Устройство для сопряжения ЭВМ Советский патент 1988 года по МПК G06F15/16 

00

Од

о со сд

9тЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомашинных системах, и локальных сетях для организации межмашинного взаимодействия.

Цель изобретения - повышение производительности межмашинного обмена за счет возможности организации широковещательной и групповой связи.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема узла захвата магистрали на фиг. 3 - структурная схема тайме- ра; на фиг. 4 - временные диаграммы устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит узел 1 захвата магистрали, два регистра 2 и 3 сдвига,, два триггера 4 и 5, четыре элемента И 6-9, элемент ИЛИ 10, одновибратор 11, два магистральных усилителя 12 и 13 и группу магистраль ных усилителей 14, счетчик 15, таймер 16, четыре триггера 17-20, два элемента ИЛИ 21 и 22, элемент И 23, магистраль 24, информационный вход- выход 25, вход-выход 26 синхронизации, вход-выход 27 занятости устройства, вход 28 требования передачи, вход 29 чтения, вход 30 разрешения прерывания, вход 31 записи, вход 32 чтения состояния устройства, вход 33 начальной установки, выход 34 готовности, выход 35 требования приема, выход 36 прерывания. Вход 37 узла 1 захвата магистрали является входом подтверждения. Вход 38 таймера 16 является первым входом запуска. По вхо

После считьшания 1 с выхода эле мента И 8 ЭВМ-инициатор обмена записывает в регистр 2 адресное слово. Запись в регистр 2 с магистрали 24 производится при состоянии три

ду 39 синхронизации в устройство поступают тактовые импульсы, стробирую- Q гера 18, соответствующем незанятости щие работу устройства. Сигнал на вы- регистра 2. Сигнал незанятости восходе 40 узла 1 формируется после захвата устройством управления в вычислительной системе. Вход 41 таймера 16 является вторым входом запуска. Вход 42 таймера 16 является входом сброса

Узел 1 захвата магистрали содержит (фиг. 2) счетчик 43, дешифратор 44,

45

триггеры 45 и 46, элемент И 47, элемент НЕ 48, элемент ИЛИ-49, магистральный усилитель 50. Выход счетчика 43 подключен к кодовому входу дешифратора 44, К-й выход которого (для К-г о устройства) подключен к входу элемента И 47.

Таймер 16 (фиг. 3) содержит элемент ИЛИ 51, счетчик 52 и элемент И 53. Выход 36 является выходом переноса счетчика 52, вход установки

50

55

принимается ЭВМ-источником с выхода элемента ИЛИ 10. При записи слова в регистр 2 в триггер 18 заносится 1 что приводит к снятию сигнала готовности регистра 2 с выхода элемента ИЛИ 10. При состоянии триггеров 18 и 20 (для передачи адресного слова триггер 20 установлен в состояние 1 сигналом с одновибратора 11, выработанного при установлении сигнала занятости на линии 27) в устройстве сопряжения, захватившем магистраль,разблокируется прохождение синхроимпульсов через элемент И 7 на упраалякхций вход вьщачи и сдвига регистра 2. Синхроимпульсы через магистральный усилитель 13 поступают также на линию 26 Информационные биты через линию 25

0

5

0

5

0

5

которого подключен к входу 42, а тактовый вход --к выходу элемента И 53.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы производится начальная установка по сигналу на входе 33 устройства, при этом в триггеры 18 и 19 записываются О, на D-вход которых постоянно подается низкий уровень.

Перед началом обмена ЭВМ-инициатор передачи данных выставляет требование захвата общей магистрали на вход 28 узла 1 захвата магистрали. После захвата магистрали на выходах 27 и 40 узла 1 формируется сигнал и на линию занятости выставляется низкий уровень. В исходном состоянии при незанятости общей магистрали на линии 27 имеется высокий уровень.По переднему фронту сигнала на линии 27 (перепад с высокого уровня на низкий) на одновибраторах 11 всех устройств сопряжения, подключенных к линиям 25-27, вырабатывается импульс, производящий обнуление счетчиков 15,триггеров 17 и 4 (через элемент ИЛИ 21) и запись 1 в триггеры 5 и 20.

После выдачи требования захвата магистрали ЭВМ-инициатор обмена через элемент И 8 начинает опрос выхода 40 узла 1 для установления факта захвата магистрали.

После считьшания 1 с выхода элемента И 8 ЭВМ-инициатор обмена записывает в регистр 2 адресное слово. Запись в регистр 2 с магистрали 24 производится при состоянии тригQ гера 18, соответствующем незанятости регистра 2. Сигнал незанятости восгера 18, соответствующем незанятости регистра 2. Сигнал незанятости вос

принимается ЭВМ-источником с выхода элемента ИЛИ 10. При записи слова в регистр 2 в триггер 18 заносится 1, что приводит к снятию сигнала готовности регистра 2 с выхода элемента ИЛИ 10. При состоянии триггеров 18 и 20 (для передачи адресного слова триггер 20 установлен в состояние 1 сигналом с одновибратора 11, выработанного при установлении сигнала занятости на линии 27) в устройстве сопряжения, захватившем магистраль,разблокируется прохождение синхроимпульсов через элемент И 7 на упраалякхций вход вьщачи и сдвига регистра 2. Синхроимпульсы через магистральный усилитель 13 поступают также на линию 26. Информационные биты через линию 25

данных из сдвигающего регистра 2 пе- реписьшаются в регистр 3 всех устройств сопряжения по синхроимпульсам, поступающим от устройства сопряжения- источника на вход выдачи-сдвига регистра 2 в записи-сдвига регистра 3. Таким образом происходит передача по линии 25 бит за битом адресного слова из регистра 2 устройства сопряжения источника в регистры 3 всех устройств сопряжения.

В К-м разряде адресного слова находится 1 при адресации К-й мапганы. При установлении связи с одной j машиной (К-й) в адресном слове находится одна 1 в К-м разряде. При установлении связи с N ЭВМ в адресном слове содержится N 1. При широковещательной связи во всех разрядах,кро-2Q ме соответствующего ЭВМ, источнику данных записываются 1.

При передаче последнего бита адресного слова по сигналу переноса счетчика 15 происходит: запись О в 25 триггеры 20 и 18; формирование импульса на выходе элемента И 6 при наличии 1 в К-м разряде для К-го устройства сопряжения адресного слова, принятого в регистр 3; запись О в триггер 5.

По сигналу с выхода элемента И 6 в адресуемом устройстве сопряжения происходит запись 1 в триггеры 4, 17 и 19.

При состоянии триггера 19 к соответствующей ЭВМ с выхода 35 выда- элемента ется требование приема. При состоянии триггера 4 через элемент ИЛИ 22 и усилитель 12 устанавливается

4, устано регистр

мого слов формации выхода эл ления три пряжения ности уст К-го ЭВМ нал Не мается т все адре с линии ти, обну

30

положител нии 25 в сопряжени состояние ключена D-вход ко сигнала п уровень л версного ного посл адресного со счетчи

ЭВМ-ин чи адрес машины п ных для канала св шинами о устрейст И 9. Посл передачу ЭВМ (прие

Для пе при 0-м с ленного п бита адре мого слов сигнале мента ИЛИ передавае магистрал ва в реги дит также т.е. снят мента ИЛИ ния, захв блокировк пульсов ч даче перв 20 записа нала уста всеми ЭВМ слов прох

сигнал низкого уровня. Сигнал на. линию 25 выдается от всех адресуемых устройств сопряжения, например по принципу монтажного ИЛИ, и воспринимается как сигнал отсутствия -канала связи с адресуемыми машинами. Особенность широковещательной и групповой связи состоит в необходимости реализации межмашинного обмена только после установления канала связи со всеми адресуемыми машинами.

После приема требования межмашинного обмена каждая адресуемая ЭВМ обнуляет триггер 19. После подготовки к межмашинному обмену адресуемая ЭВМ обнуляет триггер 4 своего устройства сопряжения, считывая через усилители 14 по магистрали 24 содержимое регистра 3. Считывание с регистра 3 разрешено при состоянии триггера

54

4, установленном после записи в регистр 3 последнего бита передавае-.

мого слова, а сигнал готовности информации в регистре 3 снимается с выхода элемента ИЛИ 10. После обнуления триггера 4 К-го устройства сопряжения снимается сигнал неготовности установления канала связи от К-го ЭВМ на линии 25. Суммарный сигнал Не готовность ; с линии 25 снимается только, когда к обмену готовы все адресуемые ЭВМ, которые снимают с линии 25 свой сигнал не готовности, обнуляя триггер 4. По заднему

Q

5 элемента

0

0

5

0

5

положительному фронту сигнала на линии 25 в триггерах 20 всех устройств сопряжения устанавливается единичное состояние. Для этого линия 25 подключена к С-входу триггера 20, на D-вход которого в момент поступления сигнала перепада с низкого на высокий уровень линии 25 подается 1 с инверсного выхода триггера 18, обнуленного после передачи последнего бита адресного слова, сигналом переноса со счетчика 15.

ЭВМ-инициатор обмена после передачи адресного слова и все адресуемые машины после подготовки к приему данных для идентификации установления канала связи со всеми адресуемыми машинами опрашивают триггер 20 своего устрейства сопряжения через элемент И 9. После считывания 1 с выхода И 9 ЭВМ-источник начинает передачу слов данных, а адресуемые ЭВМ (приемники) их прием.

Для передачи данных ЭВМ-источник при 0-м состоянии триггера 18, обнуленного после передачи последнего бита адресного или ранее передаваемого слова данных, и соответственно сигнале готовности с выхода 34 элемента ИЛИ 10 записывает очередное передаваемое слово в регистр 2 с магистрали 24. По сигналу записи слова в регистр 2 по входу 31 происходит также запись 1 в триггер 18, т.е. снятие готовности с выхода элемента ИЛИ 10 в устройстве сопряжения, захватившем магистраль, и раз- блокировка прохождения синхроимпульсов через элемент И 7. При передаче первого слова данных в триггере 20 записана 1 после передачи сиг- нала установления канала связи со всеми ЭВМ, при передаче последующих слов прохождение синхроимпульсов че

рез элемент И 7 разблокируется каждый раз после получения подтверждения о приеме адресуемыми ЭВМ ранее переданного слова. Синхроимпульсы с выхода элемента И 7 поступают на вход выдачи - регистра 2, устройства сопряжения - источника на линию 26, и на входы прием а-сдвига регистров 3 всех устройств сопряжения. Таким образом, ю осуществляется последовательная бит за битом передача очередного слова из регистра 2 через линию 25 в регистры 3 всех устройств сопряжения.При передаче через линию 25 последнего и бита слова на выходах переноса счетчиков 15 всех устройств сопряжения формируется импульс, по которому происходит обнуление триггера 18 и установка единичного состояния тригге-20 ра 4 адресуемых ЭВМ, в триггерах 17 которых записаны 1. При записи 1 в триггер 4 адресуемая ЭВМ получает информацию о готовности в регистре 3 очередного слова. При 1 состоянии 25 триггера 4 через элемент ИЛИ 22 и магистральный усилитель 12 на линию 25 выдается низкий уровень, а в исходном состоянии после передачи очередного слова на линии 25 был высо- о кий уровень, т.е. устанавливается сигнал не готовности адресуемой ЭВМ к приему последующего слова. При счи- тьшании по внутренней магистрали 24 содержимого регистра 3 по сигналу с входа 29 в триггер 4 заносится О и от соответствующего устройства сопряжения снимается сигнал не готовности к приему следующего слова. Суммарный сигнал не готовности,т.е. низ-. кий уровень от адресуемых устройств сопряжения снимается только после считывания содержимого регистров 3 всеми адресуемыми машинами. По фронту на линии 25 с низкого уровня на высокий в триггер 20 записывается 1. ЭВМ-источник после обнуления триггера 18 при завершении передачи редыдущего слова заносит в регистр 2 очередное слово. Передача этого слова через линию 25 начинается после олучения сигнала готовности адресуеых устройств сопряжения к приему с инии 25, т.е. после занесения 1 триггер 20-, выход которого связан входом элемента И 7. Передача ело- 55 а из регистра 2 в регистр 3 через инию 25 происходит при разблокирове прохождения синхроимпульсов через

45

0 5 о

5

элемент И 7 как это было рассмотрено. После передачи последнего слова пакета ЭВМ-источник освобождает общую магистраль подачей сигнала на вход 33. Освобождение общей магистрали сопровождается установкой высокого уровня на линии 27. После установки высокого уровня на линии 27 магистраль может быть захвачена для межмашинного обмена другими ЭВМ.

Работа таймера 16 (фиг.З) основана на том, что каждый раз после передачи адресного или информационного слова через линию 25 при обнулении по сигналу переноса со счетчика 15 триггера 20 после передачи последнего бита слова в адресуемом устройстве сопряжения и в устройстве источнике данных происходит разблокировка прохождения синхросигналов 39 через элемент И 53 на тактовый вход счетчика 52. Остановка работы счетчика 52 и его обнуление производится по сигналу с входа 42, вырабатываемого при установке триггера 20 в 1. В триггеры 20 1 заносится после получения сигнала подтверждения готовности от всех адресуемых ЭВМ. Если за за- данное время, определяемое коэффициентом пересчета счетчика 52, не устанавливается в 1 вход 42, то по сигналу переноса счетчика 52 прерывается работа ЭВМ-источника и ЭВМ-приемников данных и происходит освобождение общей магистрали устройством-источником по сигналу 36, поступающего в узел 1 захвата магистрали. ЭВМ-источник может повторять попытку установления связи с ЭВМ-приемниками.Многократная попытка, не приводящая к установлению канала связи, может идентифицироваться как информация о возможных неисправностях системы.

Освобождение общей магистрали по таймеру позволяет повысить пропускную способность общей магистрали,так как при прерьшаниях одной из адресуемых ЭВМ на выполнение задач более приоритетных, чем межмашинный обмен, блокировки общей магистрали не происходит, и она может предоставляться для обмена между другими машинами.

Использование последовательного канала обмена уменьшает число линий связи в вычислительной системе,приводит к упрощению комплексирования и повышению надежности системы.

Формула изобретения

1. Устройство для сопряжения ЭВМ, содержащее три триггера, счетчик,три элемента И, два магистральных усилителя, элемент ИЛИ, регистр сдвига, информационный вход первого регистра сдвига соединен с первым информационным входом-выходом устройства,выход

первого регистра сдвига соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход, кото.рого соединен через первый магистральный усилитель с вторым информационным входом-выходом устройства, вход записи информации устройства соединен с входом записи первого регистра сдвига и входом установки первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первым входом первого элемента И и информационным входом второго триггера соответственно, выход первого элемента И соединен с входом управления сдвигом первого регистра сдвига и через вто- рой магистральный усилитель- с входом- выходом синхронизации устройства,вход чтения состояния устройства соединен с первым входом второго и третьего элементов И, выходы второго и третьего элементов И соединены с первым информационным входом-выходом устройства, прямой выход второго триггера соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И, выход переноса счетчика соединен с входами сброса первого и второго триггеров и входом стробирования третьего триг- гера., отличающееся тем, что, с целью повышения производительности межмашинного обмена информацией за счет возможности организации широковещательной и групповой с1вязи, в него дополнительно введены два элемента ИЛИ, два элемента И, таймер, узел захвата магистрали, три тригге ра, второй регистр сдвига, одновибра- тор, группа магистрашьных усилителей причем вход начальной установки устройства соединен с первым входом начальной установки узла захвата маги- страли и входами стробирования первого и четвертого триггеров, выход которого является выходом требования приема устройства, вход сброса четвертого триггера является входом разрешения прерывания устройства, вход- выход занятости устройства соединен с входом запуска одновибратора,выход

,

15

20

JQ

jc 355055

30

45

которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, с входами сброса счетчика и пятого триггера, с входами установки второго и шестого , триггеров и с входом подтверждения узла захвата магистрали, вход требования обмена устройства соединен с первым входом запуска узла захвата магистрали, первый выход узла захвата магистрали соединен с третьим входом первого элемента И, с первым входом четвертого элемента И, с вторым входом второго элемента И и первым входом запуска таймера, выход таймера является выходом прерьшания устройства и соединен с вторым входом начальной установки узла захвата магистрали, второй выход которого соединен с входом-выходом занятости устройства, четвертый вход первого элемента И является входом синхронизации устройства, инведсный выход первого триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом готовности устройства, инверсный выход -третьего триггера соединен с вторыми входами первого и третьго элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сброса третьего триггера, прямой выход пятого триггера соединен с информационным входом третьего триггера и вторым входом запуска таймера, выход пятого элемента И соединен с входами установки с третьего по пятый триггеров, выход переноса счетчика соединен с первым входом пятого элемента И и входом сброса шестого триггера, - инверсный выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И,вход- выход синхронизации устройства соединен со счетным входом счетчика и входом стробирования второго регистра сдвига, второй информационный вход- вьсход устройства соединен с информационным входом вт орого регистра сдвига и входом стробирования второго триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом запуска таймера, вход сброса которого соединен с прямьм выходом второго триггера, первые входы магистральных усилителей группы соединены с разрядами выхода второго регистра сдвига, выход К-го разряда которого соединен с тре- тьим входом пятого элемента И, где

к - номер ЭВМ в вычислительной системе, К 1М, а М - общее количество ЭВМ в вычислительной системе, выходы магистральных усилителей труп- пы соединены с первым информационным входом-вькодом устройства, вход чтения устройства соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и управляющими входами магистральных усилителей группы, вход синхронизации узла захвата магистрали соединен с входом синхронизации устройства.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что узел захвата магистрали содержит элемент ИЛИ, два триггера, счетчик, элемент И, элемент НЕ, дешифратор, магистральный усилитель, первый и второй входы элемента

ИЛИ соединены .с первым и вторым входа15

|Q

609510

венно, выход элемента ИЛИ соединен с входом сВроса первого и. входом установки второго триггеров, вход запуска узла соединен с входом установки первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом сброса второго триггера, прямой выход которого является первым выходом узла и Ьоединен с входом магистрального усилителя, выход которого является вторым выходом устройства и соединен с вторым элементом И, вход синхронизации узла соединен с счетным входом счетчика и через элемент НЕ с третьим входом элемента И, выход счетчика соединен с адресным входом дешифратора, К-й выход которого соединен с четвертым входом элемента И, вход установки счетчика сое15

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомашинных системах и локальных сетях для организации межмашинного обмена. Цель изобретения - повышение производительности межмашинного обмена за счет возможности организации широковещательной и групповой связи. Устройство содержит узел 1 .захвата магистрали, два регистра 2 и 3 сдвига, триггеры 4 и 5, элементы 6, 9 И, элемент 10 ШШ,одно- вибратор 11, магистральные усилители, счетчик 15, таймер 16, триггеры 17... 20, элементы И и ИЛИ. Устройство осуществляет, кроме обмена данными между двумя ЭВМ, широковещательную и групповую связь. Регистр 2 устройства является передатчиком информации, а регистр 3 - приемником. Таймер 16 задает время, за которое ЭВМ-приемники должны выдать сигналы подтверждения. Если за это время ЭВМ-источник не получит сигналов подтверждения, то может повторить попытку установления связи с ЭВМ-приемниками. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л

ми начальной установки узла соответст- динен с входом подтверждения узла.

I

J3

за

40

Фиа.Ъ

nepwoc.

291

ФиеМ