НЕ 63 и 64, переключатель 65 и резистор 66.

Коммутаторы 14 — 16 выборки (фиг. 8) содержит четыре элемента И 67-70, четыре элемента ИЛИ 71-74, элементы И-HE 75 и 76 и элементы HE 77 и 78.

Узлы 17-19 блокировки (фиг. 9) содержат элемент HF. 79 и элемент

ИЛИ 80.

Узел 10 элементов ИЛИ (фиг. !О) содержит элементы ИЛИ 81-83.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подключается к каналу ввода-вывода посредством основных шин и первых и вторых линий выборки и обратной выборки аналогично внешнему устройству. При этом устройство может быть подключено к каналу первым, считая от канала, либо между ним и каналом могут находиться другие внешние устр6йства. К первым (29,32)

М-ым (31, 34) шинам подключаются внешние устройства любых типов, как и к основным шинам. При выключенном устройстве канал работает только с внешними устройствами, подключенными к основным шинам. При этом обеспечивается прохождение сигнала выборки по линии 23 от канала на узел 3 устройства, через верхний контакт переключателя 35, контакты 37 реле, нижний контакт переключателя 35 в линию 25, а сигнала обратной выборки с линии 24, через средний контакт переключателя 35 в линию 26. Положение переключателя 35 в этом случае соответствует высокому приоритету устройства. Если переключатель 35 переключить в нижнее положение, то устройство имеет низкий приоритет.

В дальнейшем работа устройства описана для высокого приоритета.

При включении устройства контакта 36 реле замкнутся, а контакты 37

f разомкнутся. В этом случае сигнал выборки с линии 23 через узел 3 поступит на первый вход блока 1 усилителЕй-приемников канала, пройдет через усилитель-приемник 44 на вход элементов И 67 и коммутаторов выборки 14 — 16 и вход элементов И 68-70 коммутатора !4 выборки. Если переключатели 65 узлов 11-13 триггеров подключения замкнуты, то триггеры 60 этих узлов установлены в нулевое состояние и на их выходе будет уровень логического нуля, которым бу1257652

10

25

55 дут заблокированы первые †. М-ные блоки 4-9 и элементы ИЛИ-НЕ 75 коммутаторов 14-16. Таким образом, внешние устройства, подключенные к первым — M-м шинам устройства, не сопряжены с каналбм ввода-вывода.

Сигнал выборки выдается каналом вместе с сигналом разрешения выборки, поступающим через усилитель 41 блока 1 на входы элементов И-HF. 76 и элементов И 67-69 коммутаторов 1416. На выходе элемента И-HE 76 будет уровень логического нуля, так как на его другой вход поступает уровень логической .единицы с выхода элемента И-HE 75. В результате на выходе элемента НЕ 78 будет уровень логической единицы, который разрешает прохождение сигнала выборки через элемент И 70. Сигнал выборки с выхода усилителя 44 блока 1 через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 коммутатора 14 поступит на коммутатор 15, где он .также через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 пройдет на следующий коммутатор выборки. С выхода элемента ИЛИ 74 последнего коммутатора 16 сигнал выборки поступит на вход усилителя 45 блока 2, а с его выхода через нижние контакты переключателя 35 блока 3 поступит в линию 25.

Таким образом обеспечивается прохождение сигнала выборки при отключенных первой M-й шин устройства.

Если необходимо подключить к каналу какую-либо из шин устройства, с подключенными к ней внешними устройствами, то нужно в соответствующем узле 11 — 13 установить переключатель 65 в верхнее положение. В этом случае, если в канале отсутствует сигнал смены состояния, триггер 60 соответствующего узла 11-13 установится в единичное состояние, в результате чего разблокируются соответствующие блоки усилителей. Например, переключатель 65 узла 12 установлен в верхнее положение.

Этим самым разблокированы блоки усилителей 5, 8 и на первом управляющем входе коммутатора 15 будет уровень логической единицы. При отключении вторых шин 30-33 переключатель 65 узла 12 необходимо замкнуть.

При этом, когда канал снимет сигнал смены состояния, триггер 60 узла 12 установится в.нулевое состояние, блоки усилителей 5, 8 заблокированы и на первый управляющий вход коммутатора 15 поступит уровень логического нуля. Таким образом, подключение и отключение любой из первой—

M-й шин происходит при снятом сигнале смены состояния, т.е. в тот момент, когда канал разрешает внешним устройствам изменить свое состояние, а не в произвольный момент времени.

Рассмотрим работу устройства, когда во всех узлах 11-13 переключатели 65 находятся в верхнем поло-. жении, т.е. подключены к каналу первая — М-я шины. Сигналы канала (кроме сигналов выборки и разрешения выборки) с основной шины 27 через блок 1 и блоки 4-6 поступают в первую — М-ю шину 29-31, а сигналы абонента (кроме сигналов обратной выборки) с первой — М-й шин 3?-34 и блоки 7-9 поступают на элементы ИЛИ 8183 узла 10, где происходит объединение одноименных сигналов абонента.

С выхода узла 10 сигналы абонента поступают через блок 2 на основную шину 28 сигналов абонента. Сигнал разрешения выборки с выхода усилителя 41 блока 1 через элементы И 2022 поступает на вход усилителей 52 блоков 4-6 и далее на первую — М-ю шины сигналов канала.

Прохождение сигнала выборки рассмотрим отдельно для последовательности сигналов выборки по требованию абонента и начальной выборки. В

0 первом случае внешние устройства, которым необходимо подключиться к каналу, выдают сигналы требования абонента, которые через усилители 58 блоков 7-9, узел 10 и блок 2 поступают в основную шину 28 сигналов абонента, чем становятся доступны каналу. Кроме того, эти сигналы поступают на вход элемента И-НЕ 75 через элемент ИЛИ 72 в соответствующем коммутаторе 14-16. Канал в ответ на сигнал требования абонента выдает сигналы разрешения выборки и выборки. Сигнал разрешения выборки поступает в первую — М-ю шины сигналов канала, как описано выше. Кроме того этот сигнал поступает на входы элементов И-HF. 76 и элементов И 6769 коммутаторов 14-15. В тех коьыутаторах 14-15, на вход которых поступил сигнал требования абонента, на выходе элемента И- НЕ 75 будет

57652 6

% 12 уровень логического нуля, блокирующий элемент И-HE 76. Поэтому в этих коммутаторах элемент И-НЕ 76 при поступлении сигнала разрешения выборки не изменит уровня логической единицы на выходе, а в коммутаторах

14-16, где нет сигнала требования абонента, на выходе элемента И-HE 75 будет уровень логической единицы и при поступлении сигнала разрешения выборки на выходе элемента И-НЕ 76 установится уровень логического нуля.

Таким образом, в коммутаторах 14-16, где присутствует сигнал требования абонента с выхода элемента НЕ 77, уровень логической единицы поступает на входы элементов И 68, 69 а в тех коммутаторах 14-16, где сигнала требования абонента нет, уровень логической единицы поступает с элемента НЕ 78 на элемент И 70. При этом сигнал требования абонента присутствует на входе коммутаторов 15-16., Сигнал выборки с линии 23 через узел 3 и усилитель 44 блока 1 поступает на входы элементов И 68-70 коммутатора 14. Так как на входе последнего нет сигнала требования абонента, то сигнал выборки пройдет через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 и поступит на входы элементов И 68-70 коммутатора 15. На входе этого коммутатора присутствует сигнал требования абонента, поэтому сигнал выборки пройдет через элемент И 68, элемент ИЛИ 73 и поступит на входы элементов ИЛИ 71 — 72 этого коммутатора и через усилитель 53 блока 5 во вторую шину 30 сигналов канала. Подключившееся внешнее устройство выдаст сигнал работы абонента и снимет сигнал требования абонента. Снятие сигнала требования абонента не изменит состояния коммутатора 15, так как этот сигнал теперь задублирован сигналом выборки, поступившим с выхода элемента ИЛИ 73 на вход элемент ИЛИ 72. Сигнал работы або-, нента поступит через элемент ИЛИ 80 узла 17 на элемент И 21, подтверждая его открытое состояние, а через элемент.НЕ 79 узла 17 он уровнем логического нуля поступит на входы элементов ИЛИ 80 узлов 17 и 19, блокируя тем самым элементы И 20 и 22, чем запрещается выдача через них сигнала разрешения выборки, Б дальнейшем устройство осуществляет транс5

40 ляцию сигналов сопряжения между каналом и подключнвшимся внешним устройством в соответствии с требованиями интерфейса ввода-вывода. Если внешнее устройство, подключенное к шинам 30, 33, по каким-либо причинам (например, в результате неисп.равности) не подключится к каналу, а распространит сигнал выборки, то последний поступит через усилитель 59 блока 8 на элемент И 69 коммутатора 15 и, пройдя через него и элемент ИЛИ 74, поступит на входы элементов И 68 — 70 коммутатора 16. С выхода элемента И 70 коммутатора 16 через элемент ИЛИ 74 он выдается на усилитель 53 блока б и далее в шину 31. Если внешние устройства этой шины также не подключатся к каналу, а распространят сигнал выборки, то он с шины 34 через усилитель 59 блока 9, элемент И 69 и элемент ИЛИ 74 коммутатора 16, усилитель 45 блока 2, узел коммутации 3 поступит на линию

25 выборки для обеспечения возможности подключения внешних устройств, приоритет которых ниже приоритета устройства.

Таким образом, в последовательности подключения по требованию абонента устройство обеспечивает выдачу сигнала выборки в те из шин 29-31, которая имеет высший приоритет при наличии сигнала требования абонента.

Б шины более высокого приоритета, внешние устройства которых не выдавали сигнала требования абонента, сигнал выборки не поступает, что обеспечивает сокращение времени подключения внешних устройств в последовательности сигналов подключения по требованию абонента и ведет,к увеличению пропускной способности устройства.

Б последовательности сигналов начальной выборки канал выставляет на основных шинах адрес внешнего устройства в сопровождении сигнала идентификации адреса. Эти сигналы доступны всем внешним устройствам, подключенным к каналу. Кроме того, сигнал идентификации адреса с выхода усилителя 42 блока 1 поступает и на элементы ИЖ1 7! и 72 коммутаторов 14-16, в результате чего открывается по одному входу элемент

И 67 коммутаторов 14-1б и уровнем логической единицы — элементы И 68, 1257652

69 с выхода элемента НЕ 77. Через время, достаточное для опознания внешним устройством своего адреса, канал выдает сигнал выборки в сопровождении сигнала разрешения выборки. 5

Сигнал разрешения выборки поступает (кроме элементов И 20-22) на элементы И 67-69 и элементы И-НЕ 76 коммутаторов 14-16. Элементы И-НЕ 76 не изменяют своего состояния, так

t как на выходе элемента И-НЕ 75 будет уровень логического нуля, а элементы И 67-69 открыты и по вторым вхо, дам. Сигнал выборки поступает на входы элементов .И 68-70 коммутато- t5 ра 14 и входы элементов.И 67 коммутаторов 14-16 ° В результате сигнал выборки, пройдя через открытые элементы И 67 и элемент ИЛИ 73 коммутаторов 14-16 и усилителя 53 блоков 20

4-6, поступит в шины 29-31, где он будет доступен внешним устройствам.

Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 73 сигнал выборки в каждом коммутаторе 14-16 поступит на элементы ИЛИ 71 25 и 72, подтверждая состояние коммутатора. Если внешние устройства, подключенные к какой-либо из шин 29-31, не опознали адреса, то они распространят сигнал выборки, который 30 ! поступит через усилитель 59 соответствующего блока 7-9 на вход элеменга И 69 своего коммутатора выборки.

Элемент И 69 открыт для прохождения этого сигнала только в коммутаторе 14. И если с шины 32 поступит сигнал обратной выборки, то он пройдет через элемент И 69 коммутатора !4 на вход элементов И 68-70 коммутатора 15. Таким образом, сигнал обрат- 4о ной выборки распространяется через коммутаторы 14-16, блоки 2 и 3 в линию 25 или его распространение за- держится в одном из коммутаторов

14-16, если одно из внешних устро- 4 йств, подключенных к соответствующим шинам, опознало адрес. Допустим, опознало адрес внешнее устройство, подключенное к шинам 31 и 34. В этом случае элемент И 69 коммутатора 16 закрыт, подключившееся устройство выдает сигнал работы абонента, который поступает в канал, а также на вход узла 19, в результате чего блокируется выдача сигнала разрешения выборки через элементы И 20, 21, чем запрещается подключение внешних устройств, подключенных к шинам 29 и 32, 30 и 33. Получив сигнал работы абонента, канал снимает сигнал идентификации адреса, но состояние коммутатора !6 не изменится, так как этот сигнал задублирован сигналом выборки, поступающим с выхода элемента ИЛИ 73 на элементы ИЛИ 71 и 72. Дальнейшая работа внешнего устройства осуществляется в соответ" ствии с требованиями интерфейса ввода-вывода.

Таким образом, в последовательности сигналов начальной выборки данное устройство обеспечивает параллельное распространение сигнала выборки во все шины, что приводит к повышению пропускной способности устройства, так как время подключения одинаково со временем подключения только одной группы внешних устройств. Кроме .того, узлы 17-19 блокируют распространение сигнала выборки во все внешние устройства кроме тех,которые подключены к шине, где находится внешнее устройство, опознавшее адрес, вследствие чего повышается надежность, так как при подключении, например, первого внешнего устройства н одной группе, канал снимает сигнал идентификации адреса, что приводит к тому, что последние устройства могут получить сигнал выборки при отсутствии сигнала идентификации адреса и расшифруют эту ситуацию как последовательность сигналов подключения по требованию абонента. Если устройства вьщали сигнал требования абонента, то они могут также подключиться к каналу, что ведет к сбою работы интерферейса.

Формула изобретения

1. Устройство для сопряжения процессора с М абонентами, содержащее узел коммутации, блок усилителейприемников канала, блок усилителейпередатчиков канала, блок усилителей-передатчиков абонента, блок усилителей-приемников абонента, причем группа информационных входов блока усилителей-приемников канала подключена к группе выходных информационных шин процессора, группа информационных выходов блока усилителейпередатчиков канала подключена к

1257652 группе входных информационных шин процессора, первый и второй информационные входы узла коммутации подключены к первым шинам выборки и обратной выборки процессора соответственно, первый и второй информационные выходы узла коммутации подключены ко вторым шинам выборки и обратной выборки процессора соответственно, группы информационных выходов tp и входов первых блоков усилителейпередатчиков абонента и усилителейприемников абонента подключены к группе информационных входов и выходов первого абонента, при этом г5 группа информационных выходов блока усилителей-приемников канала соединена с группой информационных входов первого блока усилителей-передатчиков абонента, о т л и ч а ю — gp щ в е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены М коммутаторов выборки, М узлов триггеров подключения, М узлов блокировки, М-1 блоков усилителей-пере- 25 датчиков абонента и М-l блоков усилителей-приемников абонента, М элементов И, узел элементов ИЛИ, причем группы информационных выходов и входов М-1 блоков усилителей-передатчиков абонента и усилителей-приемников абонента подключены к М-1 информационным входам и выходам соответствующих M-1 абонентов, при этом первый информационный выход блока усилителей-приемников канала соединен с первыми входами M элеме1гтов И и первыми информационными входами M коммутаторов выборки, вторые информационные входы которых соединены с вторыми информационными выходами блока усилителей-приемников канала, третий информационный выход которого соединен с информационным входом M узлов триггеров подключения, выходы которых соединены с первыми управляющими входами соответствующих M коммутаторов выборки и входами выборки соответствующих М блоков усилителей-передатчиков абонента и уси- >0 лителей-приемников абонента, группы информационных выходов М блоков усилителей-приемников абонента соединены с соответствующими М группами входов узла элементов ИЛИ, группа выходов которых соединена с группой информационных входов блока усилителей-передатчиков канала, информационный выход которого соединен с третьим информационным входом узла коммутации, третий информационный выход которого соединен с информационным входом блока усилителейприемников канала, четвертый информационггьгй выход которого соединен с третьими информационными входами

M коммутаторов выборки, первые информационные выходы которых соединены с первьми информационными входами соответствующих М блоков усилителей-передатчиков абонента, вторые информационные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих

M узлов блокировки, входы которых соединены с первыми информационнъгми выходами соответствующих M блоков усилителей-приемников абонента, вторые и третьи информационные выходы которых соединены с вторыми и третьими управляющими входами соответствующих М коммутаторов выборки, четвертый информационный выход блока усилителей-приемников канала соединен с четвертым информационным входом первого коммутатора выборки, второй информационный выход которого соединен с четвертым информационным входом второго коммутатора выборки и так далее до М-го коммутатора выборки, второй информационный выход которого соединен с информационным входом блока усилителей-передатчиков канала, вход-выход первого узла блокировки соединен с входами-выходами остальных М-1 узлов блокировки, группы информационньгх входов М-! блоков усилителей-передатчиков абонента соединены с группой информационных выходов блока усилителей-приемников канала, 2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел блокировки содержит элемент ИЛИ и элемент HF., причем первый вход элемента ИЛИ соединен с входом элемента HF. и является входом узла блокировки, выход элемента ИЛИ является выходом узла блокировки, вьгход элемента НЕ соединен с вторым входом элемента ИЛИ и является входом-выходом узла блокировки.

1257б52

1257652

Составитель С. Пестмал

Редактор N. Недолуженко Техред Л.Сердюкова

Корректор Л. Патей

Заказ 4958/48 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4