Устройство для ретрансляции сигналов между каналом ввода- вывода и внешними устройствами

 

А. Г. Мамедов и А. С. Лакерник (72) Авторы изобретения

Институт технической кибернетики IÀH Белорусск (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕТРАНСЛЯЦИИ СИГНАЛОВ МЕЖДУ

КАНАЛОМ ВВОДА — ВЫВОДА И ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике, в частности, к устройствам управления передачей информации от цифровых вычислительных машин к устройствам вводавывода.

В известных системах управления внешние устройства, работающие квазипараллельно, переключаются через интерфейс f1) .

Однако количество подключенных внешних устройств ввода-вывода ограничено.

Для исключения этого недостатка применяются групповые устройства управления внешними устройствами, но эти устройства дорогостоящие и сложные, и, кроме того, они управ. ляют определенным набором (Ilo типу и количеству) внешних устройств, что ограничивает сферу их применения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство. для ретранслирования сигналов управления и ин20 формационных сигналов, содержащее шины подключения к интерфейсу ввода-вывода канала и к основной цепочке внешних устройств, шины подключения к дополнительной цепочке

2 внешних устройств, усилители, элементы задержки, схемы И, схемы НЕ, схемы ИЛИ и реле (2).

При работе известного устройства в первом случае канал вьщает сигнал по шине выборки от канала и обращается к внешним устройствам, подключенным к основной цепочке внешних устройств (или обслуживается, требование от абонента одного из внешних устройств основной цепочки}. Этот сигнал распространяется как по основной, так и по дополнительной цепочке внешних устройств..Если внешнее устройство дополнительной цейочки, на которое сигнал выборки от канала пока не поступич, выставляет сигнал требования от абонента по шине требований от абонента, то этот сигнал, проходя через усилитель-приемник, схему ИЛИ и схему НЕ поступает на вход схемы совпадения и тем самым блокирует дальнейшее распространение сигнала выборки от канала по основной цепочке внешних устройств. Таким образом, срывается обМсН между внешним устройством основной цепочки и каналом, что является нарушением

3 94964 стандартного интерфейса ввода-вывода. В слу-. чае обслуживания требования одного из внеш. них устройств дополнительной цепочки, сигнал выборки от канала распространяется только по дополнительной цепочке внешних устройств, а на основную цепочку сигнал не проходит.

Соответственно отсутствует сигнал выборки от абонента основной цепочки внешних устройств что блокирует схему совпадения и

/ запрещает прохождение сигнала выборки от 10 абонента дополнительной цепочки внешних устройств. Этот сигнал может появиться, например, в случае сбоя во внешнем устройстве, вьщавшем требование. Блокировка этого сигнала создает неопределенность в процессе обмена между абонентом и каналом, так как на посланный сигнал выборки от канала обратно в канал не поступают ни сигнал выборки от абонента, ни сигнал работы от абонента, что нарушает требование к стандартному интерфейсу.

Таким образом, недостатком устройства является нарушение стандартной системы обмена между каналом и абонентом, что приводит" к снижению надежности работы всей подсистемы.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ретранслирования сигналов меж. ду каналом ввода-вывода и внешними устройствами, содержащее первый, второй элементы И, первый элемент ИЛИ, группу усилителей-приемщиков, группу усилителей-передатчиков, три элемента задержки, три входных усилителя выборки, три выходных усилителя выборки, причем первый информационный вход

35 устройства, второй информационный вход устройства, вход управляющих ситналов устройства, вход требования устройства через соответствующие последовательно соединенные уси40 литель-приемник и усилитель-передатчик соединены соответственно с первым информационным выходом устройства, со вторым информационным выходом устройства, с выходом управляющих сигналов устройства и с вы45 ходом требования устройства, первый вход сигналов идентификации устройства, второй вход сигналов идентификации .устройства и вход идентификации адреса устройства через соответствующие последовательно соединенные усилитель-приемник, элемент задержки, усилитель-передатчик соединены соответственно с первым выходом сигналов идентификации уст ройства, со вторым выходом сигналов идентификации устройства, с выходом идентификации; адреса устройства, вход выборки устройства 55 соединен через первый размыкающий элемент коммутации со входом первого входного усилителя выборки, а через первый замыкающий элемент .коммутации — с выходом первого выходного усилителя выборки и с основным выходом выборки устройства, основной вход выборки устройства через второй размыкающий элемент коммутации соединен со входом второго входного усилителя выборки, а через второй замыкающий элемент коммутации — с выходом второго выходного усилителя выборки и с выходом выборки устройства, выход третьего выходного усилителя выборки соединен с дополнительным выходом выборки устройства, а дополнительный вход выборки устройства через третий входной усилитель выборки соединен с первым входом первого элемента И, введены два О-триггера, третий-шестой элементы.,И, второй и третий элементы ИЛИ и дополнительный элемент задержки, причем выходы усилителя-приемника сигнала идентификации адреса канала ввода-вывода и усилителя-приемника- сигнала требования абонента соединены с D-входами соответственно первого и второго D-триггеров, С-входы которых соединены с выходом первого входного усилителя выборки, прямой выход первого О-триггера соединен с первыми входами второго и .третьего элементов И, инверсный выход первого О-триггера соединен со вторым входом первого элемента И, и с первыми входами четвертого, пятого и шесто» го элементов И, прямой выход второго Dтриггера соединен с третьим входом первого и со вторым входом шестого элементов И, инверсный выход второго D-триггера соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого входного усилителя выборки через дополнительный элемент задержки соединен со вторым входом третьего элемента И и с третьими входами пятого и шестого элементов И, выход третьего входного усилигеля выборки соединен со вторым входом второго элемента И, выход второго входного усилителя выборки соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И, выходы третьего и шестого элементов И через первый элемент

ИЛИ соединены со входом третьего выходного усилителя выборки, выходы третьего и пятого элементов И через второй элемент ИЛИ соединены со входом первого выходного усилителя выборки, а выходы первого, второго и четвертого элементов И через третий элемент ИЛИ соединены со входом второго выходного усилителя выборки, На чертеже представлена структурная схема устройства. устройство 1 для ретранслирования содер«ит первый информационный выход (шину)

2, второй информационный вход (шину) 3, первый выход 4 сигналов идентификации, 5 94964 второй вход 5 сигналов идентификации, вход

6 управляющих сигналов, вход 7 идентификации адреса, выход 8 требования, основной выход 9 выборки, вход 10 выборки, основной вход 11 выборки, выход 12 выборки,. первый информационный вход 13, второй информационный выход 14, первый вход 15 сигналов идентификации, второй выход 16 сигналов идентификации, выход 17 управляющих сигналов, выход 18 идентификации 10 адреса, вход 19 требования, дополнительный выход 20 выборки, дополнительный вход 21 выборки, усилитель-передатчик 22, усилительприемник 23, усилитель-передатчик 24, усилители-приемники 25 — 27, усилитель-передатчик 1з

28, первый выходной усилитель 29 выборки, первый входной усилитель 30 выборки, второй усилитель 31 выборки, второй выходной усилитель 32 выборки, усилитель-приемник 33, усилитель-передатчик 34, усилитель-приемник 2п

35, усилители-передатчики 36 — 39, третий выходной усилитель 40 выборки, третий входной усилитель 41 выборки, дополнительный элемент 42 задержки, элементы 43-45 задержки, второй 46 и первый 47 О-триггеры, эч третий 48, шестой 49, пятый 50, четвертый

51„второй 52 и первый 53.элементы И, первый 54, второй 55 и третий 56 элементы

ИЛИ, второй и первый замыкающие элементы коммутации 57 и 58, второй и первый размыкающие элементы 59 и 60,коммутации.

Устройство 1 выполняет следующие функ ции: увеличивая количество внешних устройств ввода-вывода, подключенных к интерфейсу, оно управляет информацией, проходящей между

35 устроиствами ввода-вывода и каналом, посредством набора функционально разделенных линий интерфейсов (см. таблицу), обеспечивая общепринятый формат информации и необходимую последовательность сигналов для всех

40 внешних устройств.

Устройство работает следующим образом.

Все связи с каналом осуществляются по общим шинам: так что любой сигнал, поступающий из канала, доступен любому блоку управления внешним устройством, кроме сиг1 нала, используемого для установления приоритета между блоками управления внешними устройствами основной и дополнительной цепочки внешних устройств. Однако в каждый мо- 1 мент времени с каналом логически связан только один блок управления внешним устройством. Сигнал выборки, осуществляющий подключение внешних устройств в соответствии с заранее установленным приоритетом, последовательно проходят через все блоки управлеSS ния внешними устройствами в каждой из основной и дополнительной цепочек внешних устройств, однако в соответствующие шины

9 6 этих цепочек сигнал выборки поступает параллельно, сокращая тем самым время поиска и подключения определенного внешнего устройства. При этом учитывается, что как в основной, так и в дополнительной цепочках не может быть внешних устройств с одинаковыми адресами.

В случае необходимости подключения внешнего устройства по инициативе самого устройства, т.е. по сигналу требования от абонента, сиг/ нал выборки от канала распространяется в ту цепочку внешних устройств, из которой поступил сигнал требования от абонента. При поступлении сигналов требований от абонентов одновременно из двух цепочек внешних устройств, устройство 1 обеспечивает приоритет сигналу, поступившему из дополнительной цепочки внешних устройств.

Устройство 1 обеспечивает также отключение дополнительной цепочки внешних устройств при необходимости или при снятии питания с устройства 1 с помощью элементов коммутации 57 — 60 (контактов реле). При этом работа канала ввода-вывода с основной цепочкой внешних устройств не нарушается.

В зависимости от поступающих сигналов устройство 1 может работать в нескольких режимах.

1 режим — работа по инициативе канала с основной или дополнительной цепочками внешних устройств.

В этом режиме на входы 7 и 10 устройства 1 поступают соответственно сигналы адреса от канала и выборки от канала, причем, согласно требованиям к интерфейсу вводавывода сигнал адреса от канала предшествует сигналу выборки от канала. Таким образом, сигнал со входа 7 через усилитель-приемник

27 поступает на 0-вход триггера 47, затем сигнал со входа 10 через замкнутые контакты 60 реле и усилитель-приемник 30 поступает на -IIxog триггера 47 и устанавливает его по переднему фронту сигнала выборки в единичное состояние. Единичный выход триггера 47 открывает элементы И 48 и И

52, а нулевой выход закрывает элементы

И 49 — 51, 53, сигнал выборки от канала с выхода усилителя-приемника 30 поступает через элемент задержки 42 и элемент И 48 на входы элементов ИЛИ 54 и 55. С выхода элемента ИЛИ 54 сигнал выборки от канала через усилитель-передатчик 40 поступает с выхода 20 в дополнительную цепочку внешних устройств, а с выхода элемента ИЛИ 55 через усилитель-передатчик 29 на выход 9 — в основную цепочку внешних устройств. Сигналы выборки от канала в каждой цепочке последовательно обходят внешние устройства до тех пор, пока одно из внешних устройств не распознает свой адрес. При этом, распространение сигнала выборки от канала в цепочке, где находится это устройство (например, в дополнительной), прекрашается и . выдается сигнал работы абонента на вход 13, который через усилитель-приемник 33 и усилитель-передатчик 22 поступает с выхода 2 в канал, а из основной цепочки на вход 11 и далее через замкнутые контакты 59 реле и усилитеЛь-приемник 31 сигнал выборки от 10 абонента основной цепочки внешних устройств поступает на первый вход элемента И 52, однако дальше не распространяется (так как на третий вход этого элемента сигнал не поступил) и в канал с выхода 12 сигнал выборки от абонента не поступает.

В этом случае, когда ни одно из устройств в основной и дополнительной цепочках не распознало свой адрес, но на входы 11 и 21 ка элемент И 52 поступят оба сигнала выборки от абонентов основной и дополнительной цепочек, выходной сигнал которого через усилитель передатчик 32 поступит на выход 12 выборки от абонента.

II режим — работа по инициативе абонента основной цепочки внешних устройств.

В этом режиме в канал с выхода 8 поступает сигнал требования от абонента основной цепочки внешних устройств. Если канал в это время свободен, то при получении этого сигнала из канала на вход 10 поступает сигнал выборки or канала, который через замкнутые контакты 60 реле и усилитель-приемник

30 постунает на С-входы триггеров 46 и 47.

Так как сигналы адреса от канала со входа ,. 35

7 и требования от абонента дополнительнои цепочки со входа 19 не поступают, то триггеры 46 и 47 установятся в нулевые состояния, при этом сигналы разрешения поступают на входы элементов И 50 и 51. Сигнал вы40 борки от канала с выхода усилителя-приемника 30 через элемент 42 задержки, элемент

И 50, элемент ИЛИ 55, усилитель-передатчик

29 и выход 9 поступает только в основную цепочку внешних устройств. Если соединения внешнего устройства с каналом по каким-ли45 бо причинам не произошло, то сигнал выборки от абонента основной цепочки внешних устройств со входа 11 через контакты 58 реле; усилитель-приемник 31, элементы И 51, ИЛИ 56 и усилитель-передатчик 32 поступает на выход 12 как сигнал выборки от абонента.

Ш режим — работа по инициативе абонента дополнительной цепочки внешних устройств.

В этом режиме в канал поступает сигнал 55 требования от абонента дополнительной це9 8 почки внешних устройств со входа 19 через усилитель-приемник 39, усилитель-передатчик

28 и далее на выход 8. Кроме того, этот сигнал во время поступления сигнала не работает с абонентом, то из канала на вход 10 поступает сигнал выборки от канала через контакты 59 реле, усилитель-приемник 30 поступает на С-входы триггеров 46 и 47. При этом триггер 46 устанавливается по переднему фронту сигнала выборки в единичное состояние, а триггер 47 — в нулевое, так как на D-входе триггера 47 сигнал адреса от канала отсутствует. В таком состоянии триггеров сигналы разрешения поступают на входы элементов И 49, 53. Сигнал выборки от канала с выхода усилителя-приемника 30 через элемент 42 задержки, элемент И 49, элемент ИЛИ 54, усилитель-передатчик 40 поступает на выход 20 только в дополнительную цепочку внешних устройств. Если соединения внешнего устройства с каналом по каким-либо причинам не произошло, то сигнал выбор1 ки от абонента дополнительной цепочки внешних устройств со входа 21 через усилительприемник 41, элементы И 53, ИЛИ 56 и усилитель-передатчик 32 поступает на выход 12 как сигнал выборки от абонента.

При одновременном поступлении в канал сигналов требований от абонентов как от основной, так и от дополнительной цепочек внешних устройств, устройство будет работать в описанном выше 1П режиме, так как состояние триггеров 46 и 47 остается неизменным, что обеспечивает приоритет дополни.. тельной цепочки внешних устройств, Устройство 1 позволяет осуществить точную и своевременную коммутацию цепей выборки от канала и выборки от абонента, так как переключение цепей происходит только по ереднему фронту сигнала выборки от канала, что значительно улучшает надежность и однозначность работы известной подсистемы управленки внешними устройствами ввода-вывода.

Повышение надежности работы устройства позволяет повысить надежность работы,ЭВМ с внешними устройствами, а также сократить время обращения ЭВМ к этим устройствам, что увеличивает эффективность работы вычислительной машины.

Устройство может быть использовано для расширения возможности подключения внешних устройств и одному стандартному интерфейсу .ввода-вывода мультиплексного или селекторного каналов всех моделей

EC ЭВМ, ° 10

949649

Название линий и сигналов

Шина абонента (9 линий), работа абонента, измерение от абонента

Шина канала (9 линий) Адрес от абонента, управление от абонента, информация от абонента

Управление от канала, блокировка, информация от канала

Работа канала, разрешение выборки, измерение от канала, Ф смена состояния

Адрес от канала

Требование абонента

Выборка от канала основной цепочки внешних устройств

Выборка от канала

Выборка от.абонента основной цепочки внешних устройств

Выборка от абонента

Шина абонента (9 линий), работа абонента, измерение от абонента

Шина канала (9 линий) 14

Адрес от абонента, управление от абонента, информация от абонента

Управление от канала, блокировка, информация от канала

17

Работа канала, разрешение выборки, измерение or xasara, смена состояния

Адрес от канала

Требование абонента

19

Выборка от канала дополнительной цепочки внешних устройств

Выборка от абонента дополнительной цепочки внешних устройств

П р и м е ч а н и я. Шины 2-8 связаны с интерфейсом ввода-вывода канала и основной цепочкой внешних устройств.

Шины 13 — 21 связаны с дополнительной цепочкой внешних устройств.

Шины 9, 11 связаны только с основной цепочкой внешних устройств.

Шины 10,.12 связаны только с интерфейсом ввода-вь3вода канала

11 949649 12

Формула изобретения элемента И, о т л и ч а

Устройство для ретрансляции сигналов между каналом ввода-вывода и внешними устройствами, содержащее первый, второй элементы И, 5 первый элемент ИЛИ, группу усилителей-приемников, группу усилителей-передатчиков, три элемента задержки, три входных усилителя выборки, три выходных усилителя выборки, причем первый информационный вход устройства, второй информационный вход устройства, вход управляющих сигналов устройства, вход требования устройства через соответствующие последовательно соединенные усилитель-приемник и усилитель-передатчик соединены соответственно с первым информационным выхоцом устройства, со вторым информационным выходом устройства, с. выходом управляющих сигналов устройства и с выходом требования устройства, первый вход сигналов идентифи- 20 кацни устройства,. второй вход сигналов идентификации устройства и вход идентификации адреса устройства через соответствующие последовательно соединенные усилитель-приемник„ элемент задержки, усилитель-передатчик соеди- 2S иены соответственно с первым выходом сигналов идентификации устройства, со вторым выходом сигналов идентификации устройства, с выходом идентификации адреса устройства, вход выборки устройства соединен через пер- щ вый размыкающий элемент коммутации со входом первого входного усилителя выборки, а через первый замыкающий элемент коммутации — с выходом первого выходного усилителя выборки и с основным выходом выборки устройства, основной вход выборки устройства через второй размыкающий элемент коммутации соединен со входом второго входного усилителя выборки, а через второй замыкающий элемент коммутации — с выходом второго выходного усилителя выборки и с выходом выборки. устройства, выход третьего выходного усилителя выборки соединен с дополнительным выходом выборки устройства, а дополнительный вход выборки устройства через третий входной усилитель выборки соединен с первым входом первого, ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности оно содержит два О-триггера, третий-шестой элементы

И, второй и третий элементы ИЛИ и дополнительный элемент задержки, причем выходы усилителя-приемника сигнала идентификации адреса и усилителя-приемника сигнала требования соединены с 0-входами соответственно первого и второго О-триггеров, С-входы, которых соединены с выходом первого входного усилителя выборки, прямой выход первого D-триггера соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, инверсный выход первого О-триггера соединен со вторым входом первого элемента И и с первыми входами четвертого, пятого и шестого элементов И, прямой выход второго D-триг- гера соединен с третьим входом первого и со вторым входом шестого элементов И„инверсный выход второго D-триггера соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого входного усилителя выборки через дополнительный элемент задержки соединен со вторым входом третьего элемента И и с третьими входами пятого и шестого элементов И, выход третьего входного усилителя выборки соединен со вторым входом второго элемента И, выход второго входного усилителя выборки соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И, выходы третьего и шестого элементов И через первый элемент ИЛИ соединены со входом третьего выходного усилителя выборки, выходы третьего и пятого элементов

И через второй элемент ИЛИ соединены со входом первого выходного усилителя выборки,,а выходы первого, второго и четвертого элементов Й через третий элемент ИЛИ соеди нены со входом второго выходного усилителя выборки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кагем Б. М., Каневский М. М. Цифровые вычислительные машины и системы. М., "Энергия", 1974, с. 547, рис. 10-16.

2. Авторское свидетельство СССР И 389503, кл. 6 06 F 9/00, 1973 (прототип).

949649

Составитель Ф. й1апииметов

Техред Ж. Кастелевич Корректор О, Билак

Редактор E. Лушникова

Заказ 5755/39 тщ 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открмтйй

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

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