Многоканальное устройство дляподключения источников информациик общей магистрали

 

Союз Соаетскик

Социалистических

Рвснублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительмое к авт. сеид-ву (22) Заявлено 12. 10. 79 (21) 2830534/18-24 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 230781, бюллетень 89 27

Дата опубликоваиия описания 23. 07. 81

< 1849212

-e (5i) М. Кл.

G 06 F 9/46

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681- 325 (088.8) (72) Автор изобретения

В.Г. Захаров (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ К ОБЩЕИ МАГИСТРАЛИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многопроцессорных вычислительных системах, у которых внутренний и внешний обмен информацией организован с помощью магистралей.

Известно устройство для подключения источников информации к магистрали, содержащее цепь кольцевого опроса и триггеры занягия магистрали, выходы которых подключены к шинам сигналов подключения к магистрали. Источниками информации являются процессоры вычислительной системы, которые обращаются в запоминающие устройства (Зу) с помощью магистрали. Выбор очередного процессора для подключения к магистрали осуществляется сигналом опроса, который образуется в приоритетном процессоре и распространяется по цепи кольцевого опроса до тех пор, пока не обнаружится заявка на подключение к магистрали от соответствующего процессора. После этого с помощью триггера занятия магистрали происходит сцепление с магистралью и сеанс обМена с требуемым модулем ЗУ. Ilo<..ëå окончания сеанса обмена ответным сигналом из ЗУ сбрасывается триггер занятия магистрали и вновь начинается опрос заявок с приоритетного процессора (1).

Недостатком данного устройства является низкая пропускная способность магистрали из-за потери времени на распространение сигнала опро-. са по цепи кольцевого опроса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является многоканальное устройство для подключения источников информации к магистрали, 15 содержащее в каждом канале генератор сигналов кольцевого опроса, элемент ИЛИ и переключатель сигналов опроса, каждый из которых соединен с собственной шиной заявок.

Переключатели сигналов опроса всех каналов совместно с элементами

ИЛИ соединены между собой в кольцо с помощью входных и выходных шин кольцевого опроса, образуя цепь

25 кольцевого опроса, а ка ый генера тор сигналов опроса соединен с шиной наличия заявок. Опрос и обслуживание заявок происходит по кольцу, начиная с младшего по номеру канала

Зо и кончая им же. При наличии заявок

849212

t „,(п-1), генератор сигналов опроса в младшем канале вырабатывает сигнал кольцевого опроса, который с помощью цепи кольцевого опроса последовательна опрашивает все каналы. Достигнув канала, в ".отаром имеется заявка, сигнал опроса подключает на определенное время источник информации к магистрали и после завершения сеанса передачи распространяется дальльще и т.д., пока не достигнет канала, в котором он выработался. Если к этому моменту времени не появи-. лось новых заявок, сигнал спроса исчезает, а если появилась хЬть одна заявка, сигнал регенерируется и начинается процесс обслуживания заявок °

Таким образом, обслуживание заявок происходит по кольцевому опросу, причем время опроса канала без заявки определяется суммарным временем срабатывания переключателя сигнала опроса и элемента ИЛИ, включенных последовательно-. Максимальное время задержки распространения сигнала опроса, начиная от конца одного сеанса передачи и кончая началом следующего сеанса, может быть весьма существенным и равным где to - время задержки сигнала опоп роса между сеансами пере-. дачи; время задержки сигнала onроса в свободном канале;

n - количество каналов.

Формула предусматривает случай, .когда две соседние по времени заявки максимально разнесены по номерам (номер канала соответствует номеру заявки).

Время распространения сигнала опроса до обиаружения очередной заявки есть фаза выбора очередной заявки. Сеанс передачи — это фаза обслуживания заявки. Цикл обслуживания представляет собой сумму фазы выбора заявки и фазы обслуживания(.21.

Однако известное устройстйо не обеспечивает совмещение фазы обслуживания текущей заявки с фазой выбора следующей, что приводит к снижению быстродействия устройства.

Цель изобретения — повышение . быстродействия. (Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее шину сигнала наличия запросов, а в каждом канале - переключатель, первый выход которого соединен с йервым входом элемента ИЛИ канала, элемент

НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И канала, причем выход элемента ИЛИ:канала соединен с первым входом переключателя последующего канала, а выход элемента ИЛИ

4 последнего канала соединен с первым входом переключателя первого канала, введены в каждый, канал два 0-триггера и два выходных усилителя,при- чем С-входы 0-триггеров каналов сое5 динены с входом синхронизации устройства, 0-вход первого триггера канала соединен с соответствующим запросным входом устройства, прямой выход перPoro 0-триггера канала соединен с о вторым входом переключателя канала и через первый выходной усилитель канала с шиной сигнала наличия запросов устройства, второй выход переключателя канала соединен с D-входом втаро1а 0-триггера канала, прямой выход второго 0-триггера канала соединен с вторым входом элемента ИЛИ канала и соответствующим разрешающим выходом устройства, инверсный выход второго 0-триггера канала соединен с

R-входом первого 0-триггера канала и через второй выходной усилитель канала с входам элемента НЕ канала и входом сигнала занятия магистрали устройства, а второй и третий входы

25 элемента И канала соединены соответ(: твенно с одним из управляющих вхо.(дов группы входов устройства и шиной сигнала наличия запросов устройства.

На чертеже показана структурная

gg cxeMa устройства, Устройство содержит каналы 1, каждый из которых содержит второй D-триггер 2, второй выходной усилитель 3, элемент 4 НЕ, переключатель

5, элемент 6 И, элемент 7 ИЛИ, первый,выходной усилитель 8, первый

D-триггер 9, шину (вход) 10 сигнала наличия запросов, вход 11 синхронизациЫ, вход 12 сигнала занятия магистрали, управляющий вход 13, запросный вход 14, вход 15, разрешающий выход 16 и выход 17..

Первый триггер 9 служит для регистрации заявки, поступающей от источника по входу 14, а также для

4$ управления переключателем 5. Последний в зависимости от состояния триггера 9 коммутирует сигнал опроса, поступающий с входа 15 на 0-вход триггера 2 либо на второй вход элещ мента 7 ИЛИ.

Второй триггер 2 служит для подключения источника к магистрали на время сеанса передачи.. При обслуживании заявки в состоянии "1" может раходиться только один из триггеров

2 каналов 1 устройства.

Сигнал подключения.к магистрали, выдаваемый на вход 16 триггером 2, является одновременно сигналом опIO роса для:п Идварительйого выбора оче

;редной заявки, поэтому -он подается и

I на третий вход элемента ИЛИ 7. С йомощью этого элемента сигнал odpo. ca выдается на вы од 17 и далее в

65: соседний канал 1. Кроме того, триг849212

Таким образом, одновременно с

gp сеансом передачи, длительность которого равна длительности сигнала подключения к магистрали, осуществляется выбор следующего канала, имеющего заявку. Причем этот выбор уже заканчивается к приходу следующего синхроимпульса. При установке

"1" триггера 2 по R-входу сбрасывается триггер 9, что приводит к установке логического нуля на 0-входе триггера 2. В результате, в следую40 щем такте этот триггер сбрасывает- ся, и сеанс передачи для данного источника заканчивается. Но в этом. же такте начинается аналогичный сеанс передачи в том канале, который

Я выбран сигналом опроса.

1ер 2, находясь в единичном состоянии, осуществляет сброс триггера 9 и с помощью второго усилителя 3 выдает единичный сигнал, с поМощью которого совместно с элементом 4 НЕ осуществляется управление .элементом б И по третьему входу.

Так как каналы 1 устройства могут быть распределены по источникаМ, связь триггеров 2 и 9 с входами 10 и 12 осуществляется посредством усилителей 3 и 8 (их выходнйе каскады должны иметь открытый коллектор, а входы 10 и 12 могут быть согласованы низкаомными резисторами).

Сигналы на входах 10 и 12 совместно с сигналом на входе 13 обеспечивают. условия для образования (генерации) сигнала в начальном канале. Функции генератора сигналов. опроса в начальном канале выполняет элемент 6 И. Условия генерации сигнала опроса возникают тогда, когда сигнал на входе 10 находится в состоянии "1", а на входе 12 в состоянии "0". Эти условия в свою очередь выполняются тогда, когда триггер 2 находится в состоянии

"0", а триггер 9 . — в состоянии " 1".

Тот из каналов 1, в котором на вход

13 подан постоянный сигнал логической единицы, является начальным и в нем генерируется сигнал опроса при выполнении указанных условий.

В остальных каналах 1 на вход 13 должен быть подан постоянный сигнал логического нуля.

Устройство работает синхронно.

Это значит, что,переключение первого 9 и второго 2 триггеров всех каналов 1 тактируется с помощью синхроимпульсов, подаваемых по входу 11.

Каждый синхроимпульс своим передним фронтом задает момент приема поступающей по входу 14 заявки на триггер 9, а также момент установки в

"1" соответствующего триггера 2, который выдает по выходу 16 единичный сигнал подключения к магистрали соответствующему источнику. По этому сигналу источник осуществляет сеанс передачи. Длительность сеанса передачи определяется длительностью сигнала подкЛючения к магистрали,. которая, в свою очередь, равна длительности такта синхроимпульсов. Источник получив сигнал подключения к магистрали, снимает свою заявку с входа

14 по появления следующего синхроимпульса. Таким образом, сеанс передачи равен периоду тактовых синхроимпульсов.

Кроме того, установившись в "1", триггер 2 с помощью элемента 7 ИЛИ передает сигнал опроса на выход 17 и с помощью второго усилителя 3 выдает единичный сигнал на вход 12. Таким образом, одновременно с сеансом передачи в соседний канал 1 распространяется сигнал опроса следующей заявки. В то же время с помощью элемента 4 НЕ блокируется образование сигнала опроса в элементе б И начального канала.

При отсутствии заявок на входах

14 первые 9 и вторые 2 триггеры находятся в нулевом состоянии. В этом же состоянии находятся и сигналы на входах 10 и 12.

Наличие заявки хотя бы в одном из каналов 1 (на триггере 9) oeiразует сигнал на входе 10 с помощью первого усилителя 8 в состоянии

"1". Если сигнал на входе 12 к это15 му такту находится в состоянии "0"

I через элемент 4 НЕ. на третий вход элемента б И подается сигнал логической единицы. В результате, в начальном канале 1 на выходе элемента б И образуется единичный сигнал

2О опроса, который с помощью элемента

7 ИЛИ распространяется в соседний канал 1. Таким образом, сигнал опроса в начальном канале образуется только тогда, когда магистраль в

25 данном такте еще не занята, но уже имеется хотя бы одна заявка в устройстве.

Если сигнал на входе 12 находится в состоянии "1", что соответствует занятости магистрали, сигнал опроса S начальном -канале не генерируется.

Он может прийти только из соседнего (последнего) канала по входу 15. В этом случае, если начальный канал имеет на триггере 9 заявку, сигнал опроса с входа 15 проходит на первый выход -переключателя 5 и устанавливает состояние логической единицы на 0-входе триггера 2. По пе,реднему фронту следующего синхро40,импульса этот триггер переключается в состояние "1", выдавая на выход

16 сигнал подключения к магистрали соответствующему источнику. Кроме того, единичный сигнал с триггера

45 9 с помощью элемента 7 ИЛИ передается.в соседний канал как сигнал опроса.

849212

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 6094/63 Тираж 745 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4

Если начальный канал не имеет заявки на триггере 9, сигнал опроса с входа 15 с помощью переключателя

5 и элемента 7 ИЛИ передается в соседний канал. Далее процесс обслуживания происходит аналогично описанному.

Изобретение обеспечивает совмещение сеанса передачи обслуживаемой заявки с временем опроса и выбора следующей, осуществляя конвейерное обслуживание. Это дает возможность уменьшить цикл обслуживания и уве-! личить быстродействие устройства.

Цикл обслуживания запросов равен:периоду тактовых синхроимпульсов.-Этот период выбирается как максимальная величина времени распространения сигнала опроса и времени сеанса передачи.

Если время сеанса передачи равно максимальному времени распростране- 20 ния сигнала опроса, предлагаемое устройство дает возможность увеличить пропускную способность в два раза.

Многоканальное устройство для подключения источников информации к общей магистрали, содержащее шину сигнала наличия запросов, а в каждом канале — переключатель, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ канала, элемент

ИЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И канала, причем выход элемента ИЛИ канала соединен с первым входом переключателя последующего канала, а выход элемента ИЛИ последнего канала соединен с первым входом переключателя первого канала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит в каждоМ канале два

D-триггера и два выходных усилителя, причем С-входы 0 триггеров каналов соединены с входом синхронизации устройства, D-вход первого триггера канала соединен с соответствующим запросным входом устройства, прямой выход первого 0-триггера канала соединен с вторым входом переключателя канала и через первый выходной усилитель канала с шиной сигнала наличия запросов устройства, второй выход переключателя канала соединен с 0-входом второго 0-триггера канала, прямой выход второго D-триггера канала соединен с вторым входом элемента ИЛИ канала и соответствующим разрешающим выходом устройства, инверсный выход второго 0-триггера канала соединен с R-входом первого

0-триггера канала и через второй выходной. усилитель канала . с входом элемента НЕ канала и входом сигнала занятия магистрали устройства, а второй и третий входы элемента И канала соединены соответственно с одним из управляющих входов группы входов устройства и шиной сигнала наличия запросов устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 317064 кл. G 06 F 9/18, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 394789, кл. G 06 F 9/18, 1970 (прототип).