Устройство для синхронизации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

<гг941976 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110980 (21) 3006673/18-24 ($1)M Nn з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 06 F 1/04

Государственный комнтег

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК68,1. 3 (088. 8) Опубликовано 070782. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 07.07,82 (72). Авторы изобретения

Л.Н. Зворыкин и A Ë. Ланцов (71 ) 3a яв итель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике и средствам передачи данных и может быть использовано при построении обработки и передачи информации.

Создание в последнее время новой элементной базы — микропроцессоров привело к интенсивному внедрению в технику сбора и обработки информации вычислительных сетей с распределенным (децентрализованным) управлением.

Развитие таких сетей идет, в частности, по пути повышения их однородности, обеспечивающей увеличение гибкости и.живучести, возможность наращивания производительности и т.д.

В результате повышения однородности для таких сетей характерным стано вится использование собственной синхронизации в отдельных элементах или группах элементов сети (11 и (2).

Недостатком таких устройств является. низкая системная надежность синхронизации, при которой отказ синхронизации в одном элементе (группе элементов) приводит и к выходу системы в целом.

Кроме того, наличие разной синхронизации в элементах сети, между которыми должен нр.<нг>литься обмен, приводит к необходимости в процессе обмена производить привязку сигналов .чтения-записи к обоим источникам синхроимпульсов, что вносит определенную фазовую задержку при обмене.

Если обмен осуществляется одиночными словами, то удельный вес указанной задержки в общей времени обмена может оказаться значительным, что приведет к уменьшению пропускной способности канала обмена.

Наиболее близким.к изобретению является устройство для синхронизации содержащее генератор, выход .которого подключен к первому входу формирователя временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход - со входом .согласующего блока, сумматор по модулю два, пороговый блок и интегратор, вход которого подключен к выходу согласующего блока и к первому .входу сумматора по модулю два, а выход через пороговый блок — к нулевому входу триггера, выход которого соединен со вторым входом формирователя временных интервалов, а единичный вход — с выходом сумматора по модулю два, второй вход кот .4:::...

941976 подключен к выходу формирователя временных интерналов (3) .

Однако при включении в линию тактовых импульсов нового генератора длительность первого импульса в последовательности оказывается ненормированной, так как занисит от момента появления разрешения на формирователе временных интервалов. Наличие импульса неполной длительности может привести к сбою в работе системы, в которой используется устройство для синхронизации.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для синхронизации, содержащее генератор, интегратор, пороговый блок и согласующий блок, причем выход интегратора подключен ко нходу порогового блока, содержит счетный триггер, ключ, ключ сигнала приоритета, узел задания приоритета и схему сравнения, порогоный блок содержит два пороговых элемента и элемент ИЛИ-НЕ, а согласующий блок содержит ключ, два триггера, четыре элемента И и элемент ИЛИ, причем выход генератора подключен ко входу счетного триггера, выход которого подключен ко входу интегратора, входу ключа согласующего блока и первому входу первого элемента И согласующего блока, выхо. ды первого и второго элементов И согласующего блока соединены с единичными входами соответственно первого и второго триггеров согласующего блока, выход второго триггера согласующего блока соединен с управляющим входом ключа согласующего блока, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И согласующего блока и шиной общей синхронизации устройства, вход порогового блока подключен ко входам первого и второго пороговых элементон порогового блока, выходы которых соединены со входами элемен- ° та ИЛИ-НЕ порогового блока, выход узла задания приоритета соединен со,входом ключа и первым входом схемы сраннения, второй вход которой соединен с выходом ключа сигнала приоритета и шиной приоритетов устройства, выход схемы сравнения соединен с третьим входом первого и первыми входами третьего и четвертого элементов И согласующего блока, вторые входы третьего .и четвертого элементов И согласующего блока соединены с выходом элемента ИЛИ-HE порогового блока и управляющим входом ключа сигнала приоритета, вход которого подключен к выходу ключа, выходы третьего и четнертога элементов И согласующего блока соединены со входами элемента ИЛИ согласующего блока выход элемента ИЛИ согласующего блока соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров согласующего блока, выход счетного триггера подключен к первому входу второго и третьему входу третьего элементов И согласующего блока, выход первого триггера согласующего блока подключен ко второму входу второго элемента И согласующего блока.

10 На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для синхронизации содержит генератор 1 синхроимпульсов подключенный через счетный триггер 2 к входу интегратора 3, выход которого соединен со входом порогового блока 4, ключ 5, включенный между ключом б сигнала приоритета и узлом

7 задания приоритета, схему 8 сравнения, входы которой подключены ко входу ключа 5 и выходу ключа б сигнала приоритета, и согласующий блок 9.

Пороговый блок 4 содержит пороговые элементы 10 и 11 и элемент

ИЛИ-НЕ 12, выход которого является выходом блока 4. Входы элемента

ИЛИ-НЕ соединены с выходами пороговых элементов 10 и 11, входы которых соединены с выходом интегратора 3.

Согласующий блок 9 содержит управляемый ключ 13, RS-триггеры 14 и

15, элементы И 16-19 и элемент ИЛИ 20.

Входы элементов И 16-1 8 соединены с выходом триггера 2. Выход схемы 8 сравнения соединен со входами эле35 ментов И 16, 18 и 19. Выходы элементов И 16 и 17 соединены с S-входами

RS-триггеров 14 и 15 соответственно.

Выходы элементов И 18 и 19 соединены со входами элемента ИЛИ 20, выход ко40 торого подключен к R-входам RS-триггеров 14 и 15. Выход элемента ИЛИ-HE

12 соединен со входами элементов

И 18 и 19. Управляемый ключ .13 включен между выходом триггера 2 и шиной

45 21 общей синхронизации, выход ключа б соединен с шиной 22 приоритетов.

Выход ключа 13 соединен со входом . элемента И 16, выход триггера 15 соединен со входом-элемента И 17, Интегратор 3 и пороговый блок 4 служат для выявления состояния отказавшего генератора 1, При нормальной работе генератора 1 на выходе интегратора 3 устанавлинается уровень

55 х = — х,„, где х„, - амплитуда синхро1

2 п1 импульсов, соответствующая уровню логической единицы. В случае отказа генератора 1 уровень на выходе интегратора 3 устанавливается равньм

6О уровню на выходе триггера 2 (либо х, либо О) . С помощью пороговых элементов 10 и 11 выделяются о6а эти состояния. Именйо на выходах пороговых элементов 10 и ll Формируются

65сигналы

941976

О, если

1, если

О, если

1, если х < t< х х ) х <

Устройство работает следующим образом.

Взаимодействуют два устройства синхронизации A è В. В процессе взаимодействия осуществляется автоматическое подключение к шине 21 только одного из исправных генераторов 1.

Принимается, что приоритет генератора 1 в устройстве A более высокий, чем в устройстве В. Процесс взаимодействия большого числа устройств

I .. обобщается простым образом.

Рассмотрим три случая,. которые могут иметь место.

В подключении генератора 1 к шине 21 могут иметь место три случая.

В первом случае оба Генератора 1 устройств A и В исправны.

После включения устройства А на выходе его интегратора 3 формируется сигнал х = — х . На выходах обоих

2 !л пороговых элементов 10 и 11 устанавливается уровень О, а на выходе !!!! элемента ИЛИ-НЕ 12 — уровень 1

В результате этого открывается ключ б и, поскольку приоритет устройства A высокий, то открывается и ключ

5, и на шине 22 устанавливается значение приоритета устройства А. где — x c t„-< x

О < t< (— х

1.

В результате на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 12 появляется логический уровень 1, соответствующий работоспособному генератору 1, если

< х < с..„ и уровень О, если сигнал на выходе интегратора 3 выходит из этого интервала.

ETIoK 9 используется для подключения. (отключения) собственного генератора 1 к шине 21.

В процессе коммутации осуществляется привязка момента переключения к фронтам либо собственного генератора 1, либо генератора 1, находящегося в другом устройстве и занимающего в данный момент шину 21. Использование указанйой привязки позволяет исключить появление в момент перек" лючения генератора 1 синхроимпульсов укороченной длины, которые .могут приводить к сбоям в синхронизируемых устройствах.

Ключ 5 не имеет управляющего входа, а его два полюса специализированы — один является входом, а другой — выходом. Ключ 5 открывается, если уровень на входе превышает уровень сигнала на выходе. Примером такого ключа может служить диод.

Схема 8 сравнения фиксирует это событие, выдавая команду на подключение генератора 1. По этой команде с помощью элементов И 16 и 17. и т игге а 15 ос ествляется и ивяз

P P ущ P

5 ка подключения генератора 1 к шине

21 по его переднему фронту. По сигналу с выхода элемента И 17, привязанного к переднему фронту генератора 1, триггер 14 устанавливается в

)0 состояние 1, открывая ключ 13.

В результате этого генератор 1 устройства A ..оказывается подключенным к шине 21. В устройстве В в описанном случае ключ 5 остается закрытым и команда на подключение генератора 1 не формируется. . Во втором случае генератор 1 в устройстве A выходит из строя.

В зависимости от состояния триггера 2 на момент отказа формируется уровень 1 на выходе порогового элемента 10 или 11. В результате на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 уста- навливается уровень 0 . Ключ б запирается и на шине 22 оказывается уровень приоритета, отличный от собственного приоритета. Посдеднее фиксируется схемой 8 сравнения, на выходе которой Устанавливается уровень 0 . Этим уровнем через элемент И 19 и элемент HJlH 20 триггер

14 сбрасывается в состояние 0 . .

Ключ 13 закрывается и генератор 1 устройства A отключается от шины 21.

В устройстве В снятие с шины 22

35 приоритета устройства A приводит к тому, что, если его генератор 1 исправлен (ключ 6 открыт), то на ши. не 22 устанавливается его приоритет.

В результате на выходе схемы 8 срав40 нения формируется уровень 1, покоторому аналогично предыдущему случаю осуществляется подключение генератора 1 с привязкой к переднему фронту синхроимпульса.

В третьем случае генератор устройства А, ранее отказавший, восстанавливает свою работоспособность.

В результате в устройстве A открывается ключ 6 и на шине 22 устанавливается приоритет устройства A.

В устройстве В при этом запирается ключ 5, на выходе схемы 8 сравнения устанавливается уровень 0, которым через элементы И и ИЛИ 18 и 20 триггер 14 переходит в состояние 0, запирая ключ 13. Однако, в отличие от предыдущего случая, момент отключения генератора l привязывается к заднему фронту последнего в после довательности синхроимпульса. Это

60 позволяет собственному генератору 1 закончить работу, не изменяя длительности последнего синхронмпульса.

В свою очередь привязка момента включения генератора 1 в устройстве A на65 чинается с вкп4ента отключения гене94 1976 ра гора 1 в устройстве В, что обес печивается наличием связанного с шиной 21 запрещающего входа в элементе И .16.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет обес- 5 печить работоспособность системы, если хотя бы один генератор 1 в одном из устройств синхронизации функционирует нормально.

Используемая же в данном устрой- 10 . стве конструкция согласующего блока

9 исключает появление импульсов неполной длительности как при включении, так и при отключении генератора 1, что позволяет повысить надежность устройства..

Формула изобретения

Устройство для синхронизации, содержащее генератор, интегратор, пороговый блок и согласующий блок, причем выход интегратора подключен к входу порогового блОка, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, устройство сздержит счетный триггер, ключ, ключ сигнала приоритета, узел задания приоритета и схему сравнения, поро-. говый блок содержит два пороговых элемента и элемент ИЛИ-НЕ, à согласующий блок содержит ключ, два триггера, четыре элемента И и элемент ИЛИ, причем выход генератора подключен к входу счетного триггера, выход которого подключен к входу 35 интегратора, входу ключа согласукщего блокМ и первому входу первого элемента И согласующего блока, выходы первого и второго элементов И согласующего блока сое- 40 динены с единичными входами соответственно первого и второго триггеров согласующего блока, выход второго триггера согласующего блока соеди- ° нен с управляющим входом ключа corласующего блока, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И согласующего блока и шиной общей синхронизации устройства, вход порогового блока подключен к входам первого и второго пороговых элементов порогового блока, выходы которых соединены с входами элемента

ИЛИ-НЕ порогового блока, выход узла задания приоритета соединен с входом ключа и первым входом:схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом ключа сигнала приоритета и шиной приоритетов устройства, выход схемы сравнения соединен с третьим входом первого и первыми входами третьего и четвертого элементов И согласующего блока, вторые входы третьего и четвертого элементов И согласующего блока соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ порогового блока и управляющим входом ключа сигнала приоритета, вход которого подключен к выходу ключа, выходы третьего и четвертого элементов И согласующего блока соединены с входами элемента

ИЛИ согласующего блока, выход элемента ИЛИ согласующего блока соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров согласующего блока, выход счетного триггера подключен к первому входу второго и третьему входу третьего элементов И согласующего блока, выход .первого триггера согласующего блока подключен к второму входу второго элемента И согласующего блока °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 4021784, кл. 340-172.5, опублик. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2700938/18-24, кл. G 06 Р 1/04, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 660043, кл. G 06 F 1/04, 1977 (прототип).

94197 6

Составитель В. Береэкин

Редактор Л. Лукач Техред Л. Пекарь КорректоР У. Пономаренко

Закаэ 4839/37 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4