СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ОТ ИСТОЧНИКА К ОДНОМУ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМ ПРИЕМНИКАМ И СИСТЕМА ИЗОБРАЖЕНИЯ ДАННЫХ Российский патент 1998 года по МПК G06T1/00 G06F15/16 

Изобретение связано главным образом с устройством и способом передачи данных и, в частности, с устройством и способом для быстрой передачи больших блоков данных, таких как видеоданные.

Одно порождаемое компьютером изобретение со средним разрешением, например, 1024 горизонтальных на 1024 вертикальных элементов изображения ("пикселей"), где каждый имеет восемь битов на красный, зеленый и голубой цвет, требует для выражения приблизительно 3 миллионов байтов (3 мегабайта) данных. Передача такого большого файла данных между процессорами для обработки данных, подобными рабочим станциям, налагает большую нагрузку на общепринятые быстродействующие последовательные сети.

Кроме того, выполнение "оживленных" последовательностей изображений, которые могут требовать скоростей обновления изображений в реальном времени не менее 30 кадров в секунду, невозможно осуществить при имеющихся в настоящее время технологиях последовательных интерфейсов.

По-существу, желательно использовать технологию параллельного сопряжения по данным с тем, чтобы увеличить пропускную способность канала связи. Одна технология параллельного сопряжения раскрыта в предварительном проекте спецификаций, озаглавленном "Спецификации механического протокола, электрического протокола и протокола обмена сигналами для высокопроизводительного параллельного интерфейса" (High-Performance Parallel Interface Mechamical, Electrical, and Signalling Protocol Specification (HPPI-PH)) Американского национального стандарта для информационных систем (American National Standard for Information Systems), 1 ноября 1989 года, ХЗТ9/88-127, Х3Т9, 3/88/-032, издание (REV) 6.9, который упомянут как ссылка.

Спецификация сопряжения высокопроизводительного параллельного интерфейса (HPPI) обеспечивает передачу 100 мегабайт в секунду при использовании 32-битного пора или 200 мегабайт в секунду, если используется 64-битный пор. Эта особенная технология сопряжения, таким образом, особенно привлекательна для использования в передаче, например, оживлений цифровых изображений между рабочими станциями.

Однако сопряжение высокопроизводительного параллельного интерфейса предназначается в качестве двухточечного симплексного сопряжения между универсальными вычислительными машинами или между универсальной вычислительной машиной и системой дисковых запоминающих устройств. Расстояние между узлами ограничивается 25 м, и соединения между многими узлами с тем, чтобы обеспечить трансляционные или многопунктовые передачи, не предусматриваются.

Цель изобретения, таким образом, состоит в том, чтобы обеспечить быстродействюущие, обладающие высокой пропускной способностью параллельные каналы связи для одновременной передачи видеоданных от обслуживающего устройства изображений к множеству рабочих станций.

Другая цель изобретения состоит в том, чтобы дать метод и устройство для использования множеством рабочих станций при получении видеоданных от устройства обслуживания видеоданных и для передачи сигналов управления каналов связи обслуживающему устройству.

Упомянутые выше и другие проблемы преодолеваются и цели изобретения реализуются многими рабочими станциями, которые соединяются с устройством обслуживания данных посредством быстродействующего физического канала передачи данных в симплексной топологии гирляндных цепей. Каждая рабочая станция поддерживает требуемые протоколы обмена электрическими и информационными сигналами приемника физического канала, а также восстанавливается и повторно передает эти сигналы другой, присоединенной далее рабочей станции. Обслуживающее устройство, которое является источником видеоданных, порождает протоколы обмена сигналами передатчика для того, чтобы управлять каналом данных. Рабочие станции, которые осуществляют приемники данных, повторно передают данные и протоколы обмена сигналами, порожденные обслуживающим устройством, расположенным далее приемникам. Кроме того, каждая рабочая станция обеспечивает повторную передачу сигналов квитирования установления связи от расположенной далее рабочей станции к рабочей станции, расположенной ранее, или к обслуживающему устройству. В случае многопунктового вещания, в котором обслуживающее устройство адресует данные многим рабочим станциям, находящиеся ранее рабочие станции синхронизируют локально порождаемые сигналы квитирования установления связи с сигналами квитирования установления связи, принимаемыми от рабочих станций, находящихся далее, с тем, чтобы сохранить порядковую целостность данных и гарантировать, что все рабочие станции, к которым адресуются, подготовлены к приему передачи от обслуживающего устройства.

Протокол обмена сигналами физического канала обеспечивает выборочную адресацию отдельных приемников обслуживающим устройством для обеспечения многопунктового вещания. Эта адресация может осуществляться либо как основанный на соединении переключающий механизм, либо как обеспеченный на основе блока данных, такой, что каждый логический блок данных содержит адреса предназначенных приемников.

Пакет пачек данных определяется соответствием либо полному кадру изображения, либо его прямоугольному подразделу, называемому окном. Первая пачка определяется как пачка заголовка и содержит заголовок изображения, который специфицирует адреса адресуемых рабочих станций. После пачки заголовка находятся пачки данных изображения, содержащие данные элементов изображения, организованные в растровый формат.

Быстродействующая сеть многопунктового вещания осуществляется путем использования высокопроизводительного параллельного интерфейса (HPPI) в качестве физического канала и называется гирляндной цепью HPPI. Обслуживающее устройство включает в себя и приемник, и передатчик HPPI. Рабочие станции поддерживают полный приемник HPPI, но вместо передатчика HPPI требуют только упрощенного выходного порта HPPI. Рабочие станции соединяются таким образом, что порт приемника каждой управляется информационными и управляющими сигналами от порта передатчика HPPI, находящегося ранее обслуживающего устройства, для первой рабочей станции гирляндной цепи или от выходного порта HPPI находящейся ранее рабочей станции для всех других рабочих станций гирляндной цепи. Сигналы квитирования установления связи, порождаемые портами приемника, пульсируют в обратном направлении к обслуживающему устройству или к выходному порту находящейся ранее рабочей станции. Может также включаться необязательное закольцовывающее соединение между последней рабочей станцией в цепи и обслуживающим устройством. Закольцовывающее соединение обеспечивает средства для выполнения диагностики и тестирования сети. В настоящем воплощении сеть поддерживает 32 рабочих станции, причем каждая находится самое больше в 25 м друг от друга. Эти расстояния могут увеличиваться путем использования повторителя сигналов, помещенных между рабочими станциями.

На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая топологическую схему сети в соответствии с воплощением изобретения; на фиг. 2- топологическая схема сети в соответствии с другим воплощением изобретения; на фиг. 3А - временная диаграмма, показывающая синхронную передачу трех пачек данных от источника к месту назначения; на фиг. 3В - предпочтительный пакетный формат данных для передачи видеоданных; на фиг. 4 - более подробная организация пачки данных для заголовка изображения по фиг. 3; на фиг. 5 - блок-схема выходного порта рабочей станции для сопряжения с сетью связи по фиг. 1; на фиг. 6 - блок-схема, показывающая более подробно очередь готовности по фиг. 5; на фиг. 7 - блок-схема устройства повторителя высокопроизводительного параллельного интерфейса для удлинения кабельных расстояний между портами HPPI сверх указанного расстояния; на фиг. 8 - блок-схема, показывающая взаимодействие между обслуживающим устройством и рабочими станциями при передаче видеоданных; на фиг. 9 - блок-схема, изображающая работу очереди готовности рабочей станции.

Фиг. 1 иллюстрирует быстродействующую сеть 10, которая конструируется и работает в соответствии с изобретением. Сеть 10 использует канал связи, который соответствует упомянутой выше спецификации высокопроизводительного параллельного интерфейса как физический канал связи 11, называемый здесь также гирляндной цепью HPPI. Устройство, обслуживающее данные, 12 содержит и приемник HPPI 14a, и передатчик HPPI 16а. Например, обслуживающее данные устройство 12 может быть суперкомпьютером, который порождает видеоданные. К гирляндной цепи HPPI 11 присоединяется множество рабочих станций 18. Каждая рабочая станция 18, как правило, содержит или управляет кадровым буфером (FB) 18a и дисплеем для визуализации видеоданных, порождаемых обслуживанием данные устройством 12. Каждая рабочая станция 18 содержит также приемник HPPI 14b, но не требуется для реализации передатчика HPPI. Вместо этого каждая рабочая станция снабжается выходным портом HPPI 20. Рабочие станции 18 связываются вместе так, что порт приемника 14b каждой из них возбуждается данными и сигналами управления от передатчика HPPI 16a, расположенного ранее обслуживающего устройства 12, или от выходного порта 20 находящейся ранее рабочей станции 18. Сигналы квитирования установления связи, порождаемые каждым из выходных портов 20 рабочей станции 18, направляются обратно к обслуживающему устройству 12 или к выходному порту HPPI находящейся ранее рабочей станции 18, в зависимости от физического местоположения рабочей станции в гирляндной цепи HPPI 11. Фиг. 1 иллюстрирует также необязательное закольцовывающее соединение 22 между последней рабочей станцией, обозначаемой 18L, и обслуживающим устройством 12. Закольцовывающее соединение HPPI 22 обеспечивает средства для выполнения диагностики и тестирования сети путем отпирания обслуживающего устройства 12 для передачи сообщения рабочим станциям 18 и для приема от них информации. Сеть 10 в настоящем воплощении поддерживает 32 рабочих станции 18, причем каждая располагается самое большее в 25 м от другой. Эти расстояния могут удлиняться посредством использования устройств повторителя 24 того типа, который описан подробно ниже и иллюстрируется на фиг. 7. Локальная сеть (LAN) 26 тоже присоединяется между обслуживающим данные устройством 12 и рабочими станциями 18 для разрешения любых конфликтов из-за доступа к физическому каналу связи HPPI 11 и для выполнения других функций, таких как уведомление обслуживающего устройства 12 о запросах видеоданных, о состояниях ошибки и о других событиях. Одним подходящим воплощением локальной сети (LAN) 26 является кольцевая сеть с эстафетным доступом.

Сеть 10 обеспечивает также направленный вперед быстродействующий информационный канал HPPI для видеоданных от сервера 12 к каждой рабочей станции 18. Более медленный путь возврата от рабочих станций 18 к обслуживающему устройству 12 осуществляется посредством использования локальной сети (LAN) 26.

В приложениях, где пользователи многочисленных рабочих станций 18 требуют передач одинаковых или отличающихся файлов изображений от обслуживающего устройства 12, логический механизм побитовой адресации, содержащийся в слове данных каждого файла изображения, снабжает обслуживающее устройство 12 способностью обеспечивать трансляционные (все рабочие станции), многопунктовые (некоторые рабочие станции) или однопунктовые (одна рабочая станция) передачи. Посредством локальной сети (LAN) 26 и процессора рабочей станции 18 (не показан) обслуживающее устройство 12 выдает код устройства (LAN) каждой рабочей станции 18 в гирляндной цепи HPPI 11. Этот код устройства (LAN) хранится в блоке сравнения адреса HPPI и используется для сопоставления с битовым адресом поступающего файла данных. При соответствии данные помещаются в кадровый буфер FB 18a рабочей станции 18 для показа.

Далее описывается предпочитаемое в настоящее время воплощение для предназначенной только для приема графической рабочей станции 18, использующей 32-битный порт HPPI.

Сначала делается ссылка на фиг. 3А для показа иллюстративной временной диаграммы синхронной передачи трех пачек данных от источника (S) к месту назначения (D) в соответствии со спецификацией HPPI. Каждая пачка данных была связана с тем словом связанного с длиной или продольного контроля избыточным кодом (LLRC), которое посылается от источника к месту назначения на 32-битной шине данных во время первого тактового периода после пачки данных. Пакеты из пачек данных разграничиваются сигналом PACKET (ПАКЕТ), являющимся истинным. Сигнал BURST (ПАЧКА) является разграничителем, отмечающим группу слов на шине данных HPPI в качестве пачки. Сигнал BURST (ПАЧКА) утверждается источником с первым словом пачки и отменяется с последним словом. Сигнал CONNECT (СОЕДИНЕНИЕ) утверждается местом назначения в ответ на сигнал REQUEST (ЗАПРОС). Одно или несколько указаний READY (ГОТОВ) могут посылаться от места назначения источнику для того, чтобы указать число пачек, которое готово принять место назначения. Для каждого принимаемого указания READY (ГОТОВ) у источника есть разрешение послать одну пачку. На фиг. 3А не показан сигнал CLOCK (ТАКТОВЫЙ СИГНАЛ), определяемый как симметричный сигнал с периодом 40 наносекунд (25 МГц), который используется для временной синхронизации передачи слов данных и различных сигналов управления. Резюмируя, можно сказать, что спецификация HPPI-PH определяет иерархию для передачи данных, где передача данных состоит из одного или нескольких пакетов данных. Каждый пакет состоит из одной или нескольких пачек данных. Пачки состоят из не более чем 256 32-битных слов данных, синхронизируемых с частотой 25 МГц. Обнаружение ошибки выполняется по слову данных, используя проверку на нечетность на байтовой основе. Обнаружение ошибки выполняется продольно, по битовой колонке в пачке, используя проверку на четность, и затем добавляется в конец пачки. Пачки передаются при способности приемника охранять или же поглощать полную пачку. Приемник оповещает передатчик о своей способности принять пачку испусканием сигнала READY (ГОТОВ). Спецификация HPPI-PH позволяет передатчику HPPI-PH ставить в очередь до 63 сигналов готовности (Ready), принятых от приемника.

Фиг. 3В иллюстрирует приспособление к формату данных HPPI с фиг. 3А, согласно одному аспекту изобретения, для выполнения передачи видоеданных. Согласно изобретению пакт из пачек данных соответствует либо полному кадру изображения, либо его прямоугольному подразделу, называемому окном. Пакет включает две или более пачек. Первая пачка определяется как пачка заголовка и содержит родовую информацию об устройстве HPPI, заголовок HPPI, а также информацию о видеоданных, называемые здесь заголовком изображения. Остаток пачки заголовка в настоящее время не используется.

После пачки заголовка находятся одна или более пачек данных, содержащих данные об элементах изображения. Данные об элементах изображения организуются в растровый формат, то есть самый левый элемент изображения верхней строки развертки экрана является первым словом первой пачки данных. Это упорядочение продолжается до последнего элемента изображения последней строки развертки. Последняя пачка дополняется пробелами, если это требуется, до полного размера. Каждое слово данных содержит для конкретного элемента изображения по 8 бит информации красного, зеленого и голубого цвета (RGB). Остающиеся 8 бит каждого 32-битного слова данных могут использоваться в зависимости от индивидуальных потребностей. Для систем, способных линейно смешивать два изображения, дополнительные 8 бит могут использоваться для того, чтобы нести клавиатурные или алфавитные данные для определения вклада каждого вводимого изображения в получающееся в результате выводимое изображение. Другое использование части дополнительных 8 бит каждого слова данных состоит в приписывании двух дополнительных бит каждого цвета для кадровых буферов, способных поддерживать 10 бит данных красного, зеленого и голубого цвета (RGB). Кроме того, может использоваться некоторое число методов упаковки данных, в которых дополнительные 8 бит каждого слова используются для увеличения эффективной способности передачи изображений HPPI на одну треть при использовании изображений с 24 битами на элемент изображения.

Фиг. 4 иллюстрирует более подробно организацию заголовка изображения с фиг. 3В. Битовый адрес HPPI, которому соответствует конкретные рабочие станции 18, - это первое слово заголовка изображения. При том, что слово данных имеет длину 32 бита, может специфицироваться самое большее 32 отличающихся от других адреса рабочих станций. После слова битового адреса HPPI находится управляющее слово или слово состояния, используемое для связи конкретной информации изображения или пакета с рабочей станцией. Оно включает бит для указания того, сжимаются ли элементы изображения (С), бит для указания, является ли связанный пакет последним (L) пакетом данного кадра (EOF), и сигнал прерывания (Interrupt - I) действует как сигнал ATTENTION (ВНИМАНИЕ). Последние два слова заголовка изображения (X-DATA (ДАННЫЕ X) и Y-DATA (ДАННЫЕ Y)) содержат информацию о размере (длине) и ячейке (смещении) для направлений x и у изображения. Например, если пакет несет полный экран данных об элементах изображения, и длина для x, и длина для у могут равняться 1024 для экрана с разрешением 1024х1024, а оба смещения равны нулю. Если пакет вместо этого несет видеоданные, относящиеся к окну на экране дисплея, длины направлений x и y указывают размер окна, а два смещения указывают положение левого верхнего угла окна относительно точки экрана. Обычно опорной точкой экрана служит самый верхний и левый элемент изображения.

Фиг. 5 - это блок-схема, показывающая порт гирляндой цепи рабочей станции 18. Функциональные блоки содержат входные регистры 30, систему фазовой автоматической подстройки тактовой частоты (PLL) 32, средство контроля четности и/или связанный с длиной или продольный контроль с помощью избыточных кодов 34, память типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) 36, блок сравнения адреса HPPI 38, очередь готовности 40 и регенератор 42.

Входные регистры 30 включают первый набор D-регистров 30a, синхронизируемые инвертированным входным устройством синхронизации HPPI (CLKi), с тем, чтобы сохранить биты принимаемых данных (D<31:0>), биты контроля четности (P<3: 0>) и управляющие биты (REQUEST) (ЗАПРОС), РАСКЕТ (ПАКЕТ) и BURST (ПАЧКА)) для каждого цикла инвертированного входного устройства синхронизации HPPI (CLKi).

Информация о данных, информация контроля четности и управляющая информация сохраняются также во втором наборе D-регистров 30b, который синхронизируется выходным синхронизирующим устройством (CLKo). CLKo стабильно по частоте и по фазе и синхронизируется с CLKi посредством PLL 32 для гарантии того, что CLKo сохраняет конкретное фазовое соотношение с CLKi при данном ограниченном отклонении частоты CLKi. PLL 32 таким образом предохраняет от изолированных, отсутствующих или дополнительных входных синхронизирующих устройств, так как PLL 32 относительно нечувствительна к кратковременным нестабильностям входного сигнала.

После D-регистров CLKo следует детектор 34 связанного с длиной или продольного контроля с помощью избыточных кодов и/или контроля по четности, блок сравнения адреса HPPI 38 и буфер памяти типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) 36. Детектор связанного с длиной или продольного контроля с помощью избыточных кодов и/или контроля по четности 34 порождает маскируемое прерывание по сигналу об ошибке для процессора рабочей станции 18 (не показан), который, как сказано выше, сообщает о появлении ошибки обратно обслуживающему устройству 12 через локальную сеть 26. Рабочая станция 18 может также запрашивать через локальную сеть 26 повторную передачу принятого с ошибкой пакета видеоданных. Особое значение для детектора связанного с длиной или продольного контроля с помощью избыточных кодов и/или контроля по четности 34 представляют ошибки, происходящие в пачке заголовка, так как они могут разрушать полезные данные, находящиеся в это время в кадровом буфере FB 18a. Поэтому контроллер типа "первый пришел - первым обслужен" (FIFO) 36 связывается с выходом сигнала ERROR (ОШИБКА) посредством детектора связанного с длиной или продольного контроля с помощью избыточных кодов и/или контроля по четности 34 для предотвращения записывания видеоданных в память типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) 36, если обнаруживается ошибка пачки заголовка.

Также делается ссылка на блок-схему с фиг. 9 для последующего обсуждения работы приемного и выходного портов рабочей станции. Блок сравнения адреса HPPI 38 утверждает сигнал внутреннего соединения (INTCNCT), если в слове битового адреса приходящего пакета обнаруживается адрес для рабочей станции 19 (фиг. 4). 5-битный код адреса удерживается перезаписываемым регистром в блоке сравнения 38, причем 5-битный код является перезаписываемым процессором рабочей станции 18. 5-битный код идентифицирует, какие из 32 битов слова битового адреса соответствуют рабочей станции. Посредством локальной сети LAN 26 и процессора рабочей станции 18 обслуживающее данные устройство 12 отпирается для динамической реконфигурации адресов HPPI рабочих станций 18. Это является полезной особенностью изобретения, при которой рабочие станции 18 могут добавляться к гирляндной цепи HPPI II или убираться из нее с минимальной задержкой.

Утверждение сигнала INTCNCT (без ошибки заголовка) для контроллера типа "первый пришел - первым обслужен" (FIFO) 36a отпирается записывание пачек данных из пакета в память типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) 36. Память типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) 36 имеет емкость для сохранения N пачек данных. Данные извлекаются из памяти 36 посредством сигнала RDCLK, порождаемого рабочей станцией 18. Извлекаемые данные передаются кадровому буферу 18a для просмотра. Когда в памяти типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) есть место для полной пачки из 256 слов, контроллер типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) 36a выдает сигнал внутренней готовности (INTREADY).

В случае общепринятого приемника HPPI сигнал готовности (Ready) сразу же посылается обслуживающему устройству. Однако относящийся к изобретению приемник 14b гирляндной цепи HPPI работает по-другому. Точнее, сигнал INTREADY помещается в очередь внутренней готовности 40. Параллельно с работой детектора 34, блока сравнения адреса 38 и памяти FIFO 36 сигналы входных данных HPPI, сигналы четности и управляющие сигналы синхронизируются во втором наборе D-регистров 30b посредством CLKo. Выходные сигналы этих регистров и буфферизованного CLKo подаются к выходному порту 20 и возбуждают расположенное дальше расширение шины HPPI через набор выходных регистров 44.

Следует заметить, что выходные регистры 44 необязательны. Однако их использование предпочитается с тем, чтобы минимизировать битовый сдвиг и сохранить временные допуски спецификации HPPI-PH для находящихся далее приемников HPPI 14b
Фиг. 6 более подробно иллюстрирует очередь готовности 40 и логическую схему регенерации соединения или готовности 42 с фиг. 5. Как упоминалось ранее, одна функция очереди готовности 40 состоит в сохранении сигналов внутренней готовности, которые порождаются контроллером типа "первым пришел - первым обслужен" FIFO) 36a. Сигналы INTREADY сохраняются в блоке INTQUEUE 46, который предпочтительно осуществляется с 64 ячейками однобитной (64х1) памятью типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO). Другая часть очереди готовности 40 - это очередь внешней готовности (EXTQUEUE) 48, которая сохраняет поступающие сигналы готовности (Ready), принимаемые от находящихся далее приемников 14b. EXTQUEUE 48 тоже предпочтительно осуществляется с 64х1 памятью типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO).

Как видно на фиг. 9, если нет расположенного далее приемника 14b, что указывается состоянием сигнала межсоединения HPPI от места назначения к источнику (CNCTD2S), регенератор готовности 50 сразу испускает сигнал готовности (Ready), когда он входит в INTQUEUE 46. Частота, с которой последний приемник 14b гирляндной цепи HPPI испускает сигналы готовности (Ready), определяется состоянием INTCNCT и скоростью, с которой опустошается связанная память данных типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO). Если INTCNCT является ложным, сигналы внутренней готовности (Internal Readys) выдаются контроллером FIFO 36a, когда сигнал пачки (Burst) HPPI переходит из истинного состояния в ложное, то есть в конце сигнала пачки. Если INTCNCT является истинным, сигналы внутренней готовности выдаются только тогда, когда в памяти типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) нет достаточного места для принятия другого сигнала пачки (Burst). Последняя рабочая станция 18L гирляндной цепи HPPI является, следовательно, источником всех каскадных сигналов готовности (Resdy).

Находящиеся ранее рабочие станции, то есть станции, которые вставляются между обслуживающим устройством 12 и последний рабочей станцией 18_l, задерживают выдачу сигнала готовности (Ready) до тех пор, пока порожденный вовне сигнал готовности (Ready) сохраняется в EXTQUEUE 48. При истинном CNCTD2S и если INTQUEUE 46 тоже содержит сигнал готовности (Ready), обе очереди считаются готовыми и сигнал готовности (Ready) посылается регенератору 42 для передачи находящемуся ранее приемнику 14b.

Следовательно, для рабочих станций 18, которые помещаются промежуточно в гирляндной цепи HPPI II, порожденные внутри сигналы готовности (Ready) взаимно-однозначно сопоставляются с поступающими, порожденными вовсе сигналами готовности (Ready). Это гарантирует, что сигналы пачек (Burst), каскадирующие далее по гирляндной цепи, остаются синхронизированными с показаниями готовности (Ready) всех рабочих станций 18.

Частота, с которой выдаются сигналы готовности (Ready), определяется готовностью памяти типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) 36 на каждой адресованной рабочей станции 18. Рабочая станция 18 ,имеющая самую медленную скорость считывания памяти FIFO 36, тем самым задает темп сети и определяет, когда сигналы готовности (Ready) каскадируют назад.

Назначение регенератора соединения и/или готовности (Connect/Ready) 42 двояко. Во-первых, импульс регенератора готовности (Ready) 50 формирует выходящий сигнал готовности (Ready) для того, чтобы сохранить спецификации HPPI-PH для этого сигнала. Регенератор готовности 50 осуществляется как сдвиговый регистр и гарантирует, что ширина выходящего сигнала готовности (Ready) составляет восемь 25-мегагерцевых тактовых периодов. Выход конечного счета (Tc) регенератора готовности 50 действует также для синхронизации выходных портов запоминающих устройств типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) INTQUEUE и EXTQUEUE 46 и 48. Во-вторых, сигнал соединения (Connect), который выдается каждой рабочей станцией в ответ на сигнал запроса (Request) от обслуживающего устройства 12 (фиг. 8), тоже каскадирует обратно от последней рабочей станции 18 к обслуживающему устройству 12. Сигнал соединения (Connect) оповещает обслуживающее устройство 12, что могут начаться пакетные передачи. Регенератор соединения (Connect) (на фиг. 6 не показан) переформирует передний фронт сигнала соединения (Connect) и стробирует внутренний сигнал соединения (Connect) приходящим внешним сигналом соединения (External Connect) от расположенной далее рабочей станции 18.

Следует заметить, что число сигналов готовности (Ready), выдаваемых обслуживающему устройству 12 при поступлении сигнала соединения (Connect), определяется рабочей станции 18, имеющей наименьший объем запоминающего устройства типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) 36. Например, если последняя рабочая станция способна принять 63 пачки данных и выпустила 63 сигнала готовности (Ready) после соединения, промежуточная рабочая станция 18, имеющая память FIFO 36 размеров только в одну пачку, сохраняет 62 из поступающих 63 сигналов готовности (Ready) в своей EXTQUEUE 48. Первый из 63 поступающих внешних сигналов готовности (External Ready стробируется одним сигналом внутренней готовности (Internal Ready( и проходит назад.

Фиг. 7 - это блок-схема одного из устройств повторителя сигналов HPPI 24, используемого для увеличения кабельных расстояний между портами HPPI более 25 м. Устройство повторителя сигналов 24 может использоваться для преодоления ограничений расстояния между любыми двумя устройствами HPPI независимо от того, соединены они в конфигурацию гирляндной цепи или общепринятым образом HPPI от пункта к пункту. Блок повторителя сигналов 24 может также использоваться для временной замены или параллельного обхода включенной в гирляндную цепь рабочей станции 18, которая в настоящий момент не работает. Кроме того, как показано на фиг. 1, сети, использующие закольцовывающую конфигурацию, могут использовать одни или несколько блоков повторителя сигналов 24 для дублирования выходящего кабельного канала в возвратном пути к обслуживающему устройству 12, посредством этого минимизируя ограничения на размещение рабочих станций.

Как можно видеть на фиг. 7, блок повторителя сигналов 24 содержит выходные буферы 30a, выходные буферы 44, систему фазовой автоматической подстройки частоты (PLL) 32 и регенератор соединения и/или готовности (Connect Ready) 42 с фиг. 6 для входа в линии данных, линии контроля по четности и шины управления HPPI, для повторной синхронизации этих сигналов и для их передачи к следующим блоку повторителя сигналов 24, рабочей станции 18 или обслуживающему устройству 12.

Фиг. 2 иллюстрирует дальнейшую топологическую схему гирляндной цепи HPPI, согласно которой передача данных происходит каскадно от одной рабочей станции 18 к другой через одиночный канал HPPI 30 с использованием пакетного формата, показанного на фиг. 3 и 4. Сетевые протоколы и механизмы HPPI осуществляется в каждой рабочей станции 18, которая минимально поддерживает приемник HPPI 14b и передатчик HPPI 16b для передачи данных дальше. Как уже обсуждалось ранее, сигналы квитирования установления связи HPPI Ready (готовность) и Connect (соединение) передаются от расположенных дальше рабочих станций 18 к рабочим станциям, находящимся раньше. Рабочие станции 18 соединяются в кольцевую конфигурацию, такую, что любая рабочая станция 18 может служить источником данных для любой другой рабочей станции 18 или для всех других рабочих станций 18. Конфликт по поводу доступа в канал HPPI разрешается, используя связи через медленнодействующий путь локальной сети LaN 26.

Топологическая схема, иллюстрируемая на фиг. 2, требует минимальной дополнительной аппаратуры в дополнение к приемнику HPPI 14b и передатчику 16b в каждой рабочей станции 18.

Хотя воплощение с фиг. 2 хорошо подходит для его подразумеваемого использования, в приложениях, где обслуживающее данные устройство 12 представляет или по-другому порождает видеоданные для некоторого числа работающих только на прием графических рабочих станций, гирляндная цепь HPPI упрощается заменой передатчика HPPI 16b в рабочих станциях 18 относительно простым выходным портом 20, как изображено на фиг. 1 и 5. Выходной порт 20 нуждается только в защелкивании данных и управляющих сигналов от порта приемника 14b до повторной синхронизации сигналов для соответствия спецификациям HPPI. Этот проход, таким образом, обеспечивает экономичное решение для быстрой передачи больших файлов видеоданных от одной рабочей станции к другой. Таким образом, в настоящее время предпочитается воплощение с фиг. 1 и 5, которое подробно описывается выше.

Альтернативные топологические схемы сети, такие как звездообразно-ядерная конфигурация, посредством которой каждая рабочая станция 18 соединяется с централизованным ядром и производит передачи данных, направляемые ядром, тоже входят в объем изображения, но требуют существенного количества дополнительных схем для реализации ядра.

На основании предыдущего описания изобретения можно видеть, что доктрина изобретения обеспечивает то, что трансляционный, многопунктовый и однопунктовый режимы передачи являются прозрачными для каждого из приемников видеоданных и выполняются, используя одни и те же схемы. Кроме того, при использовании передаваемых к гирляндной цепи сигналов готовности (Ready) в сети могут существовать много пакетов данных, и приемники с различного размера буферами данных типа "первым пришел - первым обслужен" (FIFO) могут соединяться друг с другом без утраты синхронизации. Не требуется никаких специализированных контроллеров шин и не является необходимым никакое разрешение конфликтов, как в случае с многими методами связи. Не требуются приемниками видеоданных для доступа к каналу связи, в котором отдельно обеспечиваемая локальная сеть (LAN) 26 может использоваться для посылки сигнала состояния или другой информации обслуживающему данные устройству 12. Кроме того, только управляющие сигналы канала связи, такие как Ready (готовность), гирляндно сцепляются через приемники видеоданных. Другие сигналы, такие как сигналы 32-битной шины данных, дублируются или, в случае схемы синхронизации, восстанавливаются. В таком случае полного передатчика в каждом приемнике видеоданных не требуется, хотя он может обеспечиваться как в воплощении, показанном на фиг. 2. Если один из приемников видеоданных берется автономным, внешний сигнал готовности (Ready) все еще порождается автономным устройством, обеспечивая этим логический шунт.

Хотя все описывалось в контакте спецификации сопряжения HPPI, следует оценить, что для этой спецификации можно сделать изменения, приводящие к тому же самому результату. Кроме того, для реализации преимуществ этого изобретения могут использоваться другие стандартные или другие специально предназначенные протоколы связи, основанные на пакетах параллельных слов.

Таким образом, хотя изобретение было в частности показано и описано по отношению к его предпочитаемому воплощению, специалистам будет понятно, что в нем можно делать изменения формы и подробностей без выхода за пределы объема и духа изобретения.

Изобретение относится к системе и способу быстрой передачи больших блоков видеоданных. Система передачи данных изображения по каналу связи содержит источник данных изображения, по крайней мере два приемника данных изображения, каждый из которых содержит порт и выходной порт, генератор. Способ передачи данных изображения заключается в том, что обеспечивают однопунктовый, многопунктовый или трансляционный режим передачи видеоданных. Техническим результатом является создание быстродействующих, обладающих высокой способностью параллельных каналов связи для одновременной передачи видеоданных от обслуживающего устройства изображений к множеству рабочих станций, а также использование множества рабочих станций при получении видеоданных от устройства обслуживания видеоданных и для передачи сигналов управления каналов связи обслуживающему устройству. 2 с. и 12 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Система передачи данных изображения по каналу связи (11) от источника (12) данных изображения на по крайней мере два приемника (18) данных изображения, которые последовательно подключены к каналу связи (11), отличающаяся тем, что каждый приемник (18) данных изображения имеет порт (14b) приемника и выходной порт (20), соединенный с портом приемника (14b) следующего приемника (18) данных изображения в цепочке приемников данных изображения, при этом каждый приемник (18) данных изображения включает в себя генератор (18a) для генерации сигнала способности принимать данные от источника (12) и порт (14b) приемника для приема сигнала способности приемника (18) данных изображения, находящегося дальше в цепочке приемников данных изображения, принимать данные. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что источник (12) включает в себя передатчик (16a) слов данных на канал связи (11). 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что передатчик (16a) включает в себя схемное устройство (26) для утверждения сигнала запроса на канале связи, схемное устройство (26) для приема сигнала соединения от канала связи (11), схемное устройство (26) для утверждения сигнала пакета на канале связи (11) и схемное устройство (26) для передачи слов данных как пачек слов данных во время утверждения сигнала пакета. 4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что каждый из приемников (18) данных изображения включает в себя схемное устройство (26) для определения того, описывает ли информация приемник (18) данных изображения как приемник для приема других пачек. 5. Система по любому из пп. 1 - 4, отличающаяся тем, что каждый из приемников (18) данных изображения включает в себя первое средство очереди (30a) для сохранения сформированного указания способности принимать данные от источника (12) и второе средство очереди (30b) для сохранения принятого сигнала, указывающего способность находящегося дальше приемника (18) данных изображения принимать данные от источника (12). 6. Способ передачи данных изображения через передающий канал от источника данных к по меньшей мере одному приемнику, который последовательно связывают с каналом связи, отличающийся тем, что внутренний сигнал готовности формируют в каждом из приемников данных изображения, сохраняют внутренний сигнал готовности, определяют, сформировал ли следующий в направлении потока данных приемник данных изображения, если он есть, внутренний сигнал готовности, указывающий, что следующий в направлении потока данных приемник данных изображения готов принимать данные, если же следующий в направлении потока данных приемник данных изображения отсутствует, формируют внешний сигнал готовности и выполняют то же самое для предшествующего в направлении потока данных приемника сигнала данных, если он есть, а если его нет, подают внешний сигнал готовности в источник, если же следующий в направлении потока данных приемник данных изображения не сформировал внешний сигнал готовности, ожидают до тех пор, пока следующий в направлении потока данных приемник данных изображения сформирует внешний сигнал готовности, а если следующий в направлении потока данных приемник данных изображения уже сформировал внешний сигнал готовности, формируют внешний сигнал готовности и ту же операцию осуществляют с предшествующим в направлении потока данных приемником данных изображения, а если его нет, то подают внешний сигнал готовности в источник. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что принимают внешний сигнал готовности, передают информацию на канал связи для адресации по крайней мере одного приемника данных изображения и принимают информацию, переданную от канала связи, с каждой информацией адресуемых приемников данных изображения. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что во время передачи передают пачку данных, состоящую из слов данных, причем по меньшей мере одно из слов описывает слово адреса, состоящее из набора битов, отдельные из которых, при подтверждении, идентифицируют один из приемников данных изображения. 9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что во время приема информации определяют, подтверждается ли конкретный из битов, который описан спецификатором сохраненного бита адреса и, если это так, формируют сигнал, который указывает, что приемник данных изображения адресован. 10. Способ по любому из пп. 6 - 9, отличающийся тем, что при определении того, сформировал ли следующий в направлении потока данных приемник данных изображения внешний сигнал готовности, принимают внешний сигнал готовности от следующего в направлении потока данных приемника данных изображения и сохраняют принятый внешний сигнал готовности в приемнике данных изображения. 11. Способ по любому из пп. 6 - 10, отличающийся тем, что в ответ на прием другого принятого внешнего сигнала готовности источником данных изображения передают данные изображения на канал связи как пачку, состоящую из набора слов данных, каждое из которых описывает характеристики по меньшей мере одного минимального элемента изображения. 12. Способ по любому из пп. 7 - 11, отличающийся тем, что во время приема информации от канала связи сохраняют информацию в буфере типа "первым пришел-первым обслужен" (FIFO). 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что с помощью одного из приемников данных изображения определяют, имеет ли память для запоминания данных достаточное число неиспользованных ячеек памяти для пачки данных, имеющих предварительно определенное число слов данных. 14. Способ по любому из пп. 7 - 13, отличающийся тем, что во время передачи информации передают набор слов данных, который описывает размеры и местоположение окна дисплейного изображения, причем каждый набор слов данных содержит 32 бита, а характеристика описанных минимальных элементов изображения требует 24 бита для описания красного, зеленого и синего цветов минимальных элементов изображения, остальное количество битов каждого набора слов данных описывает значение, используемое для смешения элемента изображения с другим элементом изображения, причем предварительно определенное число слов данных равно 256.