Устройство для сопряжения каналов ввода-вывода с внешними устройствами Советский патент 1985 года по МПК G06F13/00 

мутации соединена с группой разрешающих входов узла управления выборкой, группа выходов которого.соединена с разрешающими входами узла трансляции сигнала выборки, второй выход которого соединен с разрешающим входом узла формирования последовательности сигналов, группа управляющих входов которого соединена с соответствующими выходами узла приемников, соответствующие выходы которого соединены с группой адресных входов узла управления выборкой, при этом узел управления выборкой содержит дещифратор адреса, М узлов выборки и М-1 узлов приоритетов, причем каждый узел выборки содержит два элемента ИЛИ и четыре элемента И, а каждый узел приоритета содержит элемент И и элемент ИЛИ-НЕ, при этом входы дешифратора адреса и первые входы первых элементов И М узлов выборки образуют группу адресных входов узла управления выборкой, первые входы вторых элементов Я каждого узла выборки соединены с первыми входами элемента И соответствующего узла приоритета, вплоть до (М-1)-го, и совместно с первым входом второго элемента И М-го узла выборки и первыми входами первых элементов ИЛИ М узлов выборки образуют группу управляющих входов узла управления выборкой, первые входы третьего элемента И каждого узла выборки соединены с вторыми входами элемента И соответствующего узла приоритета, вплоть до (М-1)-го, и совместно с первым входом

третьего элемента И М-го узла выборки образуют группу разрешающих входов узла управления выборкой, М-1 входов четвертого элемента И каждого узла выборки соединены с выходами третьих элементов И всех остальных М-1 узлов выборки и совместно с выходами третьего элемента И своего узла выборки образуют группу выходов узла управления выборкой, выходы дешифратора адреса соединены с соответствующими входами вторых элементов ИЛИ М узлов выборки, при этом в каждом узле выборки выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ-НЕ каждого г-го (/,...,M-1) узла приоритета соединен с третьим входом второго элемента И каждого (/+1)-го узла выборки и первым входом элемента ИЛИ-НЕ .каждого ()-ro узла приоритета, выход элемента ИЛИ-НЕ (М-1)-го узла приоритета соединен с третьим входом второго элемента И М-го узла выборки, при этом в каждом узле приоритета выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого в первом узле приоритета подсоединен к щине единичного потенциала устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ КАНАЛОВ ВВОДА-ВЫВОДА С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ, содержащее К блоков связи с каналом и блок связи с внешними устройствами, причем каждый блок связи с каналом содержит узел приемников, узел передатчиков и узел трансляции сигнала выборки, а блок связи с внешними устройствами содержит узел передатчиков и узел приемников, при этом входы узлов приемников каждого блока связи с каналом образуют К. информационных входов устройства от каналов ввода-вывода, а вход узла приемников блока связи с внешними устройствами образует информационный вход устройства от внешних устройств, выходы узлов передатчиков каждого блока связи с каналом образуют /С информационных выходов устройства к каналам вводавывода, а выход узла передатчиков блока связи с внешними устройствами образует информационный выход устройства к внешним устройствам, группа выходов узла приемников блока связи с внешними устройствами соединена с группой информационных входов узлов передатчиков в К блоках связи с каналами и с соответствующей группой входов выборки узлов трансляции сигнала выборки в К. блоках связи с каналом, группы выходов узлов приемников в /С блоках связи с каналом соединены с группой информационных входов узла передатчиков в блоке связи с внешними устройствами, при этом в каждом блоке связи с каналом соответствующий выход узла приемников соединен с входом выборки узла трансляции сигнала выборки, первый выход которого соединен с соответствующим входом узла передатчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности путем увеличения количества подключаемых внешних устройств без увеличения времени распространения сигнала выборки, в него введены М-1 (М - число -внешних устройств) блоков связи с внешними устройствами, а в каждый блок связи с каналом введены узел формирования последовательности сигналов выборки, узел коммутации и узел управления выборкой, при этом входы узлов приемников и выходы узлов передатчиков в М-1 блоках связи с внешними устройствами образуют М-1 информационI ных входов и выходов устройства от внешних устройств соответственно, группы выхоW дов узлов приемников в М-1 блоках связи с внешними устройствами соединены с группами информационных входов узлов передатчиков в К блоках связи с каналом и с соответствуюшими группами входов выборки узлов трансляции сигнала выборки в /С блоках связи с каналом, группы выходов узлов приемников в /С блоках связи с каналами соединены с группой информационных вхо дов передатчиков в М-1 блоках связи с внешними устройствами, группы разрешаюсо со ел to щих входов узлов передатчиков в М блоках связи с внешними устройствами и К. блоках связи с каналами соединены с соответствующими выходами узлов управления выборкой /С блоков связи с каналом, группы управляющих выходов узлов формирования последовательности сигналов К блоков связи с каналами соединены с соответствующими входами узлов передатчиков М блоков связи с внешними устройствами, группы соответствующих выходов узлов приемников М блоков связи с внешними устройствами соединены с группами управляющих входов узлов управления выборкой /С блоков связи с каналами, при этом в каждом блоке связи с каналом группа выходов узла ком

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомащинных вычислительных системах для сопряжения внешних устройств (ВУ) с каналами ввода-вывода.

Цель изобретения - повышение производительности путем увеличения количества внешних устройств без увеличения времени распространения сигнала выборки.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - варианты подключения устройства в вычислительной системе; на фиг. 3 - схема узла управления выборкой; на фиг. 4 - схема трансляции сигнала выборки; на фиг. 5 - схема узла формирования последовательности сигналов; на фиг. 6 - схема узла передатчиков данных в канал; на фиг. 7 - схема узла передатчиков данных в ВУ; на фиг. 8 - временная диаграмма работы узла формирования последовательности сигналов выборки.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) состоит из К блоков 1 связи с каналом и М блоков 2 связи с внешними устройствами. Каждьгй блок 1 содержит узел 3 приемников, узел 4 передатчиков, узел 5 трансляции сигнала выборки, узел 6 формирования последовательности сигналов выборки, узел 7 коммутации, узел 8 управления выборкой. Каждый блок 2 содержит узел 9 передатчиков

и узел 10 приемников. Кроме того, устройство имеет группу канальных входов-выходов 11, группу входов-выходов 12 внешних устройств, линии связи - 13-18. С помощью в ходов-выходов 11 (фиг. 1) устройство подключено к соответствующим каналам вводавывода. Входы-выходы 12 служат для подключения ВУ соответствующих направлений дополнительного интерфейса ввода-вывода (фиг. 2).

Узел 8 управления выборкой (фиг. 3) содержит М узлов 19 выборки, дещифратор

20 адреса, (М-1) узлов 21 приоритета. Каждый узел 21 приоритета содержит элементы И 22 и ИЛИ-НЕ 23. Каждый узел 19 выборки содержит элемент ИЛИ 24 опознавания адресов ВУ дополнительного интерфейса ввода-вывода, на входы которого подключены те выходы дешифратора 20, .которые соответствуют адресам ВУ, подключенным к данному направлению, элемент И 25, имеющий (М-1) инверсных входов, на которые поступают сигналы подключения канала к направлениям ВУ с элементов И остальных узлов 19, а также элементы 26, и 27, ИЛИ 28 и И 29.

Узел 5 трансляции сигнала выборки (фиг. 4) содержит элемент ИЛИ 30 на М входов, на которые поступают сигналы подключения всех направлений ВУ со всех узлов 19 узла 8, элемент НЕ 31, М элементов И 32, элемент И 33 и элемент ИЛИ 34 на (Af-4-l) входов.

Узел 6 формирования последовательности сигналов выборки (фиг. 5) содержит первый, второй и третий элементы 35-37 задержки, первый 38, второй 39 и третий 40 элементы И.

Узел 4 передатчиков данных в канал (фиг. 6) содержит группу узлов 41 усилителей (по количеству сигналов интерфейса ввода-вывода от абонента). Каждый узел 41 содержит М элементов И 42, элемент ИЛИ 43 на М входов и усилитель-передатчик 44.

Узел 9 передатчиков данных в направлении ВУ (фиг. 7) содержит группу узлов усилителей 45 (по количеству сигналов интерфейса ввода-вывода от канала). Каждый узел 45 содержит /С элементов И 46, элемент ИЛИ 47 на К входов и усилитель передатчик 48.

Узлы 3 и 10 - это усилители-приемники сигналов интерфейса ввода-вывода от канала и от направления ВУ (по количеству сигналов интерфейса ввода-вывода от канала и от абонента).

Каждый узел 7 коммутации блока 1 содержит коммутационное поле по числу направлений ВУ в дополнительных интерфейсах ввода-вывода, каждый коммутационный элемент имеет два состояния: единичное и нулевое. Единичное состояние означает разрешение, нулевое - запрещение работы данного КВВ с соответствующим направлением ВУ дополнительных интерфейсов ввода-вывода.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все каналы раскоммутированы, т. е. нет разрешения трансляции сигналов интерфейса ввода-вывода между каналами ввода-вывода (КВВ) и найравлениями ВУ дополнительных интерфейсов ввода-вывода.

Подключение КВВ к ВУ любого направления дополнительного интерфейса ввода-вывода осуществляется в два этапа.

На первом этапе происходит распределение дополнительных интерфейсов ввода-вывода (направлений ВУ) между КВВ с помощью переключателей узла 7 (фиг. 1). Любому КВВ, подключенному к устройству, можно распределить одно, два и более направлений ВУ, причем одно и то же направление ВУ не должно быть одновременно распределено двум и более КВВ.

Сигнал с выхода переключателя разрешает или запрещает подключение КВВ к соответствующему дополнительному интерфей0 су ввода-вывода в зависимости от произведенного распределения. Этот сигнал поступает на первый вход элемента И 29 (фиг. 3), На втором этапе происходит непосредственное подключение канала к ВУ дополнительных интерфейсов, распределенных на 5 первом этапе.

Подключение КВВ возможно как по инициативе КВВ (во время последовательности сигналов начальной выборки), так и по инициативе ВУ дополнительных интерфейсов ввода-вывода при наличии требования на обслуживание сигнала ТРБ-А во время последовательности сигналов, вводимой устройством управления внещних устройств (УВУ).

Во время последовательности сигналов 5 начальной выборки адрес ВУ от КВВ по цепи: входная линия 11 - узел 3 - линия 13 (фиг. 1), поступает на адресный вход узла 8 того же блока, в котором он дещифрируется дешифратором 20 (фиг. 3). Дешифратор 20 имеет столько выходов, сколько ВУ 0 подключено к дополнительным интерфейсам ввода-вывода. Выходы дешифратора 20 в соответствии с адресами ВУ поступают на входы элементов ИЛИ 24 узла 19, причем на входы элементов ИЛИ 24 первого узла 19 поступают те выходы дешифратора 20, 5 которые соответствуют адресам ВУ, подключенным к первому направлению. На входы элемента ИЛИ 24 второго узла 19 поступают те выходы дешифратора 20, которые соответствуют адресам ВУ, подключенным к Q второму направлению и т. д. Выход элемента ИЛИ 24 каждого узла 19 клапанируется сигналом идентификации адреса от канала (АДР-К). В результате этого на выходе элемента И 26 только одного узла 19 присутствует единичный потенциал, который 5 по цепи ИЛИ 28-И 29 вырабатывает сигнал разрешения подключения КВВ к соответствующему дополнительному интерфейсу ввода-вывода. При этом необходимо выполнение условия, согласно которому этому КВВ на первом этапе распределения разрешена ра0 бота с данным дополнительным интерфейсом (поступление сигналов с выходов переключателей узла 7 на первые входы элемента И 29 узла 19).

При наличии сигнала разрешения подключения КВВ к любому дополнительному интерфейсу ввода-вывода (сигнал с выхода элемента ИЛИ 30 узла 5), узел 6 блока 1 (фиг. 1) формирует временную диаграмму сигналов АДР-К (выход элемента И 38, фиг. 5), РВБ-К (выход элемента И 39, фиг. 5) и ВБР-К (выход элемента И 40, фиг. 5). На фиг. 8 приведена временная диаграмма работы узла 6. Сигналы с выходов элементов И 38-40 (фиг. 5) узла 6 вместе с сигналами с выхода узла 3 блока 1 (фиг. 1) поступают в узлы 9 всех блоков 2 на первые входы соответствующих элементов И 46 (фиг. 7); от первого КВВ на первый элемент И 46; от второго КВВ на второй элемент И 46 и т. д.,от К-го КВВ на /С-й элемент И 46 . Однако эти сигналы направлены только в то направление ВУ дополнительного интерфейса ввода-вывода, для которого выработаны сигналы разрешения трансляции. Указанные сигналы поступают на первые входы соответствующих узлов 9 блоков 2 (фиг. 1), на вторые входы элементов И 46 узлов 45 (фиг. 7). С этого момента начинается трансляция последовательности сигналов начальной выборки в соответствующий дополнительный интерфейс ВУ, на что ВУ отвечает выработкой сигнала работы абонента (РАБ-А), который как и все последующие сигналы от ВУ по цепи: входная линия 12 - узел 10 блока 2, по линии 16 поступают на входы узлов 4 всех блоков 1 на первые входы соответствующих элементов И 42 от ВУ первого направления - на первый элемент И 42, от ВУ второго направления - на второй элемент И 42 и т. д., от ВУ yW-ro направления - на М-й элемент И 42 . Эти сигналы направлены только в тот КВВ, для которого выработан сигнал разрещения трансляции. Сигнал разрешения поступает на первый вход соответствующего узла 4 блока 1 (фиг. 1), на второй вход элемента И 42 групп 41 (фиг. 6), причем сигнал разрешения трансляции сигналов между КВВ и ВУ первого направления поступает на второй вход первого элемента И 42, между КВВ и ВУ второго направления - на второй вход второго элемента И 42 и т. д. между КВВ и ВУ yVf-ro направления - на второй вход М-го элемента И 42. Кроме того, сигнал РАБ-А от ВУ выбранного направления поступает на первый вход элемента ИЛИ 28 соответствующего узла 19 (фиг. 3), причем от ВУ первого направления - на вход элемента ИЛИ 28 первого узла 19, от ВУ второго направления - на вход элемента ИЛИ 28 второго узла 19 и т. д., от ВУ М-го направления - на вход элемента ИЛИ 28 М-го узла 19. В результате этого сигнал разрещения трансляции сигналов от соответствующего КВВ в выбранное направление поддерживается сигналом РАБ-А на входах соответствующих узлов 4 блока 1 и 9 и блока 2 (фиг. 1) до завершения операции ввода-вывода, начатой по инициативе КВВ.

Во время последовательности сигналов, начатой по инициативе УВУ, сигнал - требование на обслуживание от ВУ любого направления (ТРБ-А) по цепи: входная линия 12 - узел 10 блока 2 - линия 16, по всем линиям 14 поступает на управляющий вход всех узлов 8 блоков 1 (фиг. на первый вход элемента И 27 соответствующего узла 19 (фиг. 3), элементы ИЛИ 28 и И 29 вырабатывают сигнал разрешения трансляции, причем ТРБ-А от ВУ первого направления поступает на вход элемента И 27 первого узла 19, ТРБ-А от ВУ второго направления - на вход элемента второго узла 19 и т. д. ТРБ-А от ВУ М-го направления - на вход элемента М-го узла 19. Появление сигнала разрещения трансляции сигналов между КВВ и выбранным направлением клапанируется сигналом с выхода узла 7. Этот сигнал поступает на первый вход элемента И 29 узла 19 узла 8 (фиг. 3), причем выход переключателя, обеспечивающего работу (блокировку работы) КВВ с первым направлением, поступает на вход элемента И 29 первого узла 19, КВВ с вторым направлением - на вход элемента И 29 второго узла и т. д. КВВ с М-м направлением - на вход элемента И 29 М-го узла (положение переключателя определяется на первом этапе распределения дополнительных интерфейсов между КВВ). При наличии нескольких сигналов ТРБ-А от ВУ разных направлений обслуживается (вырабатывается сигнал трансляции сигналов между КВВ и ВУ) ВУ с наивысшим приоритетом, что обеспечивается узлом приоритета сигналов, организованного (М-1) узлами 21 (фиг. 3). На первые входы элементов И 22 каждого узла 21 узла 8 (фиг. 3) поступают сигналы ТРБ-А со всех дополнительных интерфейсов (направлений), причем на элемент И 22 первого узла 21 поступает сигнал от ВУ первого направления, на элемент И 22 второго узла 21 - от ВУ второго направления и т. д. на элемент И 22 (М-1) узла - от ВУ (М-1)-го направления. На вторые входы элементов И 22 всех узлов 21 приоритетов поступают сигналы с выходов переключателя узла 7 (распределение на первом этапе дополнительных интерфейсов ввода-вывода). При этом выход переключателя, обеспечивающего работу (блокировку работы) КВВ с первым направлением, поступает на вход элемента И 22 первого узла 21, КВВ со вторым направлением - второго узла 21 и т. д. КВВ с (М-1)-м направлением - (М-1)-го узла 21. Выход элемента ИЛИ-НЕ 23 первого узла 21 поступает на третий вход элемента И 27 второго узла 19 (фиг. 3) и одновременно на вход элемента 23 второго узла 21. Выход второго узла 21 поступает на третий вход элемента И 27 третьего узла 19 и первый вход элемента 23 третьего узла 21 и т. д. До завершения операции ввода-вывода КВВ с ВУ дополнительного интерфейса ввода-вывода сигнал ТРБ-А от ВУ любого другого дополнительного интерфейса ввода-вывода блокируется сигналом «Разрешение трансляции с выхода элемента И 25, поступающим на второй вход соответствующего элемента И 27. Появление сигнала разрешения трансляции сигналов между КВВ и ВУ соответствующего направления по сигналу ТРБ-А поддерживается сигналом РАБ-А, поступающим на первый вход элемента ИЛИ 28 соответствующего узла 19 узла 8 (фиг. 3) и дальнейшая работа ничем не отличается от работы, описанной выше, при последовательности сигналов начальной выборки. Устройство подключается к линиям основных интерфейсов ввода-вывода на правах разделенного группового УВУ. Функции узла 5 в работе устройства (фиг. 4). Если КВВ обратился к абоненту, адрес которого отличен от адресов ВУ, подключенных к направлениям ВУ, или адресуемый абонент подключен к направлению ВУ, которое в данный момент распределено

и

4t

L.J другому КВВ, то схемы узла 8 не вырабатывают сигнал разрешения подключения КВВ ни к одному из направлений ВУ. В результате низкий уровень напряжения с выхода элемента ИЛИ 30 через элемент НЕ 31 разрешает сигналу ВБР-К от узла 3 по цепи: И 33-ИЛИ 34 узла 5 - узел 4 - линия 11, распространяться далее по линиям интерфейса ввода-вывода соответствующего КВВ. Если во время последовательности сигналов начальной выборки и КВВ подключен к направлению ВУ, а адресат выключен или работает в автономном режиме, то сигнал ВБР-К, распространенный внешними устройствами соответствующего направления ВУ, поступает в узел 5 по цепи: линия 12 - узел 10 блока 2-линия 16 - элемент И 32 (один из М элементов, соответствующий направлению ВУ) - ИЛИ 34 узла 5-узел 4 - линия 11, и распространяется далее по линиям интерфейса ввода-вывода соответствую щего КВВ.

От КВВ

От

т дополни ХтК телдмь/ W Л/лерфейсоё

777 дополнительные и//тердзейсоВ

фиг. 2

От узла J

От линий 16

От узла 7

45