Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали Советский патент 1984 года по МПК G06F9/50 G06F13/376 

Изобретение относится к вычислительной технике., в частности к приоритетным устройствам обмена, и может быть использовано в вычислительных системах, управляющих доступом к некоторому общему ресурсу .

Известны устройства для подключения абонентов к общей магистрали содержащие блок управления кольцевым опросом, формирователь сигнала обмена, элемент ИЛИ, управляющие шины, блок управления срочных сообщений, и позволяющие производить опрос и обслуживание заявок по кольцу.,

При наличии заявок генератор сигнала спроса в младшем канале вырабатывает сигнал кольцевого опроса всех каналов. Достигнув канала, в котором имеется заявка, си нал опроса подключает на определенное время источник информации к магистрали и после завершения обмена распространяется дальше, пока не достигнет канала, в котором он вырабатывался ij и 2j .

Основной недостаток этих устройств - значительное время задержек от конца одного сеанса, до начала другого, зависящее от числа подключенных равноприоритетных каналов, низкая пропускная способность и возможность ложного подключения двух источников.

Известное устройство, содержащее в даждом канале логические элементы, запоминающее устройство, сх му управления, а также узел обработки значений в виде многоразрядного компаратора, обеспечивает повьтшенную скорость обработки приоритетов за счет параллельного выполнения сравнения многих приорите ных критериев системы 21.

Однако приоритетная обработка осуществляется путем последовательного сравнения значений двоично-кодированных разрядов приоритетных критериев и их дополнений с соответствующими значениями двоично-кодированных разрядов критерия и его дополнения данного канала. Реализация данйого устройства при большом числе каналов является достато но медленной и требует больших.аппаратных затрат и бол ьшего чибла вин общей магистралиГ

Наиболее близким по технической сущности к пред.пагаемому 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, причем вы.ходы регистра соединены с первыми входами группы элементов

И, выходы которых являются выходами устройства и подключены к общей магистрали, первый вход блока управ ления канала соединен с запросным входом устройства, второй вход с тактовь м входом устройства, вход регистра соединен с кодовым входом устройства, группа выходов блока управления соединена с входами деишфраторов, группы выходов дешифраторов соединены с группами входов коммутатора, информационные входы первого коммутатора являются входами устройства и подключены к общей магистрали, информационные входы второго коммутатора соединены с выходами регистра, выходы коммутаторов каналов через сумматор по модулю 2 соединены с третьим входом блока управления, выход которого соединен с вторыми входами элементов И. В состав блока .управления входят триггер и счетчик счетный Вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов .

С помощью данного устройства каждый абонент может выставить в -общую магистраль свой адрес, при этом в общей магистрали устанавливается результирующее число проводного ИЛИ. Затем в каждом канале производится поразрядное последовательное сравнение адреса канала и кода в 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 приоритетом и после .соответствующих операций адрес канала с меньшим приоритетом отключается от общей магистрали. Если результат сравнения во всех разрядах равен единице, то данный абонент имеет наибольший приоритет и оказывается подключенным к общей магистрали 4j.

Недостаток известного устройства значительное время, затрачиваемое на подключение абонента к общей магистрали, так как процесс подключения абонентов основан на после довательном сравнении разрядов адреса данного абонента и соответствующего разряда общей магистрали. Кроме того, данный принцип подключения может привести к сбоям в тех случаях, когда запросы поступают в абоненты в процессе подключения других абонентов, на которые запросы поступили несколько раньше, так как на шинах общей магистрали устанавливается результирующее число проводного ИЛИ после сравнения нескольких разрядов адресов с учетом адреса вновь подключенного абонента.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет сокрашения времени подключения абонентов к обшей магистрали.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали содержащее в каждом каналеп -разрядный регистр, где И- число разрядов адреса абонента, первую группу ti-элементов И, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первый триггер, генератор тактовых импульсов счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, группа п-входов и группа п-выходовц -разрядного регистра соединена соответственно с кодовым входом канала устройства и с первыми входами ц-элементов И первой группы, введены в каждый канал группа п-элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, второй и т:ретий триггеры, элемент ИЛИ, вторую группу и-элементов И и третью группу (и-1) элементов И, каждый--i -й 1, 2...(п-1) элемент И которой имеет ( +1) входов, причем -е входы всех элементов И третьей группы соединены между собой, выход.(5 -го (,j 1,2...П) элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы соединен сj -м входом (in-l)-ro элемента И третьей группы (-1) элементов И, выход i -го элемента И которой соединен соответственно с первым входом m -го/m 2 3..,i) элемента И второй группы, выходьт всех элементов И которой соединены с общей магистралью устройства, первый вход первого элемента И второй группы соединен с выходом первого элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы, первый вход j -го элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ груйпы соединен соответственно с выходом )-го элемента И первой группы и с вторым входом j -го элемента И второй группы, третий вход которого соединен со входами установки в ноль первого и второго триггеров, с прямым выходом третьего триггера и с входом блокировки счетчика, выход переполнения которого соединен с входом установки в ноль третьего триггера, вход установки в единицу которого соединен с выходом элемента ИЛИ, j --Й вход которого соединен с вторым входом j -rt) элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы и с общей магистралью устройства, инверсный выход третьего триггера соединен с первым управляющим входом второго триггера, второй управляющий вход которого соединен с выходом первого триггера, управляющий вход которого соединен с выходом (п -1)-го элемента И третьей группы, выход второго триггера соединен с вторыми входами элементов И первой группы, счетный вход второго триггера

соединен с выходом генератора такт вых импульсов.

На чертеже приведена структурная схема одного канала предлагаемого устройства.

Каждый канал устройства содержит и -разрядный регистр 1, первую группу элементов И 2, вторую группу элементов И 3, группу элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4, третью группу элементов И 5, элемент ИЛИ б, третий триггер 7, счетчик 8, первый триггер 9, второй Триггер 10, кодовый вход 11, запросный вход 12, генератор 13 тактовых импульсов. Каждый канал устройства подключен к общей магистрали 14.

Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей матистрали работает следукяцим образом

В начальный помент триггеры 7,9 10,и счетчик 8 всех абонентов, подключенных к магистрали 14, установлены в нулевое состояние (гтепи установки по схеме не показаны), при этом на выходах элементов И 2 и 3 имеет место нулевой потенциал. На шинах общей магистрали 14 также имеет место нулевой потенциал, поэтому на выходах элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4, И 5 имеет место единичный потенциал. В регистр 1 записывается адрес данного канала в виде И -разрядного двоичного числа соответствующего критерию его приоритета на подключение. Запросы на приоритетное обслуживание поступают на вход 12 и устанавливают триггер 9 в единичное состояние.

Предположим, что запросы на вход 12 поступают одновременно в нескольких абонентах. Налич ие единичных потенциалов на управляющих входах триггеров 10 позволяет первым тактовым импульсам, поступившим с блока 13 после установки триггера 9 в единичное состояние, устан вить триггер 10 также в единичное состояние, при этом через элементы И 2 и 3 на шины общей магистрали 14 поступают адреса подключаемых каналов, где устанавливается результирующее число проводного ИЛИ которое поступает на первые входы элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4 в каждом канале. При поступлении адреса .абонента на общую магистраль 14 на выходе элемента ИЛИ б формируется единичный потенциал, который устана ливает триггер 7 в единичное состояние, счетчик 8 начинает подсчет тактовых импульсов до полного заполнения емкости счетчика, задающего время занятия магистрали 14 абонентом, имеющим в данный момент наибольший приоритет.

Выбор абонента с наибольшим приоритетом осуществляется следующим

образом. На первые входы элементов ЭКВ 1ВАЛЕНТНОСТЬ 4 во всех каналах поступает результирующее число проводного ИЛИ с общей магистрали 14, а на вторые входы элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4 в каждом канале поступает адрес данного канала с выходов элементов И 2, Элементы ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4 осуществляют поразрядно сравнение чисел. Если на выходе первого элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4 фор ,мируется нулевой потенциал, то к старшему разряду обшей магистрали 14 подключен абонент с более высоким приоритетом, чем данный. Наличие нулевого потенциала на выходе первого элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4 приводит к формированию нулевых потенциалов на выходах элементов И 5 и снимает адрес данного абонента с общей магистрали.

Если потенциал старшего разряда адреса абонента соответствует потенциалу на старшем разряде общей магистрали 4, то на выходе первого элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4 формируется единичный потенциал, который поступает на один из- входов первого элемента И 3 и разрешает дальнейшее поступление потенциалов старшего разряда адреса на общую магист.раль, Если потенциалы вторых разрядов данного абонента и общей магистрали также совпадают, то на выход е второго элемента ЭКВИВАЛЕНТнбсть 4 и первого элемента И ,5 имеет месть единичный потенциал, ко.торый разрешает дальнейшее поступленив второго разряда адреса в общую магистраль. Так происходит сравнение в каждом раз1:1яде адреса,

Если на выходе i -го (i 1,2...ц) элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4 сформируется нулевой потенциал/ то в данном i -ом разряде в общей магистрали 14 имеет место более высокий потенциал, чем потенциал разряда дан-. ного абонента, т.е. к магистрали 14 подключен абонент с более высоким приоритетом. В этом случае на; выходах от 1-го до i -ГО элементов И 5 имеет местсз нулевой потенциал, который отклвэчает младшие (от 1 до 4) разряды адреса данного абонента от общей магистрали, оставляя на общей магистрали 14 абоненты с более

высоким приоритетом. Наличие -йг/я™ ничных потенциалов на выходах всех элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4, а следовательно, на выходе и -1 элемента И 5 соответствует совпадению код адреса данного абонента и кода общей магистрали, т.е. подключению к общей магистрали 14 абонента с самым высоким приоритетом. В момент заполнения емкости счетчика 8, соответствующей заданному времени занятия магистрали абонентом с наивысшим приоритетом, происходит установки триггера 7 в каждом абоненте в нулевое состояние, при этом происходит установка триггера 10 во всех абонентах в нулевое состояние, а . триггер 9 устанавливается в нулевое состояние только .в том абоненте, у которого на выходе п -1 элемента И 5 имеет место единичный потенциал, т.е. снимается запрос обслуженного абонента, а триггеры 9 других абонентов, в которые поступили запросы на обслуживание, остаются в единичном состоянии. Наличие нулевого потенциала на выходе триггер 1о блокирует элементы И 2 всех абонентов, приводит к установлению в общей магистрали 14 нулевого кода, а на выходах элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 4 и элементов И 5- единичного потенциала во всех абонентах. Следовательно, на управляющих входах триггера 10 тех абонентов, в которых находятся запросы на обслуживание, имеет место единичные потенциалы, и следующим тактовым импульсом после установки в нулевое состояние триггера 9 производится Установка триггера 10 в единичное состояние, и процесс занятия абонентами общей магистрали 14 повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить поразрядное параллельное сравнение адреса канала и кода в общей магист рали, что приводит к сокращению времени подключения абонентов к общей магистрали по сравнению с прототипом, где сравнение адреса канала и кода в общей магистрали осуществляется поразрядно-последователно. .

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДНЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ОВОЩИ МАГИСТРАЛИ , содержащее в каждом канале п-разрядный регистр, где п - число разрядов адреса абонентов, первую группу h-элементов и, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, первый триггер, генератор тактовых импульсов и счетчик, счетный вход jcoToporo соединен с выходом генератора тактовых импульсов , группа п -входов и группа ц-выходов 11-разрядного регистра соединена соответственно с кодовым входом канала устройства и с первыми входами П-элементов И первой группы, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействи-я устройства за счет сокращения времени подключения абонентов к общей магистрали, оно дополнительно содержит в каждом канале группу li-элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, второй и третий триггеры, элемент ИЛИ, вторую группу п -элементов И и .третью группу In-1)-элементов И, каждый -и (; 1,2...(п-1) элемент И которой имеет li+1) входов, причем i-е входи всех элементов И третьей группы соединены между собой, выход i -го (j 1, 2. . .п) элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы соединен с j -м входом (П-1)-го элемента И третьей группы (п -1 элементов И, выход -го элемента И которой соединен соответственно с первым входом m-го/hi 2,3. . .я/элемента И второй группы, выходы всех элементов iiisJsИ которой соединены с общей магистралью устройства, первый вход первого элемента И второй группы соединен с выходом первого элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы, первый вход j -го элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы соединен соответственно с выходом j-го элемента И первой группы и с вторым входом i-го элемента И второй груп- I пы, третий вход которого соединен с входами установки в ноль первого и /Л второго триггеров, с прямым выходом третьего триггера и с входом блокировки счетчика, выход переполнения которого соединен с входом установки в ноль третьего триггера, вход установки в единицу которого соединен с выходом элемента ИЛИ, j -и вход которого соединен с вторым входом j-го элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ группы и с ij обкей магистралью устройства, инверс ныН ВНход третьего триггера соединён .с первым управляющим входом второго триггера, второй управ1 яющий вход которого соединен с выходом первого триггера, управлякчциГ. вход которого соединен с выходом п-1)-го элемента И третьей группы, выход второго триг+ гера соединен с вторыми входами элементов И первой группы, счет|ный вход второго триггера соединен с выходом генераторе тактовых импульсов .