Устройство для обмена информацией между ЭВМ и абонентами Советский патент 1989 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения многомашинных вычислительных комплексов.

Цель изобретения - сокращение затрат времени на установление связи устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема организации четырехмашинного вычислительного комплекса с использованием устройства для сопряжения; на фиг. 2 - блок-схема устройства; на фиг. 3 и 4 - функциональные схемы узла дешифрации и блока расширения прерываний; на фиг. 5 и 6 - блок-схемы возможных алгоритмов функционирования вычислительных мшпин.

Многомашинный вычислительный комплекс (фиг. 1) состоит из вычислительных MaffliiH 1-4 и устройств 5-8.

Каждое устройство содержит (фиг.2) дешифратор 9 адреса, блок 10 дешифрации запросов передачи, таймер 11, блок 12 расширения прерьшаний, выходной коммутатор информации, состоящий из элементов И 13-15, группу элементов И 16, входной комьтутатор информации (элемент И-ИЛИ) 17,блок 18 передающих усилителей. Блок 10 содержит элемент ИЛИ 19, группу элементов И 20-и узел 21 дешифрации. На фиг. 2 обозначены линии 22-69 входов и выходов устройства и его блоков.

СП N3 О СЛ

блок 70 приемных усилителей с выходами 71 и 72,

Узел 21 дешифрации (фиг. 3) построен на элементах ИЛИ-НЕ 73-75 и элементах НЕ 76 и 77.

Блок 12 содержит (фиг. 4) коммутатор запросов прерывания, состоящий из элементов И 78-80 и элементов ИЛИ 81-83, триггера 84 и группы триггеров 85 и 86.

Входы 23, 24, 25 и 69 и выходы. 26- 31 устройства 5 соединяются с модуле ввода-вывода вычислительной машины I На вход 24 поступают адресные сигналы, определяющие направление приема и передачи информации вычислигешьной машиной 1. На вход 23 передается выходная информация, а с выхода 30 снимается входная информация. Сигналом по входу 69 таймер 11 устанавливаетс в исходное состояние. Тот же сигнал, поступающий в блок 12 через блок 70 по линии 71, устанавливает в исходно состояние триггеры 84-86. На вход 25 поступает сигнал о проведении цикла ввода информации. На выходах 26-28 формируются сигналы прерывания при пступлении запросов от других вычислительных машин. На выходе 29 формируется сигнал прерывания от таймера 11. На выходе 31 формируется сигнал переменной частоты от таймера 11.

Входы 22,, 35 и 36 и выходы 32-34 устройства 5 соединяются соответственно с выходами 38-40 и с входами 41-42 устройства 6. Входы 41-43 и выходы 38-40 устройства 5 соединяются соответственно с выходами 32, 34 и 33 и с входами 35, 22 и 36 устройства 7. Входы 46-48 и выходы 37, 44 и 45 устройства 5 соединяются соответственно с выходами 32-34 и с входами 22, 35 и 36 устройства 8.

На входы 22, 43 и 47 поступают адресные сигналы от устройств 6-8 . С выходов 33, 39 и 37 передаются адресные сигналы, формируемые вычислительной машиной 1 и передаваемые соответственно в устройства 6-8.

На выходах 32, 38 и 44 формируются сигналы запросов на передачу информации соответственно в вычислительные машины 2-4. На входы 35, и 46 устройства 5 поступают запросы на прием информации соответственно от вычислительных машин 2-4. На входы 36, 42 и 48 устройства 5 поступает информация соответственно

от вычислительных машин 2-4, На выходах 34, 40 и 45 содержится информация, адресуемая соответственно к

вычислительнь1М машинам 2-4,

Устройства 5-8 функционируют по одинаковым алгоритмам. В зависимости от программного обеспечения вычислительные машины 1-4 могут иметь

равньй или различный уровень приоритета. Для каждой из вычислительных машин 1-4 наивысший приоритет имеет таймер 11 соответственно устройств 5-8. По команде прерывания от таймера I1 (выход 29) соответствующая вычислительная машина безусловно переключается на обслуживание таймера 1 .

Адресация вычислительной машины 1

к сопрягаемым вычислительным машинам и таймеру 11 осуществляется передачей адресных сигналов на вход 26 устройства 5,

При сопряжении четырех вычислительньрс машин возможно управление устройствами для обмена информацией между электронными вычислительными машинами двумя адресными разрадами А1 и А2. При этом комбинации адресных сигналов различных уровней могут характеризовать следующие состояния, например, вычислительной машины 1 (табл. 1).

Таблица 1

35

А1

:ы:

Состояние машины

5

0

0

5

О О Вьтолнение программы, не связанной с обменом. Прием адресных сигналов от других вычислительных машин. Передача сигнала прерывания к вычислительной машине 4 и обмен информацией с ней,

01 Выполнение программы, не

связанной с обменом. Передача сигнала прерывания к вычислительной машине 3 и обмен информацией с ней.

1О Выполнение программы, не

связанной с обменом. Передача сигнала прерывания к вычислительной машине 2 и обмен информацией с ней. 1 I Обмен информацией с таймером 11 устройства 5,

В зависимости от адресных сигналов А1 и А2 узел 21 управления запроса51524057

на своих выходах формирует сигнав соответствии с табл. 2.

Таблица2

Номер линии связи5

Структура управления запросами определяется этой таблицей.

Сигнал высокого уровня на линиях 57 н 68 связи разрешает прохождение запроса на выход 4А устройства 5 при наличии информации D выходном регистре ввода-вывода вычислительной машины 1, предназначенной для вычис- лительной машины 4.

Сигнаш высокого уровня на линиях 56 и 67 связи разрешает прохождение запроса на выход 38 устройства 5 при наличии информации в выходном ре гистре ввода-вывода вычислительной машины 1, предназначенной для вычислительной машины 3.

Сигнал высокого уровня на линиях 55 и 66 связи разрешает прохождение на выход 32 устройства 5 при наличии информации в выходном регистре ввода-вывода вычислительной машины 1 , предназначенной для вычислительной машины 2.

Приоритет обслуживания запросов, поступивших от вычислительных машин 2-4, определяется алгоритмом работы вычислительной машины 1.

Устройство 5 работает следующим образом.

При наличии на входе 24 любой комбинации адресных сигналов А1 и А2, которые поступают на вход дешифратора 9 адреса, на одном из его выходов 51-54 формируется разрешающий сигнал высокого уровня, который поступает на один из входов элемента И-ИЛИ 7 и на управляющий вход одного из элементов И 13-16. В соответствии с этим на выход 30 через элемент И-ИЛИ 17 при наличии прерывания поступает информация от вычислительной машины 2, 3 или 4, или от таймера I 1 по лннии 49,

5

0 5

0

з 0

з

0 5

а информация от вычислительной машины

1,поступающая на вход 23, передается через элемент ИЛИ 19 и один из элементов И 13-16 в вычислительную машину

2,3 или 4, или в таймер 11 по линии 50.

В зависимости от адресных сигналов на входе 24 узел 21 вырабатывает разрешающий сигнал на одном из своих выходов 55-57 и при появлении информации на входе 23 на одном из своих выходов 32, 38 и 44 формируется запрос соответственно в вычислительной машине 2, 3 или 4.

Пусть вычислительная машина 1 производит вычисления или находится в режиме обмена информацией и на входе 24 устройства 5 произвольная комбинация сигналов. Если вычислительным машинам 2 и 3 потребуется обменяться информацией с вычислительной машиной 1, тогда они Еыстаззляют свои адресные сигигшы к вычислительной машине I, по которым формируются соответственно на 35 и 41 устройства 5 сигналы запросов, которые поступают в блок 12 на установочные входы триггеров 86 и 85, а информация от этих вычислительных машин поступает соответственно на входы 36 и 42. На выходах 26 и 27 устройства 5 формируются сигналы прерываний соответственно от вычислительных машин 2 и 3, которые поступают в модуль ввода-вывода вычислительной машины 1. Таким образом, вычислительная машина 1 узна- ei, что к ней поступили запросы. По окончании вьтолнения предыдущих операций вычислительная машина 1 выставляет на входе 24 устройства 5 сигналы . Адресные сигналы от вычислительных машин 2 и 3, поступившие соответственно на входы 22 и 43, через элемент И-ИЛИ 17 проходят на выход 30. Согласно программе вычислительная машина 1 переходит к режиму обмена. По информации с выхода 30 устройства 5 вычислительная машина 1 определяет адреса обратившихся к ней вычислительных машин и в соответствии с программой выбирает направление обмена.

После определения направления обмена вычислительная машина I устанавливает на входе 24 адресные сигналы к таймеру 11, а на входе 23 код временного интервала, длительность которого несколько больше, чем необходимо для

7152

обмена с другой вычислительной машино (в случае, если длительность обмена превышает определенное время, то обе вычислительные машины по сигналам сво их таймеров регистрируют сбой и определяют его источник). После ввода информации в таймер 11 и его пуска вычислительная машина 1 устанавливает на входе 24 устройства 5 адресные сиг налы, соответствующие выбранной вычислительной машине. Дешифратор 9 адреса формирует на выходе 51 разрешающий сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение ив- формации, поступившей на вход 36 устройства 5, на выход 30. Через блок 18 адресные сигналы от вычислительной машины 1 передаются на выходы 33, 37 и 39 устройства 5.

Вычислительная машина 1, считывая информацию с выхода 30 устройства 5, формирует сигнал, информирующгаЧ внешние устройства, что информация принята. Этот сигнал поступает на вход 25 устройства 5 и далее, поступая через блок 70 по линии 72 в блок 12 при наличии сигнала на линии 66 формирует на выходе элемента И 80 сигнал, устанавливающий триггер 86, на выходе которого бьш сформирован сигнал прерывания от вычислительной машины 2, в исходное состояние и снимает этот сигнал на выходе 26 устройства 5. Сигнал, сформированньш на выходе элемента И 80, и сигнал на линии 7J поступают на вход сброса триггера 86 через элемент ИЛИ 83, После этого вычислительная машина 1 помещает свою информацию на вход 23 устройства 5, которая через элемент И 13 (при разреша ощем сигнале на его управлякяцем входе) поступает на выход 34. При появлении информации на входе 23 блок Ю формирует сигнал за- проса на выходе 32 устройства 5, В устройстве 6 формируется сигнал прерывания к вычислительной машине 2. По этому сигналу вычислительная машина 2 снимает свою выходную информа- цию и считывает входную. При снятии вычислительной машиной 2 ее выходной информации на входе 35 устройства 5 снимается запрос. После считывания входной информации вычислительная машина 2 выводит новую информацию, которая поступает на вход 36 устройства 5 и далее через элемент И-ИЛИ 1 поступает на выход 30, Одновременно

с Э7ИМ на вход 35 устройства 5 поступает сигнал запроса от устройства 6 и на выходе 26 устройства 5 формируется сигнал прерывания. По этому сигналу вычислительная машина 1 снимает информацию с входа 23 устройства 5 (при этом снимается сигнал запроса с выхода 32 устройства 5), считывает информацию с выхода 30 (при этом сигналом по входу 25 снимается сигнал прерывания на выходе 26) помещает на вход 23 новую информацию (при этом на выходе 32 формируется сигнал запроса). Таким образом, вычислительные машины I и 2 обмениваются информацией.

По окончании обмена вычислительные машины I и 2 передают друг другу соответствующую информацию, после чего обе вычислительные машины формируют адресные сигналы низкого уровня. Если обмен информацией между вычислительными машинами 1 и 2 продолх ается больше определенного времени, то таймер 11 формирует сигнал прерывания на выходе 29, после чего вычислительная машина 1 прерывает обмен и действует в соответствии со своей программой.

Если какая-то вычислительная машина не принимает участия в обмене в заданное время, то другие вычисли- тельнь1е машины по адресным сигналам этой вычислительной машины могут определить режим ее работы, а по длительности данного режима и по изменениям адресных сигналов этой вычислительной машины в ответ на адресацию к ней других вычислительных машин могут определить возможную неисправность.

Формула изобретения

Устройство для обмена информацией между ЭВМ и абонентами, содержащее входной коммутатор информации,- первая и вторая группы информационных входов которого являются соответствующими группами входов устройства для подключения к адресным и информационным выходам абонентов, а группа выходов является группой выходов для подключения к группе инфор мациоп ных входов ЭВМ, выходной коммутатор информации, группа выходов которого является группой выходов устройства

для подключения к информационным входам абонентов, а группа информационных входов является группой входов устройства для подключения к группе информационных вьгходов ЭВ и соединена с первыми входами элементов И группы и группой синхронизирующих входов блока дешифрации запросов передачи, первая группа выходов которо го является группой выходов устройства для подключения к входам запроса передачи абонентов, таймер, группа информационных входов которого соединена с выходами элементов И группы, а группа вьгходов - с третьей группой информационных входов входного коммутатора информации, группой управляющих входов подключенного к группе управляющ1гх входов выходного коммутатора информации, вторым входа элементов И Группы и группе выходов дешифратора адреса, группа входов которого является группой входов устройства для подключения к группе адресных выходов ЭВМ, блок приемных усилителей, первый вход которого является входом устройства для подключения к выходу сброса ЭВМ и соединен с входом сброса таймера, первый и второй выходы которого являются соответствующими выхода -ш устройства для подключения к первому входу пре- рьшания и тактовому входу ЭВМ, блок расширения прерьшаний, включающий триггер и коммутатор запросов прерывания, соединенньй группой информа

5

Q

0

5

0

5

ционных входов с второй группой выходов блока дешифрации запросов передачи, а первым выходом - с входом сброса триггера, выход которого является выходом устройства для подключения к второму входу прерывания ЭВМ, и блок передающих усилителей, группа вьгходов которого является группой выходов устройства для подключения к адресным входам абонентов, о т- ли чающееся тем, что, с целью сокращения затрат времени на установление связи устройства, в блок расширения прерываний введена группа триггеров, причем группа выходов коммутатора запросов прерывания подключена к входам сброса триггеров группы, выходы которых образуют группу выходов устройства для подключения к группе входов прерывания ЭВМ, входы установки триггера и триггеров группы образуют группу входов устройства для подключения к выходам сигналов запроса приема абонентов, первый и второй управляющие входы коммутатора запросов прерывания соединены соответственно с первым и вторым выходами блока приемных усилителей, второй вход которого является входом устройства для подключения к синхронизирующему выходу ЭВМ, группы информационных входов блока дешифрации запросов передачи и блока передающих усилителей соединены с группой входов устройства для подключения к группе адресных выходов ЭВМ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения многомашинных вычислительных комплексов. Цель изобретения - сокращение непроизводительных затрат времени на установленные связи. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее дешифратор адреса, блок дешифрации запросов передачи, таймер, входной и выходной коммутаторы, группу элементов И, блоки приемных и передающих усилителей, блок расширения прерываний, включающий триггер и коммутатор запросов прерывания, в блок расширения прерываний введена группа триггеров. Это обеспечивает определение направления обмена без проведения предварительного анализа состояния сопряженных вычислительных машин. Интервал времени с момента обращения до начала обмена используется вычислительной машиной, затребовавшей обмен информацией, для выполнения своих внутренних операций. 6 ил., 1 табл.

п за w w«f

л:

«

к

15

ze

iW.2

2

Фие.З

«

I

./

Г

72

ФиеЛ

(Начало программы offM fL

Выставление адреса, инсрормации ц ЭВМ

1

Выполнение 3BMZ собственных операции

38МТ готова /г

да

Установление свлзи с Э8М 1

I

Начало отсчёта интервала, бремени Сзад

I

Обмен инсрормацией с ЭВМ1

1

Передача ЗВН1 команды об oкoн пнuLL обмена

/)риём т ЭВМ; командь

5 окончании о

(Конец программы обмена

Нет

Нет

Фие.5

( Начало программы уодмена

Получение требования прерывания

Определение аозмо нос- ти организации обмена

i

Определение адреса источника запроса

1

Установление с бязи с ЭВМ 2

Начало отсчета интервала времени Тзад

±

OffMSH информацией с Э8П 2

nepsda d ЭВМ г команды об OKCHtfafiuu обмена

Передает, комамдь1 о неиспрадно пи/