Устройство для обмена информацией между электронными вычислительными машинами

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высоконадежных вычислительных комплексах для обмена информацией вычислительной машины с другими ма-шинами комплекса через интерфейс ввода-вывода . Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности, независимого обмена с группой вычислительных ма;шин . Цель достигается тем, что в устройство , содержащее входной коммутатор информации, блок обработки запросов, коммутатор запросов приема, дешифратор адреса, таймер, триггер прерывания и группу элементов И, введены выходной коммутатор информации, усилитель-приемник и блок передающих уси (Л лителей. 5 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 06 F 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3879491/24-24 (22) 01.04.85 (46) 07.10,86, Бюл. № 37 (72) С,С, Бруфман, Б.Л. Сохор, А.М. Попов, В.В. Хватов, И,Н. Синельников и А.В. Сорокин. (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 748401, кл. G 06 F 31/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР №- 1005018, кл, G 06 F 3/04, 1981 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОННЫМИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь„,Я0„„1262513 A 1 зовано в высоконадежных вычислительных комплексах для обмена информацией вычислительной машины с другими ма-. шинами комплекса через интерфейс ввода-вь1вода, Целью изобретения является расширениекласса решаемых задач за счет обеспечения возможности независи,мого обмена с группой вычислительных машин. Цель достигается тем, что в устрой" ство, содержащее входной коммутатор информации, блок обработки запросов, коммутатор запросов приема, дешифратор адреса, таймер, триггер прерывания и группу элементов И, введены выходной коммутатор информации, усили". а тель-приемник и блок передающих усилителей, 5 ил. 1 табл.

1262513

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высоконадежных вычислительных комплексах для обмена вычислительной машины (ЭВМ) с другими машинами комплекса через интерфейс ввода-вывода, Целью изобретения является расширение класса решаемых задач путем обеспечения воэможности независимого обмена с группой ЭВМ.

На фиг,l представлена структура вычислительного комплекса, состоящего из четырех ЭВМ и использующего предлагаемое устройство; на фиг.2 — блоксхема устройства; на фиг.3 — функциональная схема узла дешифрации команд; на фиг. 4 и 5 — блок-схема алгоритмов функционирования ЭВМ комплекса.

Вычислительный комплекс (фиг.)) содержит ЭВМ 1-4 и устройства 5-8.

Каждое устройство 5-8 (фиг,2) содержит дешифратор 9 адреса, блок 10 обработки запросов, таймер 11, коммутатор 12 запросов приема, триггер 13 прерывания, группы элементов И 14

16 выходного коммутатора информации, группу элементов И 17, группу элемен.— тов И-ИЛИ 18 входного коммутатора информации, усилитель-приемник !9 блока

20 передающих усилителей, Блок 10 обработки запросов состоит. из элемента ИЛИ 21, элементов И 22 и узла 23 дешифрации команд.

На фиг,l позициями 24-68 показаны высшие входы и выходы устройства и линии, связывающие между собой узлы устройства. При этом. входом 25 и выходом 30 устройство соединяется с информационными выходом и входом ЭВМ,. выходами 28 и 29 — с входами прерывания ЭВМ, входом 26 - с адресно"командным входом ЭВМ, входом 27 и выходом начальной установки и входом сигнала работы таймера ЭВМ, Входы 24, 43 и 47 образуют адресно-командный вход устройства, входы 36, 42 и 68 группу информационных входов устройства, выходы 34, 40 и 45 — группу информационных выходов устройства, выходы 37, 39 и 33 — группу адреснокомандных выходов устройства, выходы

32, 38 и 44 — группу выходных сигналов запроса передачи устройства, а выходы 35, 41 и 46 †группу входов сигналов запроса приема устройства, Узел 23 состоит из. элементов И-НЕ

69 и 70, элементон ИЛИ-HE 71-73, элементов HE 74-78.

Поскольку устройства 5-8 одинаковы, то далее, если не оговорено, рас" сматринается устройство 5.

Входы и выходы 25-31 устройства 5 соединяются с интерфейсом вычислительной машины 1, На вход 26 поступа" ют адресные и командные сигналы, определяющие направление приема и передачи информации ЭВМ 1, На вход 25 передается выходная информация, а с выхода 30 снимается входная информация. Сигналами по входу 27 таймер 11 и триггер 13 устанавливается в исходное состояние, На вход 27 поступают сигнал общего сброса и сигнал окончания цикла ввода информации, На выходе 28 формируется сигнал прерывания при поступлении запросов от других

ЭВМ, На выходе 29 формируется сигнал щ прерывания от таймера 11. На выходах

31 формируется таймером ll сигнал переменной .частоты, Входы и выходы 24, 32-36 устройства 5 соединяются соответственно с

25 входами и выходами 39, 41, 43, 43, 38 и 40 устройства 6; входы и выходы 3843 устройства 5 - соответственно с входами и выходами 35, 24, 36, 32, 34 и 33 устройства 7, входы и выходы 37, 30 44 — 47, 68 устройства 5 " соответственно с входами и выходами 24, 35, 36, 32, 33 и 34 устройства 8, На входы 24, 43 и 47 поступают адресные сигналы от устройств 6-8, С выходов 33, 39 и 37 передаются адресные сигналы, формируемые и передаваемые соответственно в устройства 6-8.

На выходах 32, 38 и 44 формируются сигналы запросов на передачу информа40 ции соответственно в ЭВМ 2,3 и 4. На входы 35, 41 и 46 устройстна 5 поступают запросы на прием информации соответственно от вычислительных машин

2-4, На входы 36, 42 и 68 устройства

45 5 поступает информация соответственно от ЭВМ 2-4. На выходах 34, 40 и 45 содержится информация, адресуемая соответственно к ЭВМ 2-4.

Устройства 5-8 функционируют по одинаковым алгоритмам. В зависимости от программного обеспечения ЭВМ 1-4 .могут иметь равный или различный уровень приоритета, Для каждой.из ЭВМ 1-4 наивысший

55 приоритет имеет таймер II соответственно устройств 5-8, По команде прерывания от таймера 11 (выход 291 соотнетствующая ЭВМ безусловно переключается на обслуживание таймера II, А А . Состояния ЭВМ 1

О 0

Выполняется программа, не связанная с обменом.

Прослушивание адресных сиг- 0 налов других ЭВМ, Обмен информацией с ЭВМ 4. информацией с ЭВМ 3.

0 ) Обмен

1 О.Обмен информацией с ЭВМ 2, Обмен информацией с таймером 11 устройства 5. 30

В зависимости от адресных сигналов .А,, и А узел 23 на своих выходах формирует сигналы в соответствии с табл,2, 35

При выборе другого алгоритма эта таблица будет иметь другой вид„

Структура узла 23 (фиг,3) определяется табл.2.

Таблица 2

Адресные сигналы

Номера линий

) 11

50 51 52 57 58 59

А т

0 О 1 1 1 О О 1

0 1 0 О 1

1 О 0

) 0 0 1 0 О ) 0

1 ) 0 0 О 0 О 0

Примечание.

I,- сигнал высокого уровня )логи" ческая единица), з 12625

Адресация ЭЗМ l к сопрягаемым ЭВМ и таймеру 11 осуществляется передачей адресных сигналов на вход 26 устройства 5.

При сопряжении четырех ЭВМ воэмож5 но управление многоканальными устройствами для сопряжения ЭВМ двумя адресными разрядами А, и А„ (линии 60 и 61) . При этом, комбинации адресных сигналов различных уровней могут )о характеризовать следующие состояния, например ЭВМ ) табл.1

Таблица 1

l3 4

2 — сигнал низкого уровня (логическйй нуль), Сигнал высокого уровня на линии 50 разрешает прохождение запроса с входа 46 устройства 5 от ЭВМ 4 в режиме, когда ЭВМ 1 ожидает запрос от других

ЭВМ.

Сигнал высокого уровня на линии 59 разрешает прохождение запроса на выход 44 устройства 5 в режиме обмена информацией между 3ВМ 1 и 4.

Сигнал высокого уровня на линии

58 разрешает прохождение запроса на выход 38 устройства 5 в режиме обмена информацией между ЭВМ 1 и 3 °

Сигнал высокого уровня на линии

57 разрешает прохождение запроса на выход 32 устройства 5 в режиме обмена информацией между ЭВМ l и 2, Сигнал высокого уровня на линии 51 разрешает прохождение запроса с входа 41 устройства 5 в режиме обмена информацией между 3BM и 3, а также при А 1 = 0 и А, = О, Сигнал высокого уровня на линии 52 разрешает прохождение запроса с входа

35 устройства 5 в режиме обмена ин-. формацией между ЭВИ 1 и 2, а также при А, = p и Л = О, По представленному алгоритму ЭВМ 4 имеет более низкий уровень приоритета, чем все остальные устройства системы. При использовании трех адресных разрядов вместо предложенных выше двух 3ВМ 4 может иметь приоритет, равный приоритетам ЭВМ 1-3, Устройство работает следующим образом, При наличии на входе 26 адресных сигналов A = А = О на линиях 50-52 установлены разрешающие сигналы высокого уровня. При поступлении в этот момент от ЭВМ 2, 3 или 4 запроса соответственно на входы 35, 41 или 46 блок 12 формирует на своем выходе сигнал, устанавливающий триггер 13 в единичное состояние, и с выхода 28 в

ЭВМ ) поступает сигнал прерывания, При наличии на входе 26 в какой-либо мной комбинации сигналов высокого уровня, только на одной иэ линий 5052 будет разрешающий сигнал, и сигнал прерывания на входы 28 будет формироваться только от запросов ЭВМ, соответствующей данному адресному сигналу. Адресные сигналы от ЭВМ 1 через вход 26 поступают на вход дешифратора 9 и на одном иэ его выходов бирает направление обмена — формирует иа входе 26 устройства 5 соответствующие адресные сигналы, допустим, к ЭВМ 2. По этим сигналам узел 23 ус-. танавливает на линии 52 разрешающий сигнал высокого уровня, а на линиях

50 — 51 — запрещающие сигналы низкого уровня, дешифратор 9 формирует на выходе 53 разрешающий сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение информации, поступающей на вход 36.

Через блок 20 адресные сигналы от ЭВМ

1 передаются на выходы 37, 33 и 39.

ЭВМ 1 считывает информацию с выхода 30 и по окончании считывания формирует сигнал на входе 27 устройства 5, который сбрасывает. триггер 13 и снимает сигнал прерывания на выходе 28. После этого ЭВМ 1 помещает свою информацию на вход 25, которая через элементы И 14 поступает на выход 34, При появлении информации на входе 25 блок 10 формирует сигнал запроса на выходе 32 устройства 5, В устройстве 6 формируется сигнал пре,r рывания к ЭВИ 2. По этомусигналу вычислительная машина 2 снимает свою выходную информацию и считывает входную.

При снятии ЭВМ 2 ее выходной информации на входе 35 устройства 5 снимается запрос и на выходе блока 12 устанавливается сигнал низкого уровня, После этого ЭВИ 2 выводит новую информацию, которая поступает на вход 36 устройства 5 и далее через элементы И-ИЛИ 18 — на выход 30, Одновременно с этим на вход 35 устройства 5 поступает сигнал запроса от устройства 6, на выходе 28 устройства 5 формируется сигнал прерывания, По этому сигналу ЭВИ 1 снимает информацию с входа 25 устройства 5 (при этом снимается сигнал запроса с выхода 32 устройства 5), считывает информацию с выхода 30 (при этом сигналом по входу 27 снимается сигнал прерывания на выходе 28), помещает на вход 25 новую информацию (при этом на выходе 32 формируется сигнал запроса). Таким образом, ЭВИ 1 и 2 обмени" ваются информацией, При окончании обмена ЭВМ 1 и 2 передают одна другой соответствующую командную информацию, после чего обе ЭВИ формируют адресные сигналы низкого уровня, Если обмен порцией информации между

ЭВМ 1 и 2 продолжается больше определенного времени, то таймер 11 формиS 1262513 6 формируется разрешающий сигнал высокого уровня, который в свою очередь поступает на управляющие входы элементов И-ИЛИ 18 и И !4-17, В соответствии с этим на выход 30 поступает информация от ЭВМ 2-4 или таймера 11, а информация ЭВМ l поступающая на вход 25, передается через соответсвующие элементы И 14-17 в ЭВМ 2, 3 или 4 или таймер 11. !0

В зависимости от адресных сигналов на входе 26 узел 23 вырабатывает разрешающий сигнал, поступающий на вход одного из элементов И 22, и при появлении на входе 25 на соответствующем !5 выходе 32, 38 или 44 формируется зап-. рос соответственно к ЭВИ 2-4, На фиг.4 и 5 показан один из возможных алгоритмов обмена информацией между ЭВМ 1 и 2 через предлагаемое 20 устройство (на фиг,4 — алгоритм функционирования ЭВИ 2, на фиг. 5 - ЭВМ 1), Пусть устройство 5 находится в исходном состоянии: на входе 26 сигналы низкого уровня, ЭВМ l производит 25 вычисления Допустим, ЭВМ 2 и 3 потребовалось обменяться информацией с

ЭВМ 1, тогда они задают своим тайме. рам 11 отсчет различного для каждой

ЭВИ первого интервала времени и ана- 30 лизируют состояние ЭВМ l, Если втечение заданного времени ЭВМ 2 и 3 принимают с выходов 33 и 39 устройства

5 сигналы готовности ЭВМ 1 к обмену, то они задают своим таймерам 11 отсчет второго интервала времени и выставляют свои адресные сигналы к

ЭВМ 1, по которым формируются соответственно на входах 35 и 41 устройства 5 сигналы запросов, а информация40 от этих ЭВМ поступает соответственно на входы 36 и 42, а адресные сигналы от ЭВМ 2 и 3, поступающие соответственно на входы 24 и 43, через элементы И-ИЛИ 18 проходят на выход 30. 45

В исходном состоянии на линиях .5052 присутствуют разрешающие сигналы высокого уровня, поэтому по сигналам запросов на входах 35 и 41 блок 12 формирует на своем выходе сигнал, устанавливающий триггер 13 в единичное состояние, и на выходе 28 формируется сигнал прерывания к ЭВМ 1 (фиг.5). Согласно программе ЭВМ 1 переходит к режиму обмена. По информа- .55 ции с выхода 30 устройства 5 ЭВМ 1 определяет адрес обратившихся к ней

ЭВМ и s соответствии с программой вы7 1262 рует сигнал прерывания на выходе 29, после чего ЭВМ 1 прерывает обмен и действует в соответствии со своей программой.

После включения системы таймеру ll задается время начала обмена между

ЭВМ, При отсчете этого интервала времени таймер 11 формирует на выходе

29 стройства 5 сигнал прерывания ° По этому сигналу ЭВМ 1 устанавливает íà 20 входе 26 устройства 5 сигналы низкого уровня, С выхода 30 устройства 5 ЭВМ

1 принимает адресные сигналы других

ЭВМ, поступающие на входы 24, 47 и

43 устройства 5, и по ним определяют,15 какая ЭВМ готова к обмену. Так как каждая ЭВМ сама управляет дешифратором 9 своего устройства и каждая ЭВМ сопрягается с отдельным таймером 12

Г то система сопрягаемых 3ВМ защищена 20 от заклинивания введением различных временных задержек для разных ЭВМ на отдельных этапах функционирования.

После определения направления обмена ЭВМ 1 устанавливает на входе 26 ?5 адресные сигналы к таймеру .ll, а на входе 25 код временного йнтервала, длительность которого несколько боль-. ше, чем необходимо для обмена с другой ЗВМ {в случае, если длительность обмена превышает определенное время, то обе ЭВМ по сигналам своих таймеров

ll регистрируют сбой и определяют его источник), После ввода информации в таймер ll u его пуска ЭВМ 1 устанавливает на входе 26 устройства 5 ад35 ресные сигналы, соответствующие выбранной ЭВМ, и начинается обмен информацией (алгоритм обмена описан).

Если какая-либо,ЭВМ не принимает

40 участие в обмене в заданное время, то другие ЭВМ по адресным сигналам этой

ЗВМ могут определить режим ее работы, а цо длительности данного режима и по изменении адресных сигналов этой ЭВМ

45 в ответ на адресацию к ней других

ЭВМ могут определить возможную неис- правность. формула изобретения

Устройство для обмена информацией между электронными вычислительными машинами, содержащее входной коммутатор информации, группа информационных

55 входов которого является группой информационных входов устройства, блок обработки запросов, первая группа вы513 ходов которога является группой выходов сигналов запроса передачи устройства, коммутатор запросов приема, группа информационных входов которого является группой входов сигналов запроса приема устройства, а группа адресных входов соединена с второй группой выходов блока обработки запросов, первый и второй входы которого соединены соответственно с информационным и адресно-командным выходами электронной вычислительной машины, триггер прерывания, выход которого соединен с первым входом прерывания электронной вычислительной машины, а вход установки соединен с выходом коммутатора запросов приема, таймер, информационным входом подключенный к выходам элементов И группы, и дешифратор адреса, группа выходов которого подключена к группе адресных входов входного коммутатора информации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач устрайства, в него введены выходной коммутатор информации, усилитель-приемник и блок передающих усилителей, причем первый и второй информационные входы входного коммутатора информации соединены соответственно с адреснокомандным входом устройства и информационным выходом таймера, а вьтход— с информационным входом электронной вычислительной машины, вход дешифратора адреса подключен к адресно-командному выходу электронной вычислительной машины и входу блока передающих усилителей, группа выходов которого является группой адресно-командных выходов устройства, информационный и адресный входы выходного коммутатора информации подключены соответственно к информационному выходу электронной вычислительной машины и первым входам элементов И группы и к группе выходов дешифратора адреса, вторые входы элементов И группы соединены с соответствующим выходом группы выходов дешифратора адреса, группа выходов выходного коммутатора информации является группой информационных выходов устройства, вход сброса таймера соединен с выходом сигнала сброса электронной вычислительной машины и через усилитель приемник — с входом сброса триггера прерывания, индикаторный выход и выход сигнала окончания счета таймера сое"

12625!3

32 SS ««35М «S

27 динены соответственно с входом сигнала работы таймера, электронной вы1РЙ2, 1 числительной машины и вторым входом прерывания электронной вычислительной машины, 1 2625l 3

1 262513

Треоооание прерыбания

Определение адреса источника запроса

Начало отсчета пербого интербала о емени Яд

Устанобление с5йзис бычислительной машиной 2

Нем

,Г= 2д

Ооиен инрормаиией с быч лительной машинои 2

Передача ычислительнои машине 2 команды оо окончаний оомена

Прием в бычислительоа иашииы2. конанды оо коичании оиена

Кона(программа/ оАчена

Передача конамды оиеислрабнасти

Фиг. 5

Составитель В. Вертлиб

Техред И.Попович Корректор M. Шароши

Редактор В, Данко

Заказ 5430/48 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. ПРоектнанр 4