Устройство для сопряжения вычислительных машин в многопроцессорной вычислительной системе Советский патент 1988 года по МПК G06F13/00 

оо

О)

(X) 00 00

ее

11368883

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для сопряжения электронных вычислительных машин (ЭВМ), и может быть использовано для обеспечения обмена информацией между ЭВМ в многопроцессорных вычислительных системах и сетях с произвольной конфигурацией.

Целью изобретения является повы- )Q шение быстродействия.

На фиг.1 показана структурная схема устройства сопряжения и его соединение с ЭВМ и с одним из смежных

Устройство 1.1 сопряжения соединено шинами 40-43 с ЭВМ 29.1, которая управляет его работой. Устройство 1.1 сопряжения обеспечивает двухсторонний обмен информацией между ЭВМ 29.1 и другими ЭВМ вычислительной сети и соединено с аналогичными смежными устройствами сопряжения с помощью линий 30.1-39.1. Каждое из смежных устройств сопряжения управляется собственной ЭВМ и обеспечивает ее включение в вычислительную многопроцессорную систему, причем устройст

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для сопряжения электронных вычислительных машин, и может быть использовано для обеспечения обмена информацией между ЭВМ в многопроцессорных вычислительных системах и сетях с произвольной конфигурацией. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит регистр запросов, регистр выдачи информации, регистр приема информации, коммутатор запросов, коммутатор стробов информации, входной коммутатор, буферный усилитель готовности, буферный усилитель входных данны.:, триггер установки, триггер ответа, дешифратор разрешений, дешифратор управляющих сигналов, счетчик каналов, генератор синхроимпульсов, группу элементов И, две группы элементов И-НЕ, группу элементов НЕ, две группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, три эле- элемента ИЛИ, четыре элемента И.5 ил. (Л

устройств сопряжения; на фиг.2 - во 1.2 соединяется не только с усткциональная схема дешифратора управляющих сигналов; на фиг.З - функциональная схема счетчика каналов; на фиг.4 - функциональная схема входного коммутатора; на фиг.З - временные диаграммы выдачи первого слова информации при изменении состояния регистра запросов.

Устройство сопряжения 1.1 или 1.2 содержит (фиг.1) регистр 2 запросов, вторую группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, второй элемент ИЛИ 4, четвертый элемент И 5, первую группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, третий элеройством 1.1, но и с други ройствами сопряжения, кото быть отличны от устройства

Регистр 2 запросов устр

20 сопряжения предназначен дл в течение всего сеанса пер формации унитарных кодов о нескольк1-гх каналов связи с устройствами 1,2 сопряжени

25 торые в данном сеансе пере формация из ЭВМ 29.1 чере во 1.1 сопряжения. Выходы 2 запросов являются выхода запросов устройства 1.1 со

мент ИЛИ 7, второй элемент И 8, пер- ЗО каждый из которых соединен

вую группу элементов И-НЕ 9, группу элементов НЕ 10, третий элемент И 11, вторую группу элементов И-НЕ 12, первый элемент И 13, первый элемент ИЛИ 14, триггер 15 установки, регистр 16 выдачи информации, буферный усилитель 17 готовности, дешифратор 18 управляющих сигналов, триггер 19 ответа, генератор 20 синхроимпульсов, счетчик 21 каналов, дешифратор 22 разрешения, группу элементов И 23, коммутатор 24 запросов, коммутатор 25 стробов информации, входной коммутатор 26, регистр 27 приема информации, буферный усилитель 28 входных данных, ЭВМ 29.1 или 29.2, группу выходов 30.1 (30.2) запросов, группу входов 31.1 (31.2) готовности, группу входов 32.1 (32.2) ответов, выход 33.1 (33.2) строба информации, информационный выход 34.1 (34.2), выхо 35.1 (35.2) ответа, группу выходов 6.1 (36.2)готовности, группу входов 37.1 (37.2) запросов,группу входов 38.1 (38.2) стробов информации, груп

пу информационных входов 39.1 (39.2), информационный вход 40, управляющий вход 41, первый-третий выходы прерываний 42, информационный выход 43.

ройством 1.1, но и с другими устройствами сопряжения, которые могут быть отличны от устройства 1 .1

Регистр 2 запросов устройства 1 . 1

сопряжения предназначен для хранения в течение всего сеанса передачи информации унитарных кодов одного или нескольк1-гх каналов связи со сменными устройствами 1,2 сопряжения, в которые в данном сеансе передается информация из ЭВМ 29.1 через устройство 1.1 сопряжения. Выходы регистра 2 запросов являются выходами 30.1 запросов устройства 1.1 сопряжения,

каждый из которых соединен

с одним

5

0

5

O

s

из входов 37.2 запросов одного из смежных устройств 1.2 сопряжения.

Наличие единичного сигнала на входе записи-чтения регистра 2 запросов вызывает передачу данных с информационных входов регистра на выходы, а снятие этого сигнала - фиксацию информации на выходах регистра 2 запросов. Наличие единичного сигнала на установочном входе регистра 2 запросов вызывает его обнуление.

Группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 совместно с элементом ИЛИ 4 и элементом И 5 служит для подачи управляющих сигналов на вход чтение/записи регистра 2 запросов. При этом, если информация на информационных входах регистра 2 запросов совпадает с информацией на его выходах, т.е. нет необходимости осуществлять загрузку регистра 2 запросов, указанные элементы блокируют поступление импульса записи на управляющий вход регистра 2 запросов.

Группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и элемент ИЛИ 7 предназначены для ({юрмирования сигнала синхронизации триггера 15 установки. Первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 являются

соответствующими входами 31.) готовности устройства 1.1. При смене содержимого регистра 2 запросов элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 совместно с элементом ИЛИ 7 задерживают формирование сигнала на выходе 33.1 строба информации до тех пор, пока комбинация сигналов на входах 31.1 готовности устройства 1.1 не совпадает с комбинацией сигналов на выходах 30.1 запросов, т.е.,пока не будет установлена связь по всем выбранным каналам

Элементы И 8, 11, 13 группы элементов И-НЕ 9, 12, группа элементов НЕ 10, элемент ИЛИ 1А предназначены для обеспечения корректного обмена при передаче информации из устройства 1.1 сопряжения одновременно в несколько смежных устройств. Указанные элементы обеспечивают синхронизацию передачи информации по самому медленному из принимаемых устройств. Так, элемент И 8, группа элементов И-НЕ 9, группа элементов НЕ 10 и эле мент ИЛИ 14 обеспечивают снятие сигнала на выходе 33.1 строба информаци устройства 1.1 только после поступления последнего сигнала 32.1 под- тверждения от самого медленного из принимающих устройств, а элементы И 11, 13 и группа элементов И-НЕ 12 обеспечивают появление соответствующего сигнала 42 прерывания устройства только после снятия последнего сигнала 32.1 подтверждения самым медленным из всех принимающих устройств

Триггер 15 установки предназначен для формирования сигнала строба информации на выходе 33.1 строба, свидетельствующего о том, что на информационном выходе 34.1 устройства 1.1 установлено очередное информационное слово д;1я передачи его во все выбранные каналы связи со смежными устройствами сопряжения. Единичный выход триггера 15 установки является выходом 33.1 строба информации и соединен со всеми смежными устройства

входов 38.2 строба информации каждого из них. Нулевой выход триггера 15 установки соединен с входом элемента И 13 и используется для формирования сигнала на соответствующем выходе 42 прерывания устройства 1.1. Синхровход триггера 15 установки, соединенный с выходом элемента ИЛИ 7,

является синхронным. По заднему фрон- ду 41 управления.

10

t5

0 5

0

5

0

5

0

5

ту управляющего сигнала, поступающего на этот вход, триггер 15 устанавливается в единичное состояние, для чего на вход D этого триггера постоянно подается единичное напряжение (не показано) . Нулевой вход триггера

15установки, соединенный с выходом элемента ИЛИ 14, является асинхронным. Появление единичного сигнала на этом входе устанавливает триггер 13 в нулевое состояние .

Регистр 16 выдачи информации предназначен для хранения и передачи слова информации из ЭВМ 29.1 в другие смежные устройства сопряжения. Разрядность регистра 16 соответствует разрядности передаваемых слов, а выход является информационным выходом 34.1 устройства 1.1 и подключается к каждому из смежных устройств сопряжения, а именно, к одному из информационных входов 39.2 каждого из HIDC. Информация на выходе 34.1 появляется сразу же после записи ее в регистр

16с информационного входа 40 устройства 1.1 по переднему фронту сигнала на синхровходе регистра 16, соединенном с шестым выходом дешифратора 18 управления.

Буферный усил итель 17 готовности служит для обеспечения возможности ввода в ЭВМ 29.1 информации о несовпадении кодов комбинаций запросов на выходах 30.1 запросов с кодами комбинаций сигналов готовности на входах 31.1 готовности устройства 1.1 сопряжения. Через усилитель 17 информация о несутвпадениях передается с выходов групп элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 на информационный выход 43 устройства 1.1 сопряжения, соединенный с входной информационной шиной ЭВМ 29.1, в которой эта информация может использоваться для служебных целей, например, для диагностики каналов связи со смежными устройствами 1.2 сопряжения.

Дешифратор 18 управляющих сигналов предназначен для выбора устройства 1.1 сопряжения среди других подключенных к ЭВМ 29.1 устройств и для формирования на своих выходах уп- раплЯющих сигналов, обеспечивающих изменение состояний элементов памяти устройства 1.1 в соответствии с управляющей информацией, поступающей в устройство 1.1 из ЭВМ 29.1 по вхоДешифратор 18 управления сигналов, функциональная схема которого представлена на фиг.2, содержит дешифратор 44 команд и элемент 45 сравнения адреса устройства.

Входной шиной дешифратора управления является шина 41 управления, которая содержит две группы линий: группу линий К1,..КЗ для задания кода команды для устройства 1.1 сопряжения от ЭВМ 29.1 и группу линий A1...AS для задания S-разрядного адреса устройства 1.1 в адресном поле ЭВМ 29.1, который необходим для обеспечения обращения ЭВМ 29,1 к устройству 1.1 сопряжения, а также линию синхросигнала. При выдаче ЭВМ 29.1 информации на шину 41 управления элемент 45 сравнения определяет выбирается ли данное устройство 1.1 сопряжения . При этом группа линий Л1...ЛЗ задающая адрес устройства, соединена с первой группой входов элемента 45 сравнения, вторая группа входов которой соединена с наборным полем, на котором с помощью перемычек фиксируется заданный адрес устройства 1 . 1 сопряжения. При совпадении информации на первой и второй группах входов элемента 45, т.е. при выборе устройства 1.1 сопряжения, на выходе элемента 45 сравнения формируется единичный сигнал, разрешающий работу дешифратора 44 команд, на информационный вход . которого поступают коды команд с линий К1...КЗ шины 41 управления. Синхронизирующий сигнал с линии С, поступая на одноименный вход дешифратора 44 команд, отпирает его, в результате чего код на линиях К1...КЗ дешифрирует, и на соответствующем выходе дешифратора 44 команд появляется единичный сигнал. Выходы дешифртора 44 команд являются выходами дешифратора 18 управляющих сигналов. Первый выход дешифратора 18 управления обеспечивает начальную установку (обнуление) регистра 2 запросов,триггера 15 установки, триггера 19 ответ и регистра 27 приема информации. Шестой выход дешифратора 18 управления предназначен для передачи управляющих сигналов записи информации в регистр 2 запросов и в регистр 16 выдачи информации, а также для установки триггера 15 в единичное состояние. Второй выход дешифратора 18 управления предназначен для передачи управляюще1-о сигнала записи в регистр 27 приема информации входном о слова с выхода входного коммутатора 2б и для установки триггера 19 ответа в еди- нич1К1е Состояние.

Четвертый выход дешифратора 18 уп- равления предназначен для выдачи на управляющий вход буферного усилитеQ ля 28 входных данных сигнала считывания принятого слова с выхода регистра 27 через усилитель 28 в ЭВМ 29.1, а также для перевода триггера 19 ответа в нулевое состояние. Пяг тый выход дешифратора 18 управления предназначен для выдачи на управляющий вход буферного усилителя 17 готовности управляющего сигнала передачи информации о несовпадениях кодов

Q запросов и кодов готовности с выходов элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 на информационный выход 43 устройства 1.1.. Третий выход дешифратора 18 управления обеспечивает формирование

5 на входе счетчика 21 каналов управляющего сигнала, разрешающего параллельную запись информации в счетчик 21 каналов с его инерционного входа, соединенного с первым информационным входом 40 устройства 1. 1 сопряжения.

Триггер 19 ответа предназначен для формирования сигнала подтверждения, свидетельствующего о приеме очередного слова в устройство 1.1 из одного из смежных устройств 1.1. Выход триггера 19 ответа, являющийся выходом 35.1 подтверждения устройства 1.1 соединяется со всеми смежными устройствами сопряжения, а именно, с одним из входов 32.2 подтверждения каждого из них. Первый вход триггера 19 ответа является асинхронным входом установки в нулевое состояние. Второй вход триггера 19 ответа является асинхронным входом установки в единичное состояние. Третий вход триггера 19 является синхронизирующим входом. По заднему фронту управ- ляющег о сигнала на этом входе триггер 19 устанавливается в нулевое состояние, для чего на его D-вход подается постоянный нулевой уровень.

Генератор 20 синхроимпульсов фор- 5 мируег непрерывную последовательность импульсов, которые с его выхода поступают на счетный вход счетчика 21 каналов.

0

5

0

5

0

71

Счетчик 21 каналов, функциональная схема которого представлена на фиг.3, содержит элемент НЕ 46, элемент И 47 и счетчик 48, разрядность которого равна К и определяется как двоичный логарифм от числа К канало и предназначен для выбора одного из каналов связи со смежными устройствми сопряжения при приеме от них информации. В этом случае сигнал на входе блокировки счетчика 21 канало должен быть инвертирован дополнителным элементом НЕ. При нулевом уровн на входе блокировки счетчика 21 каналов элемент И 46 открыт, и тактовые импульсы с выхода генератора 20 поступают на счетный вход счетчика 48. По переднему фронту каждого такого импульса счетчик 48 увеличивае свое содержимое на единицу. При поступлении запроса от одного из смежных устройств сопряжения на втором входе счетчика 21 каналов, т.е. на входе элемента НЕ 46 появляется единичный, управляющий сигнал, который, инвертируясь элементом НЕ 46, запирает элемент И 47, в результате чего прекращается подача тактовых импульсов на счетный вход счетчика 48 и содержимое счетчика 21 каналов фиксирует адрес запрашивающего канала связи. Кроме того, при необходимости безусловного установления связи с каким-либо смежным устройством сопря

жения имеется возможность записи кода соответствующего канала в счетчик 21 каналов с входа 40 устройства по управляющему сигналу на входе записи счетчика 21 каналов.

Дешифратор 22 разрешений преобразует двоичный код с выхода счетчика 21 каналов в унитарный код сигнала готовн сти по каждому каналу связи.

Группа элементов И 23 предназначена для формирования сигнала готов- ности на одном из выходов 36.1 го- 1товности, соответствующем входу 37. запросов, по которому в устройство 1.1 поступил запрос от одного из смежных устройств. При отсутствии сигналов запросов элементы И 23 блокируют поступление информации с выходов дешифратора 22 разрешений на выходы 36.1 готовности, что необходимо для устранения изменения инфор- мации на выходах 36.1 для предотвращения возможности ложного срабатывания смежных устройств сопряжения.

10

5

5

0

5

0

0

5

5

0

Коммутатор 24 запросов, коммутатор 25 стробов информации и входной коммутатор 26 обеспечивают подключение к устройству 1.1 соответственно сигналов запросов,стробов и информационных шин от одного из смежных устройств в зависимости от кода канала на их адресных входах. При этом коммутаторы 25 и 24 являются типовыми селекторами-мультиплексорами, а коммутатор 26, функциональная схема . которого показана на фиг.4, представляет собой несколько (по величине разрядности информационных шин) параллельно включенных типовых селекторов-мультиплексоров с объединенными адресными входами. Каждый мультиплексор коммутирует соответствующий разряд всех К информационный входов в соответствующий разряд на выходе коммутатора 26.

При р-разрядных информационных шинах 39.1 коммутатор 26 содержит р одноразрядных К-входовых мультиплексоров .

Регистр 27 приема информации обеспечивает хранение принятой извне информации для выдачи ее в ЭВМ 29.1.

Буферный усилитель 28 входных данных обеспечивает передачу информации с выхода регистра 27 в ЭВМ 29.1 при подаче на управляющий вход усилителя 28 единичного управляющего сигнала.

Устройство может работать в режиме приема и передачи информации.

В режиме приема информации счетчик 21 каналов обеспечивает сканирование линий запросов для выявления сигнала запроса на одном из входов 37.1 запросов устройства с целью установления сеанса связи с одним из смежных устройств. По каждому сигналу на своем счетном входе счетчик 21 каналов инкрементирует информацию на своем выходе и обеспечивает тем самым подключение к выходу коммутатора 24 запросов одного из входов 37.1 запросов . Таким образом, осуществляется циклический опрос всех входов запросов устройства 1.1, При появлении единичного сигнала запроса на одном из входов 37.1 запроса и при выдаче счетчиком 21 каналов соответствующего номера каналов этот сигнал коммутируется на выход коммутатора 24 запросов. С выхода коммутатора 24 запросов этот сигнал поступает на со20

25

ответствуюший второй выход 42 npepi.i- вания ЭВМ, в результате чего в ЭВМ 29.1 запускается соответствующая программа приема информации от других ЭВМ вычислительной сети. Кроме того, этот же сигнал, поступая на вход блокировки счетчика 21 каналов, блокирует изменение информации на его вы - ходе, а также открывает гругту зле- Q меНтов И 23, В результате этого счетчик 21 каналов фиксирует соответствующий номер канала, из которого пришел запрос, а на соответствующем выходе 36.1 формируется единичный сиг- г нал готовности к установлению связи, после чего устройство 1.1 готово принимать информацию, передаваемую смежным устройством, выдавшим запрос. Коммутатор 25 стробов и входной коммутатор 26 также коммутируют на свои выходы входные линии, соответствующие выбранному каналу. ЭВМ 29.1 при этом переходит в режим ожидания сигнала строба информации на соответствующем выходе 42 прерываний устройства 1.1. При появлении на этой линии единичного сигнала, свидетельствующего о выдаче смежным устройством 1.2 сопряжения очередного слова информации на соответствующий вход 39.1 устройства 1.1. ЭВМ 29.1 выдает в устройство 1.1 команду фиксации входного слова, по которой на вторам выходе дешифратора 18 управления формируется единичньй сигнал, по которому осуществляется загрузка входного слова с выхода входного коммутатора 26 в регистр 27 приема информации, а также установка триггера 19 в единичное состояние, в результате чего на выходе 35.1 подтверждения устройства 1.1 появляется сигнал, сообщающий передающему устройству 1.2, что переданная им информация принята устройством 1.1. Этот сигнал держится до тех пор, пока устройство 1.2 не снимет строб информации на своем выходе 33.2. ЭВМ 29.1 определяет этот момент, после чего выдает в устройство 1.1 команду чтения принятого ело ва, по которой на четвертом выходе дешифратора 18 управления формируется единичный сигнал, по которому входная информация из регистра 27 приема ин30

35

40

45

,- 50

фронту ;зто1 о же сигнала триггер 19 ответа устанавливается в нулевое состояние. Снятие сигнала подтверждения на выходе 35.1 устройства 1.1 позволяет смежному передающему устройству выдать очередное слово информации. После окончания сеанса связи передающее устройство 1.2 cHUNtaeT свой сигнал запроса. В результате этого на выходе коммутатора 24 запросов появляется нулевой сигнал, который запирает группу элементов И 23 и снимает блокировку счетчика 21 каналов. В результате этого на соответствующем выходе 36.1 снимается сигнал готовности, что говорит устройству 1.2 о прекращении связи с устройством 1.1, а счетчик 21 каналов возобновляет циклический опрос наличия сигналов запроса на входах 37.1.

В случае необходимости приема информации ия какого-либо конкретного смеж)юго устройства 1.2 сопряжения ЭВМ 29.1 может загрузить в счетчик 21 каналов номер соответствующего канала связи. При этом на вход записи счетчика 21 подается единичный сигнал, позволяющий счетчику 21 принимать информацию с и)1формационного входа. Этот сигнал блокирует инкремен- тирование содержимого счетчика 21 каналов и удерживается до тех пор, пока ЭВМ 29.1 не выявит факта установления связи по заданному каналу. Далее прием информации осуществляется так жо, как описано.

В режиме передачи устройство 1.1 может осуществлять передачу информации одновременно в любое требуемое подмножество из всего набора смежных устройств 1.2 сопряжения. При этом конфигурация приемных устройств определяется содержимьм регистра 2 запросов. В отличие от известного устройства сопряжения при установлении связи с несколькими приемными устройствами 1.2 регистр 2 запросов загружается одновременно с регистром 16 выдачи информации. С этой целью во входной информацио 1ной шине 40 выделена группа из К ;и1ний,по которой передается унитарный код конфигурации принимающих устройств 1.2. С других линий шины 40 в регистр 16 заноситформации через буферный усилитель 2855 ся выводимая информация.. При этом код входных данных передается на инфор- конфигурации приемных устройств 1.2 мационный выход 43 устройства 1 . 1 и и выходная информация передаются од- поступает в ЭВМ 29.1. По заднему повременно.

20

25

Qг . яя 30

35

40

45

50

фронту ;зто1 о же сигнала триггер 19 ответа устанавливается в нулевое состояние. Снятие сигнала подтверждения на выходе 35.1 устройства 1.1 позволяет смежному передающему устройству выдать очередное слово информации. После окончания сеанса связи передающее устройство 1.2 cHUNtaeT свой сигнал запроса. В результате этого на выходе коммутатора 24 запросов появляется нулевой сигнал, который запирает группу элементов И 23 и снимает блокировку счетчика 21 каналов. В результате этого на соответствующем выходе 36.1 снимается сигнал готовности, что говорит устройству 1.2 о прекращении связи с устройством 1.1, а счетчик 21 каналов возобновляет циклический опрос наличия сигналов запроса на входах 37.1.

В случае необходимости приема информации ия какого-либо конкретного смеж)юго устройства 1.2 сопряжения ЭВМ 29.1 может загрузить в счетчик 21 каналов номер соответствующего канала связи. При этом на вход записи счетчика 21 подается единичный сигнал, позволяющий счетчику 21 принимать информацию с и)1формационного входа. Этот сигнал блокирует инкремен- тирование содержимого счетчика 21 каналов и удерживается до тех пор, пока ЭВМ 29.1 не выявит факта установления связи по заданному каналу. Далее прием информации осуществляется так жо, как описано.

В режиме передачи устройство 1.1 может осуществлять передачу информации одновременно в любое требуемое подмножество из всего набора смежных устройств 1.2 сопряжения. При этом конфигурация приемных устройств определяется содержимьм регистра 2 запросов. В отличие от известного устройства сопряжения при установлении связи с несколькими приемными устройствами 1.2 регистр 2 запросов загружается одновременно с регистром 16 выдачи информации. С этой целью во входной информацио 1ной шине 40 выделена группа из К ;и1ний,по которой передается унитарный код конфигурации принимающих устройств 1.2. С других линий шины 40 в регистр 16 заносит

Процесс выдачи информации при смне конфигурации приемных устройств показан на фиг.5. Диаграмма А отражет процесс изменения информации на информационном входе 40, диаграмма Б - на шестом выходе дешифратора 18 управления, диаграмма В - на выходе элемента ИЛИ 4, диаграмма Г-на вхде чтения/записи регистра 2 запросо диаграмма Д - на К-м выходе 30.1 запроса, диаграмма Е - на М--м выходе 30.1 запроса, диаграмма Ж - на К-м входе 31.1 готовности, диаграмма 3 на М-м входе 31.1 готовности, диаграмма И - на синхронизирующем вход

1триггера 15 установки, диаграмма

К - на выходе 33.1 строба информаци диаграмма Л - на нулевом выходе тригера 15 установки, диаграмма М - на К-м входе 32.1 подтверждения, диаграмма Н - на Н-м входе 32.1 подтверждения, диаграмма О - на выходе элемента И 8, диаграмма П - на выходе элемента И 11, диаграмма Р - на выходе элемента И 13. В приведенных диаграммах показан процесс установления связи с К-м устройством 1.2 (диаграммы Д, Ж) и прекращения связи с М-м устройством 1.2 (диаграммы Е, 3). Показан процесс выдачи информации в устройства с разной скоростью приема - более быстрое К-е устройство (диаграмма М) и более медленное (диаграмма Н).

Устройство работает следующим образом.

Пусть на данном цикле выдачи информации необходимо сменить конфигурацию приемных устройств 1.2. На информационном входе 40 устройства 1.1 появляется информация, содержащая собственно выводимое слово, загружаемое в регистр 16 выдачи информации и унитарный код конфигурации г И емников, подаваемый на вход регистра

2запросов (диаграмма А). При этом информация на информационном входе регистра 2 запросов не совпадает с информацией на его выходе, в результате чего на выходе элемента ИЛИ 4 сформируется единичный сигнал, отпирающий элемент И 5. В то же время ЭВМ 29.1 на управляющий вход 41 устройства 1.1 выдает команду загрузки, которая дешифрируется дешифратором 18 управляющих сигналов, в результате чего на его шестом выходе формируется единичный управляющий

15

25

Q

20

30

35

40

5

0

5

сигнал загрузки (диаграмма Б). По переднему фронту этого сигнала пыводи- мое слово запишется в регистр 1Ь выдачи информации, на выходе элемента И 5 и элемента ИЛИ 7 появятся единичные сигналы. Сигнал с выхода элемента И 5, поступая на вход записи/ чтения регистра 2 запросов, вызывает запись в него информации, после чего информация на входах и выходах регистра 2 запросов совпадает, что вызовет появление нулевого сигнала на выходе элемента ИЛИ 4, снятие управляющего сигнала на входе записи/ чтения регистра 2 запросов и фиксацию информации на его выходе (диаграмм В, Г на фиг.5). Единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 7 поступает на синхронизирующий вход триггера 15 установки. После изменения информации на выходе регистра 2 запроса появляется несовпадение кодов на выходах 30.1 запросов и входах 31.1 готовности, которое существует до момента выдачи сигнала готовности, т.е. сигнала об установлении или прекращении связи, самым медленным из приемных устройств (диаграммы Ж, 3). Это несовпадение выявляется э-чементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 первой группы и через элемент ИЛИ 7 поддерживает единичный уровень на стгнхронизирующем входе триггера 15 установки и после снятия управляющего сигнала на шестом выходе дешифратора 18 управления (диаграмма И на фиг.5). Снятие единичного уровня на синхронизирующем входе триггера 15 установки осуществляется либо после совпадения ии(1)ор- мации на выходах 30.1 запросов и входах 31.1 готовности, как показано на фиг.5, либо после снятия управляющего сигнала на шестом выходе дешифратора 18 управления, если согласование информации на выходах запросов и входах по/дтверждений наступает быстрее. По заднему фронту этого сигнала триггер 15 установится в единичное состояние,, в результате чего на выходе 33.1 устройства 1.1 сформируется строб информации, который воспринимается всеми приемными устройствами как свидетельство того,что на информационном выходе 34.1 устройства 1.1 присутствует передаваемая информация (диаграмма К на фиг.5). ilocjie приема строба все принимающие устройст

1313

ва 1.2 выдают ответные сигналы подтверждения. Эти сигналы поступают на соответствующие входы 32.1 подтверждения устройства 1.1 (диаграммы М, Н на фиг.5). Одновременно с установкой строба информации на нулевом выходе триггера 15 устанавливается нулевой сигнал (диаграмма Л на фиг.5), который вызывает установку нулевого сигнала на выходе 42 прерывания устройства 1.1, что блокирует выдачу следующего слова из ЭВМ 29.1 в устройство 1.1 (диаграмма Р на фиг.2). Для правильной работы устройства 1. сопряжения необходимо, чтобы он синхронизировался по самому медленному из приемных устройств.

Это достигается следующим образом.

На выходах регистра 2 запросов, соответствующргх невыбранным каналам передачи, присутствуют нули, в результате чего на выходах соответствующих элементов И-НЕ 9 и 12 первой и второй групп присутствуют единицы, поступающие на соответствующие вхо,цы элементов И В и 11. При отсутствии всех сигналов подтверждения, в том числе и на входах, соответствующих выбранным каналам, на выходе элеме - та И 8 присутствует нулевой уровень т.к. на всех выходах групп элементов НЕ 10 присутствуют единичные уровни, которые поступают на входы элементов И-НЕ первой группы 9. На дру- гие входы элементов И-НЕ первой группы 9, соответствующих выбранным каналам, поступают единичные сигналы, в результате чего на выходах этих элементов присутствуют нулевые уровни, которые и обеспечивают нулевой сигнал на выходе элемента И 8 (диаграмма О на фиг.5). Кроме того, нулевые уровни на входах 32.1 подтверждения обеспечивают единичные сигналы на выходах всех элементов И-НЕ второй группы 12 и, следовательно, единичный уровень на выходе элемента И 1 1 (диаграмма П на фиг.5). Поступление первого сигнала подтверждения (диаграмма М на фиг.5) вызывает появление на входе соответствующего элемента И-НЕ 12 второй группы единичного сигнала, а так как на его другом входе уже присутствует еди- ничный уровень с соответствунщего выхода регистра 2 запросов, на выходе этого элемента формируется нуле

883

0

5 5

0

0

5

14

вой уровень, в результате tie го на ныхо;;е элемента И 1 1 также формируется ну.чшюй сигнал (диаграмма 11 на фиг.5), который поддерживает нулевой уровень на выходе ирс рывания уст- ройстиа 1.1. На выходе элемента И 8 сохраняется при этом нулевой уровень, который держится до поступления последнего из 1ребуемых сигналов подгпеждения (диаграмма Н на фиг.5). При поступлении последнего сигнала подтверждения на втором входе соответствующего элемента И-НЕ первой группы 9 сформируется нулевой сигнал, а на его выходе - единичный, так как на выходах всех остальных ЭJ;cм(::нтoв И-НЕ первой 1 руг1пы 9 к этому нремеии уже присутстнуют единицы, вызванные поступлением нулевых уров- f ei i лиОо с выходов регистра 2 запро- со;}, либо инверсией от сигналов подтверждения на выходе элемента 11 8 (формируется единичный сигнал (диаграмма 0) , который через элемент ИЛИ 1i поступает на нулеЕю; вход триггера 13 и устанавливает его в ноль (диаграммы К, Л на фиг.5), в результате чего на выходе 33.1 устройства 1.1 снимается строб информации. Таким оСратом, обеспечивается снятие стробя только после поступления последнего сигнала подт1 .ерждсния от caMoi cj медленного из приемных уст- ройсгв 1,2. После снятия строба при- нима-ощие устройства 1.2 иачина)от сни- мат1- свои сигналы подтверждения. При этом П)и. снятии первого сигнала подтверждения снимается единичны сигнал на выходе элеьшьгга И 8, а посЛе снятия последнего сигнала подтверж- д,ения медленным нрин11ма10щим устройством 1,2 устанавливается единичный уровень на выходе элемента И 11,который поступает на второй вход элемента И 13 (диаграмма П на фиг.5). Так как к это время на первом входе элеме11та И 13 уже присутствует единичный уровень, на выходе 42 прерывания устройства 1.1 также формируется О единичный уровень (диaгpa 1a Р на фиг.5), который сообщает ЭВМ 29.1, что уст1)ойстио 1 . 1 готово к передаче следующего слова смежным устройством 1.2.Таким образом обеспечивается готовность устройства 1.1 к следующему циклу выдачи инфо)1мации только после снят ня последнего с П на;1а подтверждения от самого медленного из принима- юишх устройств 1.2.

Если при выдаче очередного слова информации не требуется смены конфигурации принимающих устройств, информация на входе и выходе регистра 2 запросов совпадает, в результате чего на выходе элемента ИЛИ 4 будет присутствовать нулевой уровень, который через элемент И 5 блокирует поступление управляющего сигнала ча- грузки на управляющий вход регистра 2 запросов. В результате не произойдет записи в регистр 2 запросов, информация на его выходе останется неизменной, следовательно, неизменной остается информация и на входах 31,1 готовности устройства 1 . 1.Так как при этом не возникает несогласования информации на выходах 30.1 запросов, на входах 31.1 готовности, на выходах всех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 первой группы присутствуют нулевые уровни, и формирование строба информации на выхоДЬ 33.1 устройства 1.1

произойдет по заднему фронту управля-25 комбинаций сигналов запросов и го

ющего сигнала загрузки с шестого выхода дешифратора 18 управления. Дале обмен сигналами между передающим устройством 1.1 и Принимающими устройствами 1.2 осуществляется так, как описано.

Входные и выходные щины 40-43, соединяющие устройство 1.1 сопряжения с ЭВМ 29.1, могут иметь разную структуру в зависимости от типа используемой ЭВМ 29.1. Например, для микро- ЭВМ СМ1800 может быть рекомендована следующая структура. Для передачи вводимой и выводимой информации используется шина данных интерфейса И-41. При вводе информации в ЭВМ 29. эта шина является информационным выходом 43 устройства 1.1. Для передачи кодов конфигурации принимающих устройств в регистр 2 запросов исползуются младшие 8 разрядов 16-разрядной шины адреса интерфейса И-41. Эта часть адресной шины совместно с шиной данных указанного интерфейса образуют информационный вход 40 устройства 1.1. В качестве управляющей шины 41 используются старшие 8 разрядов адресной шины, причем из этих разрядов три младших выделены для передачи кода команды К1...КЗ (фиг.2), а 5 старших - для передачи адреса устройства 1.1 А1...AS. Кроме того, шина управления содержит сигнал С синхронизации вывода, который явля

ется сигналом стробирования записи интерфейса И-41. В качестве пходоо прерывания ЭВМ 29.1 используются три линии шины прерьшаний указанного интерфейса.

При таком подключении устройства 1.1 сопряжения к ЭВМ 29. 1 типа СМ 1800 реализуется обмен 8-разрядными слова- ми между не более чем восьмью смежными устройствами, а каждая ЭВМ использует для адресации подключенного к ней устройства сопряжения 5-разрядиый адрес.

Повышение быстродействия при установлении связи достигается тем, что выделение специальных линий для передачи кода комбинаций запросов во входной информационной шине 40 позио- ляет одновременно загружать как регистр 2 запросов, так и регистр 16 выдачи информации. Группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и элемент ИЛИ 7 осуществляют аппаратное сравнение

0

5

0

0

5

товностей и позволяют формировать строб информации сразу же после совпадения этих комбинаций, исключая из процесса установления связи время ввода сигналов готовности в ЭВМ и их программного сравнения с переданной комбинацией запросов, которое может достигать значительных величин. Группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, элемент ИЛИ 4 и элемент И 5 исключает повторную запись одной и той же информации в регистр 2 запросов, чтобы устранить возникающий во время перезаписи на выходе регистра 2 запросов дребезг ,вызывающи11 ложные переключения приемников. Группа элементов И 23 блокирует выхо;цз1 дешифратора 22 разрешений при отсутствии запроса, так как изменение информации на выходе дешифратора 22 вызывает аналогичное изменение на входах готовности смежных устройств и ведет к их ложному срабатыванию. Таким образом, введенные элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй группы и третий элемент ИЛИ 7 выполняют аппаратное сравнение комбинаций сигналов запросов и готовностей, а элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 второй группы, элемент ИЛИ 4 и элемент И 5 исключают повторную запись в регистр 2 запросов ранее записанной информации, что при обеспечении одновременной записи информации в регистр 2 запросов и

П

в регистр 16 выдачи информации значительно повышает скорость установления связи.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения вычислительных машин в многопроцессорной вычислительной системе, содержащее регистр запросов, регистр выдачи информации, регистр приема информации, коммутатор запросов, коммутатор стробов информации, входной коммутатор, буферный усилитель готовности, буферный усилитель входных данных, триггер установки, триггер ответа, дешифратор разрешений, дешифратор управляющих сигналов,счетчик каналов, генератор синхроимпульсов, группу элементов И, две группы элементов И-НЕ, группу элементов НЕ, три элемента И, первый элемент ИЛИ, причем группы информационных входов рег истра запросов, регистра выдачи информации; счетчика каналов образуют группу входов устройства для подклЕочения к группе информационных вь ходов вычислш- тельной машины, группа информационных входов дешифратора управляющих сиг- налов образует группу входов устройства для подключения к группе управляющих выходов вычислительной машины, информационный выход коммутатора запросов, соединенный с первыми входами элементов И группы, с входами блокировки счетчика каналов, а также информационный выход коммутатора стробов информации и выход первого элемента И образуют группу выходов устройства для .подключения к группе входов прерывания вычислительной машины, группы информационных выходов буферного усилителя готовности и буферного усилителя выходных данных образуют группу выходов устройства для подключения к группе информационных входов вычислительной машины, группа информационных выходов регистра запртов, соединенная с первыми входами элементов И-НЕ первой, второй групп, группа информационных входов коммутатора запретов образуют группу выходов и входов устройства для подключения к шине запросов многопроцессорной вычислительной системы, входы элементов НЕ группы, соединенные с вторыми входами элементов И-НЕ второй группы и выход тригтера ответа

368883

18

0

г 5 Q 5

5

0

5

0

оОрг зун т группу входов и выход уст- ройс;тпа для подключении к шине от- ветон многопроцессорной вычислительной системы, единичный выход триггера yciaHOBKi и группа информационных входов коммутатора стробов информации образуют выход и группу входов уст- ройс:тва для подключения к шине стро- GOIS информации многопроцессорно11 вычислительной системы, группа инфор- маци(1нных выходов регистра выдачи ()ир--1ации и группа информационных входов входного коммутатора образуют группу в1яходов и входов устройства для подключения к ине})ормацио})ной шине многопроцессорной вычислительной системы, при этом выходы элементов группы соединены с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы когорых соединены с группой входов второго элемеЕ1та 11, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход KOTOpoi o соединен с нулевым входом триггера установки, нулевой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вы- холом третьего элемента И, группа входов которого соединена с выходами элементов И-НЕ BTOpoi i группы, второй вход П -фвого элемента ИЛИ соединен с ПЕ рвым выходом дешифратора управ- )01цих сигналов, с установочными входами регистра запросов и регистра приема информации, с )1улевыми входом rpiiri-epa ответа, единичный вход которого соединен с входом записи ре- гпстра приема информации и с вторым выходом дешифратора управляющих сигналов, третий выход которого соединен с входом записи счетчика каналов, группа входов которого соединена с группой информационных входов дешифратора разрешений и с г-руппами управляющих входов коммутатора запросов, коммутатора стробов информации, входного коммутатора, ipynna информационных выходов которого соединена с группой информационпых входов регистра приема информации, группа выходов которого соединена с группой пн41ормацпонных входов буферного усилителя входных данных, угтравляющий вход которого соединен с синхровходом трш гера ответа и с четвертым выходом дешифратора управляющих сигналов, пятый, шестой выходы которого соединены соответственно с управляющим входом буферного усилителя готовности и синхровходом регистра выдачи информации, выход генератора синхроимпульсов соединен со счетным входом счетчика каналов, группа выходов дешифратора разрешений соединена с вторыми входами элементов И группы, отличающееся тем что, с целью повышения быстродейст- ВИЯ, в него введены две группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента ИЛИ, четвертый элемент И, причем первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮ01ЕЕ ИЛИ первой группы и выходы элементов И группы образуют группы входов и выходов устройства для подключения к шине готовности многопроцессорной вычислительной системы, при этом вторые входы элементов ИСКЛЮЧ ШЦЕЕ ИЛИ первой группы соединены с группой выходов регистра запросов и с первым

входами элементов ИСЮ1ЮЧЛЮШЕЕ ИЛИ второй группы, вторые входы которых соединены с группой информационных входов регистра запросов, вход чтения/записи которого соеди 1ен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, группа входов которого соединена с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй группы, группа информационных входов буферного усилителя готовности соединена с пы- ходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ пер- ной группы и с группой входов тре- тьег о элемента ИЛИ, вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и с шестым выходом дешифратора управляющих сигналов, выход третьего элемента ИЛИ соединен с син- хрооходом триггера установки.

физ.З