Устройство для обмена данными

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве коммутирующей сети для управления и обмена данными в распределенных системах с контролем . Целью изобретения является повьгаение производительности. Устройство содеряшт N регистров, N коммутаторов , Ы блоков анализа, генератор тактовых импульсов, регистр запросов , триггер направления, шифратор запросов, коммутатор запросов, счетчик , шифратор установки данных, два дешифратора, элементы И, I-LTH. Информация от источников поступает на входы коммутаторов, управляемых блоками анализа. С выходов коммутаторов информация поступает на соответствующие регистры и последующие коммутаторы . Т.о. информация от источника движется через последовательно соединенные ко1-1мутаторы и регистры к прием1шку. Повышение производитель™ цости достигается за счет возможности изменения направления движения информации в случае, если источник информации подключен к коммутатору, имеющему номер больший, чем номер коммутатора, к которому подключен приемник информации. 4 ил., 1 табл. С ю .«чЗ 00 «,.%.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

И.:СПУ1ЬЛИН (50 4 G 06 F 13/36 «»

ГОСУДАРСТЭЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3806132/24-24 (22) 17.09.84 (46) 23.12.86. Бюл. Р 47 (72) B.ll. Конорев, В.С. Харченко, С.Б. Никольский, ГЛ . Тимонькин, С.H. Ткаченко и If.A. Чернышов (53) 681.3(088.8) (56) ЭИ, ВТ, 1982, Р 35, с. 12, рис. 3.

Авторское свидетельство СССР

Р 1196885, кл. G 06 F 13/36, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБИЕНА ДАИНЬМИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве коммутирующей сети для управления и обмена данными в распределенных системах с контролем. Целью изобретения является повышение производительности. Устройство содержит N регистров, N коммутаторов, Б блоков анализа, генератор

-SU 12 8874 А1 тактовых импульсов, регистр запросов, триггер направления, шифратор запросов, коммутатор запросов, счетчик, шифратор установки данных, два дешифратора, элементы И, ИЛИ. Информация от источников поступает на входы коммутаторов, управляемых блоками анализа. С выходов коммутаторов информация поступает на соответствую. щие регистры и последующие коммутаторы. Т.о. информация от источника движется через последовательно соединенные коммутаторы и регистры к приемнику. Повышение производительности достигается за счет возможности изменения направления движения информации в случае, если источник информации подключен к коммутатору, имеющему номер больший, чем помер коммутатора, к которому подключен приемник инд.ормации. 4 ил., 1 табл. 1278874

11зобретен}(е отн)сится к ычислиTЕПЬНОй Te CEEIIKe II .(О)(<ЕТ C b!TI> iC!IOSIE>

3oB QEIo н качестве коммут 3.1)у((3!цезl се ти для управления ll обмана данньг(з»

В рас;}ределенных системах с контра лем.

Целью з}за бретсн(з?! Является по Вып(ение праизна} ительпасти устройс Tва. !

1(} фиг. 1-4 E!pi!?3e?)c.на фу(п<цианальпая схема ус тра!1ст(зл, Устройство саде())кит первые — 17 — е р(гncTpb! 1 . 1 " . N > >3(()}3!.(-- (7-(. коммутаторы 2.1 — 2.N> первь(с — N-e блоки .1 — 3.77 анализа, генератор

4 ? актовых нмпуз(ьсов регистр 5 .3ап7)(> )33 l pl! I- гг р 6 за((ра(зл =}((? (. (пз(((3ра Ор 7 запросов, ка;!);5-; а о;) 8 эаl(pc) con, ?зтарай 3 E - м" и 11 9 Ä ncpIIE>п! элемепт !I 10, }зтарай элеме(гг Из?1}1 11 пер(зый элемент IП11 12 „пер J»?I э?(с}(ент

113!А 1 3, nTО;)Ой )леl:l(!l!T II!II 1 (, Т1>е— 3!й э((еи(I(T И .! „), ?3TÎPÎ(i oJiclicE!T

1I I 6 I?Ji п,(й эзi(}bi(пт 71 1 7 ncj)}зый элеме}?т 11 8, l!Iecтай ."-з(е(:(. . (т >1 19, чет-.зс(р? ь(й .)з(емелт 1:. 20, 3(асьь(ОЙ эле?и(т 11 21, сед?}П(ай э.(емепт И 22, сч< ! >к 23, 3(}??(13!)((Тор Л -! уст;(в;<1! Депп(3}(> з(е1»)ый J),eli?,iôl) !Top 25, (3 та!)ай

Де! 33((1>>)(}тор 26) > пс ()}3ь! — Г и ВхаДы

2! . -- 27 ."! . 3 Tnp)ася }:ередачn Да!3((ь(х

5>стрОЙст.за > }(ХОД 18 I?5 c}(c(с i"()О (ст

Ба, Вход 29 Остановci, ус ро(((ства > ие.:,)В(>(3! 17 Й Входы 30, 30. (7,да}(НЫХ З C 1 ()Oi(CТВа > 11(О}3Ь(?! — (3-I(})Ь(ХО?(Ы

31. 1 "- 31.17 д<пп(ь(х устрсйс?(за, пср вый — 1(7-й выходы 32.1 — 32.17 сигваз}ав ((1) ерыв алии устройства > вход 33 сиг((яла J атас!(а(ти фу((к?з(:Опель }ого ма Пуля вха-.(b(34, 1 — 34. I с?згна,(1а!

О О .. 0 0

I О

О 1 - ., О

О 0

О 0 О

1 О О 0 О 1

1 (Зха,ц c(хc - ì(» I ((на?}иза :, 3 --й выход 48 i. — и схемы анализа.

7I p !» (,! c ч (у, дл? и сигла1((пфратар 24 3(1) е;(наз?(адеn формирования уставки данных запроса передачи данных, выход 35 сигнала прерынаний при приеме дан--.b .х Выход 36 сигнала прерываний на гыдачу Дагпзы, первый — N-й пыходы

37.1 — 37.N сигналов упранления выДачи дагп(ы, первый — 17-й выходы

38.1 — 38.77 установочных сигналов, перьый — N-й выходы 39. 1 — 39.N

cI?i }(аз!Он управления выдачи данных, г;ыход 40 пустых слоган, выходы 41

42 дез(п(фратора 26, коммутатор 43, 3(ервь;й — N — и выходы 44 I — 44,(7 управления репер>сом, первый — И-й выходы 45.1-45.17 сигналан управления

15 запз(сьш заявок н регистр 5 запросов, первый — И-й ныходы 46.1 — 46.N упранг(ения залиcью заявoK в регистр 5

:-апросов, выход 47 сш(хрош(зации устройства., выход 47.1 паследава20 тельности тактовых импульсов ь»

Выход 47.2 последовательности тактовь(х импульсов (<, первый — (7-й вы}:ады 48.1 — 48.1 шифратора 7, нулевой и единичный выходы (39.! — 49.2 триггера 6 напра лепил, первый

И-й информационные входы 50.1 — 50Л7 регистра 5, перный — N и пхады 51 151.77 коммута 8, первый — N-й входы 52. 1 — 52.1(7 элеь(е}}та ИЛ11 l l, 30 первый — 27-й входы 53.1 — 53.И элемента 1Ц!И 12, первый N-Й Входы 54.154.(7 адреса, первыи вЂ,N-.é выходы

55.1 — 55.N разрядов адреса, первый — 17-й Входы 56.1 -- 56.И блоков

3.1 — З.К, первый — N-й выходы

57.1 — 57.77 коммутаторов 43.1 — 43.N и,цешифратор 25.

Таб?В(ца истинности шифратора 7 прззведена н таблине. ла управлениг. реверсом шины с выхоЗ(а ((А3. 1 н зависимости от занятости!

278874 регистров (входы 40.i и 58.i), сос тояния шифратора 7 (вход 48.i) и триггера 6 найравления (выход 49.2).

Устройство функционирует в следующих режимах: приема данных; обмена и выдачи данных.

Режим приема данных

В исходном состоянии регистры, триггер и счетчики находятся в исходном (нулевом) состоянии. Цепи установки в исходное состояние на .функциональной схеме условно не показаны. Работа устройства начинается с момента прихода на вход 28 устройства сигнала пуска. На выходах 47.1 и

47.2 генератора формируются две последовательности тактовых импульсов соответственно с, и С

Прием данных от функциональных модулей (ФИ) системы устройства осуществляется ио входам 30.1 — 30.N устройства, Перед выдачей данных Ф1! посыпает на вход 27.1 устройства сигнал "Запрос передачи данных", по которому производится проверка занятос- 25 ти регистра 1. Данный сигнал с входа

34.1 блока 3.1 поступает на вход элемента И 16 и на информационный вход 50.1 регистра 5. Если регистр

1.К окажется свободным (на вход де- 30 шифратора 26 блока 3.1 поступает нулевой код), то на второй вход элемента И 16 с выхода дешифратора 26 поступает разрешающий сигнал, по которому формируется сигнал преры вания на выходе элемента И 16, поступающий через элемент ИЛИ 14, выход

36 на выход 32.1 устройства. Кроме того, этот сигнал прерывания с выхода 46.1 поступает на вход 53.1 эле-,!О мента ИЛИ 12, далее с выхода элемента ИЛИ 12 на вход элемента И 9. Иа выходе элемента И 9 по заднему фронту очередного тактового импульса 7, формируется сигнал синхронизации регистра 5, по KGTopoMy осуществляется запись сигнала "Запрос передачи данных" с входа 50.1 регистра 5.

Разрешающим сигналом для формирования сигнала синхронизации на выходе элемента И 9 является единичный сигнал на выходе коммутатора 8, который формируется в результате поступления на входы коммутатора единичных сигналов с нулевых выходов регистра

5 (регистр 5 находится в исходном состоянии).

После выдачи сигнала прерывания по выходу 32.1 устройства на вход

30.1 устройства от CH поступают данные, в которых имеется адрес Ф! 1, которому предназначаются данные. АдI ресная часть данных с входа 5ч.l поступает на вход шифратора 24.

На вход шифратора 24 уставки с выхода 48.1 шифратора 7 поступает единичный разрешающий сигнал, так как в регистре 5 по входу 50.1 была записана "заявка на выдачу данных первым Ф!1. Таким образом, в зависимости от кода адреса на выходе 44 шифратора 24 формируется управляющий сигнал реверса, который поступает на вход элементов И 22 и И 10.

При нахождении триггера 6 в нулевом состоянии (на выход 49.1 триггера 6 поступает единичный сигнал) организуется передача данных по шине направление вращения против часовой стрелки +, данные последовательно передаются из регистра 1. i в регистр

I i + 1, где i I,N. Если триггер

6 находится в единичном состоянии, то направление передачи против часовой стрелки данные последовательно передаются из регистра I.i в регистр ! . Ci-1) .

С приходом очередного- тактового импульса с на вход элемента И 10 на выходе последнего формируется сигнал, поступающий на счетный вход триггера 6, который по переднему фронту, изменяет свое состояние.

Одновременно с выдачей сигнала реверса шифратор 24 выдает код установки, который поступает на установочный вход счетчика 23 и записывается в него по заднему фронту тактового импульса ь;, поступающего на второй вход элемента И 22, который формирует на своем выходе сигнал синхронизации счетчика 23.

После того, как триггер 6 изменил свое состояние возникает необходимость анализа состояния регистра 1.1. так как в этом случае данные с входа 30.1 должны записываться. в ререгистр I.N (передача данных организуется по реверсивной шине). Если формирование сигнала реверса не произошло, то данные должны записываться в регистр 1.1 (производится анализ регистра I.N, передача данных организуется по шине) по управляющему сигналу с выхода 39 элемента И 19.

В рассматриваемом случае сигнал реверса изменил состояние триггера 6, 1278874 т.е. переключил шину на реверсивную передачу. Поэтому нулевая адресная часть данных (регистр 1.1 находится в исходном состоянии), которая является признаком пустого регистра, с выхода 55.1 регистра 1.1 поступает на вход дешифратора 25 и формирует на его выходе 58 единичный управляющий сигнал, поступающий на вход шифратора 24 и вход элемента И 15. На 1О другой вход элемента H 15 поступает единичный сигнал "Запрос передачи . данных" с входа 34. На выходе элемента И 15 формируется единичный сигнал, проходящий через элемент

И 17 на выход 37.1 по едини гному разрешающему сигналу с выхода 49.2 триггера 6. Управляющий сигнал с выхода 37.1, поступая на управляющий вход коммутатора 2.N, разрешает прохождение данных с входа 30.1 устройства на информационный вход регистра 1.N. По заднему фронту очередкого тактового импульса, ко25 торый поступает на вход синхронизации регистра !.N, происходит запись данных в регистр 1.N.

1(роме того, управляющий сигнал с выхода 37 поступает на вход коммутатора 43, по переднему фронту тактового импульса а проходит на выход

57.1 и далее на выход 32.1 устройства. В результате чего ФМ получает уведомление о том, что запись данных в шину произведена ° В этом случае ФМ 35 снимает сигнал 1 Запрос передачи данных" на входе 27.1 и данные на входе 30 ° 1 по заднему фронту тактового импульса 7, 40

В следующем такте работы устройства производится вычитание единицы из счетчика 23 по заднему фронту тактового импульса,, который поступает на счетный вход счетчика с выхода элемента И 21, Разрешающим сигналом для прохождения тактового импульса через элемент И 21 является нуле2 вой сигнал с выхода элемента И 20, образующийся в результате записи кода уставки в счетчик 23 и поступающий на инверсный вход элемента И 21.

По очередным тактовым импульсам происходит передача данных после2 довательно из i-ro в (i-1)-й, где

1,N регистры (направление .вращения по часовой стрелке) и одновременное вычитание единицы из счетчика

23. Передача данных и вычитание единицы происходят до тех пор, пока данные не достигну†. ФМ, которому предназначаются данные. В этом случае счетчик 33 обнуляется и с выхода

45.1 элемента И 20 на выход 51.1 коммутатора 8 поступает единичный управляющий сигнал, который разрешает прохождение единичного сигнала с выхода

48.1 шифратора 7 на вход элемента И 9.

Элемент И 9 формирует сигнал синхронизации регистра 5 по тактовому импульсу < и с приходом на входы 27.1—

27.N устройства сигналов "Запрос передачи данных

Во время вычитания единицы из счетчика 23 на информационные входы регистра 5 в случаййые моменты времени могут поступать запросы на передачу данных от других ФМ, но записываться в регистр 5 они будут только после обнуления счетчика 23.

Сигналы заявок на входы 27.1

27.11 могут поступать на информационные входы регистра 5 в один и тот же момент времени и записываться в регистр 5 одновременно. В этом случае шифратор 7 выделяет наиболее приоритетный ФМ, Прием данных от других модулей устройство осуществляет аналогично как и от первого ФМ по входу 30.1 устройства. Управление. приемом данных по входам 30.2 — 30.N устройства осуществляют соответственно блоки 3.2 — З.N анализа, которые функционируют аналогично блоку 3.1.

Режим обмена и выдачи данных

В данном режиме устройство начинает функционировать после записи данных в регистры. Данные, записываемые с входов 30.1 — 30.N по очередным тактовым импульсам а, последовательно передаются из регистра в регистр либо по шине, либо по реверсивной шине в зависимссти от состояния триггера 6 направления передачи. В каждом такте работы устройства блоки

3.1 — 3.N осуществляют анализ адресной части данных, передаваемых по вращающейся шине. Рассмотрим выдачу данных первому ФМ, которые выдаются на выход 31.1 устройства.

Адресная часть данных с выхода

55.N регистра 1.М поступает на вход дешифратора 26. В случае циркулярной передачи данных (данные предназначаются всем модулям системы) на выходе 42 дешифратора 26 формируется

1278874 сигнал прерь|вания, поступающий через элемент ИЛИ 13 и vûõoä 35 на выход

32.1 устройства ° Если данные предназначаются только одному ФМ, то сигHBJI прерывания формируется на выходе 41.1, который аналогичным образом поступает на выход 32.1 устройства.

После выдачи сигнала прерывания функциональный модуль, если on принял данные по выходу 31.1 устройства, выдает на вход 27.1 устройства сигнал "Готово", который с входа 33.1 поступает на вход элемента И 18 и, пройдя на выход 38.1 элемента И !8, поступает на установочный вход регистра 1.N. Б результате регистр

1.N устанавливается в исходное (нулевое) состояние. Разрешающим сигналом для формирования установочного сигнала на выходе 38.1 элемента И 18 20 является сигнал прерывания на Выходе элемента И 13. 13 следующем такте ра— боты устройства нулевой код, ycranoa- .

I ленный в регистре 1.11, записывается в регистр 1.,1 если передача данных организована по прямой шине. Если передача данных организована по реверсивной шине, то данные записываются в регистр 1.(N — 1). После установки регистра 1.N n ny--® левое состояние устройство переходит в рассмотренный ранее режим функционирования по приему данных от модулей системы.

Управление выдачей данных модулям по выходам 31.2 — 31.N устройства осуществля.от соответственно блоки

3.2 - 3.N аналогично блоку 3.1.

Работа устройства прекращается после прихода на вход 29 устройства сигнала останова, по которому генератор 4 прекращает формирование последовательностей тактовых импульсов.

Формула изобретения

Устройство для обмена данными, содержащее N регистров, Б коммутаторов, генератор тактовых импульсов, 5р первый и второй элементы И, блоки анализа, каждый из которых содержит два дешифратора, три элемента И и два элемента HTiH, причем с первого по N Й ВхОДы Данных устройстВ соеди 55 иены соответственно с первыми информационными входами с первого по N-й коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с информационны— ми входами с первого по И-й регистров, синхровходы которых соединены с первым выходом генератора тактовых импульсов, группа разрядных выходов

1.-го (1. = 1 — N) регистра соединена с вторым информационным входом (i +

+ 1)-го коммутатора, группа разрядных выходов N-ro регистра соединена с вторым информационным Входом первого коммутатора, группы выходов разрядов данных с первого по И-й регистров являются соответственно с второго по N-й первыми выходами дан-, ных устройства, а в каждом блоке анализа группа выходов первого дешифратора соединена с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемен та И, выход первого дешифратора соединен с первым входом второго элемента И, выход второго дешифратора соединен с первым входом третьего элемента И, о т л и ч а ю щ а е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно содержит коммутатор запросов, регистр запросов, шифратор запросов, триггер направления, два элемента ИЛИ, при этом количестВо блоков анализа равно N, а В каждый блок анализа Введены с четвертого по восьмой элементы И, коммутатор, счетчик и шифратор уставки данных, причем третий и четвертый информационные Входы -го коммутатора

I соединены соответственно с (i + 1)-м входом данных устройства и группой разрядных выходов (i + 1)-го регистра, третий и четвертый информационные входы N-го коммутатора соединены соответственно с первым входом данных устройства и группой разрядных выходов первого регистра, группы входов первого и второго дешифраторов i-го блока анализа соединены соответственно с группами выходов разрядов адреса i-го и (i — 1)-ro регистров, группы Входов первого и второго дешифраторов первого блока анализа соединены соответственно с группами выходов разрядов адреса первого и

N-го регистров, вход сброся i-го регистра соединен с Выходом первого элемента И (+ 1)-гo блока анализа, при этом в каждом блоке анализа выходы первого и второго дешифраторов соединены соответственно с первым и вторым входами шифратора уставки данных, группа входов которого сое127887ч динена с соответствующим входом данных устройства, а группа выходов с группой установочных входов счетчика, группа инверсных разрядных выходов которого соединена с группой 5 входов четверто-о элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым Входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом шестогс элемента

И, первый вход которого и первый вход второго элемента ИЛИ соединены с выходом второго элемента !», второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элеме ITB И, выход шифратора уставки данных соединен с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с синхровходом счетчика, выход четвертого элемента И соединен с инверсным входом восьмого. элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, i-й установочный вход регистра запросов, вторые ".,õoäè первого, второго и третьего элементов И i-го бло— ка анализа образуют з -й вход запроса передачи данных устройства, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами седьмых, восьмых элементов И и третьими входами коммутаторов. всех блоков анализа и первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом триггера направления, 35 единичный выход которого соединен с третьими входами шифраторов уставки данных и вторыми входами пятых элементов И всех блоков анализа и пер— выми управляющими входами с первого по N-й коммутаторов, а нулевой выход соединен с вторыми входами шестых элементов И всех блоков анализа и вторыми управляющими входами с первого по Н-й коммутаторов, группа выходов шифратора запросов соединена с первой группой входов коммутатора запросов и четвертыми входами шифраторов уставки даннь х соответствующих блоков анализа, выходы вторых элементов ИЛИ всех блоков анализа соединены с входами первого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй и третий входы и выход которого соединены соответственно с вторым выходом .генератора тактовых импульсов, выходом коммутатора запросов синхровходом регистра запросов, выходы первого и второго элементов

ИЛИ и коммутатора i-ro блока анализа образуют i-й выход прерывания устройства, выходы четвертых элементов и всех блоков анализа соединены с второй группой входов коммутатора запросов, третья группа входов которого соединена с группой инверсных разрядных выходов регистра запросов, группа прямых разрядных вьгходов которого соединена с группой входов шифратора запросов, второй вход первого элемепта И соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами шифраторов уставки данных всех блоков анализа, первый и второй выходы генератора тактовых импульсов образуют синхровыход устройства, третий управляющий вход i-ro коммутатора соединен с выходом пятого элемента И (+ 1)-го блока анализа, третий управляющий вход N-ro коммутатора соединен с выходом пятого элемента И первого блока анализа, четвертый управляющий вход i-го коммутатора соединен с выходом шестого элемента

И -го блока анализа. g>ggyp

Puef

PU2 а

1278874

1278874

8Я

Вй

Составитель П. Хазова

Редактор В. Иванова Техред Л.Кравчук

Корректор С, Шекмар

Заказ 6841/49 Тираж 671

ВНИППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5

Подписное

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