Устройство для сопряжения процессора с @ абонентами Советский патент 1986 года по МПК G06F13/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике, в частнострг к устройствам управления передачей информации между каналом ввода-вывода и внешними устройствами.

Целью изобретения является увеличение быстродействия. .

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема узла коммутации; на фиг, 3 и 4 - функциональные схемы блоков усилителей-приемников и усилителей-передатчиков канала соот.ветственно; на фиг. 5 и 6 - функциональные схемы блоков усилителей-пе;редатчиков и усилителей-приемников абонента; на фиг. 7 - электрическая

:схема узла триггера подключения; на фиг. 8 - электрическая схема коммутатора выборки; на фиг. 9 - электрическая схема узла блокировки; на фиг. 10 - электрическая схема узла элементов ИЛИ.

Устройство содержит (фиг. 1) блоки усилителей-приемников 1 и усили. телей-передатчиков 2 канала, узел 3 коммутации, М блоков усилителей-передатчиков 4-6 и усилителей-приемников 7-9 абонента, узел 10 элементов ИЛИ, М узлов 11-13 триггеров подключения, М коммутаторов 14-16 выборки, М узлов 17-19 блокировки.

.и М элементов И 20-22. Кроме того, устройство содержит первые линии выборки 23 и обратной выборки 24, .вторые линии выборки 25 и обратной выборки 26, основные шины сигналов канала 27 и абонента 28, М шин сигналов канала 29-31 и абонента 32-34 Узел 3 коммутации (фиг. 2) состоит из переключателя приоритета ,35 и нормально разомкнутых 36 и нормально замкнутых 37 контактов реле (обмотки реле условно не показаны),

. Блок 1 усилителей-приемников канала (фигг 3) содержит усилители-приемники 38-44. Блок 2 усилителей-передатчиков канала (фиг. 4) содержит усилители-передатчики 45-48. Каждый из М блоков 4-6 усилителей-передатчиков абонента (4иг. 5) содержит усилители-передатчики 49-53, а каждый из М блоков 7-9 усилителей-приемнит- ков абонента (фиг. 6) содержит уси- .лители-приемники 54-59

Узлы 11-13 триггеров подключения (фиг. 7) содержит триггер 60, эле37652

менты И 61 и 62, элементы НЕ 63

и 64, переключатель 65 и рези-стор 66.

Коммутаторы 14-16 выборки (фиг. В) содержит четыре элемента И 67-70, 5 четыре элемента ИЛИ 71-74, элементы И-НЕ 75 и 76 и элементы НЕ 77 я 78,

Узлы 17-19 блокировки (фиг. 9) содержат элемент НЕ 79 и элемент ИЛИ 80.

° Узел 10 элементов ИЛИ (фиг. 10) содержит элементы ИЛИ 81-83.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подключается к каналу ввода-вывода посредством основных шин и первых и вторых линий выборки и обратной выборки аналогично внешнему устройству. При этом устройство может быть подключено к каналу пер- 20 вым, считая от канала, либо между

Ним и каналом могут находиться другие внешние устройства. К первым (29,32) М-ым (31, 34) шинам подключаются внешние устройства любых типов, как

7S

И К основным шинам. При выключенном устройстве канал работает только с внешними устройствами, подключеннь1ми к основным шннам. При этом обеспечи- .вается прохождение сигнала выборки

30 по линии 23 от канала на узел 3 устройства, через верхний контакт переключателя 35, контакты 37 реле, нижний контакт переключателя 35 в линию 25, а сигнала обратной выборки

35 с линии 24, через средний контакт переключателя 35 в линию 26. Положение переключателя 35 в этом случае соответствует высокому приоритету устройства. Если переключатель 35

40 переключить в нижнее положение, то устройство имеет низкий приоритет. В дальнейшем работа устройства описана для высокого приоритета. При включении устройства контак45 та 36 реле замкнутся, а контакты 37 разомкнутся. В этом случае сигнал выборки с линии 23 через узел 3 поступит на первый вход блока I усилителей-приемников канала, пройдет че50 рез усилитель-приемник 44 на вход элементов И 67 и коммутаторов выборки 14-16 и вход элементов И 68-70 коммутатора 14 выборки. Если переключатели 65 узлов 11-13 триггеров

55 подключения замкнуты, то триггеры 60 этих узлов установлены в нулевое состояние и на их выходе будет уровень логического нуля, которым бу3

дут заблокированы первые - М-ные блоки 4-9 и элементы ШВД-НЕ 75 коммутаторов 14-16, Таким образом, внешние устройства, подключенные к первым - М-м шинам устройства, не сопряжены с каналом ввода-вывода. Сигнал выборки выдается каналом вместе с сигналом разрешения выборки, поступающим через усилитель 41 блока 1 на входы элементов И-НЕ 76 и элементов И 67-69 коммутаторов 14 16, На выходе элемента Й-НЕ 76 буде уровень логического нуля, так как на его другой вход поступает уровень логической .единицы с выхода элемента И-НЕ 75. В результате на выходе элемента НЕ 78 будет уровень логической единицы, который разрешает прохождение сигнала выборки через элемент И 70, Сигнал выборки с выхода усилителя 44 блока 1 через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 коммутатора 14 поступит на коммутатор 15, где он также через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 пройдет на следующий коммутатор выборки, С выхода элемента ИЛИ 74 последнего коммутатора 16 сигнал выборки поступит на вход усилителя 45 блока 2, а с его выхода через нижние контакты переключателя 35 блока 3 поступит в линию 25, Таким образом обеспечивается прохождение сигнала выборки при отключенных первой М-й шин устройства.

Если необходимо подключить к каналу какую-либо из шин устройства, с подключенными к ней внешними устройствами, то нужно в соответствующем узле 11-13 установить переключатель 65 в верхнее положение, В этом случае, если в канале отсутствует сигнал смены состояния, триггер 60 соответствующего узла 11-13 установится в единичное состояние, в результате чего разблокируются соответствующие блоки усилителей. Например, переключатель 65 узла 12 установлен в верхнее положение. Этим самым разблокированы блоки усилителей 5, 8 и на первом управляющем входе коммутатора 15 будет уровень логической единицы. При отключении вторых шин 30-33 переключатель 65 узла 12 необходимо замкнуть При этом, когда канал снимет сигнал смены состояния, триггер 60 узла 12 установится в.нулевое состояние, блоки усилителей 5, 8 заблокированы

57652.4

и на первый управляющий вход татора 5 поступит уровень логического нуля. Таким образом, подк/поче- ние и отключение любой из первой - 5 М-й шин происходит при снятом сигнале смены состояния, т.е. в тот момент, когда канал разрешает внешним устройствам HSNfeHHTb свое состояние, а не в произвольный момент

10

времени.

Рассмотрим работу устройства, когда во всех узлах 11-13 переключатели 65 находятся в верхнем положении, т,е, подключены к каналу пер- вая - М-я шины. Сигналы канала (кроме сигналов выборки и разрешения выборки) с основной шины 27 через блок 1 и блоки 4-6 поступают в первую - М-ю шину 29-31, а сигналы або- нента (кроме сигналов обратной выборки) с первой - М-й шин 32-34 и блоки 7-9 поступают на элементы ИЛИ 81- 83 узла 10, где происходит объединение одноименных сигналов абонента.

с выхода узла 10 сигналы абонента поступают через блок 2 на основную шину 28 сигналов абонента. Сигнал разрешения выборки с выхода усилителя 41 блока 1 через элементы И 2022 поступает на вход усилителей 52 блоков 4-6 и далее на первую - М-ю шины сигналов канала.

Прохождение сигнала выборки рассмотрим отдельно для последователь.нрсти сигналов выборки по требованию абонента и начальной выборки. В первом случае внешние устройства, которым необходимо подключиться к каналу, выдают сигналы требования

абонента, которые через усилители 58 блоков 7-9, узел 10 и блок 2 поступают в основную шину 28 сигналов абонента, чем становятся доступны каналу. Кроме того, эти сигналы поступают на вход элемента И-НЕ 75 через 3 лемент ИЛИ 72 в соответствующем коммутаторе 14-16. Канал в ответ на сигнал требования абонента выдает сигналы разрешения выборки и выборки. Сигнал разрешения выборки поступает в первую - М-ю шины сигналов канала, как описано выше. Кроме того, этот сигнал поступает на входы элементов И-НЕ 76 и элементов И коммутаторов 14-15. В тех таторах 14-15, на вход которых пос- тупил сигнал требования абонента, на выходе элемента И- НЕ 75 будет

уровень логического иу/(я, блокирую- щий элемент И-НЕ 76. Поэтому в этих коммутаторах элемент И-КЕ 76 при поступлении сигнала разрешения выборки ие изменит уровня логической единицы на выходе, а в коммутаторах , где нет сигнала требования абонента, на выходе элемента И-НЕ 75 будет уровень логической единицы и при поступлении сигнала разрешения выборки на выходе элемента И-НЕ 76 установится уровень логического нуля Таким образом, в коммутаторах , где присутствует сигнс ш требования абонента с выхода элемента НЕ 77, уровень логической единицы поступает на вх.одь) элементов И 68, 69, а в тех коммутаторах 14-16, где сигнала требования абонента нет, уровень логической единицы поступает с элемен- .та НЕ 78 на элемент И 70, При этом сигнал требования абонента присутствует на входе комг-)утаторов 15-16,

Сигнал выборки с линии 23 через узел 3 и усилитель 44 блока 1 поступает на входы элементов И 68-70 коммутатора 14. Так как па входе последнего, нет сигнала требования абонента, то сигнал выборки пройдет через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 и поступит на входы элементов И 68-7,0 коммутатора 15. На входе этого коммутатора присутствует сигнал требования абонента, поэтому сигнал выборки пройдет через элемент И 68, элемент ИЛИ 73 и поступит на входы элементов ИЛИ 71 - 72 этого коммутато- ,ра и через усилитель 53 блока 5 во вторую шину 30 сигналов канала. Подключившееся внеинее устройство даст сигнал работьг абонента и снимет сигнал требования абонента. Снятие сигнала требования абонента не изменит состояния комм гтатора 15, так как этот сигнал теперь задублирован сигналом выборки, поступившим с выхода элемента ИЛИ 73 на вход .элемент ИЛИ 72. Сигнал работы або- , нента поступит через элемент ИЛИ 80 узла 17 на элемент И 21, по дтверждая его открытое состояние, а через элемент, НЕ 79 узла 17 он уровнем логического нуля поступит на входы элементов ИЛИ 80 узло,в 17 и 19, блокируя тем самым элементы И 20 и 22, чем запрещается вьщача через них сигнала разрешения выборки. В дальнейшем устройство осуществляет трансляцию сигналов сопряжения между каналом и подключивпгимся внешним устройством в соответствии с требованиями интерфейса ввода-вывода. Если

внешнее устройство, подключенное к шинам 30, 33, по каким-либо причинам (например, в результате неисправности) не подключится к каналу, а распространит сигнал выборки, то

последний поступит через усилитель 59 блока 8 на элемент И 69 коммутатора 15 и, пройдя через него и элемент ИЛИ 74, поступит на входы элементов И 68-70 коммутатора 16. С выхода элемента И 70 коммутатора 16 через элемент ИЛИ 74 он выдается на усилитель 53 блока 6 и далее в шину 31. Если внешние устройства этой шины также не подключатся к каналу,

а распространят сигнал выборки, то он с шины 34 через усилитель 59 блока 9, элемент И 69 и элемент ИЛИ 7Д коммутатора 16, усилитель 45 блока 2, узел коммутации 3 поступит на линию

25 выборки для обеспечения возможности подключения внешних устройств, приоритет которых ниже приоритета устройства.

Таким образом, в последовательности подключения по требованию абонента устройство обеспечивает выдачу сигнала выборки в те из шин 29-31, которая имеет высший приоритет при наличии сигнала требования абонента. В шины более высокого приоритета, внешние устройства которых не вьода- вали сигнала требования абонента, сигнал ВЕ 1борки не поступает, что обеспечивает сокращение времени подключения внешних ,устройств в последовательности сигналов подключения по требованию абонента и ведет,к увеличению пролускной способности устройства.

Б последовательности сигналов начальной выборки канал выставляет на основных шинах адрес внешнего уст- ройства в сопровождении сигнала идентификации адреса. Эти сигналы доступны всем внешним устройствам, подключенным к каналу. Кроме того, сигнал идентификации адреса с выхода усилителя 42 блока 1 поступает и на элементы ИЛ 7 и 72 коммутаторов 14-16, в результате чего от-, крывается по одному входу элемент И 67 коммутаторов 14-16 и уровнем логической единицы - элементы И 68,

69 с выхода элемента НЕ 77. Через время, достаточное для опознания внешним устройством своего адреса, канал выдает сигнал выборки в сопровождении сигнала разрешения выборки. Сигнал разрешения выборки поступает (кроме элементов И 20-22) на элементы И 67-69 и элементы И-НЕ 76 коммутаторов 14-16. Элементы И-НЕ 76 не изменяют своего состояния, так как на выходе элемента И-НЕ 75 будет уровень логического нуля, а элементы И 67-69 открыты и по вторым вхог, дам. Сигнал выборки поступает на входы элементов.И 68-70 коммутатору 14 и входы элементов И 67 коммутаторов 14-16. В результате сигнал выборки, пройдя через открытые элементы И 67 и элемент ИЛИ 73 коммутаторов 14-16 и усилителя 53 блоков 4-6, поступит в шины 29-31, где он будет доступен внешним устройствам. Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 73 сигнал выборки в каждом коммутаторе 14-16 поступит на элементы ИЛИ 71 и 72, подтверждая состояние коммутатора. Если внешние устройства, подключенные к какой-либо из шин 29-31, не опознали адреса, то они распространят сигнал выборки, который |поступит через усилитель 59 соответствующего блока 7-9 на вход элемента И 69 своего коммутатора выборки Элемент И 69 открыт для прохождения этого сигнала только в коммутаторе 14. И если с шины 32 поступит сигнал обратной выборки, то он пройдет через элемент И 69 коммутатора 1 на вход элементов И 68-70 коммутатора 15. Таким образом, сигнал обратной выборки распространяется через коммутаторы 14-16, блоки 2 и 3 в линию 25 или его распространение задержится в одном из коммутаторов 14-16, если одно из внешних устройств, подключенных к соответствующим шинам, опознало адрес. Допустим, опознало адрес внешнее устройство, подключенное к шинам 31 и 34. В этом случае элемент И 69 коммутатора 16 закрыт, подключившееся устройство выдает сигнал работы абонента, который поступает в канал, а также на вход узла 19, в результате чего блокируется выдача сигнала разрешения выборки через элементы И 20, 21, чем запрещается подключение внешних устройств, подключенных к шинам 29

2576528

и 32, 30 и 33. Получив сигнал работы абонента, канал снимает сигнал идентификации адреса, но состояние коммутатора 16 не изменится, так 5 как этот сигнал задублирован сигналом выборки, поступающим с выхода элемента ИЛИ 73 на элементы ИЛИ 7 и 72. Дальнейшая работа внешнего устройства осуществляется в соответ- 0 ствии с требованиями интерфейса ввода-вывода.

Таким образом, в последовательности сигналов начальной выборки данное устройство обеспечивает па- 5 раллельное распространение сигнала выборки во все шины, что приводит к повьш1ению пропускной способности устр ойства, так как время подключения одинаково со временем подключе- 20 ния только одной группы внешних устройств. Кроме .того, узлы 17-19 блокируют распространение сигнала выборки во все внешние устройства кроме тех,которые подключены к шине, где находится внешнее устройство, опознавшее адрес, вследствие чего повышается надежность, так как при подключении, например, первого внешнего устройства в одной группе, ка- 30 нал снимает сигнал идентификации адреса, что приводит к тому, что последние устройства могут получить сигнал выборки при отсутствии сигнала идентификации адреса и расшифру- 35 ют эту ситуацию как последовательность сигналов подключения по требованию абонента. Если устройства выдали сигнал требования абонента, то они могут также подключиться к кана- 40 лу, что ведет к сбою работы интерфе- рейса.

25

Формула изобретения

1. Устройство для сопряжения процессора с М абонентами, содержащее узел коммутации, блок усилителей- приемников канала, блок усилителей- передатчиков канала, блок усилителей-передатчиков абонента, блок усилителей-приемников абонента, причем группа информационных входов блока усилителей-приемников канала подключена к группе выходных информационных шин процессора, группа информационных выходов блока усилителей- передатчиков канала подключена к

группе входных информационных шин процессора, первый и второй информа- циЬнные входы узла коммутации подключены к первым шинам выборки и обратной выборки процессора соответст- венно, первый и второй информационные выходы узла коммутации подключены ко вторым шинам выборки и обратной выборки процессора соответственно, группы информационных выходов и входов первых блоков усилителей- передатчиков абонента и усилителей- приемников абонента подключены к группе информационных входов и выходов первого абонента, при этом группа информационных выходов блока усилителей-приемников канала соединена с группой информационных входов первйго блока усилителей-передатчиков абонента, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены М коммутаторов выборки, М узлов триггеров подключения, М узлов блокировки, М-1 блоков усилителей-пере- датчиков абонента и М-1 блоков усилителей-приемников абонента, М элементов И, узел элементов ИЛИ, причем группы информационных выходов и входов М-1 блоков усилителей-передатчи- ков абонента и усилителей-приемников абонента подключены к М-1 информационным входам и выходам соответствующих М-1 абонентов, при этом первый информационный выход блока уси- лителей-приемников канала соединен с первыми входами М элементов И и первыми информационными входами М коммутаторов выборки, вторые информационные входы которых соединены с вторыми информационными выходами блока усилителей-приемников канала, третий информационный выход которог соединен с информационным входом М узлов триггеров подключения, выходы которых соединены с первыми управляющими входами соответствующих М коммутаторов выборки и входами выборки соответствующих М блоков усилителей-передатчиков абонента и уси лителей-приемников абонента, группы информационных выходов М блоков усилителей-приемников абонента соедине нь1 с соответствующими М группами входов узла элементов ИЛИ, группа выходов которых соединена с группой информационных входов блока усилителей-передатчиков канала, информационный выход которого соединен с третьим информационным входом узла коммутации, третий информационный выход которого соединен с информационным входом усилителей- приемников канала, четвертый информационный выход которого соединен с третьими информационными входами М коммутаторов выборки, первые информационные выходы которых соединены с первь ми информационными вхо- дами соответствующих М блоков усилителей-передатчиков абонента, вторые информационные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих М узлов блокировки, входы которых соединены с первыми информационными выходами соответствующих М блоков усилителей-приемников абонента, вторые и третьи информационные выходы которых соединены с вторыми и третьими управляющими входами соответствующих М коммутаторов выборки, четвертый информационный выход блока усилителей-приемников канала соединен с четвертым информационным входом первого коммутатора выборки, второй информационный выход которого соединен с четвертым информационным входом второго коммутатора выборки и так далее до М-го коммутатора выборки, второй информационный выход которого соединен с информационным входом блока усилителей-передатчиков канала, вход-выход первого узла блокировки соединен с входами-выходами остальных М- узлов блокировки, группы информационных входов М-1 блоков усилителей-передатчиков, абонента соединены с группой информационных выходов блока усилителей-при емцик в канала,

2, Устройство по п„ 1, о т л и - ча-ющееся тем, что узел блокировки содержит элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем первый вход элемента ИЛИ соединен с входом элемента НЕ и является входом узла блокировки, выход элемента 1-ШИ я.вляется выходом узла блокировки, выход элемента НЕ соединен с вторым входом элемента ИЛ и является входом-выходом узла блокировки.

J

1

55

«

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности. к устройствам управления .передачей информации между каналом ввода-вывода и виешними устройствакш Основной целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит блок усилителей-передатчиков канала, блок усилителей-приемников канала, М блоков усшштелей-передат - чиков абонента, М блоков усилителей- приемников абонента, узел коммутации, М узлов триггеров подключения, М коммутаторов выборки, М узлов блокировки, М элементов И, узел элементов ИЛИ, 1 з.п. ф-лы, 10 ил. :п ЙТ1 N9

56

#м

Фиг.5

eJ

fai.5

/2.

Составитель С, Пестмал Редактор М. Недолужёнко Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай

Заказ 4958/48Тираж 671Подписное

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