Устройство для обмена данными между абонентами Советский патент 1990 года по МПК G06F13/14 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполы зовано в отказоустойчивых распределенных системах управления и обработки данных, построенных на основе использования Общей магистрали для обмена данными между абонентами.

Целью изобретения является повышение достоверности обмена данными,

На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - схема одного из возможных вариантов узла управления,

Устройство (фиг.1) содержит магистраль, состоящую из шины 1 данных

и управляющих линий 2-6, блок 7 контроля времени, включающий в себя элементы ИЛИ 8, И 9, таймер 10 и управляющий вход 11, группу интерфейсных блоков 12 (на чертеже показан один блок 12), в каждый из которых входят регистры 13, 14, мультиплексоры 15, 16, шинные формирователи 17-19, схемы (элементы) 20-22 сравнения, двунаправленные . шины 23-25 данных, узел 26 микропрограммного управления, управляющие входы 27 и 28 выбора режима, управляющие входы 29 и 30 чтения и записи

01

СО

05

СО

0 Ј

от абонента, выход 31 готовности, контрольные выходы 32-34 элементов сравнения, выходы 35-44 узла управления ,

Узел 26 микропрограммного управления (фиг.2) содержит шифратор 45 микрокоманды, синхронные триггеры 46 со статическим управлением записи (вход с L) и асинхронным (вход R 1) управлением (в табл. 1 приведена таблица истинности триггера 46 и двунаправленные буферные согласующие элементы 47 (в табл.2 приведена таблица истинности элемента 47),

Устройство работает следующим образом.

Процедуру обмена между абонентами можно рассматривать как последовательность процессов: пересылка дан- ных от абонента источника в интер- фейный блок 12 источника, пересылка данных между интерфейсными блоками источника и приемника и пересылка данных от интерфейсного блока 12 приемника своему абоненту-приемнику.

Рассмотрим пересылку данных от абонента-источника в интерфейсный блок.

Интерфейсный блок 12 связан с абонентом шинами 24, 25 данных и управляющими линиями 29-31.

В исходном состоянии шины 24, 25 и линии 29-31 обнулены, шинные формирователи 17-19 единичными управляющими сигналами закрыты, мультиплексоры 15, 16 нулевыми управляющими сигналами связывают регистры 33, 14 в кольцо, элемент 20 сравнения открыт нулевым; : управляющим сигналом и, если данные в регистрах 13,,- 14 совпадают, на контрольном выходе 32 установлен нулевой сигнал. Элементы 21 и 22 сравнения закрыты единичными управляющими сигналами и на их контрольных выходах 33, 34 установлены нулевые сигналы.

Входы 27, 28 выбора режима, а также все входы - выходы узла 26 обнулены. Если данные в одном из регистров искажены вследствие сбоя или неисправности, на контрольном выходе 32 элемента 20 сравнения устанавливается единичный сигнал, по которому узел 26 выставляет единичный сигнал сброса на линию 6, сигнализируя тем самым о наличии ошибки.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Для передачи данный в интерфейсный блок 12 абонент-источник выставляет, данные на шину 24, дублирует их по шине 25 и устанавливает единичный сигнал чтения на входе 29. По этому сигналу узел 26 через мультиплексор 16 (подачей единичного сигнала на управляющий вход мультиплексора 16) подключает входы регистра 14 к шине 24 и, устанавливая единичные синхросигналы, производит запись данных с шины 24 в регистры 14 и 13, открывая при этом элемент 22 сравнения (нулевым сигналом по управляющему входу элемента сравнения),

Когда данные запишутся в регистры 13 и 14, информация на выходах регистра 13 должна совпадать с информацией на шине 25. В этом случае на контрольном выходе 34 элемента 22 сравнения появится нулевой сигнал, показывающий, что данные с шины 24 записаны в регистры 13 и 14 и совпадают с данными на шине 25. Кроме того, на контрольном выходе 32 элемента 20 сравнения должен быть нулевой .сигнал, показывающий, что содержимое регистров 13 и 14 совпадает. По нулевым сигналам на контрольных выходах элементов сравнения узел 26 снимает синхросигналы и устанавли-. вает единичный сигнал на выходе 31, извещая абонента, что данные записаны.

После этого абонент обнуляет вход 29, в результате чего блок 26 возвращается в исходное состояние, снимая управляющие сигналы с мультиплексора 16, с элемента 22 сравнения и обнуляя сигналы на выходе 31. Обмен между абонентом-источником и интерфейсным блоком 12 закончен. Правильность произведенной записи данных в интерфейсный блок 12 проверена сравнением содержимого регистров 13 и 14 между ,/ собой и с копией данных на тине 25. В случае несовпадения данных в регистрах 13, 14 или на шинах 24, 25 узел 26 не выставляет сигнал на выходе 31 и устанавливает на линий 6 единичный сигнал.

В случае, если данные из интерфейсного блока 12 источника не сразу передаются в интерфейсный блок приемника, интерфейсный блок .12 источника сохраняет данные, контролируя их правильность сравнением содержимого регистров 13 и 14, В случае,

если в процессе хранения возникло рассогласование между регистрами 13 и 14, на контрольном выходе 32 элемента 20 сравнения появится единим- . ный сигнал, и узел 26 установит на линии 6 единичный сигнал.

Пересыпка между интерфейсными блоками 12 источника и приемника осуществляется через магистраль следующим образом.

На входе 27 интерфейсного блока 12 источника и на входе 28 интерфейсного блока 12 приемника устанавливаются единичные сигналы.

По единичному сигналу вывода на входе 27 узел 26 интерфейсного блока

12источника открывает шинный формирователь 17 и элемент 21 сравнения нулевыми управляющими сигналами.

В результате данные из регистра

13через шинный формирователь 17 поступают на шину 23 данных, что фиксирует элемент 21 сравнения нулевым сигналом на контрольном выходе 33, по которому узел 26 выставляет единичный сигнал сопровождения передачи данных на линию 2.

По единичному сигналу на линии 2 запускается таймер 10, а в интерфейсном блоке 12 приемника узел 26 через мультиплексор 15 (подачей на него единичного управляющего сигнала) подключает входы регистра 13 к шине 23 данных, открывает нулевым управляющим сигналом элемент 21 сравнения,, единичным управляющим сигналом закрывает элемент 20 сравнения и по-- дает синхросигналы на регистры 13 и 14. Данные с шины 23 записываются в регистр 13, а из него в регистр 14. Содержимое регистра 14 должно совпадать с информацией на шине 23. В результате обнуляется контрольный выход 33 элемента 21 сравнения, по которому узел 26 снимает синхросигналы, возвращает мультиплексор 15 в исходное состояние нулевым управ- - ляющим сигналом, закрывает элемент 21 сравнения единичным управляющим сигналом, а элемент 20 сравнения открывает нулевым управляющим сигналом, проверяя обнуление его контрольного выхода 32, и устанавливает единичный сигнал подтверждения данных приема на линии 4, подтверждая тем самым, что данные записаны в интерфейсный блок 12 приемника.

По единичному сигналу на линии 4 узел 26 интерфейсного блока 12 источника закрывает шинный формирователь 5 17 и элемент 21 сравнения единичными управляющими сигналами, тем самым освобождая шину 1 данных магистрали, и устанавливает единичный сигнал на линии 3, подтверждая, что шина 1

0 данных свободна. Этим заканчивается пересылка от интерфейсного блока 12 источника к интерфейсному блоку 12 приемника.

В интерфейсном блоке 12 приемника

5 по единичному сигналу на линии 3 - узел 26 открывает пинный формирователь 37 и элемент 21 сравнения нулевыми управляющими сигналами. В результате данные из регистра 13 посту0 пают на шину 23 данных, что фиксирует элемент 21 сравнения нулевым сигналом на контрольном выходе 33, по которому узел 26 выставляет единичный сигнал на линию 5.

5 Происходит эхо-передача: возвращение записанных данных интерфейсному блоку 12 источника, в котором по единичному сигналу на линии 5 узел 26 открывает элемент 21 сравне0 ния, тем самым производя сравнение возвращенных данных на шине 23 с исходными данными в регистре 14. В случае совпадения на контрольном выходе 33 установится нулевой сиг5 нал, по которому узел 26 обнуляет сигналы на линии 2.

, По нулевому сигналу на линии 2 узел 26 в интерфейсном блоке 12 при- i емника закрывает шинный формирователь

0 17 и элемент 21 сравнения единичными управляющими сигналами и обнуляет сигнал на линии 4, заканчивая тем самым обратную пересылку.

По истечении заданного на пере5 сылку времени срабатывает таймер 10. В результате на линии 6 устанавливается единичный сигнал. Посла этого обнуляются сигналы на выходах 27 и 28 соответственно интерфейсных

0 блоков 12 источника и приемника,-в ответ на что их узлы 26 обнуляют линии 3 и 5 Соответственно. Теперь на управляющий вход 11 подается еди-- ничный сигнал, и, если управляющие

5 линии магистрали 2-5 обнулены, таймер 10 сбрасывается, обнуляя линии 6. На этом обмен между интерфейсным блоком 12 источника и интерфейсным блоком 12 приемника заканчивается.

Контроль данных на каждом этапе обмена с учетом реальных задержек, Проверка правильности пересылки эко- лередачей, постоянный контроль, за Переключением самих контролирующих Элементов устройства обеспечивают ысокую достоверность обмена между Интерфейсными блоками 12. I На этапе обмена - передачи данных от интерфейсного блока 12 абоненту- приемнику по единичному сигналу записи на входе 30 от абонента узел 6 открывает нулевыми управляющими игналами шинные формирователи 18 и 9 и элемент 22 сравнения, при этом а шину 24 считываются данные из егистра 34 а на шину 25 - из регистра J3. Элемент 22 сравнения сравнивает состояние шины 25 с содержимым регистра 13, и при сравнении на его контрольном выходе 34 устанавливается нулевой сигнал, по которому узел 26 устанавливает единичный сигнал на выходе 31, извещая абонента , о том, что данные находятся на шинах. После считывания данных абонент снимает сигнал.на входе 30, в результате узел 26 возвращается в исходное состояние, закрывая шинные формирователи 18, 19, элемент 22 сравнения сбрасывает сигнал на выходе 31.

формула изобретения

Устройство для обмена данными ежду абонентами, содержащее блок онтроля времени, состоящий из эле- И, таймера и элемента ИЛИ, руппу интерфейсных блоков, каждый Из которых включает два шинных формирователя, два регистра и мультиплексор, причем первые информационные входы-выходы интерфейсных блоков группы соединены с шиной данных ма- гистрали устройства, а первый, второй синхронизирующие входы-выходы и вход сброса подключены соответственно через линии сопровождения данных и подтверждения приема и линию сброс магистрали устройства к первому и второму информационным входам и выходу блока контроля времени, второй и третий информационные входы-выходы, входы чтения, записи и выход готовности каждого интерфейсного блока являются соответствующими входами выходами, входами и выходом устройства для подключения к первому и

0

5

0

5

0

5

0 5 Q

второму информационным входам-выходам, выходам чтения и записи и входу готовности соответствующего абонента, группа входов задания режима каждого интерфейсного блока группы является группой входов задания режима устройства, причем первый и второй входы элемента ИЛИ блока контроля времени соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока контроля времени, а в каждом интерфейсном блоке выход первого регистра соединен с информационным входом первого шинного формирователя, выход которого соединен с первым информационным входом-выходом интерфейсного блока и первым информационным входом первого мультиплексора, выходом подключенного к информационному входу первого регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности обмена , данными устройства, в каждый интерфейсный блок.группы введены три схемы сравнения, третий шинный формирователь, узел микропрограмнного управления и второй мультиплексор, причем третий и четвертый синхронизирующие входы-выходы интерфейсных блоков группы подключены соответственно через линии подтверждения правильности данных и контроля данных источника магистрали устройства к третьему и четвертому информационным входам блока контроля времени, вход сброса которого является входом сброса устройства, причем в блоке контроля времени третий и четвертый входы элемента ИЛИ, прямой вход элемента И и выход таймера являются соответственно третьим, четвертым информационными входами, входом сброса и выходом блока контроля времени, выход элемента ИЛИ соединен с инвертирующим входом элемента И и установочным входом таймера, вход сброса которого подключен к выходу элемента И, причем в каждом интерфейсном блоке группы выход второго мультиплексора соединен с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с вторым информационным входом первого мультиплексора, первыми информационными входами первой и второй схем сравнения и информационным входом второго шинного формирователя, выход которого подключен к второму информационному входу-выходу интерфейсного блока и первому информационному входу второго мультиплексора, вторым информационным входом соеди- .ненного с выходом первого регистра и информационным входом третьего шинного формирователя, выход которого соединен с третьим информационным входом-выходом интерфейсного блока и первым информационным входом третьей схемы сравнения, вторые информационные входы первой и третьей схем сравнения соединены с выходом первого регистра, второй информационный вход второй, схемы сравнения соединен с выходом первого шинного формирователя, группа входов условия узла

микропрограммного управления соединена с группой входов задания режима и входами записи и чтения интерфейсного блока и выходами первой, второй и третьей схем сравнения, группа синхронизирующих входов-выходов соединен с первым - четвертым синхронизирующими входами-выходами интерфейсного блока, управляющие входы первого - третьего Шинных формирователей, первого и второго мультиплексоров, первой - третьей схем сравнения и синхровходы первого, второго регистров соединены с группой выходов узла микропрограммного управления .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в отказоустойчивых распределенных системах управления и обработки данных на основе использования общей магистрали для обмена данными между абонентами. Целью изобретения является повышение достоверности обмена данными за счет способности в процессе нормальной работы проявлять и обнаруживать все неисправности, накопление которых могло бы привести к необнаружению ошибки устройства. Цель достигается благодаря тому, что в устройство, содержащее группу интерфейсных блоков, включающих два шинных формирователя, два регистра и мультиплексор, и блок контроля времени, в интерфейсный блок введены узел микропрограммного управления, третий шинный формирователь, второй мультиплексор и три схемы сравнения. Это позволяет организовать асинхронный обмен данными между абонентами через магистраль с контролем правильной передачи данных на каждом из этапов обмена, причем в процессе обмена проверяются все элементы интерфейсного блока, управляющие линии и шина данных магистрали и элементы блока контроля времени. 2 ил., 2 табл.

Таблица

.

Фиг./