Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали Советский патент 1987 года по МПК G06F9/50 

11

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к приоритетным устройствам обмена, и может быть использовано в расположен- ных на значительном расстоянии друг от друга вычислительных устройствах управлякицик доступом к некоторому общему ресурсу.

Цель изобретения - расширение об- ласти применения путем исключения влияния времени распространения сигнала по общей магистрали на точност подключения абонентов.

На чертеже приведена структурная схема Одного канала устройства.

Каждый канал устройства содержит запросный вход 1, триггер 2,триггер 3, элемент И 4, триггер 5, регистр 6, элемент И 7, элемент развязки 8, кодовый вход 9 канала, триггер 10, генератор 11 тактовых импульсов,элемент И 12, элемент И 13, счетчик 14, счетчик 15, счетчик 16, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 17,элемент И 18, триг- гер 19. Все каналы устройства подключены к общей магистрали 20.

Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали работает следующим образом.

В начальный момент триггеры 2,5 и 10, счетчики 14 - 16 устанавливаются в нулевое состояние, триггеры 3,19 - в единичное состояние. В регистр 6 записывается адрес данного абонента, в виде N-разрядного двоичного числа, соответствующего критерию его приоритета на подключение, при этом старший разряд адреса у всех абонентов является единичным. В общей магистрали 20 имеет место нулевой потенциал (цепи начальной установки и записи исходных данных на чертеже не показаны). Запросы на приоритетное обслуживание абонентов поступают на вход 1.

Предположим,что запросы на вход поступают одновременно в нескольких абонентах, при этом триггеры 2 в данных абонентах устанавливаются в единичное состояние практически одновременно. Наличие единичных потенциалов на входах элемента И 4 приводит к установке в единичное состояние триггера 5 в момент поступ ления тактового импульса на третий вход элемента И 4, при этом через элемент И 7 и элемент развязки 8 в общую магистраль 20 начинает посту93

пать единичный бит старшего ра зря- да адреса данного абонента,передним фронтом которого триггеры 10 во всех абонентах, подключенных к магистрали 20, устанавливаются в единичное состояние и разрешают прохождение тактовых импульсов через элемент И 12 на вход счетчика 15 и через элемент И 13 на вход счетчика 14.

Таким образом, после поступления единичного бита в общую магистраль 20 хотя бы от одного абонента во всех абонентах начинается счет тактовых импульсов счетчиком 14, формирующим интервал на время переходных процессов после прохождения стартового бита по магистрали, выставляемого одним из абонентов,счетчиком 15, определяющим время нахождения одного бита адреса абонента в магистрали, и счетчиком 16, определяющим время, необходимое для вьщачи в магистраль адреса абонента,в который поступил запрос. Время распространения переднего фронта первого бита, зависящее от места подключения абонента к общей магистрали, время переходных процессов во входных и вы ходных цепях абонентов, а также дискретность частоты тактовых импульсов учитываются счетчиком 14, на выходе которого формируется импульс через промежуток времени, несколько больший переходных процессов, но менший длительности половины передаваемого бита. Данный импульс с выхода счетчика 14 поступает на триггер 3 и фронтом устанавливает его в нулевое состояние, что приводит к запрету установки триггера 5 во всех абонентах на время выдачи адреса другим абонентам, в которые запросы поступили несколько раньше.В случае одновременного поступления запросов в нескольких абонентах при наличии свободной общей магистрали 20 последовательность бит адресов начинает поступать в общую магистраль од- новрем.енно, при этом ъ общей магистрали устанавливается результирующий потенциал монтажного ИЛИ. С помощью элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 17 осуществляется сравнение бита, передаваемого данным абонентом в магистраль, и бита, который в данный момент имеет место в обк(ей магистрали. Если потенциал бита, передаваемого

31

данным абонентом, совпадает с поте циалом в общей магистрали,то на выходе элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 17 фомируется единичный потенциал, который поступает через элемент И 18 на информационный вход триггера 19, и импульсом с первого выхода счетчика 15, который формируется в моменты времени, соответствующие середине длительности передаваемого бита, триггер 19 устанавливается в единичное состояние и разрешает выдачу следующего бита адреса в общую магистраль 21 через элемент И 7. Выдача следующего бита адреса осущесвляется сдвигом информации в регисре 6 импульсом с второго выхода счетчика 15, при этом предыдущий бит адреса переписывается в освобот- дившуюся ячейку регистра 6, а счетчик 16 подсчитывает импульс с второго выхода счетчика 15. После установки в магистрали 20 последующего переданного бита элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 17 сравнивает передаваемый бит и бит, находящийся в данный момент в общей магистрали, а импульсом с первого выхода счетчика

15 в триггер 19 записывается резуль- зо помощью счетчиков 15, 16 осущесттат сравнения. Если в момент формирования импульса на первом выходе счетчика 15 на выходе элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 17 имеет место нулевой потенциал, то в данньш момент в магистраль 20 выставлен абонент, имеющий более высокий потенциал бита в данном разряде, т.е. имеющий более высокий приоритет на подключение, поэтому триггер 19 устанавливается в нулевое состояние, самоблокируется через элемент И 18 и запрещает вьздачу следующих младших бит адреса данного абонента, при этом счетчик 16 по-прежнему подсчитывает число импульсов с второго выхода счетчика 15, а в регистре 6 осуществляется кольцевой сдвиг информации. Если все биты адреса абонента, передаваемые в магистраль, совпадают с битами в магистрали в моменты формирования импульсов на первом выходе счетчика 15, то данный абонент имеет самый высокий приоритет на подключение к общей магистрали 20 и является единственным абонентом,подключенным к магистрали. В момент сравнения самых младших бит адреса триггер 19 у данного абонента попрежнему

остается в единичном состоянии и после формирования последнего импульса на втором выходе счетчика 15 в регистре 6 в каждом абоненте вновь будет записан адрес данного абонента, а счетчик 16 подсчитывает число импульсов, соответствующих числу переданных разрядов и

сформирует импульс, устанавливающий в абоненте-источнике триггеры 2, 5, 10 в нулевое состояние, триггеры 3,19 - в единичное состояние, т.е. запрос на подключение абонента к общей магистрали будет снят. В остальных абонентах после заполнения емкости счетчика 16 в нулевое состояние будут установлены только триггеры 5 и 10, а триггер 2 будет находиться в прежнем состоянии,так как на его управляющем входе, соединенном с выходом триггера 19, в данный момент имеет место нулевой по- , тенциал.

Если в абоненте в момент начала занятия магистрали другими абонентами нет запроса на подключение, то в данном абоненте триггер 19 устанавливается в нулевое состояние, а с

5

вляется определение времени,необходимого для занятия магистрали другими абонентами.Если запросы на подключение поступают в абоненты в момент определения приоритета на подключение абонентов, в которые запросы поступили в более раннее время,то данные запросы записываются в триггеры 2 и не нарушают процесса опре- Q деления приоритета на подключение других абонентов, так как. триггеры 3 всех абонентов в данный момент, находятся в нулевом состоянии, блокируют установку триггера 5 в единичное состояние и запрещают выдачу в магистраль адреса абонента с вновь поступившим запросом до полного окончания предыдущего цикла занятия общей магистрали 20.

Рассмотрим работу устройства в момент окончания занятия магистрали одним из абонентов (в момент уста- новки импульсом с выхода счетчика 16 триггеров 5,10 в нулевое состояние, триггеров 3, 19 - в единичное состояние), когда в других абонентах поступили запросы в процессе преды- дущего занятия магистрали одним из абонентов.

5

0

5

Процессы поступления запросов на подключение на вход 1 по отношению к фазам тактовых импульсов в каждом абоненте носят асинхронный характер, поэтому в предыдущем цикле занятия магистрали в момент установки во всех абонентах триггеров 10 в единичное состояние тактовые импульсы начинали поступать на вход счетчика 15 с некоторым временным сдвигом друг относительно друга, зависящим от начальной фазы тактовых частот. Эт.о приводит к тому,что импульсы на втором выходе счетчика 15 во всех абонентах формируются с временным сдвигом друг относительно друга, не превышающим период тактовой частоты, поэтому импульсы сброса на выхода

мационным входом регистра и первым входом первого элемента И,выход которого соединен с первым входом элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с информационным входом первого триггера, выход которого соединен с вто1Q рыми входами первого и второго элементов И и информационным входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с

15 единичным входом третьего триггера, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом третьего элеменсчетчика 16 в различных абонентах мо- 20 та И и первым входом четвертого элегут сформироваться с максимальным временным сдвигом, равным периоду тактовой частоты. Это приводит к тому, что установка триггеров 3,5,10,19 в исходное состояние может осуществляться в различных абонентах в различные моменты времени, не превышающие период тактовой частоты. Однако данное рассогласование в начальной установке в устройстве не сказывается в следующем цикле подключения на процессе выдачи стартового бита во всех абонентах, имеющих запросы,так как введенный триггер 3 находится в единичном состоянии в течение времени, равном нескольким периодам тактовой частоты, определяемым счетчиком 14, и позволяет установить триггеры 5 в единичное состояние во всех абонентах, имеющих запросы на подключение, в которых триггеры 2 находятся в единичном состоянии, и тем самым начать подключение всех

абонентов, имеющих запросы на подключение после окончания предьщуп;его цикла занятия магистрали.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали, содержащее каналы, каждый из которых содержит четыре элемента И, четыре триггера, элемент ЭКВИБ/У1ЕНТ- НОеТЬ, генератор тактовых импульсов два счетчика, регистр,причем группа кодовых входов канала соединена с группой Информационных входов регистра, выход которого соединен с информационным входом регистра и первым входом первого элемента И,выход которого соединен с первым входом элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с информационным входом первого триггера, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и информационным входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с

единичным входом третьего триггера, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом третьего элемен5

мента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика,первый выход которого соединен со счетным входом первого триггера, второй

5 выход первого счетчика соединен с тактовым входом регистра и счетным входом второго счетчика,выход которого соединен с тактовым входом второго триггера, входами сброса треть0 его и четвертого триггеров, единичным входом первого триггера,второй вход элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ является информационным входом канала и соединен с тактовым входом четвертого триггера,выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, информационные входы всех каналов устройства соединены между собой, отличающееся тем,что, с целью расширения области применения путем исключения влияния времени распространения сигнала по общей магистрали на точность подключения абонентов, в каждый канал устройства

5 введены пятый элемент И, пятый триггер, третий счетчик и элемент развязки, причем выход первого элемента И соединен с входом элемента развязки, выходы элементов развязки всех кана0 лов объединены через монтажное ИЛИ и соединены с информационными входами всех каналов,выход четвертого элемента И соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен

5 со счетным входом третьего счетчика., выход переполнения которого соединен с динамическим входом сброса пятого триггера, выход которого соединен с третьим входом третьего . эле0

11345193в

мента И и вторым входом пятого эле- динен с единичным входом пятого триг- мента И, выход третьего счетчика сое-. гера.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания вычислительных устройств, управляющих доступом к некоторому общему ресурсу. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет исключения влияния времени распространения сигнала по общей магистрали на точность подключения абонентов. Устройство содержит в каждом канале пять элементов И 4, 7,12,18,13, пять триггеров 2,3,5,10,19,элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 17, три счетчика 14-16, регистр 6, генератор 11 тактовых импульсов, элемент развязки 8. Устройство позволяет формировать в начальный момент подключения абонентов короткий временной интервал, позволяющий исключить влияние начальной фазы генератора тактовых импульсов, скорости распространения импульсов по общей магистрали и различия быстродействия входных и выходных цепей различных абонентов. 1 ил. (Л СО 4 СП СО со 2ff