Многоканальное устройство для приоритетного подключения источников информации к общей магистрали

 

ОПИСАНИЕ

Б Р Е 1 Е П И (»>636б09

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Со>(,иалистичеенк((Республик (63) дополнительное к авт. свий-ву (22) Заявлено07.0976 (23) 2404869/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

{43) Опубликовано 0 1278. Бюллетень >й 45 (>5) Дата опубликования описания 06.1278 (Я) М. Кл.

С; 06 Г .>, )8

f О>5ГЛарт>веиныи комитет

Совета Микис>ров (.(;(,Р ио вела» изибре>еиий и открытий (53) УДК 681. 325 (088.8) 72) Авто (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИОРИТЕТНОГО

ПОДКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ К ОБЩЕЙ

МАГИСТРАЛИ

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к приоритетным устройствам, и может быть использовано в центрах коммутации сообщений.

Известно многоканальное устройство для приоритетного подключения процессоров к общей магистрали (11, содержащее в каждом канале программноуправляемый триггер приоритета, триг- 10 гер запроса к ОЗУ, триггер занятия магистрали, формирователь импульсов опроса, причем все ОЗУ и процессоры связаны общей шиной ответа связи, ответа занятости, обращения к 03У.

Недостаток устройства состоит в том, что сигнал опроса последовательно проходит через поканальные узлы приоритета. Это обуславливает невысокую пропускную способность устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному результату является многоканальное устройство для приоритетного подключения источников информации к общей магистрали 12), содержащее шины запросов, опроса и занятости, а каждый канал содержит узлы опроса, обмена приоритета, фиксации запроса и элемент И, причем первый и второй выходы узла приори тета канала соединены соответственно с первым входом узла приоритета последующего канала и с первым входом элемента И канала, выход элемента И канала соединен с первым входом узла обмена канала, второй вход узла обмена канала соединен с соответствующим входом первой группы входов устройства, выход узла обмена- канала соединен с первым входом узла опроса канала и с шиной занятости, второй ахоп и первый выход узла опроса канала соединены соответственно с соответствующим входом второй группы входов устройства и с шиной опроса, первый вход и выход узла фиксации запроса канала соединены соответственно с соответствующим входом третьей группы входов устройства и со вторым входом элемента И канала, первый вход узла приоритета первого канала соединен с шиной нулевого потенциала устрой:тва.

Однако это устройство имеет недостаточную пропускную способность, которая обусловлена двумя обстоятельствами. Первое из них состоит в том, что время между фиксацией запросов

636609 и опросом должно быть не менее времени последовательного прохождения запроса через узлы приоритета всех каналоз и не может быть использовано для обслуживания запросов (обмена

)по магистрали). Второе, особенно явное при активности только одного канала устройства, состоит в задержке обслуживания запросов: вдобавок к отмеченному интервалу времени между фиксацией запросов и опросом, распространение запросов через поканальные узлы приоритета начинается после фиксации !О запросов, т.е. позже возникновения.

Сложность устройства связана с использованием в его общей магистрали, помимо шин запрета, запросов и опроса, еще двух вышеназванных шин, тогда как число шин в общей магистрали является одним из основных показателей сложности магистральных структур.

Цель изобретения — повышение про20 пускной способности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что каждый канал содержит первый, второй и третий элементы задержки, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, формирователь импульсов и датчик управляющего потенциала, первый канал дополнительно содержит источник тока, причем выход датчика управляющего потенциала канала соединен с первыми входами

30 первого и третьего элементов задержки канала и со входом датчика управляющего потенциала последующего канала, вход датчика управляющего потенциала первого канала соединен с выходам 35 источника тока, первый вход узла фиксации запроса канала соединен со вторыми входами первого элемента задержки канала и узла приоритета канала, выход первого элемента задержки канала40 соединен со вторым входом узла фиксации запроса канала и с третьим входом узла опроса канала, шина опроса соединена со вторым входом третьего элемента задержки какала и через элемент НЕ канала — со входом второго элемента задержки канала, с первым 45 входом элемента ИЛИ-НЕ канала, с третьим входом узла фиксации запроса канала, выход второго элемента задержки канала соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ канала и с четвертым вхо-50 дом узла фиксации запроса канала, выход третьего элемента задержки канала через формирователь импульсов соединен с четвертым входом узла опроса канала, выход элемента ИЛИ-НЕ канала соединен с третьим входом элемента И канала, второй выход узла опроса канала соединен с шиной. запросов, выход датчика управляющего потенциала пос- леднего канала соединен с шиной нулевого потенциала устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2, 3, 4, 5 — варианты структурных схем узла фиксации запроса, узла опроса, узла...: обмена и узла приоритета соответственно.

Многоканальное устройство для приоритетного подключения источников информации к общей магистрали содержит (фиг. 1): шину 1 запросов, шину 2 опроса, шину 3 занятости, каналы 4, группы 5, 6, 7 входов, а каждый канал содержит элемент И 8, узел 9 Фиксации запроса, элементы 10-12 задержки, элемент НЕ 13, элемент .ИЛИ-НЕ 14, узел 15 обмена, узел 16 опроса, Формирователь 17 импульсов, узел 18 приоритета, входы 19-22, датчик 23 управляющего потенциала, источник тока 24.

Узел фиксации запроса может быть выполнен, например, в виде (фиг.2) элемента И 25, триггера 26 и элемента НЕ 27.

Узел опроса может быть выполнен, например, в виде (фиг. 3) элемента

НЕ 28, элемента И 29, усилителей 30, 31.

Узел обмена может быть выполнен, например, в виде (фиг. 4) триггера 32, усилителя 33, элемента ИЛИ 34, группы 35 элементов И.

Узел приоритета может быть выполнен, например, в виде элемента ИЛИ

36 и элемента НЕ 37 .

Устройство работает следующим о6разом.

В исходном состоянии на входах 19, 22 и на шинах 1-3 действуют сигналы логического нуля, а узлы 15 всех каналов отключены от общей магистрали.

Сигналы запроса приходят в разные каналы 4 асинхронно, поступая, каждый в своем канале, со входа 19 на вход элемента 10 задержки, на первый вход узла 9 и на второй вход узла 18

Приоритета. В результате сигналы поканальных запросов начинают распространяться по цепочке последовательно соединенных элементов ИЛИ 36 узлов

18 каналов в качестве сигналов запрета для менее приоритетных каналов, а на связанных с выходами элементов

НЕ 27 узлов 9 входах установки в нулевое состояние триггеров 26 узлов 9 устанавливаются состояния логического нуля (в каналах 4, на входах 19 которых появились запросы), не препятствующие последующей установке этих триггеров в единичное состояние.

По мере прохождения сигналов запрета со входов 19, 22 (или с одного. из этих входов) через элементы ИЛИ 36 узла 18 на входы 22 менее приоритетных каналов 4 на выходах элементов

НЕ 37 узлов 18 этих каналов устанавливаются состояния логического нуля закрывая элементы И 8 по первым входам. Сигнал логической единицы со входа 19 через элемент 10 задержки на второй вход элемента И 25 узла 9

636609 зуется также шина 1, об ьедин яюц|ая ло ИЛИ паканальные сигналы запросов с выходов усилителей 30 узлов 16.

Если исполнителем запросов является один иэ источников информации (например, нри взаимодействии процессоров или I)HeI»HHx уст1)Ойстн о ОЗУ или главным на магистрали процессорам), то на входах 20 и 21 соответствуюц|его этому источнику (главного ) канала 4 на все время работы задаются уровни логической единицы, а на входах 20 и 21 остальных каналов 10

4 — уровни логического нуля. Это разрешает работу узла 16 опроса и обеспечивает постоянную подключенность узла 15 к общей магистрали только в главном канале. В остальных ка-,г

)i) налах узлы 16 не работают, а подключение к магистрали проиэноцится посредством триггеров 32 узлов 15. узел 9 в главном канале не работает, так как исполнитель заявок не выдает сигналов запроса на вход 19.

Сигналы запросов со входов 19 разных каналов 4 через элемент 10 и усилитель 30 узла 16 по шине поступают на первый .вход элемента И 29 узла 16 с)Г главного канала, что при незанятой магистрали вызывает формирование узлом 16 этого канала сигнала опроса, по шине 2 поступающего во все каналы 4 и вышеописанным образом подключан)щего к магистрали адин из источни- 30 к )н. Формирование сигнала опроса и н -.том случае прекращается с поянленн<м на шине 3 занятости сигнала логическоп единицы.

При взаимодействии источников информации с общим для них активным (выдающим сигнал опроса) исполнителем заявок, непосредственно подключенным к магистрали, например, при взаимодействии внешних устройств или процессоров с общим для них процессором, на входах 20 и 21 всех каналов 4 задаются сигналы логического нуля. Сигналы запросов со входов 19 разных каналов 4 через элемент 10 и усилитель

30 узла 16 по шине 1 поступают н исполнитель заявок, который, если не 45 ведет н эта время работу с магистралью, при наличии на шине 1 сигнала логической единицы выдает на шину 2 сигнал опроса, поступающий но все канаJlhI 4 и вышеописанным Образом подклю г0 чак)щий к магистрали Один из BOTo÷ ников информации. Сигнал опроса снимается н этом случае исполнителем заявок в процессе обмена °

А0

<)r

Сигнал опроса с выхода узла 16 опроса, задержавшись на элементе 12, запускает формирователь 17 импульсов, формирующий импульс логического нуля.

М вы»е<эписанных случаях работы уст.ройства это не влияет на работу узла

16, так как к моменту появления имII :льса Н ныхОде формирователя 17 cHI — 65 нал опроса уже блокируется сигналом логической единицы на первом входе узла 16, а к м<)менту формирования следующего сигнала опроса оканчивается импульс логического нуля на выходе формирователя 17.

Если же к моменту появления сигнала опроса, инициированного ранее поступившими запросами, позднее поступивший более приоритетный запрос еще не занесен в узел 9 соответствующего канала,.но уже поступил в качестве сигнала запрета в наиболее приоритетный из каналов с ранее зафиксированными н узлах 9 запросами, то по этому сигналу опроса к общей магистрали не подключится ни один источник информации. В этом случае на первом входе узла 16 опроса остается сигнал логического нуля, а сигнал опроса на выходе узла 16 прерывается на время длительности импульса логического нуля, поступающего с выхода формирователя 1 7 на второй вход узла 16, после чего сигнал опроса восстанавливается. При повторных неподключениях источников к общей магистрали повторяется и прерывание сигнала опроса.

Источник 24 тока наиболее приоритетного канала 4 задает в цепочку последовательно соединенных датчиков

23 каналов 4 постоянный ток, обусловливающий на управляющих входах элементов 10 и 12 постоянное управляющее напряжение. Соответственно поканальным величинам этого напряжения элементы 10 и 12 разных .каналов задерживают проходящие через них сигналы соответственно запросов и опросов на разное время, увеличивающееся с увеличением приоритета канала, причем время задержки сигнала запроса меняется от нуля в наименее приоритетном канале до величины П н наиболее приоритетном канале, а время задержки сигнала опроса — от 2 Г„, до л<<<, где

СΠ— время задержки в узле 18 приоритета одного канала, С„ — время задержки на элементе 11 ° Заметим, что в качестве датчика 23 управляющего напряжения может быть испапьзонан резистор, реактивный элемент или импеданс.

Многоканальное устройстно для приоритетного подключения источников информации к общей магистрали дает существен.)ый экономический эффект, обу<ловленный следующим. Повышение пропускной способности обусловлено: уменьшением потерь времени общей магистрали на решение приоритетов на

50-90% (для 2-9-канального устройства при t = „), упрощение определя)тся лри этом уменьшением числа шин <)бщей магистрали QT пяти в известном устройстве да трех н изобретении; исключением диагн )стических процед; р, 636609 требующих до 20% времени общей магистрали; уменьшением практически вдвое среднего времени задержки обслуживания запросов и потерь времени на повторное подключение. Повышению эффективности устройства способствуют также повышенная живУчесть, обусловленная параллельной в ряде применений рабо- 8 той узлов опроса при малой их взаимозависимости, и унификацией каналов для вышеописанных применений.

l0

Формула и эобретени я

Многоканальное устройство для приоритетного подключения источников информации к общей магистрали, содержащее шины запросов, опроса и занятости, а каждый канал содержит узлы опроса, обмена, приоритета, фиксации запроса и элемент И, причем первый и второй выходы узла приоритета канала соединены соответстзенно с первым входом узла приоритета последующего канала и с первым входом элемента И канала, выход элемента И канала соединен с первым входом узла обмена канала, второй вход узла обмена канала соединен с соответствующим входом первой группы входов устройства, выход узла обмена канала соединен с первым входом узла .опроса канала и с шиной занятости, второй вход и пер- 30 вый выход узла опроса канала соединены соответственно с соответствующим входом второй группы входов устройства и с шиной опроса, первый вход и выход узла фиксации запроса канала соединены соответственно с соответствующим входом третьей группы входов устройства и со вторым входом элемента И канала, первый вход узла приоритета первого канала соединен 40 с шиной нулевого потенциала устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности и упрощения устройства, каждый канал содержит первый, второй .и третий элементы задержки, элемент

ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, формирователь импульсов и датчик управляющего потенциала, первый канал дополнительно содержит источник тока; причем выход датчика управляющего потенциала канала соединен с первыми входами первого и третьего элементов задержки канала и со входом датчика управляющего потенциала последующего канала, вход датчика управляющего потенциала первого канала соединен с выходом источника тока, первый вход узла фиксации запроса канала соединен со вторыми входами первого элемента задержки канала и узла приоритета канала, выход первого элемента. задержки канала соединен со вторым входом узла фиксации запроса канала и с третьим входом узла опроса канала, шина опроса соединена со вторым входом третьего элемента задержки канала и через элемент НЕ канала — co входом второго элемента задержки канала, с первым входом элементе ИЛИ- НЕ канала, с третьиг входом узла фиксации запроса канала, выход второго элемента задержки канала соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ канала и с четвертым входом узла фиксации запроса канала, выход третьего элемента задержки канала через формирователь импульсов соединен с четвертым входом узла опроса канала, выход элемента

ИЛИ-НЕ канала соединен с третьим входом элемента И канала, второй выход узла опроса канала соединен с шиной запросов, выход датчика управляющего потенциала последнего канала соединен с шиной нулевого потенциала устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 317064, кл. G06 F 9/18, 1972.

2. Патент США, М 3800287, кл. 340172.5, 1974.

636609

Фиа.1 фиг.3

Фиа.2 фие.Ф фис

Составитель Ф. Шагиахметов

Редактор 5. Герцен Техред З.Фанта: Короекто А. Гриценко

Заказ 6942/39 Тираж 784 Подписное

UHHHGH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб.z д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4