Устройство для сопряжения ЭВМ с общей магистралью Советский патент 1987 года по МПК G06F13/00 

113

Изобретение относится к вычислительной технике и может бьп ь использовано в многомашинных вычислительных системах для организации межмашинного взаимодействия.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат путем сокращения числа линий общей магистрали и расширение класса решаемых задач за счет индикации межмапинного обмена по общей магистрали от ЭВМ,

На фиг.1 представлена блок-схема устройства (канала общей магистрали) на фиг.2 - функциональная схема узла арбитража; на фиг,3 - временная диаграмма, поясняющая процедуру установления связи через обио -ю магистраль между ЭВМ, захватившей магистраль и адресуемой ЭВМ; на фиг.4 - временная диаграмма, поясняющая процедуру передачи данных через общую магистраль между ЭВМ - источником данных и ЭВМ приемником данных (адресуемая ЭВМ),

Устройство (фиг.1) содержит регистр 1 сдвига, селектор 2 адреса, узел 3 передачи сигн.алов подтверждения, узел 4 арбитража, счетчик 5,

25 формация через усилитель 21 вьщает- ся на соответствующие линии внутренней магистрали 26 по сигналу на входе 27. После считывания 1 с соответствующего разряда магистральных

триггер 6 прерывания, триггер 7 управ-зо Усилителей 21 ЭВМ - инициатор обмена

записывает в регистр 1 адресное слово (фиг.З), Запись в регистр 1 с магистрали 26 производится по сигналу на входе 30 канала. По сигналу на входе 40 при записи слова в регистр в триггер 7 записывается 1, При .этом, так как в триггере 18 записана , разблокируется прохождение синхроимпульсов с входа 39 на выход элемента И 8 и через усилитель 15 на линию 35, с которой синхроимпульсы от канала - источника данных через усилитель 12 поступают на тактовый вход счетчика 5 и вход сдвига регистров 1 всех каналов, подключенных к общей магистрали, С .последовательного выхода регистра 1 канала, захватившего магистраль (I на выходе узла 4), через магистральный усилитель 14 в линию 34 по синхроимпульсам в линии 39 передаются биты, которые через усилители 11 и элемент 37 задержки подаются на последова- тельньй вход регистра 1 каждого из каналов. Сдвиг на один разряд в регистрах 1 всех каналов осуществляется по заднему фронту.синхроимпульса, передаваемого через линию 35, При передаче каждого бита происходит

ления, первый элемент И 8, группу приемных магистральных усилителей 9, первую группу передающих магистральных усилителей 10, приемные магистральные усилители , передающие магистральные усилители 14-17,

Узел 3 содержит триггер 18.состояния магистрали, триггер 19 готовност элемент ИЛИ-20, вторую группу передающих магистральных усилителей 21 и второй элемент И 22, Селектор 2 адреса содержит триггеры 23 и 24 и элемент И 25,

Устройство также с;одержит внутреннюю магистраль 26, управляющие входы 27-32, выход 33, линии 34-36 данных, синхронизации и занятости общей магистрали, элементы 37 и 38 задержки и синхровход 39,

Узел 4 арбитража содержит счетчик 40, регистр 41, триггеры 42 и 43 и генератор 44 синхроимпульсов.

Регистр 41 может представлять из себя жесткое подключение входов 40 к уровням логического О и 1 так, чтобы на входы 40 счетчика подавался помер канала.

Устройство работает следуюшим образом.

Перед началом работы производится начальная установка по сигналу на входе 29, при этом в триггеры 6 и 7 записывается О, Перед началом обмена ЭВМ - инициатор передачи данных (источник данных) выставляет требование захвата общей магистрали на вход 28. После захвата магистрали на выходе узла 4 формируется сигнал и на линию 36 через усилитель 16 выставляется низкий уровень (сигнал занятости), В исходном состоянии при свободной общей магистрали на линии

36 имеется высокий потенциал. При высоком уровне на линии 36 производится обнуление счетчика 5, триггеров 24.и 19 и запись I в триггеры 23 и 18,

После выдачи требования захвата магистрали ЭВМ - инициатор обмена через магистральные усилители 21 анализирует выход узла для установления факта захвата магистрали, Информация через усилитель 21 вьщает- ся на соответствующие линии внутренней магистрали 26 по сигналу на входе 27. После считывания 1 с соответствующего разряда магистральных

о Усилителей 21 ЭВМ - инициатор обмена

5

0

5

0

5

записывает в регистр 1 адресное слово (фиг.З), Запись в регистр 1 с магистрали 26 производится по сигналу на входе 30 канала. По сигналу на входе 40 при записи слова в регистр в триггер 7 записывается 1, При .этом, так как в триггере 18 записана , разблокируется прохождение синхроимпульсов с входа 39 на выход элемента И 8 и через усилитель 15 на линию 35, с которой синхроимпульсы от канала - источника данных через усилитель 12 поступают на тактовый вход счетчика 5 и вход сдвига регистров 1 всех каналов, подключенных к общей магистрали, С .последовательного выхода регистра 1 канала, захватившего магистраль (I на выходе узла 4), через магистральный усилитель 14 в линию 34 по синхроимпульсам в линии 39 передаются биты, которые через усилители 11 и элемент 37 задержки подаются на последова- тельньй вход регистра 1 каждого из каналов. Сдвиг на один разряд в регистрах 1 всех каналов осуществляется по заднему фронту.синхроимпульса, передаваемого через линию 35, При передаче каждого бита происходит

наращивание содержимого .счетчиков всех каналов. Таким образом, все адресные слова бит за битом передаются из регистра 1 источника в регистры 1 всех каналов,

В К-м разряде адресного слова, записанного в результате обмена в регистры 1 всех каналов, находится 1 при адресации К-й машины. При установлении связи с одной К-й машиной в адресном слове находится одна единица в К-м разряде. При установлении связи с. несколькими ЭВМ в адресном слове содержится несколько единиц. При широковещательной связи во всех разрядах, кроме разряда, соответствующего ЭВМ - источнику, записываются единицы.

При передаче последнего бита адресного слова по сигналу переноса счетчика 5 происходит: запись О в триггеры 8 и 7 (с задержкой на элементе 38); формирование импульса на выходе элемента И 25 при наличии для К-го канала 1 в К-м канале разряде адресного слова, принятого в регистры 1 ; запись О в триггер 23

По сигналу с выхода элемента И 25 в адресуемом канале происходит запись 1 в триггеры 19, 24 и 6.

При единичном состоянии триггера 6 к соответствующей ЭВМ с выхода 33 вьщается требование межмашинного обмена. При единичном состоянии триггера- 19 (установленном в адресуемых -ЭВМ) через усилитель 17 на линии 34 устанавливается низкий уровень. После передачи адресного слова на линии 34 до выдачи указанного сигнала был высокий уровень. Сигнал (низкий уровень) на линию 34 выдается от все адресуемых каналов (по принципу монтажного ИЛИ) и воспринимается как сигнал отсутствия канала связи с адресуемыми машинами. Особенностью широковещательной и групповой связи состоит в необходимости реализации межмапшнного обмена (передачи инфор мационных слов) только после установления канала связи со всеми адресу емыми маши нами,

После приема требования межмашинного обмена каждая адресуемая ЭВМ обнуляет триггер 6 сигналом на входе 32, После подготовки к межмащинному обмену (после обработки прерывания) адресуемая ЭВМ обнуляет триггер 19 своего устройства, считывая через

10

15

20

25

30

35

40

45

50

65

764

усилители 10 по магистрали 26 содержимое регистра 1.

После обнуления триггера 19 К-е устройство через усилитель 17 снимает сигнал неготовности с линии 34, Суммарньш сигнал неготовности с линии 34 снимается только когда к обмену готовы все адресуемые ЭВМ, которые снимают с линии 34 свои сигналы неготовности, обнуляя триггер 19 своего канала. При нулевом состоянии триггера 7, установленном после передачи адресного слова по заднему фронту, перепадом с низкого уровня на высокий сигнала на линии 34 триггеры 18 всех каналов устанавливается в единичное состояние,

ЭВМ - инициатор обмена (источник) после передачи адресного слова и все адресуемые машины после подготовки к приему данных для идентификации установления машины канала связи со всеми адресуемыми машинами опрашивают триггер 18 через магистральные усилители 21, После считывания единичного состояния триггера 18 и нулевого состояния триггера 7 ЭВМ - источник заносит (фиг,4) в регистр 1 очерредное передаваемое слово с внутренней магистрали 26, При записи слова в регистр 1 по сигналу на входе 30 осуществляется запись 1 в триг- гер 7 и при единичном состоянии триггера 18 через элемент И 8 проходят синхроимпульсы с входа 39,

Синхроимпульсы с выхода элемента И 8 через магистральный усилитель 15 подаются на линию 35 и через магистральные усилители 12 поступают на входы сдвига регистров 1-й счет- ные входы счетчиков 5 всех каналов. По каждому синхроимпульсу на линии 35 происходит передача очередного бита, снимаемого с последовательного выхода регистра 1 устройства - источника, через линию 34 в регистры 1 всех каналов Выдача передаваемого бита на линию 34 и прием этого бита осуществляется через магистральные усилители 14 и 11, Таким образом, осуществляется последовательная бит за битом передача очередного слова из регистра 1 источника через линию 34 в регистры 1,

При передаче через линию 35 последнего бита слова на выходах переноса считчиков 5 всех каналов формируется импульс, по которому проис

5

ходит обнуление триггеров 7 (ннфор- об освобождения регистра 1 ) и установка единичного состояния тригеров 19 адресуе 1ых ЭВМ, в триггера 24 которых содержится 1. При записи 1 в триггер 19 адресуемая ЭВМ через магистральные усилители 21 и внутреннюю магистраль 26 получает информацию о готовности в регистре I очередного слова.

При единичном состоянии триггера 19 через магистральньй усилитель 17 на линию 34 выдается низкий уровень (в исходном состоянии после передач очередного слова на линии 34 имелся высокий уровень), т.е. устанавливаеся сигнал неготовности адресуемой ЭВМ к приему последующего слова. Пр считывании по внутренней магистрали 26 через усилители 10 содержимого ре истра 1 по сигналу 31 в триггер 19 заносится О и от соответствующего канала снимается сигнал неготоности к приему последующего слова. Суммарный сигнал неготовности (низкий уровень) от адресуемых устройст (каналов) снимается только после считывания содержимого регистров 1 всеми адресуемыми ЭВМ,, По перепаду на линии 34 с низкого уровня на выский при нулевом состоянии Триггеров 7 в триггеры 18 записывается 1 (запись в триггер 18 происходит та

же, как и при установлении соединения) При нулевом состоянии триггер 7 и единичном состоя ии триггера 18 ЭВМ - источник заноси: очередное слово .через внутреннюю магистраль 26 в регистр 1 по сигналу 30, при этом осуществляется запись 1 в триггер 7 и разблокировка прО5:ождения синхроимпульсов с входа 39 дщя передачи следующего слова, передача которого через общую магистраль осуществляется в соответствии с описанным процессом.

После передачи последнего слова пакета ЭВМ - источник освобождает общую магистраль пода чей сигнала на вход 29, Освобождение общей магистрали сопровождается установкой высокого уровня на линии 36,, после чего магистраль может быть захвачена для межмашинного обмена другими ЭВМ.

Запросы на захват общей магистрали (фиг,2) заносятся в триггеры 43 по сигналу на входе 28, При занятости общей магистрали на линии 36 и

соответственно на входе 38 имеатся сигнал. При сигнале заносятся на линии 36 на вхощ,1 установки счетчиков 40 всех каналов подается сигнал, по которому в счетчики 40 заносятся коды с выходов соответствуюп1 1Х регистров 41. При этом наращивание содержимого счетчиков 40 блокируется. Сигнал , , установки счетчиков 40 удерживается весь период занятости общей магистрали. Таким образом, к моменту снятия сигнала занятости с линии 36 в счетчики 40 всех каналов занесены

5 номера каналов. При снятии сигнала занятости с линии 36 работа счетчиков 40 в режиме счета разблокируется. Так как после совобождения магистрали в счетчики 40 заносятся номера каналов, сигналы переноса счетчиков 40 разных каналов формируются в разные моменты времени (разные такты). Если К-й канал получил требование захвата магистрали (1 в триггере

5 43), то по сигналу переноса со счетчика 40 К-го канала происходит запись I в триггер 42, при этом формируется сигнал на выходе узла 4 и через магистральньй усилитель 16 на линии 36 устанавливается сигнал занятости (низкий уровень), блокируклций через усилители 13 работу счетчиков 40 в счетном режиме и задающий режим их установки. Для освобождения общей магистрали ЭВМ, осуществляющая передачу данных, выставляет сигнал 29, по которому в триггеры 42 и 43 заносится О, и сигнал занятости с нии 36 снимается через усилитель 16,

0

0

5

Формула изобретения

1. Устройство для сопряжения ЭВМ с общей магистралью, содержащее группу приемных магистральных усилителей, входы которых соединены с выходами передающих магистральных усилителей первой группы и образуют вход-выход устройства для подключения к информационным шинам ЭВМ, регистр сдвига, триггер прерывания, имитатор адреса, причем входы первого, второго и третьего прием{ых магистральных усиителей соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего передающих магистральных усилителей образуют входы-выходы устройства ля подключения к информационным шинам и пгинам синхрор изации и занято71339576

ти общей магистрали, информационный ход параллельного кода регистра двига подключен к выходам приемных

ду но не пе че вх ра по пе пе си сч де уп ды но ме тв но до но сд до вх к ма ра гр эл ма вт ст со та яв ро си бо ро ра но по пр ни со ле до хо

магистральных усилителей группы, выход четвертого передающего магистрального усилителя соединен с входом третьего приемного магистрального усилителя,отличающееся тем, что, с целью, сокращения аппаратурных затрат устройства, в него введены счетчик, селектор адреса, триггер управления, элемент И, узел арбитража, два .элемента задержки и узел передачи сигналов подтверждения состоящий из триггера состояния магистрали, триггера готовности группы передающих магистральных усилителей, элемента ИЛИ и элемента И, причем выходы магистральных усилителей группы узла передачи сигналов подтверждения являются группой выходов устройства для подключения к информационным шинам ЭВМ, а группа информационных входов соединена с выходом узла арбитража, инверсным выходом триггера упр.авления и выходами триггера состояния и триггера готовности, первый выход селектора адреса подключен к установочным входам триггера готовности и триггера .прерывания, а второй выход - к информационному входу триггера готовности, выход, синхро- вход и вход сброса которого подключены соответственно к входу четвертого передающего магистрального усилителя и выходам счетчика и элемента ИЛИ, первым входом соединенного с выходом третьего приемного магистрального усилителя, входом разрешения селектора адреса и узла арбитража, входом сброса счетчика и входом установки триггера состояния магистрали, выход магистральный информационный вход, синхровход и вход сброса которого соединены соответствено с первым входом первого элемента И, инверсным выходом триггера управления, выходом элемента И узла передачи сигналов подтверждения и выходом счетчика, тактовьй вход которого соединен с выходом приемного магистрального усилителя и входом сдвига регистра сдвига выход последовательного кода которого соединен с ин хэрмационным входом первого передающего магистрального усилителя, управляющим входом подключенного к входу второго передающего магистрального усилителя и выхо8

0

5

0

5

0

5

0

5

ду элемента I, выход nepBCj o приемного магистрального усилителя соединен с первым входом элемента И узла передачи сигналов подтверждения и через, первый элемент задержки - с входом поапедовательного кода регистра сдвига, группа выходов которого подключена к информационным входам передающих магистральных усилителей первой группы и селектора адреса, синхровходом соединенного с выходом счетчика и через второй элемент задержки - с входом сброса триггера управления, инверсный и прямой выходы которого подключены соответственно к вторым входам элемента И и элементов И узла передачи сигналов подтверждения, третьим входом соединенного с выходом узла арбитража и входом третьего передающего магистрального усилителя, синхровход регистра сдвига соединен с установочным входом триггера управления и является входом устройства для подключения к выходу сигнала сопровождения информации ЭВМ, управляющие входы магистральных передающих усилителей первой группы, соединенные с вторым входом элемента ИЛИ, и управляющие входы магистральных передающих усилителей второй группы образуют вход устройства для подключения к выходу опроса состояния ЭВМ, четвертый вход элемента И и вход запроса узла арбитража являются соответственно входом устройства для подключения к выходам синхроимпульсов и входом сигнала требования захвата магистрали ЭВМ устройства, вход сброса и выход триггера прерываний являются соответственно входом и выходом устройства для подключения к выходу приема сигнала прерывания и входу запроса прерывания ЭВМ, входы установки начального состояния триггеров прерываний, управления и узла арбитража являются входом устройства для подключения к выходу начальной установки ЭВМ.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что узел арбитража содержит два триггера, регистр, счетчик и генератор синхроимпульсов, причем тактовый, информационный входы и вход разрешения записи счетчика соединены соответственно с выходами генератора синхроимпульсов, регистра и входом разрешегшя узла, информацио.иный вход и син- хровход мерного триггера соединены соответственно с выходами первого триггера и счетчика, а выход и вход сброса - соответственно с выходом

узла I 1ходом плчп.иьнпп yc. i ;.1иогч и узла, вход с.броса и устчисч очнр. пу.од второго тригтчфа соединер ы соотвег- CTBejfHO с входом занроса и входом начальной установки узла.

Фиг.2

П П Г

О или 1

ООСХ

Перетер

«л 31п

1 П PL

f

х- хгх-71

Изобретение относится к вычислительной технике и может быгь использовано в многомашинных вычислительных системах для организации межмашинного взаимодействия. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат устройства за .счет уменьшения числа линий общей магистJ Ц 23 рали и расширения функциональных вовт можностей за счет инициации межмашин кого обмена от любой ЭВМ, Поставлен- i ная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регистр ) сдвига, селектор 2 адреса, триггер 6 прерываний, группу приемных магистральных усилителей 9, первую группу передающих магистральных усилителей 10, четыре передающих и три приемных магистральных усилителя введены узел 4 арбитража, счетчик 5, триггер 7 управления, первый элемент И 8 и узел 3 передачи сигналов подтвержде- ния состоящий из триггера 18 состояния магистрали, триггера 19 готовности, второго элемента И 22, элемента ИЛИ 20 и второй группы передающих магистральных усилителей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. & (Л оо ОО со СП Gf5

Составитель В.Вертлиб Редактор А.Ворович Техред М.Дидык Корректор С.

Заказ 4224/40Тираж 672Подписное

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