Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали Советский патент 1984 года по МПК G06F9/50 G06F13/372 

Изобретение относится к вычисли тельной технике, в частности к прио ритетным устройствам обмена, и може быть использовано в расположенных н значительном расстоянии друг от дру га вьйчислительных системах, управля ющих доступом к некоторому общему ресурсу. Известные устройства для подключения абонентов к общей магистрали, содержащие-блок управления.кольцевы опросом, формирователь сигнала обме на, элемент ИЛИ, управляющие шины, .блок управления срочных управлений, позволяют производить опрос и обслу живание заявок по кольцу. При наличии заявок генератор сиг нала опроса в младшем канале вырабатывает сигнал кольцевого опроса всех каналов. Достигнув канала, в котором имеется заявка, сигнал опро са подключает на определенное время источник информации к магистрали и после завершения обмена распространяется дальше, пока не достигнет канала, в котором он выработался fl и 2 . Основной недостаток этих устройств - значительное время задержек от конца одного сеанса до начала другого, зависяоцее линейно от числа подключенных равноприоритетных каналов, низкая пропускная cntiсобность и возможность ложного подключения двух источников. , Известное устройство, содержащее в каждом канале логические элементы запоминающее устройство, схему управ ления, а также узел обработки значений в виде многоразрядного ксялпаратора, обеспечивает повышенную скорость обработки приоритетов за счет параллельного выполнения сравне ния многих приоритетных критериев системы З .Однако приоритетная .обработка осуществляется путем посл довательного сравнения зйачений дноич но-к одирова нных раз рядов приоритетных критериев и их дополнений.с соответствующими значениями двсжчнокодированных разрядов критерия и его дополнения данного канала. Peaлизация данного способа при боль- шом числе каналов является достатЬчно медленной и требует больших аппаратных затрат и большого числа шин общей магистрали. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали, содержащее в каждом канале регистр, группу элементов И, блок управления, два дешифратора, два коммутатора, сумматор по модулю 2,пркчем выходы регистра соединены с первыми в-ходами группы элементов И, выходы которых подключены к общей магистрали, первый вход блока уп- : равления канала соединен с запросным входом устройства, второй входс тактовым входом устройства,вход регистра соединен с кодовым входом устройства, группа выходов блока управления соединена со входами дешифраторов, группы выходов которых соединены группами входов коммутатора, информационные входы первого коммутатора подключены к общей магистрали, информационные входы второго ксжмутатора соединены с .выходами регистра, выходы коммутаторов каналов через сумматор по модулю 2 соединены с третьим входсян блока управления, выход которого соединен с вторыми входами элементов И. С помощью известного устройства каждый абонент может выставить в общую магистраль свой адрес, при этом в общей магистрали устанавливается результирующее число монтажного ШШ. Затем в каждом канале ,йроизводится поразрядное последовательное сравнение адреса канала и кодав общей магистрали. Число шагов обработки равно числу разрядов адреса. Если результат сравнения в одном из разрядов равен нулю, то к адресной части общей магистрали подключен канал с более высоким приоритете и после сортветстеующих операций адрес канала с м.еньшим ngHоритетом отключается от общей магистрали. Если результат сравнения во всех разрядах равен единице, то данный абонент имеет наибольший приоритет и оказывается подключеннным к общей магистрали 4J . Недостаток данного устройства состоит в необходимости большого числа шин общей магистрали равных числу разрядов адреса. Данный недостаток является весьма существенным, когда требуется соединить большое число абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, так так как при распространении сигналов по магистрали имеет место затухание сигналов и явление перекоса, обусловленное различием параметров шин общей матистрали, что требует введения специальных зйдержек при совместной обработке внутренних сигналов и сигналов, поступающих с общей магистрали. Кроме того, время, затрачиваемое на подключение абонентов к общей магистрали зависит от числа разрядов адреса, равно сумме времен, затрачиваемых на последовательное сравнение каждых разрядов, т.е. эквивалентно времени сравнения последовательно передаваемых разрядов адреса абонен1| та. Кроме того, в данно устройствеJ

возможно ложное подключение абонентов к общей магистргши в тех случаях, когда запросы поступают в абоненты в процессе подключения других абонентов, на которые запросы поступили несколько раньше, так как на шинах общей м&гистрали устанавливается результирующее число монтажного ИЛИ с учетом адреса вновь подключенного абонента.

Цель изобретения - повышение надежности за счет упрощения передающей среды и исключения возможности ложного подключения абонентов к общей магистрали. ;

Поставленная цель достигается тем, что многоканальное устройство дЛя подключения абонентов к общей магистрали, содержащее в каждом канале первый элемент И, первый счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первый тригг-ер, вход установки в единицу которого соединен с запросным входом канала, группа информационных входов регистра соединена с кодовым входом канала, выход первога . элемента И соединен с общей магистралью устройства,дополнительно содержит в каждом канале второй, третий и четвертый триггеры, второй третий и четвертый элементы И,второй счетчик, элемент НЕ, вход которого соединён с общей магистралью канала, входсял установки в единицу второго триггера и первым входом элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И, с первым входом первого элемента И и с управляющим входом первого-триггера, вход установки в нуль которого соединен с информационйлм выходом первого счётчика, с входами установки в нуль йторого и четвертого триггеров и с входом установки в единицу третьего триггера, управляющий вход KOTOIрого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым информацирнньп выходом второго счетчика, счетный вход которого соединен с выход1%1 второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых И1«1ульсов и с счетным входом четвертого триггера, управляющий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с нулевым вы ходом второго триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, второй вход элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ соединен с выходом первого элемента И,

второй вход которого соединен с выхдом старшего разряда регистра и с входом младшего разряда регистра, вход синхронизации которого соединен с вторым информационным выходом второго счетчика и счетным входом первого счетчика, выход четвертого триггера соединен с третьим входе первого элемента И, второй-и третий входы третьего элемента И соединеньг соответственно с выходсяч элемента НЕ и с выходе первого триггера.

На чертеже приведена конструктивная схема канала устройства. .

Каждый канал устройства содержит запросный вход 1, первый триггер 2, генератор тактовых импульсов 3, элемент НЕ.4, второй триггер 5, четвертый триггер 6, второй элемент И 7, второй счетчик 8, первый счетчик 9, регистр 10, первый элемент И 11, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 12, третий триггер 13, третий элемент И 14, четвертый элемент И 15, кодовый вход 16. Все каналы устройства подключены к общей магистрали 17.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент триггеры 2,5 и 6, счетчик 8 и..с.четчик 9 всех абонентов, подключенных к магистрали, установлены в нулевое состояние, триггер 13 - в единичное состояние (цепи установки на сх&ле не показаны) , при этом на общей магистрали 17 имеет место нулевой потенциал. В регистр 10 записывается адрес данного абонента в виде t -разрядного двоичного числа, соответствующего критерию его приоритета на подключение, при этом старший разряд адреса у всех абонентов является единичным. Запросы на приоритетное обслуживание абонентов поступают на вход 1.

Предположим, что запросы на вход 1 поступают одновременно в нескольких абонентах, при этом в данных абонентах триггеры 2 устанавливаются в единичное состояние одновременно. Наличие е;диничных потенциалов на двух других входах элемента И 14, соединенгапс соответственно с выходом элемента НЕ 4 и нулевым выходе триггера 5, позволяет первым тактовым импульсом с выхода генератора тактовых импульсов 3, поступившим на счетный вход триггера 6 после установки триггера 2 в единичное состояние, установить триггер 6 также в единичное состояние, при этом через элемент И 11 на общую магистраль 17 начинает поступать единичный бит старшего разряда гщреса данного абонента, передним фронтом которого триггера 5 всех абонентов, подключенных к магистрали 17 устанавливаются в единичное состояние и

разрешают прохождение тактовых импульсов через элемент И 7 на вход счетчика 8 во всех абонентах, подключенных к магистрали 17.

Таким образом, после поступления единичного бита в общую магистраль 17 хотя бы от одного абонента во всех абонентах начинается счет тактовых импульсов счетчиком 8, определяющим время нахождения одного бита адреса абонейта в магистрали, и счетчиком 9, определяющим время, необходимое для выдачи в магистраль адреса абонента, в который поступил запрос. В.случае одновременного поступления запросов в нескольких абонентов при наличии свободной общей магистрали 17 последовательность бит адресов данных абонентов начинает поступать на общую магистраль одновременно, при этом на общей магистрали устанавливается результирующий потенциал монтажного ИЛИ. С помощью элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 12 осуществляется сравнение бита, передаваемого данным абоненте,и бита, который находится в данный момент в общей магистрали. Время распространения переднего фронта каждого бита в магистрали учитывается счетчиком 8, на первом информационном выходе которого формируется импульс через промежуток времени, который выбирается несколько большим переходных процессов в магистрали.

Если потенциал бита, передаваемого данным абонентом, совпадает с потенциалом в общей магистрали, то на выходе элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 12 формируется единичный потенциал и импульсом с первого информационного выхода счетчика 8 триггер 13 устанавливается в единичное состояние и разрешает выдачу следующего бита адреса в общую магистраль через элемент И 11. Выдача следующего бита адреса осуществляется сдвигом информации в регистре 10 импульсоУ с выхода счетчика 8,при этом в предьщущий бит адреса переписывается в освободившуюся ячейку регистра 10, а счетчик 9 подсчитывает импульс со второго информационного счетчика 8.

После установления потенциала последующего переданного бита элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 12 сравнивает передаваемый бит и бит, находящийся в данный момент в общей магистрали 17, а импульсом с первого информационного выхода счетчика 8 в триггер 13 записывается результат сравнения. Если в момент формирования импульса на первом информационном выходе счетчика 8 на выходе элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, 12 имеет место нулевой потенциал, то в данный

момент в магистраль выставлю: .абонент, имеющий более высокий потен- циал бита в данном разряде, т.е. имеющий более высокий приоритет на подключение, поэтому, триггер 13 устанавливается в нулевое состояние, самоблокируется через элемент И 15 и запретцает выдачу следующих младших бит адреса данного абонента, при этом счетчик 9 по-прежнему считывает число импульсов со второго информационного выхода счетчика 8 , а в регистре 10 осуществляется кольцевой сдвиг информации. Если все биты адреса абонента, передава5 емые в магистраль совпадают с битами в магистрали в момент формирования импульса на первом информационном выходе счетчика 8, то данный абонент имеет самый высокий приори0 тет на подключение к общей магистрали и является единственным абонентом, подключенным к магистрали. В момент сравнения самых младших бит адреса триггер 13 у данного абонен5 та по-прежнему остается в единичном состоянии и после формирования последнего импульса на втором ин- формационнсал выходе счетчика 8 в регистре 10 будет вновь записан

0 адрес данного абонента, а счетчик 9 подсчитает число импульсов, соответствукшщх числу переданных разрядов адреса абонента и установит триггеры 2, 5 и 6 в нулевое состояние, а

5 триггер 13 - в единичное состояние, т.е. запрос на подключение абонента к общей магистрали будет снят. В остальных абонентах после заполнения емкости счетчика 8 в нулевое состояп ние будут установлены только триггеры 5 и 6, а триггер 2 будет находится в прежнем состоянии, так как на его управляиадем входе, соединенном в выходом триггера 13, в данный момент имеет место нулевой потенци ал. После передачи в майРистраль последнего бита адреса абонента и установки триггера 5 в нулевое состояние триггеры 6 тех абонентов, в которых находятся запросы на подключение к

0 магистрали,- вновь устанавливаются в единичное состояние и процесс занятия магистрали повторяется вновь.

Если в абоненте в момент начала занягтия магистрали другими абонента5 ми нет запроса на подключение, то в .данном абоненте триггер 13 устанавливается в нулевое состояние, а с псающью счетчиков 8 и,. 9 осуществляется определение времени, необ0 ходимого для занятия магистрали другими абонентами, в которые поступили запросы. Если запросы на подключение поступают в абоненты в момент определения приоритета подключения або5 нентов, на которые запросы поступили

в более раннее время, то данные запросы записываются в триггер 2 и не нарушают процесса определения приорит тета на подключение щ)угих абонентов, так как триггеры 5 всех абонентов в данный момент находятся в единичном состоянии, блокируют установку триггера 6 в единичное состояние и запрещают выдачу в магистраль адре са абонента с вновь поступившим запросом до полного окончания npesmaдущего цикла занятия общей магистрали 17.

Предложенное устройство в отличие от прототипа позволяет сократить .числю шин в общей магистрали.

Уменьшение числа шин общей магистрали является весьма существенным при соединении большого числа абоментов,а также абонентов, расположенных на значительном.расстоянии друг от друга, и дает возможность

значительно уменьшить расходы на осуществление связей между абонента-ми, уменьшить диаметр передающего кабеля, исключит возможность неодинакового распространения сигналов по различным провод 1М, вызванного некоторыми различиями в диа метре и структуре кабеля (исключить явление перекоса при распространении сигналов). Кроме того, в данном устройстве исключена возможность начала подключения абонентов к общей магистрёши в случаях, когда запросы на йодключение поступают в моменты занятия общей магистрали другими абонентами, в которые запросы поступили несколько раньше. Это позволяет исключить возможность ложного подключенияабонентов к общей магистрали. Таким образом, предлагаемое устрсяйство обладает большей надежностью по сравнению с прототипом.

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ОБЩЕЙ МАГИСТРАЛИ, содержащее в каждом ка-, нале первый элемент И, регистр,пер-вый счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первый триггер, вход установки в единицу которого соединен с запросным вводом канала, группа информационных входов регистра соединена с кодовым входом канала, выход первого элемента И соединен с общей ма-, гистралью устройства, о т л и чаю щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности путем упрощен ния передающей среды и исключения возможности ложного подключения абонентов к общей магистрали, оно дополнительно содержит в каждом канале второй, третий и четвертый триггеры, второй, третий и четвертый элементы И, второй счетчик, элемент НЕ, вход которого соединен с общей магистралью канала, входе, установки в единицу второго триггера и первым входом элемента ЭКВИВА- ЛЕНТНОСТЬ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, с первым входом первого элемента И и с управляющим входом первого триггера, вход установки в нуль которого соединен с информационным выходом первого счетчика, с входами установки в нуль второго и четвертого триггеров и с входом установки в единицу третьего триггера, управляющий вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым информационным выходсм второго счетчика, счетный (Л вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и со счетным входом четвертого триггера, управляющий вход которого соединен с выхсдсм третьего элемента И, первый вход которого соединен с нуле вым выходе второго триггера,единичный выход которого соединен с вторым .входсм элемента И, второй вход элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра и с входом младшего разряда регистра, вход синхронизации которого соединен с вторым информационным выходом второго счетчика и счетным входом первого счетчика, выход четвертого триггера соединен с третьим входом первого элемента И, второй и третий входы третьего элемента И соединены соответственно с выходом элемента НЕ и с выходом первого триггера.