МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ОБЩЕЙ МАГИСТРАЛИ Российский патент 1994 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомашинных вычислительных системах и локальных вычислительных сетях для управления доступом к общей магистрали.

Известно устройство для подключения источников информации к общей магистрали, содержащее два счетчика, два триггера, элементы И, ИЛИ, НЕ, магистральные усилители и регистр. Однако устройство не обладает достаточной надежностью, так как реализует синхронную процедуру передачи полномочий [1] .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для подключения абонентов к общей магистрали, содержащее N одинаковых каналов, каждый из которых содержит первый и второй счетчики, первый мультиплексор, схему сравнения, первый - четвертый триггеры, первый, второй элементы И, первый, второй элементы ИЛИ, причем первый вход третьего триггера соединен с первым управляющим входом устройства, второй управляющий вход устройства соединен со вторым входом третьего триггера, с третьим входом второго триггера, с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого - с первым выходом первого счетчика, со вторым входом второго триггера, первый вход которого - с первым выходом первого триггера с первым входом первого элемента ИЛИ, с первым входом второго элемента И, второй вход которого - с выходом первого мультиплексора, с первым входом схемы сравнения, второй вход которой - с выходом второго элемента И, с магистралью данных, линия занятости магистрали соединена с выходом первого элемента ИЛИ, со вторым входом первого счетчика, с первым входом первого элемента И, второй вход которого - с выходом третьего триггера, выход - с первым входом первого триггера, второй вход которого - с выходом четвертого триггера, с первым входом первого счетчика, второй выход которого - с первым входом первого мультиплексора, l вторых входов которого - с l выходами регистра, выход схемы сравнения соединен с третьим входом первого триггера, четвертый вход которого - с выходом второго элемента ИЛИ, второй выход - со вторым входом второго счетчика, со вторым входом четвертого триггера, первый вход которого - с выходом второго счетчика, выход второго триггера со вторым входом первого элемента ИЛИ, с управляющим выходом устройства [2].

Недостатком устройства, реализующего процедуру децентрализованного кодового управления доступом к магистрали, позволяющую строить системы высокой надежности, являются высокие затраты времени на арбитраж требований канала, где каждый разряд кода приоритета выдается абонентами в магистраль в течение удвоенного времени распространения сигнала по магистрали.

Целью изобретения является повышение производительности устройства за счет сокращения затрат времени на арбитраж требований.

Цель достигается тем, что, в многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали, содержащее N (N - число абонентов) каналов, каждый из которых содержит два счетчика, первый мультиплексор, схему сравнения, четыре триггера, два элемента И, два элемента ИЛИ, причем в каждом канале S-вход первого триггера соединен с входом запроса устройства, вход сброса устройства соединен R-входами первого и второго триггеров и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика и с С-входом второго триггера, D-вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера и с первыми входами второго элемента ИЛИ и первого элемента "И", второй вход которого соединен с выходом первого мультиплексора и с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом первого элемента И и с магистралью данных устройства, шина занятости магистрали устройства соединена с выходом второго элемента И, с входом начальной установки первого счетчика и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход - с С-входом третьего триггера, С-вход которого соединен с прямым выходом четвертого триггера и со счетным входом первого счетчика, группа прямых разрядных выходов которого соединена с группой адресных входов первого мультиплексора, группа информационных входов которого соединена с группой выходов регистра, выход схемы сравнения соединен с D-входом третьего триггера, R-вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, инверсный выход третьего триггера соединен с входом сброса второго счетчика и с установочным входом четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом переполнения второго счетчика, прямой выход второго триггера соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и с выходом подтверждения канала устройства, в каждый канал ДОПОЛНИТЕЛЬНО введены второй мультиплексор, группа информационных входов которого соединена с группой тактовых входов устройства, группа адресных входов второго мультиплексора соединена с группой инверсных разрядных выходов первого счетчика, а выход соединен со счетным входом второго счетчика.

Отличительные признаки устройства позволяют реализовать следующую особенность процедуры децентрализованного кодового управления (ДКУ): - если код приоритета абонента совпадает с кодом его порядкового номера и выдача кода приоритета на магистраль начинается со старшего разряда, то каждый последующий разряд кода приоритета может выдаваться в магистраль в течение меньшего времени чем предыдущий, что повышает производительность устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Канал устройства содержит счетчики 1, 2; мультиплексоры 3, 4; схему сравнения 5; триггеры 6, 7, 8, 9; элементы И 10, 11; элементы ИЛИ 12, 13; регистр 14; запросный вход 15 канала; вход 16 сброса канала; тактовый вход 17 канала; шины 18, 19 общей магистрали; выход 20 подтверждения канала.

Устройство работает следующим образом.

Запрос на захват магистрали абонент заносит в триггер 8, подавая сигнал на вход 15 запроса.

При незанятости общей магистрали, когда на линии 19 нет сигнала занятости, происходит начальная установка счетчика 1. При наличии "1" в триггере 8 запись "1" в триггер 6 происходит при освобождении общей магистрали 19. При записи "1" в триггер 6 хотя бы одного канала через элемент ИЛИ 12 на линию 19 выдается сигнал занятости. Абоненты, требующие захвата магистрали во время ее занятости, заносят запросы в триггер 7, но перезапись "1" в триггеры 6 происходит только после освобождения общей магистрали (снятие сигнала занятости с линии 19). При нулевом состоянии триггера 6 на вход установки триггера 9 подается сигнал, устанавливающий его в нулевое состояние, по этому же сигналу происходит установка счетчика 2 и блокировка его работы в счетном режиме. При установке счетчика 2 в него может записаться число, при котором в случае поступления первого импульса на вход и "1" в триггер 6 на выходе переноса счетчика 2 формируется импульс. Сигнал переноса с выхода счетчика 2 поступает на счетный вход триггера 9. Для разблокировки счетного режима счетчика 2 в триггер 6 заносится "1". Разблокировка счетного режима счетчика 2 сопровождается формированием рабочей частоты, используемой для организации процедуры арбитража, на выходе счетного триггера 9.

При поступлении рабочей частоты во всех каналах, выставивших запросы на захват магистрали, начинается последовательное подключение через мультиплексор 3 и элемент И 11 разрядов регистра 4 приоритета и общей линии 18. При этом, если в подключенном к линии 18 разряда регистра 4 хотя бы одного канала содержится "1", то на линии 18 формируется сигнал "1". Разряд, подключенный к линии 18 через мультиплексор 3, определяется кодом, подаваемым с выхода счетчика 1 на адресный вход мультиплексора 3. Увеличение содержимого счетчика 1 происходит при поступлении каждого нового импульса с выхода триггера 9. На схемах 5 сравнения выявляются каналы, в коммутируемых на линию 18 разрядах регистров 4 которых находится "0" при наличии "1" на линии 18.

При "0" на выходе схемы 5 сравнения в момент заднего фронта сигнала на выходе триггера 9 происходит "обнуление" триггера 6 соответствующего канала. При этом выход триггера 9 подключен к С-входу триггера 6, к D-входу которого подключен выход схемы сравнения.

При "1" на выходе схемы сравнения по заднему фронту сигнала с выхода триггера 9 состояние триггера 6 сохраняется. При "обнулении" триггера 6 счетный режим счетчика 2 и формирование рабочей частоты на выходе триггера 9 блокируется. Таким образом, после "обнуления" триггера 6 его нулевое состояние сохраняется до начала следующей процедуры арбитража, при нулевом состоянии триггера 6 блокируется выдача через элемент И 11 разрядов регистра 4 соответствующего канала на общую линию 18.

По сигналу переноса счетчика 1, вырабатываемого при завершении цикла, выдача на линию всех разрядов регистра 14 приоритета, происходит перезапись содержимого триггера 6 в триггер 7. При записи "1" в триггер 7 через элемент ИЛИ 12 на линию 19 выставляется сигнал занятости, ранее выставленный с триггера 6. Причем, описанная процедура арбитража обеспечивает запись "1" в триггер 7 только одного канала, выставившего запрос на захват магистрали и имеющего наибольший код приоритета в регистре 14 среди всех каналов, абоненты которых участвовали в процедуре арбитража. По сигналу переноса счетчика 1 с задержкой на элементе ИЛИ 13 производится "обнуление" триггера 6 и блокировка выдачи через элемент И 11 сигналов с выхода мультиплексора 3 на линию 18. При нулевом состоянии триггера 6 блокируется выдача рабочей частоты с выхода триггера 9. Информацию о захвате магистрали абонент снимает с выхода 20. Для освобождения общей магистрали после передачи канала данных абонент, выставляя сигнал на вход 16 своего канала, производит "обнуление" триггеров 6-8. При "обнулении" триггера 7 сигнал занятости с линии 19 снимается.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомашинных вычислительных системах и локальных вычислительных сетях для управления доступом к общей магистрали. Цель изобретения - повышение производительности устройства за счет сокращения затрат времени на арбитраж требований, посредством сокращения времени выдачи в канал абонентами системы разрядов кода приоритета. Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали содержит N каналов, каждый из которых содержит счетчики 1, 2, мультиплексоры 3, 4, схему сравнения 5, триггеры 6 - 9, элементы И 10 - 11, элементы ИЛИ 12, 13, регистр 14. Сущность изобретения состоит в реализации следующей процедуры: если код приоритета абонента совпадает с кодом его порядкового номера и выдача кода приоритета на магистраль начинается со старшего разряда, то каждый последующий разряд кода приоритета может выдаваться в магистраль в течение меньшего времени, чем предыдущий. 1 ил.

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ОБЩЕЙ МАГИСТРАЛИ, содержащее N (N-число абонентов) каналов, каждый из которых содержит два счетчика, первый мультиплексор, схему сравнения, четыре триггера, два элемента И, два элемента ИЛИ, причем в каждом канале S-вход первого триггера соединен с входом запроса устройства, вход сброса устройства соединен с R-входами первого и второго триггеров и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика и с C-входом второго триггера, D-вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера и с первыми входами второго элемента ИЛИ и первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого мультиплексора и с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом первого элемента И и с магистралью данных устройства, шина занятости магистрали устройства соединена с выходом второго элемента ИЛИ, с начальной установкой первого счетчика и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход - с C-входом третьего триггера, C-вход которого соединен с прямым выходом четвертого триггера и со счетным входом первого счетчика, группа прямых разрядных выходов которого соединена с группой адресных входов первого мультиплексора, группа информационных входов которого соединена с группой выходов регистра, выход схемы сравнения соединен с D-входом третьего триггера, R-вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, инверсный выход третьего триггера соединен с входом сброса второго счетчика и с установочным входом четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом переполнения второго счетчика, прямой выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с выходом подтверждения канала устройства, отличающееся тем, что в каждый канал вводится второй мультиплексор, группа информационных входов которого соединена с группой тактовых входов устройства, группа адресных входов - с группой инверсных разрядов выходов первого счетчика, а выход - со счетным входом второго счетчика.