Многоканальное устройство для подключения источников информации к общей магистрали

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах, имеющих несколько источников информации. Целью изобретения является повьшение быстродействия устройства за счет ускоренной трансляции сигнала опроса заявок через каналы, не имеющие заявок на передачу. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее в каждом канале три переключательных элемента, генератор сигналов опроса, триггер, восемь элементов И-НЕ и блок выдачи 11, включающий триггер, два элемента НЕ, элемент И-НЕ и элемент И, введены в блоки вьщачи каналов узел буферной памяти, узел синхронизации и усилительный элемент. 2 з.п. ф-лы, 11 ил. с ьо :о ьс ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

0 5 А1

09) (И) ци 4 С 06 F 9/46

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3940685/24-24 (22) 06.08.85 (46) 15,02.87» Бюл. N 6 (72) Н.М.Лаврешин и С.Б.Цакоев (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .В 684536, кл. G 06 F 3/04, 1977.

Авторское свидетельство СССР

1012233, кл. G 06 F 3/04, 1981. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ПОДКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

К ОБЩЕЙ МАГИСТРАЛИ (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах, имеющих несколько источников информации.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет ускоренной трансляции сигнала опроса заявок через каналы, не имеющие заявок на передачу. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее в каждом канале три переключательных элемента, генератор сигналов опроса, триггер, восемь элементов И-НЕ и блок выдачи 11, включающий триггер, два элемента НЕ, элемент И-НЕ и элемент И, введены в блоки выдачи каналов узел буферной памяти, узел синхронизации и усилительный элемент. 2 s.n. A-лы, 11 ил.

1 1290

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, в частности к устройствам для подключения нескольких источнико:в информации к общей магистрали, и может быть использовано в системах обработки данных для управления доступом к коллективно используемым ресурсам.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет сокращения времени прохождения сигнала кольцевого опроса через каналы, не имеющие заявок на обслуживание.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2 — блок-схема канала; на фиг.3 — 8 — функциональные схемы блока выдачи, узла буферной памяти, узла синхронизации, переключательньгх элементов и генератора сигналов опроса; на фиг.9 — схема размещения данных в памяти узла буферной памяти; на фиг.10 и 1 l — временные диаграммы записи данных в память узла буферной памяти и передачи данных каналом.

Многоканальное устройство содержит (фиг. 1) каналы 1, связанные шиной 2 обобщенного сигнала заявки, щинами 3 передачи сигналов приоритета, шинами 4 передачи сигнала фиксации заявки, шинами 5 передачи сигнала кольцевого опроса. Каналы 1 шинами 6 данных и адресно-управляющими шинами 7 соединены с соответствующими источниками информации, Синхронизирующие выходы каналов объединены шиной 8, а информационные выходы — шиной 9, Вход приоритета первого канала соединен с шиной tO логической "1".

Каждый канал 1 (фиг,2) состоит из блока 11 выдачи, триггера 12, шестого, пятого, четвертого, второго элементов И-НЕ 13-16, третьего переключательного элемента l7, первого и третьего элементов И-НЕ 18 и 19,второго переключательного элемента 20, генератора 21 сигналов опроса, первого переключательного элемента 22, линий 23 — 25 внутренних связей канала.

На фиг.2 показан также состав адресно-управляющих шин, включающих линии 36 кода конечного адреса, линию

37 строба записи конечного адреса, линии 38 кода адреса памяти, линию

39 сигнала записи чтения памяти, 325 2 линию 40 тактовых импульсов, линию

41 сброса, линию 42 сигнала готовности, линию 43 сигнала заявки (пуска), линию 44 сигнала включения канала.

Блок 11 выдачи содержит (Лиг.3) узел 45 буферной памяти, узел 46 синхронизации, элементы HF. 47 и 48, элемент И 49, триггер 50, элемент

И-НЕ 51 и усилительный элемент 52, 10 линии 53 и 54 сигналов разрешения выдачи слова и массива, линию 55 сигнала конца массива, линии 56 — 58 группы выходов узла 46 синхронизации, линии 59 и 60 передачи тактовых импульсов.

Узел 45 буферной памяти содержит (фиг.4) память (ОЗУ) 61, элементы

И 62 группы, регистр 63 конечного адреса, мультиплексор 64, формирователь импульса (одновибратор) 65,схему сравнения 66 и счетчик 67 адреса.

Узел 46 синхронизации содержит (фиг.5) элемент И 68, триггеры 69 и

70, элемент И 71, элементы HE 72 и

73, триггер 74, элементы И-НЕ 75, ИЛИ-HF. 76, И-HE 77, И 78, усилительные элементы 79 и 80, элемент HE 81, элемент И-НЕ 82.

Переключательные элементы 20, 22 (фиг.б) и 17 (фиг.7) содержат элементы И-НЕ 83, НЕ 84, И 85, 86, элементы И-HF. 87 — 89.

Генератор 21 сигналов опроса содержит (фиг.Я) элемент HF. 90, триг35 rep 91, элемент ИЛИ-НЕ 92, элемент

HF. 93 и формирователи импульса (одновибраторы) 94 и 95 °

Устройство работает следующим образом.

Сигнал на входе tO первого канала 1 поступает на линию 34 с выхода переключательного элемента 22 первого канала 1, если на линии 44 присутствует сигнал включения, В противном случае логическая "1" прохо-дит на линию 3 и поступает на шину

3 второго канала 1. Наличие сигнала на линии 44 свидетельствует о том, что данный канал включен в комплекс

50 каналов, организующих подключение источников информации к общей магистрали.

Таким образом, сигнал (уровня логического 0 1) на втором выходе (линия 34) переключательного элемента 22 является одним иэ условий выработки - ггнала кольцевого опроса в канале. Следовательно, только в

12903 одном канале может быть выработан сигнал кольцевого опроса, В шину 2 поступают сигналы заявок на выход в общую магистраль от всех каналов— источников информации. На линию 43 каждого канала поступает сигнал заявки на подключение от одного источника информации. Сигнал фиксации заявок в линии 4 вырабатывается генератором 21 канала при наличии сигI нала логической "1" в шине ? и сигнала (уровень логического "0") на линии 34 с выхода переключательного элемента 22.

Сформированный генератором 21 сигнал фиксации заявок через элемент

t5 гера 12 и по шине 4 — на вход элемента И-НЕ 18 второго канала 1. Через открытый элемент И-НЕ 18 и элемент И-НЕ 19 сигнал фиксации заявок поступает на синхровход триггера

12 и выход на шину 4 второго канала

1 и т,д. через все каналы до входа элемента И-НЕ 18 первого канала 1, где сигнал фиксации заявок "затухает" на закрытом элементе И-НЕ 18.

Проходящий по внутренним цепям каждого канала (входная шина 4 — элемент И-HE 18 элемент И-HE 19 — выходная шина 4) сигнал фиксации заявок фиксирует (записывает) передним фронтом в триггере 12 каждого канала наличие заявки (логическая "1") на подключение к общей магистрали, если она имеется в данный момент.

25

Триггер 12 управляет переключательным элементом 17. Сигнал внутреннего кольцевого опроса на линии

29 (выработанный генератором 21 по заднему фронту сигнала в линии 35) поступает на переключательный элемент 17. При наличии в триггере 12 заявки на подключение к общей маги40

И-НЕ 19 поступает на синхровход триг25 4 ющего канала 1 через переключательный элемент 17, минуя триггер 69.

В зависимости от сигнала включения на линии 44 сигнал кольцевого опроса может пройти через переключательный элемент 20 либо на вход генератора 21 и элементы И-HF, 13, 14, либо на вход элемента И-HF. 16.

В первом случае (сигнал включения в линии 44 имеет уровень логической

"1") сигнал кольцевого опроса нли регенерируется (если в генераторе 21 .существуют условия выработки сигнала кольцевого опроса), или поступает на выход канала 1. При отсутствии заявки в этом канале 1 (триггер 12 не взведен, т.е. уровень логического "0" на прямом выходе) сигнал кольцевого опроса через элементы И вЂ” НЕ 14, 16 поступает на выход в шину 5, а при наличии заявки в триггере 12 сигнал кольцевого опроса через элементы И-НЕ

13, 15 поступает по линии 25 в блок

11 °

Во втором случае (сигнал в линии 44 имеет уровень логического "0", что означает выключение канала из числа передатчиков магистрали) сигнал кольцевого опроса поступает на выход в шину 5 канала через элемент И-НЕ 16.

Это означает, что данный канал 1 отключен и сигналы приоритета (П1),фиксации заявок (З), кольцевого опроса (КО) просто транслируются через этот канал дальше по цепочке на вход следующего канала 1, Описанная логика работы многоканального устройства синхронизирует рабату всех каналов 1 и включает механизм выдачи данных из канала в общую магистраль. В каждом канале 1 запись, хранение и выдача данных в общую магистраль происходит через блок 11 (фиг.3, 4 и 5).

I информации элемент И-HE 8? формирует в линию 25 сигнал кольцевого опроса (уровень логического "0"), который через элемент И-НЕ 16 поступает но шине 5 на вход следующего в кольце канала 1. При отсутствии заявки в. триггере 12 канала 1 сигнал кольцевого опроса поступает на вход следу55 страли сигнал по линии 29 поступает через переключательный элемент 17 и элемент И-НЕ 15 на вход записи триггера 69, открывая элементы И 62 для выдачи информации на шину 9 общей ма-50 гистрали. По окончании цикла выдачи

Необходимые для выдачи в общую магистраль данные предварительно заносятся в память (ОЗУ) 61. Структура данных и порядок их размещения в ОЗУ

61 показаны на фиг.9. Первым словом массива данных является идентификатор массива. Он заносится в первую ячейку памяти 61 (по нулевому адресу), В последующих ячейках ОЗУ 61 размещается сам массив данных. Адрес последней ячейки ОЗУ 61, в которой размещаешься последнее слово выдаваемого массива, заносится в регистр

63. Временная диаграмма записи ко5 12 нечного адреса в регистр 63 показана на фиг.10а. На фиг.10б показана временная диаграмма записи информации в ячейки ОЗУ 61.

Вьдача массива в общую магистраль происходит в том порядке, в каком он записан в ОЗУ 61, т.е. первым выдается идентификатор, затем, первое слово массива, затем второе и т.д.

Содержимое счетчика 67 (адрес ОЗУ

61) увеличивается на единицу с каждым выдаваемым словом (линия 53).

Выдача продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика 67 (постоянно увеличиваясь) не будет равно содержимому регистра 63. При их равенстве в линию 55 с выхода схемы сравнения

66 вьдается сигнал логической "1", которым запрещается выдача информации в магистраль.

Временная диаграмма фиг.11 разбита на три части. В первой показан процесс выполнения запроса передачи. Во второй части показана реакция канала, имеющего высшей приоритет на этот запрос. И в третьей ча" сти диаграммы показан процесс выдачи массива данных в общую магистраль устройства.

Органиэация передачи информации в общую магистраль начинается сигналом в линии 43. По переднему фронту этого сигнала переключается триггер

S0 и через элемент 52 выставляет сигнал заявки в шину 2. Одновременно по переднему фронту сигналом s линии 43 запускается одновибратор

65 н вырабатывает импульс установки в исходное состояние (импульс сброса) счетчика 67. Перепад из уровня логического "0" в логическую "1" на шине 2 поступает в канал 1,, имеющий высший приоритет. Этот перепад через элемент ИЛИ-НЕ 92 поступает на инверсный вход одновибратора

94, который формирует на выходе им- пульс фиксации заявок в каналах устройства и через элемент И-НЕ,9 вьдает его на выход канала в шину

4,. По заднему фронту этого импульса запускается одновибратор 95, который формирует импульс кольцевого опроса.

Сигнал {импульс) кольцевого onроса через переключательный элемент 17, элемент И-НЕ 16 поступает на выход канала в шину 5, . Некото90325 О рый канал, выставивший заявку на передачу, получает по цепочке сигнал фиксации заявки, который поступает на его вход с шины 4,, Передним фрон5 том этот сигнал фиксирует заявку на передачу в триггере 12 (на прямом выходе триггера 12 устанавливается уровень логической "1"). Затем сигнал фиксации заявки через элементы

И-НЕ 18 и 19 транслируется по цепочке дальше на вход следующего канала 1.

Поступивший по шине 5 канала сигнал кольцевого опроса через переключательный элемент 20, элемент И-НЕ

13, элемент И-НЕ 15 переключает передним фронтом триггер 69 и устанавливает на его инверсном выходе уровень логической "1". По заднему фронту сигналов канальной частоты (в линии 40) происходит перепись логической "1" с триггера 69 на триггер 70. Логический "0" с инверсного плеча триггера 70 через элемент И-НЕ

75 устанавливает разрешающий уровень в линии 54, а логическая "1" на прямом выходе триггера 70 подготавливает элемент И 71 к пропуску импульса частоты с линии 40, который через элемент 79 выдается по линии 56 s шину 8 синхросигналов (сигнал С1).

Одновременно с этим сигналом из ОЗУ

61 вьдается содержимое первой ячейки, где хранится идентификатор массива данных„ т.е. импульс С1 являет35 ся, по существу, импульсом сопровождения идентификатора массива. Задним фронтом сигнал С1 переключает триггер 74, который уровнем логиче" ского "0" со своего прямого выхода

40 через элемент И-НЕ 75 поддерживает разрешающий уровень логической "1" в линии 54. Одновременно импульсом частоты в линии 59 через элемент

И-НЕ 77 сбрасываются триггеры 69

45 и 70. Логическая "1" на инверсном выходе триггера 74 подготавливает элемент И 78 к пропуску импульсов с линии 60, которые, проходя через элементы 78, 80, выдаются по линии

57 в шину 8 (сигналы С2). Каждый выдаваемый импульс С2 сопровождает (стробирует) содержимое ячеек ОЗУ 61.

Элемент ИЛИ-НЕ 76 из сигналов С1

55 и С2 формирует в линии 53 сигналы счета для счетчика 67. Сигналом

"Готовность" в линии 42 подключается (на все время выдачи) через мультиплексор 64 к адресному входу

12903

15

25

50

ОЗУ 61 содержимое счетчика 67, Таким образом, содержимое ОЗУ 61, начиная с нулевой ячейки, последовательно подключается через элементы

И 62 к шине 9 данных. После выдачи предпоследнего слова массива содержимое счетчика 67 становится равным содержимому регистра 63 и сигнал логической "1" с выхода схемы сравнения 66 разрешает одновременно с выдачей последнего импуль.са сопровождения данных С2 выдачу через элементы И-HE 8? НЕ 81 сигнала КП в линию 58, который свидетельствует об окончании передачи массива данных в общую магистраль.

По переднему фронту сигнала КП через элемент И 49 сбрасывается триггер 50, а с ним и сигналы в линиях

42 и 2. В то же время сигнал КП через элемент И-НЕ 16 выдается дальше по цепочке в виде импульса кольцевого опроса на шине 5,. на вход следующего канала.

Формула изобретения

1. Многоканальное устройство для подключения источников информации к общей магистрали, содержащее в каждом канале три переключательных элемента, генератор сигналов опроса, триггер, восемь элементов И-НЕ и блок выдачи, включающий триггер,два элемента НЕ, элемент И-НЕ и элемент

И, причем информационные входы первого и второго переключательных элементов и первый вход первого элемента И-НЕ i-ro канала (i = 2, и) соединены соответственно с первым выходом первого переключательного элемента и выходами второго и третьего элементов И-НЕ i — 1-го канала, информационные входы первого и вто-. рого переключательных элементов и первый вход первого элемента И-НЕ первого канала подключены соответственно к шине единичного потенциала устройства и к выходам второго и третьего элементов И-НЕ и-го канала, входы пуска генераторов сигнала опроса каналов объединены шиной обобщенного сигнала заявки, в каждом канале вход разрешения генератора сигналов опроса соединен с вторым выходом первого переключательного элемента и вторым входом первого элемента И-НЕ, выходом под25 8 ключенного к первому входу третьего

/ элемента И-НЕ, вход синхронизации с первым выходом второго переключательного элемента, первый информационный вход и выход третьего переключательного элемента соединены соответственно с прямым выходом триггера и первым входом второго элемента И-НЕ, вторым входом подключенного к второму выходу второго переключательного элемента, управляющий вход которого и первый управляющий вход первого переключательного элемента соединены с входной линией I разрешения передачи адресно-управляющей шины устройства для подключения соответствующего источника информации, выходы элемента И и первого элемента НЕ блока выдачи соединены соответственно с входами установки триггера и элемента И-НЕ блока выдачи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в блок выдачи каждого канала введены узел буферной памяти, узел синхронизации и усилительный элемент, причем в каждом канале первый .и второй выходы генератора сигналов опроса соединены соответственно с вторым входом третьего эле мента И-НЕ и с управляющим входом третьего переключающего элемента, вторым информационным входом подключенного к инверсному выходу триггера, а вторым выходом — к первому входу четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом пуска узла синхронизации блока выдачи, первые и вторые входы пятого и шестого элементов И-НЕ соединены соответственно с первым выходом второго и вторым выходом первого переключательных элементов, выходы пятого и шестого элементов И-НЕ соединены соответственно с третьим входом второго и вторым входом четвертого элементов И-НЕ, а третьи входы пятого и шестого элементов И-НЕ соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера, синхровходом подключенного к выходу третьего элемента И-НЕ, а информационным и установочным входами— соответственно к инверсному выходу триггера и элемента И-НЕ блока выдачи, четвертый вход второго элемента

И-НЕ соединен с первым выходом узла синхронизации блока выдачи, второй управляющий вход первого переключ

9 12 тельного элемента подключен к третье му выходу второго переключательного элемента, в блоке выдачи каждого канала информационный вход, адресный вход и режимный вход узла буферной памяти являются входами устройства для подключения шины данных и адресно-управляющей шины источника информации, сигнальный выход, вход разрешения выдачи массива и вход разрешения выдачи слова узла буферной памяти подключены соответственно к входу сигнала конца выдачи и второму и тре тьему выходам узла синхронизации, первый и второй входы тактовых им.пульсов и вход разрешения выдачи тактов которого подключены соответственно к выходам первого и второго элементов НЕ и элемента И-НЕ блока выдачи, вход второго элемента НЕ соединен с выходом первого элемента НЕ блока выдачи, вход усилительного зле мента соединен с инверсным выходом триггера блока выдачи, прямым выходом подключенного к второму входу элемента И-НЕ блока выдачи, первый вход элемента И блока выдачи соединен с первым выходом узла синхронизации, второй вход элемента И, вход первого элемента НЕ, синхровход и прямой выход триггера блока выдачи являются входом и выходом устройства для подключения к адресно-управляющей шине соответствующего источника информации, информационные выходы узлов буферной памяти, группы выходов узлов синхронизации и выходы усилительных элементов каналов являются выходами устройства для подключения соответственно к информационной шине, шине синхронизации и шине обобщенного сигнала заявки магистрали. ! венно вторым и третьим выходами уз35ла, выходы первого и второго усилительных элементов и третьего элементов НЕ образуют группу выходов узла.

3. Устройство по п.1, о т л и—

4О ч а ю щ е е с я тем, что узел буферной памяти содержит память, группу элементов И, мультиплексор, регистр конечного адреса, схему сравнения, формирователь импульса и счетчик

45 адреса, причем информационный вход памяти соединен с информационным входом узла, а выход — с информационными входами элементов И группы, управляющие входы и выходы — соответ5О ственно с входом разрешения выдачи массива и информационным выходом узла, выход счетчика адреса соединен с первыми информационными входами мультиплексора и схемы сравнения,вто55 рым информационным входом подключенного к выходу регистра конечного адреса, адресный вход памяти соединен с выходом мультиплексора, вход сброса и счетный вход счетчика адреса

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел синхронизации содержит три триггера, элемент ИЛИ-НЕ, три элемента И, три элемента И-НЕ, три элемента HE и два усилительных элемента, причем выход первого триггера соединен с информационным входом второго триггера, выходом подключенного к первому входу первого элемента И-HE а синхровходом к выходу первого элемента НЕ, выход первого элемента И подключен к установочным входам первого и второго триггеров, первым входом соединенного с выходом вто90325

10 рого элемента И-НЕ, первыи вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера, прямым выходом соединенного с вторым входом первого элемента И-НЕ, а синхровходом через второй элемент НŠ— с выходом второго элемента И, входом первого усилительного элемента и первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которо1О

О ro подключен к входу второго усилительного элемента, первому входу третьего элемента И-НЕ и выходу третьего элемента И, первым входом соединенногс с инверсным выходом третьего

15 триггера, установочный вход которого подключен к входу разрешения выдачи узла и второму входу первого элемента И-НЕ, первый вход второго элемента И соединен с прямым выходом триг20 гера, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с входом первого элемента НЕ и первым входом тактовых импульсов узла, выход тре25 тьего элемента И-HF. соединен с входом третьего элемента HE и первым выходом узла; а второй вход — с входом сигнала конца выдачи узла, синхровход первого триггера и второй вход второго элемента И-НЕ подклю30 г,\ чены соответственно к входу пуска и второму входу тактовых импульсов узла, выходы первого элемента И-НЕ и элемента ИЛИ-НЕ являются соответст11 1 подключены соответственно к выходу формирователя импульса и входу разрешения. выдачи слова узла, вход записи-чтения памяти, второй информационный и управляющий входы мультиплексора, информационный вход и син

290325 12 хровход регистра конечного адреса и вход формирователя импульса образуют адресно-управляющий вход узла,выход схемы сравнения является сигнальным выходом узла.

1290325

1290325

1290325

1290325

Рцвфещемие Ранних Р жмятц 61мзнеицр

Ао

Ar 2 З

ВыдоВаеювгй млей/

An-r

oон еeuм м+мrйu ач рег PWA) 4 razz

Рреюе мас сйиеоаммо волин ооннмх gnawn Ф

AC3M%F

1 290325

Те 12

Та дУ

Составитель В.Вертлиб

Редактор M. Бандура Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7903/47 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

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