Устройство для подключения абонентов к магистрали электронной вычислительной машины Советский патент 1986 года по МПК G06F13/14 

Изобретение относится к вычислительной технике и может бцть использовано в вычислительных устройствах, построенных по принципу общей магистрали.

Цель изобретения - упрощение устройства путем уменьшения числа внешних входов, требующихся для задания собственного адреса абонента, и сокращение аппаратурных затрат многоабонентской системы на организацию узлов выборки абонентов.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого .устройства; на фиг.2- функциональная схема блока задания собственного адреса абонента; на фиг. 3 и 4 - функциональная схема генератора импульсов и временная диаграмма его работы; на фиг. 5 - временная диаграмма работы первого и второго блоков задания собственного адреса абонента.

Устройство (фиг. I) содержит генератор 1 импульсов и блоки 2 задания собственного адреса абонента. Блок 2 имеет первый вход 3, второй вход 4, первый выход 5 и соответствующий адресный выход 6 устройства. Входы 3 блоков 2 объединены и/ подключены к тактовому выходу 7 генератора 1. Блоки 2 выполнены в разных конструктивно-законченных узлах 8-12, например в печатных платах, микросхемах, стрйках и т.п. Цикловый выход 13 генератора Ь соединен d входом 4 блока 2, вьтолненно го в узле 8, выход 5 которого соединен с входом 4 блока 2, вьтолненного в узле 9. Выходы 5 блоков 2 соединены с входами 4 последующих блоков 2. Выходы 6 блоков 2 являются адресными

выходами устройства. I

Блок 2 (фиг. 2) содержит счетчик 14, регистр 15, первый 16, третий 17 и второй 18 триггеры, первьгй 19, второй 20 и третий 21 элементы И второй 22 и первый 23 элементы НЕ и элемент ИЛИ 24. Генератор 1 импульсов (фиг. 3) содержит триггеры 25-27, элемент И 28, элементы НЕ 29- 31, усилитель 32 мощности, конденса- торы 33 и 34, кварцевый резонатор 35 и резисторы 36 и 37. Информационный вход триггера 25 соеда1нен с шиной 38 низкочастотного сигнала (например, сигнала с частотой 50 Гц или сигнала включения питания, поступающего из блока питания).

На фиг. 4 представлена временная диаграмма работы генератора 1. Эпюра 39 соответствует сигналу на .выходе 7 генератора 1, эпюра 40 - сигналу на инверсном выходе триггере 27, эпюра 41 - низкочастотному сигналу на шине 38, эпюра 42 - сигналу на йыходе триггера 25, эпюра 43 - сигналу на инверсном выходе триггера

26, эпюра 44 - сигналу на выходе 13 генератора 1.

На .фиг. 5 показана временная диаграмма работы первого и второго блоков 2, выполненных в узлах 8 и 9.

Эпюра 45 соответствует сигналу, пос-.

тупающему на входы 3 обоих блоков. Эпюра 46 соответствует сигналу, поступающему на вход 4 блока 2 узла 8. Эпюры 47-52 и 53-58 соответствуют

одноименным сигналам во внутренних . точках блоков 2 (фиг, 2), причем индексами 1 (X,, У( и т.д.) помечены сигналы, относящиеся к первому блоку 2 (узел 8), а индексами 2

(Х, У2 к т.д.) - сигналы, относящиеся к второму блоку 2(узел 9).

В вычислительных устройствах, построенных по принципу общей магистрали может присутствовать множество однотипных конструктивно-законченных узлов (8-12), например блоков памяти, адаптеров, контроллеров внешних каналов связи и т.д. Для того, чтобы эти однотипные устройства отличались один от другого .с точки зрения центрального процессора (не показан), они должны иметь разные собственные адреса.

40

Обычно для задания собственных адресов используются группы выводов (контактов микросхем, контактов внешнего разъема и др.

на которых рас4S

паивается код, однозначно определяющий размещение внутренних программно-допустимых элементов данного узла

адресном пространстве.Если,например, число выводов в группе.равно шести, - то к общей магистрали можно подключить до 2 64 однотипных устройств,

отяичакйцихся один от другого распайкой кодов на этих выводах. В этом случае, например, распайка кода ООрОО означает, что внутренние регистры устройства (узла) имеют адреса 177060 и 1770628, а вектор прерывания при обращении к процессору равен 200g. Если распаять код 0000012, то адреса и вектор смещают25

ся относительно предыдущих и равны соответственно 177064, 177066 и 202 и . Такой способ задания соб- ственных адресов требует большого числа внешних выводов, что снижает степень интеграции устройств.

В предлагаемом устройстве собст венный адрес узла,(а именно его номер) задается с использованием всего лишь трех внешних выводов 3-5 независимо от числа узлов. Например, ЭВМ может содержать 140 однотипных однокристальных контроллеров телеграфных каналов связи (узлы 8-12), включенных согласно схеме (фиг. J). В этом случае контроллер, ближайший (по схеме) к генератору 1, знает - что его номер равен единице, следу1Ь- -ШИй - трем и т.д. В то же время для указания номера использованы три (а не восемь); внешних выводов кристалла.

Устройство работает следующим образом.

Генератор I формирует на своих выводах 7 и 13 сигналы, показанные на эпюрах 39 и А4 (фиг. 4). Сигнал с выхода 7 является общим тактовым сигналом синхронизации устройства, а сигнал с выхода 13 - эталонным сигналом единичной длительности (см. точку на вершине импульса на эпюре 44, совпадающую по времени с положительным фронтом сигнала С) Сигнал единичной длительности задает цикл и формируется сравнительно ред- ко, например, один раз в течение каждых 20 мс, а сигнал С синхронизации может иметь период, равный 2 МКС. Сигнал единичной длительности, проходя по цепочке блоков 2, расши- ряе тся каждым из этих блоков на одну единицу длительности (период сигнала С). Эпюра 46 (фиг. 6) показывает сигнал на входе 4 блока 2 узла 8. Этбт сигнал имеет единичную длитель- ность. Проходя через блок 2 узла 8, сигнал расошряется и поступает на вход 4 блока 2 узла 9 (эпюра 52), который, в свою очередь, расширяет сигнал еще на один период (эпюра 58) и т.д.

Задача определения позиции блока 2 в цепочке таким образом сводится к измеренгао длительности входного импульса. Первый блок 2 видит, что длительность входного импульса райна одной условной единице (периоду сигнала С) , следовательно, он знает

30

35

40

50

55

25

.

238096-4

что его номер равен единице. Второй блок 2 вычисляет свой номер - два, третий - три и т.д. Эти вычисления повторяются через каждые 20 мс и 5 приводят в каждом блоке 2 к одному и тому же результату, который вьщает- ся на выходы 6 и не меняется в процессе работы ЭВМ, подтверждаясь от измерения к измерению.

10 Сигнал, поступающий на вход 4 (фиг. 2 ), проходит через элемент ИЛИ 24 ria выход 5 блока 2 и открывает элемент И 19 для передачи на .счетный вход счетчика 14 счетных им15 пульсов. Счетчик 14, сброшенньп в нулевое состояние в предыдущем цикле, начинает подсчет числа положительных фронтов сигнала, поступающего на его счетный вход. В то же

20 время входной сигнал поступает на сдвиговый регистр на триггерах 16- 18, в котором он задерживается с шагом в половину периода сигнала на входе 3 (см. эпюры 47, 48, 49 и 53, 54, 55). Элемент ИЛИ 24, как

0

5

0

0

5

видно из диаграмм фиг. 5, растягивает входной -сигнал при передаче его на выход 5, суммируя основной и задержанные сигналы. Элемент И 20 срабатывает при окончании сигнала- на входе 4 и вызывает перепись полученного в счетчике 14 результата .измерения в регистр 15, а элемент И 21 в дальнейшем (после паузы в половину периода) сбрасывает счетчик 14. Вследствие разнесения во времени импульсов на выходах элементов И 20 и 21 (эпюры 50, 51 и 56, 57) регистр 15 может выполняться на од- нокаскадных триггерах с потенциальными входами синхронизации (в отличие от D-триггеров, имеющих двухярусную внутренинмо структуру . После окончания переходных процессов при включении питания в регистре 15 ус- танавливается номер абонента (например, 8-разрядный код), который в дальнейшем периодически перевычисляется счетчикам 14 и, подтверждаясь не меняется.

Генератор 1 (фиг. 3) содержит задаюа ую часть (элементы 29-31, 33- 37), выполненную по стандартной схеме и обеспечивакнцую генерацию непрерывной последовательности импульсов. Для получения симметричного сигнш а (со скважностью, равной двум) использован делитель частоты на два

на основе D-триггера 27. Усилитель 32 обеспечивает необходимое усиление сигнала для его параллельной передачи в блоки 2. Триггеры 25 к 26 представляют собой двухкаскадный сдвиговый регистр (фиг. 4). Элемент И 28 предназначен для формирования эталонного единичного сигнала (см. эпюру 44).

Таким образом, предлагаемое уст- ройство позволяет сократить требуемое число выводов, предназначенных для

задания собственного адреса абонента, 15 элемента НЕ, выход первого триггера

до трех независимо от числа абонентов, подключенных к магистрали ЭВМ. Выигрьш в числе выводов таким обраг- зом зависит от числа возможных абонентов N. По сравнению с прототипом при экономится один вывод, при N 17-32 - два вывода, при N 33-64 - три вывода (выигрьпп в 2 раза) и т.д. Выигрыш достигается путем последовательного широтно-им- пульсного преобразования эталонного сигнала и его дешифрации каждым абонентом.

Формулаизобретения

Устройство для подключения абонентов к «агистрали электронной вычислительной машины,, содержащее генератор импульсов и М блоков задания собственного адреса абонента, каждый из которых содержит два элемента И, два триггера, регистр и счетчик, причем в каждом блоке задания собственного адреса абонента счетный вход счетчика соединен с выходом первого элемента И первый вход которого подключен к тактовому выходу генератора импульсов, выход первого триггера соединен с первым входом второго эле мента И, отличающее

г.-/ г

I I

с я

-si

тем, что, t целью упрощения устройства, в каждый блок задания собственного адреса абонента введены тре- - тий триггер, третий элемент И, два элемента НЕ и элемент ИЖ1 причем в каждом блоке задания собственного адреса абонента выход счетчика соединен с информационным входом регистра, 0 выход которого соединен с адресным входом соответствующего абонента, а синхронизирующий вход соединен с выходом второго элемента И, вторым входом подключенного к выходу первого

20 25

зо

Qj

35

соединен с первым входом элемента ИЛИ и информационным входом второго триггера, синхронизирующий вход которого подключен к выходу второго элемен- та НЕ, а прямой выход - к второму входу элемента ИЛИ и информационному .входу третьего триггера первый и второй входы третьего элемента И соединены соответственно с инверсным выходом второго триггера и прямым выходом третьего триггера, а выход - с входом сброса счетчика, синхронизирующие входы первого и третьего триггеров и вход второго элемента НЕ подключены к тактовому выходу генератора им- пульсов, третий вход элемента ИЛИ, вход первого элемента НЕ, информационный вход первого триггера и второй вход первого элемента И i-ro (, М) блока задания собственного адреса абонента соединены с выходом элемента ИЛИ (i-l)-ro блока задания собственного адреса абонента, второй вход первого, элемента И, информационный вход первого триггера, вход первого элемента И, информационный вход первого триггера, вход первого элемента НЕ и третий вход элемент ИЛИ первого блока задания собственного адреса абонента соединены с цикловым выходом генератора импульсов.

Г --1

I « 19

-«1

я

Й1

L

ГI .

D

25

/У

б2

...j

Фиг.Z

25

Ъ

;з

NT

л

/5

3537

ЗЗГ

27

Jf

С 1

-отI

.

.З

27

Jf

С 1 7

I

сгП П ГЬTJUTTLT

с - - - tJ i-nj Lri. w

fft

42 3

Составитель В. Вертлиб. .

Редактор С. Лисина Техред Н БонкалоКорректор

и.,в,,ввв,

Заказ 3294/51. Тираж 671 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035,-Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

;. -.

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.

Фиг . 5

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных устройствах, построенных по принципу общей магистрали. Целью изобретения является упрощение устройства за счет уменьшения числа внешних входов, требующихся для задания собственного адреса абонента, и сокращение аппаратурных затрат многоабонентской системы на организацию узлов выборки абонентов. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов и М блоков з.ада- ния собственного адреса аб онента, каждый из которых содержит два мента И, два триггера, регистр и счетчик, в блоки задания собственного адреса абонента введены триггер, третий злемент И, два злемента НЕ и злемент ИЛИ. 5 ил.