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

(Л

r-SJiLrгЦ ( Ц

.|$ВДу ШЭ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомашинных вьгчислитель- ных системах для организации межма- шинного взаимодействия.

Целью изобретения является увеличение скорости обмена информацией между ЭВМ.

На фиг. 1 представлена структур- ная схема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема узла арбитра.

Устройство содержит узел 1 арбитра, регистр 2 сдвига, регистры 3 и 4, счетчик 5, дешифратор 6 адре- са, триггеры 7-13, элемент ИЛИ 14, элементы И 15-18, элемент НЕ 19, элемент 20 задержки, триггер 21, магистральные усилители 22-25, вход- выход 26 готовности устройства, вход выход 27 синхронизации информации устройства, вход 28 требования магисрали устройства, вход 29 сигнала со провождения требования устройства, вход 30 опроса состояния устройства, вход 31 синхронизации устройства, вход 32 записи устройства, вход 33 чтения устройства, первый выход 34 узла 1, выход 35 состояния устройства, выход 36 требования прерыва- ния устройства, информационный вход- выход 37 устройства, вход-выход 38 состояния магистрали, элемент 39 задержки и магистральные усилители 40

Узел 1 содержит магистральные

усилители 42 и 43, регистр 44, триггеры 45 и 46 и счетчик 47.

Устройство работает следующим образом.

Вход-выход 26 используется для передачи информационных бит и сигналов неготовности адресуемой ЭВМ к приему следующего слова, при этом случае записи слова в регистр 2 ад- ресуемого устройства на вход-выход 26 выставляется 1, после считывания принятого слова с регистра 2 в буферный регистр 4 сигнал неготовности 1 с входа-выхода 26 снима

ется. Вход-выход 27 используется для передачи сигналов сопровождения информационных бит, вход-выход 38 - для идентификации занятости общей магистрали.Перед началом работы производится Начальная установка всех устройств в состояние отсутствия требований на захват общей магистрали. Для это.

о

5

0

5

0

го каждая ЭВМ выставляет О на вход 28 и сигнал сопровождения на вход 29, при этом в триггеры 45 узлов 1 всех устройств, подключенных к общей магистрали, записьшается О. При О состояния триггеров 45 в триггеры 46 автоматически записьшается О и на линии 38 имеется О уровень (отсутствие сигнала занятости общей магистрали) . Затем одна из ЭВМ (К-я) выставляет требование захвата общей магистрали, подавая 1 на вход 28 и сигнал сопровождения на вход 29, по которому в триггер 45 записывается 1. К моменту записи 1 в триггер 45 на линии 38 - О, при этом разрешается работа счетчиков 47 узлов 1 всех устройств в счетном режиме. По сигналу переноса счетчика 47 К-го устройства в триггер 46 за- письшается 1 и через магистральный усилитель 42 на линию 38 выставляется 1 (сигнал занятости общей магистрали) . При 1 на линии 38 во всех устройствах на выходе магистрального усилителя 43 появляется сигнал установки счетчика 47 по содержимому регистра 44. Коды, записанные в регистрах 44 различных устройств, отличны друг от друга, это исключает захват общей магистрали несколькими абонентами, так как сигналы переноса счетчиков 47 при их счетном режиме (О на линии 38) формируются в разные моменты времени. После захвата общей магистрали К-м абонентом появляется сигнал на выходе 35 узла 1, после этого К-я ЭВМ записывается в триггер 45 узла 1 О, используя входы 28 и 29. При записи О в триггер 45 производится автоматическая запись- О в триггер 46, так как его вход сброса подключен к выходу триггера 45. При записи О в триггер 46 на.линии 38 устанавливается О, при этом по сигналу с выхода 34 магистрального усилителя 43 производится запись 1 в триггер 8, установка счетчика 5 и запись О в триггеры 13 и 10 (через элемент ИЛИ 14) . При отсутствии сигнала подтверждения захвата магистрали К-м устройством с выхода 35 в триггер 9 записьшается О.

В рабочем режиме при необходимости межмашинного обмена К-я ЭВМ выставляет требова ше захвата общей

магистрали, записывая 1 в триггер 45 узла 1, используя входы 28 и 29.

При незанятости общей магистрали, когда на линии 38 О, узлы 1 работают в режиме ар битража запросов абонентов на захват общей магистрали. В этом режиме счетчики перебирают возможные состояния, причем сигналы переноса счетчиков 47 формируются в разные моменты времени. Если сигнал переноса формируется счетчиком 47 К-го устройства, абонент которого требует захвата магистрали (в триггер 45 1), то в триггер 46 записьшйется 1, если не требует, то записи 1 в триггер 46 не происходит, так как на вход сброса триггера 46 с выхода триггера 45 подается сигнал установки, блокирующий работу С-входа, подключенного к выходу переноса счетчика 47. При записи 1 в триггер 46 на линию 38 выставляется 1 и производится установка счетчиков 47 всех устройств. При О на линии 38 сигналом на выходе 34 узла 1 производится установка в О триггеров 7, 10, 13 и в 1 триггера 8, появление сигнала занятости 1 на линии 38 приводит к снятию соответствующих сигналов установки, но триггеры 7, 8, 10 и 13 сохраняют свое состояние. При захвате общей магистрали К-м абонентом на выходе 35 узла 1 появляется сигнал, по которому К-я ЭВМ начинает передачу пакета адресуемой ЭВМ через общую магистраль. В качестве первого слова пакета передается адрес ЭВМ- приемника. Первое слово записьшает- ся с внутренней магистрали 37 в регистр 3 по сигналу на входе 32, при этом в триггер 11 записьшается 1 (информация о занятости регистра 3). Для записи последующих слов пакета производится опрос через усилитель 41 триггера 11 и при его О состоянии (информация о незанятости регистра 3) слово с магистрали 37 записывается в регистр 3 при записи 1 в триггер 11. При записи слова в регистр 3 (1 в триггер 11) и незанятости регистра 2 (О в триггер 9) происходит перепись содержимого регистра 3 в регистр 2 через его параллельный вход, при этом происходит обнуление триггера триггер 9,

11 и запись 1

0

5

0

0

5

0

0

5

При записи 1 в триггер 9 с некоторой задержкой на элементе 20, если к моменту появления сигнала на выходе элемента 20 задержки на линии 26 О (1 свидительствует о неготовности приемника к приему следующего слова), то на выходе элемента И 17 формируется уровень, производящий установку триггера 21 в единичное состояние, при котором снимается сигнал установки счетного триггера 12 (сигнал установки на входе сброса триггера 12 блокирует его счетньй режим) . При этом синхроимпульсы с входа 31 передаются на выход триггера 12, причем частота на выходе триггера 12 в два раза меньше частоты на входе 31. Синхроимпульсы с выхода триггера 12 через элемент И 15 и магистральный усилитель 23 с устройства, захватившего общую магистраль, передаются на линию 27. Синхроимпульсы с линии 27 через магистральные усилители 25 поступают на счетные входы счетчиков 5 всех устройств и на входы сдвига регистров 2. В устройстве, захватившем общую магистраль, на управляющий вход магистрального yci-шителя 40 подается сигнал разрешения вьщачи на линию 26, сш1маемый с выхода 35 узла арбитра 1. При этом на информационньш вход магистрального усилителя подаются биты с последовательного выхода регистра 2 и осуществляется передача в последовательном виде слова с регистра 2 сдвига устройства, захватившего магистраль в регистры 2 всех устройств, в которые информация, передаваемая через линию 26, записывается через магистральные усилители 25 и последовательные входы регистров 2. К моменту завершения передачи слова на выходе переноса счетчиков 5, подсчиты- вакхдих число переданных бит, формируется сигнал (во всех каналах). По этому сигналу в триггер 9 записьгоает- ся О и при 1 состоянии триггера 11 (в регистре 3 имеется информация) слово с регистра 3 переписьтается в регистр 2, если в триггере 9 О, т.е. регистр 2 свободен. При передаче первого слова триггер 9 находится в О состоянии, так как при отсутствии сигнала подтверждения захвата магистрали на выходе 35 узла 1 арбитра триггер 9 обнулен (при появлении сигнала подтверждения захвата на выходе 35 узла 1 сигнал установки тригно он сохраняет усгера 9 снимается ановленное состояние) . В качестве цервого слова передается адрес ЭВМ- приемника. После передачи и приема в регистры 2 всех устройств первого (адресного) слова по сигналу переноса счетчиков 5 производится запись 1 в триггер 10 и запись О в триг- t epa 21 и 8, при этом по перепаду уровня на выходе триггера 8 (при О |на линии 38 в триггер 8 записьшается ), подаваемому на С-вход триггера 7, производится запись в триггер 7 с его D-входа, подключенного к выходу дешифратора адреса 6, При этом в адресуемом устройстве в триггер 7

записывается

1

а в не адресуемом

. При записи 1 в триггер 7 К-го ;устройства К-я ЭВМ получает сигнал ;прерывания, по котором, она перехо- Iдит в подпрограмму приема данных с I общей магистрали.

При записи 1 в триггер 7 с триггера 10 адресуемого устройства на линию 26 через магистральный усилитель 22 выдается 1 (сигнал неготовности) . Кроме того, при незанятости регистра 4, отображаемой нулевым состоянием триггера 13 (до передачи первого слова триггер 13 устанавливаете в О при О на линии 38), и при приеме слова в регистр 2 (в триггер 10 - 1) на выходе.элемента И 18 формируется сигнал, производящий перепись слова с регистра 2 в регистр 4, запись 1 в триггер 13 и

запись О в триггер 10. При обнулении триггера 10 сигнал неготовности с линии 26 снимается. Задержка на элементе 39 определяет минимальную длительность сигнала неготовности на линии 26. При снятии сигнала неготовности (снятие 1), если на передающей стороне в регистре 2 подготовлено к передаче следующее слово, на выходе элемента И 17 формируется сигнал, разрешающий передачу синхроимпульсов с выхода триггера

12на линию 27 и соответственно передачу сле,цую1цего слова с регистра 2 источника в регистр 2 приемника. Задержка на элементе 20 рассчи- тьшается с учетом двойного времени распространения сигнала по линии.

Информапдю о приеме очередного слоца в регистр 4 ЭВМ-приемник по- лучаеТ}опрашивая состояние триггера

13через магистральный усилитель 24

по сигналу на входе 30. После считывания 1 состояния триггера- 13

ЭВМ-приемник производит чтение сло- ва с регистра 4, подавая сигнал на вход 33 устройства. При чтении слова с регистра 4 на приемной стороне производится запись О в триггер 13, при этом, если в регистр 2 принято с магистрали следующее слово . (триггер 10 в состоянии), то на выходе элемента И 18 формируется сигнал, производящий перепись принятого слова с регистра 2 в регистр 4, запись 1 в триггер 13, обнуление триггера 10 и соответственно снятие сигнала неготовности с линии 26.

Формула изобретения

5

0

1. Устройство для сопряжения ЭВМ, содержащее регистр сдвига, два магистральных усилителя, три элемента И, элемент ИЛИ, шесть триггеров, счетчик, выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами первого и второго магистральных усилителей соответственно, вторые входы которых являются входом опроса состояния устройства, первые входы первого и второго элементов И соединены с выходами первого и второго триггеров, выход первого элемента И соединен с входом записи регистра

5 сдвига, входом сброса первого триггера и входом записи третьего триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход переноса счетчика соединен с

0 входом синхронизации третьего триггера, входами установки в О четвертого и пятого триггеров и входом синхронизации шестого триггера, выход которого соединен с вторым входом

5 второго элемента И, выход второго

элемента ИЛИ соединен с входом сброса DiecToro триггера, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости обмена информацией меж0 ДУ ЭВМ, в него введены два регистра, узел арбитра, два элемента задержки, дешифратор адреса, два элемента задержки, элемент НЕ, элемент И, четыре магистральных усилителя и два

5 триггера, выход узла арбитра соединен с входом установки счетчика, входами сброса второго и седьмого триггеров, входом установки пятого триггера и первым входом элемента

ИЛИ, второй выход узла арбитра является выходом состояния устройства и соединен с входом сброса третьего триггера, первыми входами третьего элемента И и третьего магистрального усилителя, первый и второй входы узла арбитра являются входами захвата магистрали устройства и сигнала сопровождения захвата устройства, вход- выход узла арбитра является входом- выходом состояния магистрали, выход второго элемента И через первый элемент задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, входом установки второго триггера и входом записи первого регистра, выход которого соединен с информационным входом второго регистра и информационным входом-выходом устройства, выходы первого и второго магистральных усилителей соединены с информационным входом-выходом устройства, выход второго регистра соединен с последовательным входом регистра сдвига, последовательный выход которого соединен с информационными входами первого триггера и дешифратора адреса, выход которого соединен с информационным входом седьмого триггера, выход которого является выходом требования прерьгоания устройства и соединен с первым входом четвертого магистрального усилителя, выход шестого триггера соединен с вторым входом четвертого магистрального усилителя, выход которого является выходом готовности устройства, входы записи второго регистра и установки первого триггера являются входом записи устройства, входы чтения первого регистра и синхронизации второго триггера являются входами чтения устройства, прямой выход третьего триггера через второй элемент задержки соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом установки четвертого триггера, выход которого соединен с входом сброса восьмого триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом пятого магистрального усилителя, выход которого соединен с входом-выходом стробирования информации устройства, параллельный выход регистра сдвига соединен с вторым входом третьего магистрального усилителя, выход которого соединен .с входом-выходом готовности устройства, выход пятого триггера соединен с входом синхронизации седьмого триггера, первый выход шестого магистрального

5 усилиз еля соединен с параллельным входом регистра сдвига и через элемент НЕ - с вторым входом четвертого элемента И, второй выход шестого магистрального усилителя соединен

0 с входом управления сдвигом регистра сдвига и счетным входом счетчика, первый и второй входы шестого магистрального усилителя соединены с входами-выходами готовности уст5 ройства и стробирования информации устройства соответственно, вход синхронизации восьмого триггера является входом синхронизации устройства.

Q 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел арбитра содержит два триггера, регистр, счетчик, два магистральных усилителя, выход регистра соединен с информационным входом счетчика, выход первого триггера соединен с входом сброса второго триггера, выход переноса счетчика соединен с входом синхронизации второго триггера, выход второго триггера соединен с вторым выходом узла и входом первого магистрального усилителя, выход второго магистрального усилителя соединен с первым выходом узла и соединен с входом записи счетчика, информационный вход и вход синхронизации первого триггера соединены с первым и вторым входами узла соответственно, выход первого и вход второго магистральных усилителей соединены с входом-выходом узла.

5

0

5

2829

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомашинных вычислительных системах для организации межмашинного взаимодействия. Целью изобретения является увеличение скорости обмена информацией между ЭВМ. Устройство содержит узел 1 арбитра, регистр 2 сдвига, два регистра 3 и 4, счетчик 5, дешифратор 6 адреса, семь триггеров 7-13, элемент ИЛИ, четьфе элемен- та И, элемент НЕ, два элемента задержки и магистральные ус шители. В устройстве применено конвейерное совмещение передачи слов по внутренней магистрали ЭВМ и межмашинной магистрали. 1 з.По ф-лы, 2 ил.

5

ffi

Сини

l

P RJdtC

35

42

Фиг. 2

Ssm

J

J