Устройство для сопряжения цифровых вычислительных машин

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в многомашинных системах и локальных сетях для организации межмашинного обмена через общую магистраль. Целью изобретения является повышение производительности за счет сокращения времени арбитража и расширение области применения за счет снятия ограничения на длину передаваемых пакетов. Фиксация захвата магистрали с блокировкой процедуры арбитража производится при выставлении строба сопровождения приема данных. Освобождение магистрали осуществляется при передаче последнего слова пакета в виде командного слова. Устройство содержит кодер-декодер, два регистра сдвига, узел подключения к общей магистрали, арбитр, шесть триггеров , три элемента И, два элемента ИЛИ, схему сравнения и магистральный усилитель . 3 ил. сл с

COIQ3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4891962/24 (22) 17.12,90 (46) 23.12.92. Бюл, N 47 (71) Научно-исследовательский и конструкторско-техйологический институт по разработке контрольно-диагностического и спеЦиального обоРУдованил "Тест" (72) В.А,Богатырев (56) Васильев А.Н. и др. Кодер-декодер t1oследовательного мул ьтиплексного канала

К588ВГ3, — Электронная промыШленность, 1985, М 9, с.7-9., Авторское свидетельство СССР

Мг 1571603, кл, G 06 F 13/36, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ

ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЪН ЫХ МАШИН (57) Изобретение относится к вычислйтельной технике и может использоваться в мноИзобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в многомашинных системах и локальных сетях для организации межмашинного обмена через общую магистраль, Известно устройство для сопряжения вычислительных машин, содержащее кодер-декодер, два регистра сдвига, а также трансформаторную развязку, усилители, формирователь трансформаторной линии, составляющие узел подключения к магистрали.

Устройство характеризуется низкой производительностью из-за программно ор„„ЯЛ„„1783531 А1 гомашинных системах и локальных .сетях для организации межмашинного обмена через общую магистраль. Целью изобретения является повышение производительности за счет сокращения времени арбитража и расширение области применения за счет снятия ограничения на длину передаваемых пакетов. Фиксация захвата: магистрали с блокировкой процедуры арбитража производится при выставлении строба сопровождения .приема данных. Освобождение магистрали осуществляется при передаче последнего слова пакета в виде командного слова. Устройство содержит кодер-декодер, два регистра сдвига, узел подключения к общей магистрали; арбитр, шесть триггеров, три элемента И, два элемента ИЛИ, схему сравнения и магистральный усилитель. 3 ил, С: ганизуемого арбитража (доступа) абонентов к общей магистрали, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сопряжения цифровых вычислительных машин, содержащее К каналов, каждый иэ которых имеет кодер-декодер, два регистра сдвига, узел подключения к общей магистрали, арбитр, три триггера, три элемента И, два элемента ИЛИ, схему сравнения, и магистральный усилитель, при этом вход данных кодера-декодера соединен с выходом переноса первого регистра сдвига, вход задания режима которого соединен с выходом требования передачи кодера-декодера, выход

1783531

4 строба приема слова и синхровход приема которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен с входом сдвига второго регистра сдвига, вход переноса которого соединен с выходом данных кодерадекодера, первый и второй выходы фазоманипулированного кода, первый и второй входы биполярного кода и вход общего сброса которого соединены соответственно с одноименными входами узла подключения к общей магистрали, вход-выход которого соединен с общей магистралью устройства, выход первого триггера подключен к первому входу второго триггера, подключенного вторым входом к выходу схемы сравнения, подключенной первым входом к кодовому входу, а вторым входом к выходу второго регистра и к входу магист рального усилителя, подключенного выходом к магистрали абонента, подключенной к входу первого регистра, управляющий вход магистрального усилителя подключен к входу чтения данных и к первому входу третьего триггера, подключенного вторым входом к выходу строба приема слова кодера-декодера, первый вход приема данных подключен к входу запроса арбитра, подключенного выходом к первому входу второго элемента И, выход третьего триггера подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к входу чтения состояния, а выход к выходу состояйия, выход первого элемента ИЛИ подключен к управляющему входу первого регистра, Однако известное устройство характеризуется низкой производительностью, так как интервал, разделяющий полномочия доступа абонентов при арбитраже, должен быть достаточен для передачи первого адресного слова, даже если очередной абонент, получивший право доступа при переборе состояний счетчика арбитра, не требует захвата магистрали. Это обусловлено тем, что фиксация состояния занятости магистрали с блокировкой работы арбитра происходит по заднему фронту строба приема слов декодеров.

Известное устройство имеет ограничения на длину передаваемых пакетов, вызванные тем, что в первом слове содержится информация и об адресе абонента-приемника, и о числе слов в передаваемом пакете. Кроме того, известное устройство не позволяет проводить циклическое обслуживание абонентов, обеспечивающее их равноправие.

Цель изобретения — повышение производительности за счет сокращения времени

55 подключенного вторым входом к второму входу четвертого триггера и второму входу приема данных, а выходом — к первому входу пятого триггера, подключенного выходом к второму входу второго элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, подклю10

50 арбитража и расширение области применения за счет снятия ограничений на длину передаваемых пакетов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем К каналов, каждый из которых имеет кодер-декодер, два регистра сдвига, узел подключения к общей магистрали, арбитр, три триггера, три элемента И, два элемента ИЛИ, схему сравнения и магистральный усилитель, при этом вход данных кодера-декодера соединен с выходом переноса первого регистра сдвига, вход задания режима которого соединен с выходом требования передачи кодера-декодера, выход строба приема слова и синхровход приема которого соединены сбответственно с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен с входом сдвига второго регистра сдвига, вход переноса которого соединен с выходом данных кодера-декодера, первый и второй выходы фазоманипулированного кода, первый и второй входы биполярного кода и вход общего сброса которого соединены соответственно с одноименными входами узла подключения к общей магистрали, вход-выход которого соединен с общей магистралью устройства, выход йервого триггера подкл:очен к первому входу второго триггера, подключенного вторым входом к выходу схемы сравнения, подклюценной первым входом к кодовому входу, а вторым входом к выходу второго регистра и к входу магистрального усилителя, подключенного выходом к магистралй абонента, подключенной к входу первого регистра, управляющий вход магистрального усилите-. ля подключен к входу чтения данных и к первому входу третьего триггера, подключенного вторым входом к выходу строба приема слова кодера-декодера, первый вход приема данных подключен к входу запроса арбитра, подключенного выходом к первому входу второго элемента И, выход третьего триггера подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход котороro подключен к входу чтения состояния, а выход — к выходу состояния, выход первого элемента ИЛИ подкл:очен к управляющему входу первого регистра, в каждый канал введены четвертый, пятый и шестой триггеры, при этом первый вход приема данных подключен к первому входу четвертого триггера и к первому входу второго элемента ИЛИ, 1783531

6 ченного вторым входом к выходу синхронизации передачи кодера-декодера, подключенного.выходом требования передачи к второму входу пятого триггера и третьему входу четвертого триггера, подключенного выходом к.входу задания режима передачи кодера-декодера, выход строба приема данных которого подключен к первым входам первого и шестого триггеров, выход шестого триггера. подключен к первому управляющему входу арбитра, к третьему входу второго триггера и второму входу первого триггера, подключенного выходом к второму управляющему входу арбитра, подключенного входом сброса к второму выходу четвертого триггера, выход строба приема команд кодера-декодера подключен к второму входу шестоготриггера, выход второго элемента И подключен к входу пуска кодера-декодера, а кодовый вход арбитра — к выходу второго регистра.

Фиксация захвата магистрали с блокировкой процедуры арбитража производится при выставлении строба сопровождения приема данных, вырабатываемого кодерами-декодерами всех каналов при передаче первого адресного слова, идентификация

>ке адресуемой Э BM проводится по заднему фронту этого строба. Такое техническое решение позволяет сократить интервалы разделения полномочий доступа абонентов к магистрали. Освобождение магистрали проводится в результате передачи последнего слова пакета как командного, при этом, по заднему фронту строба сопровождения команд, вырабатываемого кодерами - декодерами всех каналов, фиксируется незанятость магистрали.

Введение четвертого и пятого триггеров позволяет. освобождать магистраль на основе передачи командного слова, фиксирующего незанятость магистрали, Введение

-шестого триггера позволяет фиксировать .захват магистрали по началу строба сопровождения приема данных, а освобождение магистрали — по заднему фронту строба со- . и ровождения команды.

На фиг,1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 и 3 — варианты выполнения арбитра.

Устройство (фиг.1) содержит трансформаторную развязку 1, усилители 2, формирователь трансформаторной линии 3, составляющие узел 4 подключения к магистрали, кодер-декодер 5, регистры сдвига

6,7, арбитр 8, триггеры 9-14, схему сравнения 15, элементы И 16-18, магистральный усилитель 19, элементы ИЛИ 20, 21, вход чтения принятой информации 22, вход чтения состояния 23, магистраль абонента 24, сигнальный выход адресуемости 25, входы приема данных в регистр 26, 27, вход сброса арбитра 28, кодовый вход арбитра 29, выход подтверждения захвата магистрали арбит5 ра 30, управляющие входы арбитра 31, 32, кодовый вход задания адреса абонента 33, вход 34 пуска кодера-декодера, имеющего входы задания режима передачи команды или данных 35, синхрорход 36, выход требо10 вания передачи 37, выход строба приема данных 38, команды 39, последовательный биполярный вход 40, выход синхронизации приема 41, биполярный выход 42, синхровы- . ход приема 43, выход строба приема 44, 15 общую магистраль 45, выход соСтоянйя готовности приемника 46.

- Вход данных 40 кодера-декодера 5 соединен с выходом переноса первого регистра 6, выход задания режима которого

20 соединен с выходом требования передачи

38 кодера-декодера 5, выход строба приема слова 44 и синхровход приема 43 которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И 16, выход

25 которого соединен с входом сдвига второго регистра 7, вход переноса которого соединен с выходом 42 данных кодера-декодера

5, первый и второй выходы фаэоманипулированного кода, первый и второй входы би- .

30 полярного кода и вход общего сброса которого соединены соответственно с одноименными входами узла 4 подключения к общей магистрали 45, вход-выход соединен с общей магистралью 45 устройства. Выход

35 первого триггера 9 подключен к первому входу второго триггера 10, подключенного вторым входом к выходу схемы сравнения

15, подключенной первым входом к кодово- му входу ЗЗ, а вторым входом к выходу вто40 рого регистра 7 и к входу магистрального усилителя 19, подключенного выходом к магистрали абонента 24, йодключенной к входу первого регистра 6. Управляющий вход магистрального усилителя 19 подключен к

45 входу чтения данных 22 и к первому входу третьего триггера 11, подключенного вторым входом к выходу строба приема слова

44 кодера-декодера 5, первый вход приема данных 26 подключен к входу запроса ар50 битра 8, подключенного выходом 30 к первому входу второго элемента И 17, выход третьего триггера 11 подключен к первому входу третьего элемента И 18, второй вход которого подключен к входу чтения состоя55 ния23,.а выход- к выходу 46. Выход первого элемента ИЛИ 20 подключен к управляющему входу первого регистра 6. Первый вход прижима запроса 26 подключен к первому входу четвертого триггера 12 и к первому входу второго элемента ИЛИ 21, подключен1783531 ного вторым входом к второму входу четвертого триггера 12 и второму входу приема данных 27, а выходом — к первому входу пятого триггера 13, подключенного выходом к второму входу второго элемента И 17 и 5 первому входу первого элемента ИЛИ 20, подключенйого вторым входом к выходу синхронизации 41 передачи кодера-декоде. ра 5, подключенного выходом требования передачи 37 к второму входу пятого тригге- 10 ра 13 и третьему входу четвертого триггера

12, подключенного выходом к входу задания режима передачи 35 кодера-декодера 5, выход строба приема данных 38 которого подключен к первым входам первого 9 и 15 шестого 14 триггеров. Выход шестого триггера 14 подключен к первому управляюще-му входу,31 арбитра 8, к третьему входу

- второго триггера 10 и второму входу первого триггера 9, подключенного выходом к вто- 20 рому управляющему входу 32 арбитра 8, подключенного входам сброса 28 к второму выходу четвертого триггера 12, выход строба приема команды 39 кодера-декодера 5 подключен к второму входу шестого тригге- 25 ра; выход второго элемента И подключен к входу пуска 34 кодера-декодера 5, а кодовый вход арбитра 8- к выходу второго регистра 7. . Арбитр (фиг.2) содержит счетчик 47, 30 триггеры 48, 49, схему сравнения 50, эле- мент И 51, при этом входы арбитра 32, 31 подключейы соответственно к первому и второму входам элемента И 51, подключенного выходом к входу установки счетчика 47, 35 подключенного кодовым входом к входу 29, а выходом к первому входу схемы сравнения 50; подключенной вторым входом к входу задания номера абонента 52, а выходом к первому входу триггера 49, подключенно- 40 го вторым входом к выходу триггера 48, подключейного первым и вторым входами соответственно к входам 26, 28; управляющий вход разрешения схемы сравнения 50 подключен к входу 31. Счетчик 47 имеет 45 также вход 53, Вариант арбитра по фиг.3 содержит счетчик 47, триггеры 48, 49 и элемент HE 54.

При этом вход 31 через элемент НЕ 54 подключен к входу установки счетчика 47, под- 50 ключенного выходом переноса к первому входу триггера 49, подключенного выходом к выходу 30, а вторым входом к выходу триггера 48, подключенного первым и вторым входами к входам 236, 28. Кодер-декодер 5 реализуется на БИС 588ВГЗ, усилители 2— на 588ВА3, формирователь трансформаторной линии 3 — на 588ВА2.

Работа устройства заключается в следующем.

При требовании на захват магистрали для передачи пакета абонент выставляетадрес абонента приемника на магистраль 24, сопровождая его сигналом на входе 26, в результате в триггер 13 записывается "1"., в триггер 12 — "0", а в триггере 48 арбитра 8 фиксируется запрос на захват магистрали.

При записи "1" в триггер 13 через элемент

ИЛ И 20 в регистр 6 с внутренней магистрали абонента 24 записывается адрес абонента приемника. При предоставлении выставившему запрос абоненту магистрали по сигналу на выходе 30 арбитра 8 на выходе. элемента И 17 при "1" в триггере 13 вырабатывается сигнал запуска кодера-декодера 5, посредством которого адресное слово, записанное в регистре 6, через магистраль записывается в регистры 7 всех каналов устройства. Tav, как при передаче первого адресного слова в триггере 12 передатчика находился "О", то адресное слово передается как слово данных и сопровождается во всех каналах стробированием на выходах

38, 44. Синхронизация сдвига передачи в. регистре 6 осуществляется по сигналам с выхода 41, а синхронизация сдвига при при- . еме в регистры 7 — по сигналам с выходов

43, Передача стробируется сигналом требования передачи 37, по которому в триггер 13 записывается "0", а в триггере 12 нулевое состояние подтвер>кдается. По стробу приема данных в триггер 14 записывается "1", чем фиксируется занятость общей магистрали, и производится блокировка работы арбитра 8. После завершения приема первого адресного слова в регистры 7 всех каналов по заднему фронту строба на выходе 38 кодера-декодера 5 в триггер 9 записывается, "1". При переброске триггера 9 по перепаду на С-входе триггеров 10 всех каналов в адресуемом канале, содержащем "1" на выходе схемы сравнения 15, в триггер 10 записывается "1". Запись "I" в триггер 10 сопровождается формированием сигнала на выходе 25.

После передачи адресного слова аналогично производится передача информационных слов пакета, при этом по заднему фронту сигнала стробирования каждого слова 44, после завершения приема в регистр

7, в триггеры 11 всех каналов заносится "1", считываемая адресуемым абонентом через элемент И 18 по сигналу с входа 23 и воспринимаемая как флаг подтверждения приема очередного слова. Считывание принятого в регистр 7 слова проводится по сигналу с входа 22 через магистральный усилитель 19, при атом в триггер 11 автоматически записывается "О", чем подготавливается прием следующего слова. Запись

1783531

9 последнего слова пакета в регистр 6 для хват магистрали, так как при занятой магипоследующей передачи проводится по сиг- страли при "1"-м состоянии триггера 14 проналу на входе 27,. при этом в триггеры 12 и изводится установка счетчиков 47, причем в

13 записываются "1". При появлении "1" в счетчики 47 постоянно записываются одитриггере 13 производится запуск передачи 5 наковые числа, разные для разных каналов кодера-декодера5;так как втриггере12 при (например, эти числа могут совпадать с ноэтом находится "1", реализуется передача мерами каналов). Таким образом, после оссодержимого регистра 6 как командного вобождения магистрали при записи "0" в слова. При приеме командного слова коде- триггеры 14 всех каналов первым право дорами-декодерами 5 всех каналов ими выра- 10 ступа получает всегда один и тот же наибобатываются стробы сопровождения приема лее приоритетный абонент, при отсутствии на выходе 44 и сопровождения приема ко- требования от которого. полномочия достуманды на выходе 39. По заднему фронту па передаются следующему по приоритету строба приема команды 39 в триггер 14 за- абоненту и т.д. носится "0", при этом после записи "0" триг- 15 В арбитрах 8 (фиг.2,3) увеличение состогер 9 также автоматически . яний счетчика 47 и передача полномочий перебрасывается в "0",Такимобразом,фик- . Очередному абонейту проводятся при посируется состояние "магистраль свободна" ступлении синхроимпульса с входа 53. За. и разрешается процедура арбитража запро- пись подтверждения доступа в арбитре, сов абонентов на захват общей магистрали. 20 показанном на фиг.3, проводится по сигнаПри использовании арбитра, показан- лу переноса счетчика 47, вырабатываемому ного на фиг.2, реализуется циклическое бес-. для разных каналов в разные моменты вреи риоритетное обслуживание абонентов, мени (в результате установки). ПодтверждеПри этом в качестве последнего командного ние доступа фиксируется в триггере 49, слова передается адрес (номера) абонента 25 сброс которого проводится пофронтуперепервым получающим право захвата магист- броски триггера 12 после передачи команрали после ее освобождения, Для обеспече- ды. ния цикличности обслуживания при Формула изобретения завершении передачи от К-го абонента пе- . Устройство для сопряжения цифровых редается адрес следующего(К+1)-ro абонен- 30 вычислительных машин, содержащее К ката. Возможны и другие дисциплины налов, каждый из которых содержит кодеробслуживания абоненты, После передачи декодер, два регистра сдвига, узел последнего командного слова в регистры 7 подключения к общей магистрали, арбитр, в момент записи в триггер 14 "0" до записи три элемента И, два элемента ИЛИ, схему

"0" в триггер 9 по сигналу на выходе элемен- 35 сравнения и магистральный усилитель, при та И51содержимое регистра7записывает- этом вход данных кодера-декодера соедися в счетчик 47 арбитра 8. После записи "0" .нен с выходом переноса первого регистра в триггер 9 сигнал установки счетчика 47 сдвига, вход задания режима которого соеснимается и он переходит в счетный режим, динен с выходом требования передачи.ко-. при этом сигналом с выхода триггера 14 при 40 дера-декодера, выход строба приема слова его нулевом состоянии разрешается работа и сйнхровход приема которого соединены схемы сравнения 50„до фиксации занятости: " соответственно с первым и вторым входами магистрали, сопровождающейся записью первого элемента И, выход которого соеди"1" в триггере 14. Разделение полномочий нен с входом сдвига второго регистра сдвидоступа к магистралиабонентовпроведено 45 га, вход переноса которого соединен с по времени за счет задания разных кодов на выходом данных кодера-декодера, первый и входах 52 для разных абонентов. Если при второй выходы фазоманипулированного коК-м состоянии счетчика 47 разрешен доступ да, первый и второй входы биполярного коК-го абонента, выставившего запрос(содер- да и вход общего сброса которого соединены жащего "1" в триггере 48), то по сигналу с 50 соответственно с одноименными входами выхода схемы сравнения 50 производится узла подключенйя к общей магистрали, запись "1" в триггер 49.. B результате на вход-выход которого соединен с общей мавыходе 30 арбитра 8 формируется сигнал, гистралью устройства, выход первого тригпроизводящий запускпередачи первогаад- гера подключен к первому входу второго ресногослова, занесенного абонентом в ре- 55 триггера,.подключенного вторым входом к гистр 6. Процесс передачи первого выходу схемы сравнения, .подключенной адресного слова рассмотрен выше. первым входом к кодовому входу устройстПри использовании арбитра, показан- . ва, а вторым входом — к выходу второго ного на фиг.3, реализуется приоритетное регистра сдвига и к входу магистрального обслуживание запросов абонентов на за- усилителя, подключенного выходом к маги1783531

12 страли абонента, подключенной к входу первого регистра сдвига, управляющий вход магистрального усилителя подключен к входу чтения данных устройства и к первому, входу третьего триггера, подключенного 5 вторым входом к выходу строба приема слова кодера-декодера, первый вход приема данных устройства, подключен к входу запроса арбитра, подключенного выходом к первому входу второго элемента И, выход 10 третьего триггера подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к входу чтения состояния, а выход — к выходу состояния устройства, выход первого элемента ИЛИ подключен к уп- 15 равляющему входу первого регистра сдвига, (т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и расширения области применения за счет снятия ограничений на.длину передаваемых паке- 20 тов, в„каждый канал введены четвертый, пятый и шестой триггеры, причем первый вход приема данйых устройства подключен к первому входу четвертого триггера и к первому входу второго элемента ИЛИ, подклю- 25 ченного вторым входом к второму входу четвертого триггера и к второму входу приема данных устройства, а выходом — к первому входу пятого триггера, подключенного выходом к второму цходу второго элемента

И и к первому входу первого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу синхронизации передачи кодера-декодера, подключенного выходом требования передачи к второму входу пятого трйггера и к третьему входу четвертого триггера, подключенного выходом к входу задания режима передачи кодера-декодера, выход строба приема данных которого подключен к первым входам первого и шестого триггеров, выход шестого триггера подключен к первому управляющему входу арбитра, к третьему входу второго триггера и второму входу первого триггера, подключенного выходом к второму управляющему входу арбитра, подключенного.входом сброса к второму выходу четвертого триггера, выход строба приема команд кодера-декодера подключен к второму входу шестого триггера, выход второго элемента И подключен к входу пуска кодера-декодера, а кодовый вход арбитра — к выходу второго регистра сдвига.

1783531

Ю бЬГ 5

Составитель В.Богатырев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л,Лукач

Редактор Г.Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4517 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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