Устройство для приоритетного опроса Советский патент 1984 года по МПК G06F9/50 G06F13/37 

Изобретение огносится к вычисли тельной технике и может быть испол зовано для организации совместной работы группы автономных устройств подключенных к общей магистрали. Известны устройства приоритетного опроса, содержащие регистр приоритета, регистр данных, логические элементы И, ИЛИ, НЕ, что позволяет децентрализовано производить опреде ление наиболее приоритетного абонен та таким образом, что адреса всех абонентов, имекнцих требование на передачу данных, в момент времени, когда канал связи освобождается от предыдущей передачи данных, одновре менно начинают сравниваться на общих шинах адреса. Причем, если данное устройство абонента в процессе сравнения обнаружит в каком-либо разряде своего адреса значение логи ческого нуля, в то время как на общей омне этого разряда адреса имеется значение логической единицы,то оно прекращает выставление значений последующих своих младших разрядов на соответствукяцие общие шины адреса. Таким образом, если в системе большим значениям адресов соответст вуют высшие уровни приоритетов, то всегда обнаруживается одно наибольшее значение адреса, которое выстав ляется полностью на общих шинах, а абонент, которому принадлежит указанный адрес, получает право на передачу данных ij . Недостатком данного устройства является то, что оно вследствие ограниченных функциональных возможностей не позволяет организовать управление передачей данных с приоритетами в магистрали с Последовательной побитой передачей информации . При децентрализованном управлении в распределенных магистралях даже при наличии шин параллельной передачи адреса для предотвращения ложных обрабатываний логических схем в указанные устройства необхоfWMO вводить специальные задержки на время распространения по шинам адреса истинных логических значений В противном случае отдельные локаль ные группировки абонентов будут успевать определять наиболее приоритетный абонент внутри своей группы. В случае же поразрядного сравнения адресов, т.е. в случае магистра ли с последовательной побитой передачей информации, каждый абонент также должен был: бы синхронно выдер живать паузы между передачами значе ний отдельных разрядов адреса в магистраль, что ведет к увеличению ап паратуры у абонента, трудностям перенастройки указанных задержек у всех абонентов при реконфигурации и изменении длины магистрали и, в общем случае, к снижению эффективности использования магистрали. При .децентрализованном управлении абонентом необходимо еще и как-то различать расстояния занятости и освобождения канала связи, что также требует усложнения аппаратуры абонента или введения отдельной шины состояния канала связи. Указанное устройство не совмещает также выполнение функции непосредственного адресования абонента, что и в этом отношении влечет за собой увеличение объема аппаратуры у абонента. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для приоритетного подключения, источника информации к магистрали, содержащее два триггера. Формирователь импульсов, подключенный через первый элемент и к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и первым входом второго триггера, а выход - с первым выходом устройства, и через элемент задержки - к nepBoiv входу второго элемента И и входу первого элемента НЕ, выходом соединенного с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом устройства и вторым входом второго элемента И, третий вход которого через второй элемент НЕ подключен к первок1у входу устройства и третьему входу третьего элемента И 2 , Недостатками такого устройства являются низкое быстродействие и невозможность оперативного изменения уровней приоритета подключаемых внешних устройств. Цель изобретения -повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее триггер опроса, триггер наличия адреда, три элемента И, первый элемент ИЛИ, два элемента НЕ, формирователь импульсов и первый элемент задержки, причем выход первого элемента И соединен с единичным входом триггера наличия адреса, нулевой вход и выход которого являются соответственно входом сброса и выходом состояния -устройства, выход первого элемента задержки соединен с первым входом второго элемента И, выход первого НЕ подключен к первому входу третьего элемента И, соединенного выходом с первым входом элемента ИЛИ, введены три элемента И, три элемента ИЛИ, три элемента задержки, две схемы сравнения-, два формирователя импульсов, регистр приоритета, группа элементов И и регистр сдвига, причем первый вход первого элемента И подключен через

второй элемент НЕ к входу непосредственного адресования устройства и входу первого формирователя импульсов, подключенного выходом к первому входу второго элемента или, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, входы которого являются соответственно входом команды и входом запроса устройства выход второго элемента, или подключен соответственно через первый элемент ИЛИ и второй элемент задержки к нулевому и единичному входам триггера опроса соединенного выходом с первым входом пятого элемента И .и через второй формирователь импульсов - с входом третьего элемента задержки, первыг входом третьего элемента И и управляющими входами элементов И группы, выход регистра приоритета, вход которого является входом записи приоритетов, соединен через группу элементов И с входом регистра сдвига, вход сдвига .которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, а второй вход - с входом продолжения опроса устройства и входом первого элемента задержки, выход первого разряда регистра сдвига и первый вход уровня опроса устройства подключен к соответствующим входам первой схемы сравнения, выход которой соединен с вторым входом пятого элемента И, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И и первым входом шестого элемента И, выход которого соединен через третий формирователь импульсов с вторым выходом устройства, выход второго разряда регистра сдви га и второй вход уровня опроса устройства соединены с соответствующими входами второй схемы сравнения, подключенной выходом к входу первого элемента НЕ и второмувходу второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом через четвертый элемент задержки к третьему входу пятого элемента И, а третьим входом - к второму входу шестого элемента И и входу команды адреса устройства, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента задержки.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Схема содержит регистр 1 приоритета, группу 2 элементов И, регистр 3 сдвига, четвертый, пятый, третий, второй, шестой и первый элементы И 4-9, четвертый, второй, первый и третий элементы ИЛИ 10-13, элементы НЕ 14 и 15, второй, третий, четвертый и первый элементы 16-19 задержки третий, первый и второй формирователи 20-22 импульсов, триггер 23

наличия адреса, триггер 24 опроса, вторую и первую схемы 25 и 26 срав- нения, входы. 27 и 28 уровня опроса, вход 29 командг, вход 30 запроса, вход 31 команды адреса, вход 32 сигнала непосредственного гшресования, выход 33 ответных сигналов, выход 34 состояния, вход 35 сброса, вход 36 продолжения опроса и вход 37 записи приоритетов.

0

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что число Абонентов, подключенных к общей магистрали передачи данных, не превьвлает 16 и чис5ло разрядов регистров адресов равно четырем. Считаем также, что в рассматриваемой системе уровни приорите тов возрастсиот в направлении уменьшения значений адресов абонентов. Пусть три абонента с уровнями прио0ритетов, наприкюр, 9, 14 и 15 одновременно требуют обслуживания. Значения адресов данных абонентов составляют 1000,1101 и 1110 соответственно. Начало процесса сравнения адре5сов абонентов, имеющих требование на передачу данных, произойдет после передачи центральной станцией в магистраль (не показаны) команды начала поразрядного опроса гщресов

0 абонентов. По этой команде начинается опрос старших разрядов по нулю, так как в рассматриваемом примере меньшим значениям адресов соответствуют выоиие уровни приори5тетов. На устройства каждого абонента указанная команда поступит в виде уровней сигналов на входы 27, 29 и 30, причем вход 27 указывает уровень сигнала, по которому ведется

0 опрос абонента в данном разряде. Поскольку лишь абоненты 9, 14 и 15 имеют в данный момент требования на передачу, то только на устройствах этих абонентов имеется на входе 30,единичный сигнал запроса и на

5 выходе элементов И4 появится сигнал логической единицы, который через элементы ИЛИ 11 и 12 поступит на нулевой выход триггера 24 и на вход элемента 16 задержки, с выхода

0 которого через время, достаточное для сброса триггера,- на единичный вход триггера 24. В результате на единичном выходе триггера 24 йоявится перепад, запускающий формирова5тель 22.

Содержимое регистра 1 приоритета через открытые элементы И группы 2 записывается в регистр 3. Импульс

0 с формирователя 22 поступает также на вход элемента 17 задержки и через время, достаточное для перезаписи содержимого регистра 1 в регистр 3, через элемент ИЛИ 10 подается на входы сдвига регистра 3. В резуль5тате происходит сдвиг на один разряд, причем содержимое старшего раз ряда 3-4 переносится в самый млсщши разряд 3-1. Значение разряда 3-1 сравнивается с уровнем сигнала опро на входе 27 схемой 26 сравнения и, если сигналы совпадают, на выходе схемы.26 сравнения появляется единичный сигнал, который через элемен И 5, открытый триггером 24 и строби руемлм формирователем 22 через злементы ИЛИ 13 и элемент 18 задержки, поступает на вход элемента И 9. Есл на втором входе этого элемента имее ся сигнал отсутствия команды гщреса поступаюсций с входа 32 через элемен НЕ 15, элемент И 9 запускает формир ватель 20, передающий на выход 33 устройства в магистраль единичный импульсный сигнал. Так как в рассматриваемом случае значения старшего разряда всех трех абонентов равны логической единице, а опрос ведется по нулю, то ни одно из устройств данных абонентов не передаст в магистраль ответный сигнал подтверждакндий сравнение. Создается ситуация, когда центральная станция не имеет возможности определить, имеются ли требования на передачу или у всех абонентов, имеющих требование, значения старших разрядов рав ны единице. Для того, чтобы установить, имеют ли абоненты требования на передачу данных, центральная стан ция по истечении времени тайм-аута посылает повторную команду начала поразрядного опроса абонентов с сигналом опроса старших (четвертых) раз рядов адреса не по нулю, как было в предыдущей команде, а по единице. В этом случае все, три устройства указанных абонентов передадут в магистраль сигнгш ответа, причем сигнгш от наиболее близкого к центральной станции абонента принимается указанной станцией. Независимо от того, зафиксировала ли центральная станция ответные сигигиты абонента на посланную ею в магистраль команду опроса или указанные ответные сиг налы не поступали, центральная станция перед посыпкой любой следующей команды управления в магистраль долж на выдерживать некоторый тайм-аут. Этот тайм-аут должен учитывать время прямого и обратного распространения команд опроса и сигналов между центргшьной станцией и устройством самого удаленного абонента, а также время, необходимое для срабаты вания соответствующих логических схе абонента и центральной станции. Сеииы высокий уровень приоритета из трех рассматриваемых абонентов имеет абонент 9, код адреса- которого равен 1000. Для осуществления выбора данно го абонента из группы рассматриваемых абонентов, имеющих требования на пе-редачу Данных, центральная станция передает в магистраль команду продолжения поразрядного опроса абонентов, требующую установления предыдущего (четвертого) разряда адреса в единицу и опросить абоненты в следующем (третьем) разряде по нулю. Таким образом может быть продолжен в системе опрос абонентов, где безусловно меньшим значениям адресов соответствуют высшие приоритеты. Устройство позволяет гибко производить изменения уровней приоритетов и выполняет это следуквдим образом. Пусть имеется необходимость поменять в данное время местами группы уровней приоритетов, отличающиеся значениями в третьем разряде адреса, т.е. имеется необходимость уровни приоритетов абонентов с кодами адресов 1100, 1101, 1110 и 1111 считать более высокими, чем соответственно уровни приоритетов абонентов с кодами адресов 1000, 1001, 1010 и 1011, а не наоборот, как было оговорено выше. В рассматриваемом устройстве указанная замена уровней проритетов осуществляется путем изменения последовательности команд опроса разрядов адреса абонентов. При этом изменение указанной последовательности заключается в том, что центральная станция пошлет следукицую команду продолжения поразрядного опроса абонентов, указывающую установить предыдущий разряд адреса в единицу, но опргииивающую абоненты в третьем разряде не по нулю, а по единице. Непосредственно -признак самой команды продолжения опроса поступит в виде сигнала на вход 36 устройства и через элемент ИЛИ 10 попадает на входы сдвига регистра 3, в результате чего значение предащущего опрашивающего разряда адреса абонента, находившееся до этого в первом разряде регистра 3-1, поступит во второй разряд 3-2 и т.д. Сигнал команды продолжения опроса со входа 36 устройства поступит также через элемент 19 задержки, который задерживает сигнал до завершения сдвига в регистре 3, на вход элемента И 7, другой вход которого подключен к выходу схемы 25 сравнения, сравнивающей значения третьего разряда сдвигового регистра с уровнем, поступа ющим со входа 28. Если имеет месте совпадение, то сигнал с выхода элемента И 7 через элемент ИЛИ 13 и элемент 18 задержки подается на вход элемента И 5. Затем, как и при выполнении предыдущей команды, если на выходе cxeNW 26 сравнения имеется единичный сигнал и установлен

триггер 24, то на выходе элемента И 5 появится единичный сигнал, который через элемент И 9 запустит форми рователь 20 для выдачи в магистргшь по выходу 33 ответного сигнала абонента, В случае, если на выходе схемы 25 сравнения имеется нулевой сигнал несравнения,то он через элемент НЕ 14 и элемент И 6 при наличии на другом входе элемента И 6 потенциала команды продолжения опроса вызовет сброс триггера 24. После этого пока не поступит новая команда опроса абонентов, начиная со старшего разряда адреса, устройство будет блокировано.

В рассматриваемом случае центргшьная станция воспримет сигналы от абонентов 14 и 15, у которых значения третьих разрядов совпадают, и выдаст в магистраль команду продолжения поразрядного опроса абонента. По этой команде третий разряд адреса установится в единицу и произойдет опрос абонентов в следующем (втором) разряде, по нулю, так как внутри групп уровни приоритетов не изменились. Б результате в устройстве абонента триггер 23 сбросится в нуль и устройство не будет отвечать до новой команды опроса. Так как абонент 14 имеет во втором разря.де адреса нуль, то после этой команды от него снова поступит ответный сигнал.

Далее центральная станция передаст в магистрсшь команду продолже ния поразрядного опроса абонентов, указывающую установить предыдущий (второй) разряд в нуль и опросить абонентов в следующем (первом) разряде по нулю,,что приведет к сбросу триггера опроса в устройстве абонента 15. Значение первого абонен-та 14 Равно единице и ответного сигнала на данную команду от нега в магистраль не подступит. Поскольку первый разряд является caNuJM младшим, то следующей командой будет команда завершения опроса;после поступления которой на вход 31 устройства абонента 14 в магистраль снова будет передан ответный сигнал, формируемый на выходе 33 через элементы ИЛИ 13, элемент 18 Зсшержки, элементы И 5 и 8, формирователем 20. Кроме того, сигнал команды с входа 31 устройства переключает триггер 23. Сигнгил с единичного выхода этого триггера выводится на выход 34 устройства.Сброс

триггера 23 производится сигналом, поступающим на вход 35 устройства.

Центральная станция может вызвать нужный абонент, подключенный к магистрали, непосредственно, т.е. независимо от его требования на передачу данных. Вызов производится сигналом, подаваемым на вход 32 устройства в виле единичного уровня, который через формирователь 21 и элемент ИЛИ 11 вызывает такое же действие, как и команда поразрядного опроса абонентов при наличии требования на передачу у данного абонента. Однако, если потенциал на входе 32 сохраняется в течение

всей процедуры адресования, то ответные сигналы от абонентов не поступают и вся последовательность команд, необходимая для адресования абонента, может быть передана в. магистраль без

тайм-аута. Причем, если последняя

команда последовательности, указывающая, что опрос окончен, вызовет сброс сигнала на входе 32, то абонент, которого адресовала указанная последовательность, передаст в магистраль

ответный сигнал, свидетельствующий, «что адрес, переданный центральной станцией, опознан и воспринят абонентом.

Таким образом, предлагаемое устройство совмещает функции непосредственного адресования с поразрядным опросом абонентов. Кроме того, такое устройство обеспечивает возможность

оперативного перераспределения уровней приоритета. Все это позволяет в целом повысить быстродействие устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИОРИТЕТНОГО ОПРОСА, содержащее триггер опроса, триггер наличия адреса, три элемента И, первый элемент ИЛИ, два элемента НЕ, формирователь импульсов и первый элемент задержки, причем выход первого элемента И соединен с единичным входом триггера наличия адреса, нулевой вход и вьгход которого являются соответственно входом сброса и выходом состояния устройства, выход первого элемента задержки.соединен с первым входом второго элемента и, выход первого элемента НЕ подключен к первому входу третьего элемента И, соединенного выходом с первым входом первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены три элемента И, той элемента ИЛИ, три элемента задержки, две схемы сравнения, два формирователя импульсов, регистр приоритета, группа элементов И и регистр сдвига, причем первый вход первого элемента И подключен через второй элемент НЕ к входу непосредственного адресования устройства и входу первого формирователя импульсов, подключенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, входы которого являются соответственно входом команды и входом запроса устройства, выход второго элемента ИЛИ подключен соответственно через первый элемент ИЛИ и второй элемент задержки к нулевому и едничному входам триггера опроса, соединенного выходом с первым входом пятого элемента И и через второй формирователь импульсов - с входом третьего элемента задержки, первым входом третьего элемента И и управляющими входами элементов И группы, выход регистра приоритета, вход которого является выходом-записи приоритетов, соединен через группу элементов и с входом регистра сдвига, вход сдвига которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, первый вход ко§ торого соединен с выходом третьего элемента задержки, а второй вход .с входом продолжения опроса устройства и входом первого элемента за.держки, выход первого разряда регист .ра сдвига и первый.вход уровня опро са устройства подключены к соответствующим входам первой cxeNtJ сравнения,, выход которой соединен с вторым входом пятого элемента И, соединенного выходом с вторым входом первоСО 05 го элемента И и первым входом шестого элемента И, выход которого соединен через третий формирователь имat) пульсов с вторым выходом устройства, 4;ii выход второго разряда регистра сдвига и второй вход уровня опроса устсо ройства соединены с соответствующими входами второй схеки сравнения, подключенной выходом к входу первого элемента НЕ и второму входу второго элемента И, выход которого соединен с входом третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом через четвертый элемент задержки к :третьему входу пятого элемента И, а третьим входом - к второму входу шестого элемента И и входу команды адреса устройства, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента задержки.