Многоканальное устройство управления доступом к общей магистрали Советский патент 1990 года по МПК G06F13/36 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при организации обмена информацией через общую магистраль между абонентами локальньк сетей, многомашинных и многопроцессорных распределенных систем.

Целью изобретения является повьш1е- ние быстродействия устройства.

Устройство содержит в каждом канале (фиг.1) выход 1 устройства для подключения к магистрали, элемент 2 развязки, одновибратор 3, регистр 4 адреса, счетчик 5 приоритета, триг- теры 6 и 7, элемент 2И-ШШ 8, элемент 9 задержки, магистраль 10, элементы ИЛИ 11-13, элемент 2И-ИЛИ 14, элементы И 15 и 16, элемент И-НЕ 17, триггер 18, элемент 19 задержки, элемент НЕ 20, вход 21 информационный

устройства, вход 22 начальной установки устройста, вход 23 конца сообщения устройствау запросный вход 24 устройства, вход 25 конца запроса устройства, выход 26 отказа устройства, выход 27 разрешения устройства, тактовый вход 28 устройства, вход 29 устройства для подключения к магистрали.

Устройство работает следующим образом.

Устройство осуществляет управле-т : ине доступом абонентного оборудования (ЭВМ, процессор) к общей магистрали. Устройство постоянно прослушивает магистраль и может -начать передачу рабочей информации от абонента в магистраль при отсутствии в ней передачи сигналов от другого устройства. Так как устройства удалены друг от друга на некоторое расел

;о

4:

сл ел

о

3159

стояние, то они могут определить (.:; Факт занятия магистрали с задержкой, равной суммарному времени pacnpo iTpa нения сигнала в магистрали и срабаты- вания элементов устройства. Это приводит к тому, что какое-либо уст- р йство может начать передачу инфор- в магистраль, в то время как Д1|угое устройство уже ведет передачу. В I этом случае происходит столкнове- mjie информации в магистрали.

; Устройства, информационные переда- 4ij которых столкнулись в магистрали, определяют факт столкновения за счет сравнения сигналов, выдаваемых уст- рфйством, и сигналов в магистрали. Ефли сигналы отличаются, то это ука- зйшает на столкновение в магистрали. Конфликт между устройствами за исполъ зфвание магистрали разрешается с по- )щью вьщачи приоритетных последова- тфльностей сигналов. После определе- столкновения конфликтующие уст- рфйства прекращают вьщачу информации и начинают выдачу приоритетной после- дфвательности импульсов, а .остальные устройства, не получив сигнала Конец сфобщения, не предпринимают попыток; передачи информации в магистраль. сигнал Конец сообщения выделяется абонентским оборудованием из информации, передаваемой по магистрали.

Длительность приоритетной последо

в тельносТи каждого устройства опреде лйется содержимым регистра адреса. УЬтройство с наивысшим приоритетом из . конфликтующих вьщает последовательность импульсов наибольщей дпи- тельности. Победителем в борьбе за доступ к магистрали является устройство, которое в конце вьщачи последовательности импульсов определит, что кроме него в магистраль не вьщает ни одно устройство. Устройство, побет дившее в кофликте, передает рабочую информацию.

В исходное состояние устройство устанавливается импульсом, который поступает с входа 22 устройства. Этот импульс через элемент ИЛИ 11 уст Т анавливает триггер 18 в единичное состояние, через элемент ИЛИ 13 сбра- сьюает триггер 6, а через элемент . ИЛИ 12 сбрасьшает триггер 7. На входе управления режимом счетчика 5 Приоритета - нулевой сигнал, разрег тающий запись в него информации ИЗ регистра 4 адреса.

0

д

с

0

Если по магистрали не передаются сигналы каким-либо устройством, то триггер 18 остается в единичном состоянии и запросный сигнал с входа 24 устройства через элемент 2И-ИЛИ 14 устанавл1юает в единичное состояние триггер 7. Высокий потенциал с единичного выхода триггера 7 поступает на выход 27 устройства, разрешая абонентскому оборудованию вьщачу рабо-.- . чей информации, а также на вход 2И-ИЛИ 8, разрешая прохождение информации с входа 21 устройства через элемент 2И-ИЛИ 8 и элемент 2 развязки в магистраль. Абонентское оборудование по указанной цепи производит вьщачу рабочей информации.

Для определения столкновения передачи информации используются элементы И 15 и 16, элемент И-НЕ 17 и элемент 19 задержки. Потенциал, разрешающий вьщачу рабочей информации в магистраль, с выхода триггера 7 поступает также на вход элемента И 15 и вход элемента И-НЕ 17. Импульсы информации с выхода элемента 2И-ИЛИ 8 кроме магистрали поступают также на вход элемента 19 задержки. Все сигналы из магистрали поступают на вход элемента И 15. Элементы И 15 и 16 и элемент И-НЕ 17 реализует функцию отрицания равнозначности для сигналов, поступающих на элемент И 15 и на элемент И-НЕ 17. При отсутствии столкновений в магистрали сигнал на вькоде элемента И 16 отсутствует. Элемент 19 задержки необходим для учета задержек сигнала в элементе 2 и магистрали. Если столкновения в магистрали не произошло, то информация вьщается полностью, после чего сигналом с входа 25 устройства сбрасьшается триггер 7. При наличии передачи в магистрали импульсы из магистрали 1 О поступают на вход одновибратора 3, с выхода которого сигнал сбрасьюает триггер 18, выход которого запрещает обслуживание нового запроса на передачу информации данным устройством в магистраль. Если в это время приходит запросный сиг-:. нал с входа 24 устройства на передачу информации, то его прохождение блокируется элементом 2И-ИШ 14 до поступления сигнала с входа 23,устройства. По этому сигналу устанавливается в единичное состояние триггер 18, который разрешает установку триггера

7 в единичное состояние, тем самым разрешая выдачу рабочей информации.

Если произошло столкновение передач в магистрали, то в каждом устройстве из числа участвовавших в передаче на выходе элемента 16 появятся сигналы, которые установят в единичное состояние триггер 6 и сбросят триггер 7. Низкий потенциал с выхода триггера 7 запретит вьщачу информации в магистраль. Высокий потенциал с выхода триггера 6 поступает на выход 26 устройства и разрешает прохождение тактовых импульсо с входа 28 устройства через элементы 2И-ИЛИ 8 и элемент 2 развязки в магистраль. Кроме того, разрешаклций потенциал с триггера 6 поступает на вход управления режимом счетчика 5 приоритета и переводит его из режима записи в режим ;.счета тактовых импульсов . Выдача тактовьпс импульсов продолжается до появления сигнала переполнения с выхода счетчика 5 приоритета, который через элемент ИЛИ 13 сбрасывает триггер 6 и вьщача тактовых импульсов прекрашается. Сигнал переполнения кроме того через элемент 9 задержки поступает на вход элемента 2И-ШШ 14 и проходит на установку триггера 7 в единичное состояние при наличии высокого потенциала на выходе элемента НЕ 20, который указьшает на отсутствие сигналов в магистрали. Это значит, что последовательность тактовых импульсов, вьщанная данным устройством, имеет наибольшую длительность. Таким образом, сигнал с элемента 9 задержки устанавливает в единичное состояние триггер 7 только в том устройстве, кторое имеет наивысший приоритет по

SO

сравнению с устройствами, претендующими на передачу информации по магист- дЗ Разрешения устройства, о т рапи. Высокий потенциал с выхода триггера 7 разрешает бесконфликтную вьщачу рабочей информации абонентам с наивысшим приоритетом что обеспечивается нулевым состоянием триггера 7 всех остальных устройств. После успешной передачи информации во всех устройствах триггер 18 будет установлен в единичное состояние сигналом Ко- - нец сообщения и любое устройство, при необходимости, может начать передачу рабочей информации по магистрали.

Прослушивание магистрали проиа- водится одновибратором 3 следующим

30 та задержки, информационны устройства соединен с втор первого элемента 2И-ИЛИ, п выход первого триггера сое входом управления режимом приоритета, с третьим вход го элемента 2И-ИЛИ и являе отказа устройства, прямой второго триггера соединен тым входом первого элемент выход которого . соединен с элемента развязки, выход к ляется выходом устройства д ключения к магистрали, пря второго триггера является

чающееся тем-, что, повышения быстродействия, канал устройства введены п второй и третий элементы ИЛ элемент 2И-ШТИ, первый и в менты И, элемент И-НЕ, тре гер, второй элемент задержк мент НЕ, причем выход перв та задержки соединен с перв второго элемента 2И-Ш1И, вы рого соединен с входом уст рого триггера, выход однови соединен с входом сброса тр триггера и с. входом - элемен

55

O

З Разрешения устройства, о т

образом: при передаче информации по магистрали осуществляется постоянный перезапуск одновибратора, причем должно применяться такое кодирование, при котором как нулевому, так и единичному битам информации соответствует изменение полярности сигнала в магистрали, как это производится, на- пример, при использовании кода Манчестера.

Формула изобретения

5 Многоканальное устройство управления доступом к общей магистрали, содержащее кяналы, а в каждом канале элемент развязки, одновибратор, регистр адреса, счетчик приоритета,

0 первый и второй триггеры, первый элемент 2И-ИЛИ, первый элемент задержки, причем тактовый вход устройства соединен с первым входом первого элемента 2И-Ш1И и со счетным вхо5 дом счетчика приоритета, информационный выход регистра адреса соединен с информационным входом счетчика приоритета, выход переполнения которого соединен с входом первого элемен0 та задержки, информационный вход устройства соединен с вторым входом первого элемента 2И-ИЛИ, прямой выход первого триггера соединен с входом управления режимом счетчика приоритета, с третьим входом первого элемента 2И-ИЛИ и является выходом отказа устройства, прямой выход второго триггера соединен с четвертым входом первого элемента 2И-ИЛИ, выход которого . соединен с входом элемента развязки, выход которого является выходом устройства для подключения к магистрали, прямой выход второго триггера является выходом

л и чающееся тем-, что, с целью повышения быстродействия, в каждый канал устройства введены первый, второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент 2И-ШТИ, первый и второй элементы И, элемент И-НЕ, третий триггер, второй элемент задержки, элемент НЕ, причем выход первого элемента задержки соединен с первьм входом второго элемента 2И-Ш1И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход одновибратора соединен с входом сброса третьего триггера и с. входом - элемента НЕ,

5

0

5

выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2И-ИЛИ, вход KOHilta сообщения устройства соединен С первым входом первого элемента ИЛИ, выхбд которого соединен с входом ус- третьего триггера, прямой которого соединен с третьим вводом второго элемента 2И-ИЛИ, за- прос|ный вход устройства соединен с четвертым входом второго элемента 2И-Ф1И, вход конца запроса устройства с|оединен с первым входом второго элеЦент.а ИЛИ, выход которого соединен с вводом сброса второго триггера, выхф переполнения счетчика прио- рите|та соединен с первым входом трет|ьего элемента ИЛИ, выход которого с|оединен с входом сброса первого , прямой выход второго трнг- гера соединен с первым входом первого элефнта И, с первым входом элемента

И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом установки первого триггера и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента 2И-ИЛИ соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, вход начальной установки устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЖ, с третьим входом второго элемента ИЛИ и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выходы элементов развязки всех каналов устройства объединены через МОНТАЖНОЕ ИЛИ и соединены с входами одновибра- торов и вторьми входами первого элемента И.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации обмена информацией в локальных сетях, многопроцессорных и многомашинных распределенных системах. Целью изобретения является повышение быстродействия. Многоканальное устройство содержит магистраль и каналы, а в каждом канале - регистр адреса, счетчик приоритета, два элемента задержки, два элемента 2И-ИЛИ, три триггера, три элемента ИЛИ, одновибратор, элемент НЕ, два элемента И, элемент И-НЕ и элемент развязки. В устройстве обеспечивается определение занятости общей магистрали, определение столкновений информации в магистрали и выявление наиболее приоритетного абонента, которому предоставляется право на занятие магистрали. 1 ил.

250