Многоканальная система обмена для управления электропитанием вычислительного комплекса Советский патент 1991 года по МПК G06F13/00 G06F11/22 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в сложных цифровых системах обработки данных.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения комплексного распределенно- локального управления ресурсами электропитания .

На фиг. 1 приведена структурная схема многоканальной системы; на фиг. 2 - функциональная схема блока реконфигурации электропитания; на .фиг. 3 - функциональная схема блока

шифрации управляющих сигналов; на :фиг. 4 и 5 - функциональная схема матрицы блока шифрации; на фиг. 6 - прин- , ципиальная схема формирователя сигнала управления; на фиг. 7 - функциональная схема блока памяти.

Многоканальная система обмена для управления электропитания вычислительного комплекса (фиг. 1) содержит канал 1 обмена центральной ЭВМ, в состав которого входят блоки 2 ввода-вывода, информационно- управляющую магистраль 3 центральной ЭВМ и N кана- , лов 4 обмена периферийной ЭВМ, в соеоел

4 00 00

10

20

тав каждого из которых входят двунаправленный коммутатор 5, магистральный приемопередатчик 6 ответного слова, блок 7 памяти, блок 8 реконфигурации электропитания, шину 9 данных канала и управляющую шину 10 канала. Кроме того, канал 1 обмена центральной ЭйМ Содержит контроллер 11 мультиплексной магистрали, генератор 12 импульсов, демультиплексор 13, каждый канал 4 Обмена периферийной ЭВМ содержит контроллер 14 мультиплексной магистрали, блок 15 шифрации управляющих сигналов s генератор 16 тактовых импульсов. 55 Система содержит периферийную ЭВМ 17, магистраль 18 управления питанием и шину 19 первичного питания.

Блок 8 реконфигурации электропитания (фиг, 2) содержит буферный ре-- Гистр 20, элемент И 21, триггер 22, Две интегрирующие цепи 23 и 24, генератор 25, счетчики 26 и 27, узел 28 логических ключей и репе 29.

Блок 15 шифрации (фиг, 3) управле- 25 ния сигналов содержит сдвиговый регистр 30, мультиплексор 31, делитель 32 частоты и матрицу 33 управления.

Матрица 33 управления (фиг. 4 и 5) Содержит двадцать формирователей 34 Сигналов управления, семь элементов ИЛИ 35-41, семь элементов И 42-48, Элемент НЕ 49 и элемент И 50„

Формирователь 34 сигналов управления (фш% 6) содержит два элемента И 51 и 52, триггер 53 и элемент НЕ 54,

Блок 7 памяти (фиг. 7) содержит два магистральных приемопередатчика 55-56, оперативный запоминающий узел 57,

30

35

ных параллельного кода и двунаправленными шинами мацией через периферийны да-вывода с периферийной ком 7 памяти и двунаправ мутатором 5.

Связь между периферий каналом 4 обмена осущест унифицированную асинхрон связи параллельного инте жащую шину адреса данных ляющих сигналов. Контрол зан двунаправленной шест ной шиной с двунаправлен ром 5.

Выход генератора 12 и динен с входами контролл мультиплексора 13, выход через магистраль 18 упра нием (МУП) соединены с в 8 реконфигурации электро дого из Ы каналов 4 обме ной ЭВМ.

Система работает след

На входе сигналов упр мультиплексора 13 устана соответствующий включени нию аппаратуры заданного обмена периферийной ЭВМ центрального процессора сор 13 пропускает на соо линию магистрали 18 импу ку заданной длительности которая поступает на вхо вующего блока 8 реконфиг блока 8 каждого канала 4 нен с двумя линиями маги линией включения и линие

Счетчик 58 адреса (СД), компаратор 59, ДО питания данного канала.

регистр 60 конца массива (РКМ), коммутатор 61 э формирователь 62 стробов и формирователь 63 кода.

На фиг. 1-7 показаны линии 64-71 внутренних связей устройства.

Информационно-управляющая магистраль 3 центральной ЭВМ объединяет канал 1 обмена центральной ЭВМ и каждый N канал 4 обмена периферийной ЭВМ представляет собой мультиплексный канал обмена (МКО), Контроллер 11 канала обмена центральной ЭВМ и контроллеры 14 периферийных каналов обмена, а также блоки 2 ввода-вывода входами вы . ходами соединены с информационно-управляющей магистралью 3 центральной ЭВМ.

Шина 9 данных канала представляет собой шестнадцатиразрядную шину дан45

50

55

При поступлении импул ки Включение (Выключе подает (снимает) напряже го питания на шину 19 пи 4 обмена. При подаче пит циональные блоки канала исходит запуск генератор вых импульсов, сброс ЭВМ ка в исходное состояние схемы блока 8.

Периферийная ЭВМ 17 ф адресу сигнал управления шине управляющих сигнало ного интерфейса, по кото обмена устанавливается в состояние.

Для включения группы аппаратуры, необходимой периферийная ЭВМ 17 долж

0

5

5

0

5

ных параллельного кода и соединена двунаправленными шинами обмена информацией через периферийные блоки ввода-вывода с периферийной ЭВМ 17, блоком 7 памяти и двунаправленным коммутатором 5.

Связь между периферийной ЭВМ 17 и каналом 4 обмена осуществляется через унифицированную асинхронную систему связи параллельного интерфейса, содержащую шину адреса данных и шину управляющих сигналов. Контроллер 14 связан двунаправленной шестнадцатиразрядной шиной с двунаправленным коммутатором 5.

Выход генератора 12 импульсов соединен с входами контроллера 11 и де- мультиплексора 13, выходы которого через магистраль 18 управления питанием (МУП) соединены с входами блока 8 реконфигурации электропитания каждого из Ы каналов 4 обмена периферийной ЭВМ.

Система работает следующим образом.

На входе сигналов управления де- мультиплексора 13 устанавливается код, соответствующий включению или выключению аппаратуры заданного канала 4 обмена периферийной ЭВМ. По команде центрального процессора демультиплексор 13 пропускает на соответствующую линию магистрали 18 импульсную посылку заданной длительности и амплитуды, которая поступает на вход соответствующего блока 8 реконфигурации. Вход блока 8 каждого канала 4 обмена соединен с двумя линиями магистрали 18; линией включения и линией выключения

5

0

5

При поступлении импульсной посылки Включение (Выключение) блок 8 подает (снимает) напряжение первичного питания на шину 19 питания канала 4 обмена. При подаче питания на функциональные блоки канала 4 обмена происходит запуск генератора 16 тактовых импульсов, сброс ЭВМ 17 и установка в исходное состояние логической схемы блока 8.

Периферийная ЭВМ 17 формирует по адресу сигнал управления Сброс на шине управляющих сигналов параллельного интерфейса, по которому канал 4 обмена устанавливается в исходное состояние.

Для включения группы периферийной аппаратуры, необходимой для работы, периферийная ЭВМ 17 должна подать

516

на информационные входы 8 блока ре- конфигурации код Б, соответствующий заданной группе, и по команде, которая через управляющую шину 10 канала поступает на управляющий вход блока 8, подать напряжение первичного питания на один из выходов блока 8.

Выключение периферийной аппаратуры происходит аналогично.

Обращение периферийной ЭВМ 17 к блоку 8 и к всем блокам канала 4 обме

на происходит по шине данных канала лы свидетельствующие, что принято КС 9 и управляющий шине 10 канала. и что код адреса в Нем совпадает с коПосле включения и компоновки вычис- дом собственного адреса данного канала лительного комплекса согласно задан- 4 обмена. По этим сигналам блок 15 ной программы центральная ЭВМ через вырабатывает серию сигналов управле- контроллер 11 проводит обмен информацией по информационно-управляющей магистрали 3 центральной ЭВМ между кана-20 Этом вырабатывается сигнал состояния, лами 4 обмена периферийной ЭВМ и бло- запрещающий те процедуры обмена с пе- ками 2 ввода-вывода.

Блоки 2. ввода-вывода обобщают в себе любые устройства, обеспечивающие

ния (СУ), сдвинутых по фазе и задающих работу всего канала 4 обмена, При

риферийной ЭВМ 17, которые требуют, выхода на шину 9 данных.канала. Далее блок 15 вырабатывает сигналы СУ, по

риферийной ЭВМ 17, которые требуют, выхода на шину 9 данных.канала. Дале блок 15 вырабатывает сигналы СУ, по

обмен по МКО. Могут быть использова- 25 которым в ячейку ОЗУ 57 блока 7 памяти ны контроллеры 14 периферийных кана- с адресом 0000000 записывается содер-т лов или подобные устройства на основе ИМС 588ВГ6.

В качестве периферийной аппаратуры блоков 2 ввода-вывода могут быть использованы подсистемы сбора аналогожимое КС.

Если в процессе приема слова по информационно-управляющей магистрали 30 3 в немобнаружена ошибка, то контроллер 14 вырабатывает управляющий сиггвой информации, вычислительные системы, память , печатающие устройства,

нал, который по шине 10 поступает в блок 15 и фиксирует соответствующее состояние. 35 Далее проводится запись в регистр

60 конца массива (РКМ) блока 7 памяти D, равного коду числа информационных слов, следующих по магистрали 3 за КС и подлежащих запоминанию, и происдисплеи и т.п.

Одновременно периферийная ЭВМ 17 проводит информационный обмен с периферийной аппаратурой своего канала 4 обмена. Такой периферийной аппаратурой могут быть внешняя память, допол-т

нительные устройства ввода-вывода, ре-40 ходит увеличение на единицу содержи- гистры датчиков и т.п.мого СА 03у 57 блока 7 памяти.

При обмене информацией с каналом Логический компаратор сравнивает 1 обмена центральной ЭВМ канал 4 об- содержимое счетчика адреса 58 (СА) мена может, работать в следующих режи- и регистра (РКМ) 60. Непосредственно мах: прием от контроллера 11 информа- 45 после обработки КС условие (РКМ)/: (СА)

не выполняется, поэтому блок 15 переходит в режим ожидания окончания процесса -приема из МКО первого информационного слова (ИС1).

Процесс обработки КС производится одновременно с приемом от магистрали

ционного массива с собственным адресом оконечного устройства (ОУ); прием от контроллера 11 командного слова управления с собственным адресом ОУ; прием сигналов от контроллера 11 в об-зд щем режиме; передача в информационно- управляющую магистраль 3 информационного массива.

Для осуществления приема от контроллера 11 информационного массива необходимо записать по соответствующему адресу в регистры состояний блока 15 информацию для формирования Ответного слова (ОС),

3 следующего слова, что позволяет осуществлять передачу слов слитно.

Принятое ИС1 выводится из контрол- 55 лера 14 на шину 9 данных канала и записывается в ОЗУ 57 блока 7 памяти. Содержимое счетчика 58 увеличивается на единицу и фиксируется результат сравнения (РКМ) и (СА). Если условие

Пусть контроллер 11 формирует последовательно командное слово (КС) сопровождения с собственным адресом оконечного устройства (ОУ) и массив информационных слов..

Сигналы последовательного кода поступают по информационно-управляющей магистрали 3 на входы контроллера 14, где дешифрируются и запоминаются.

Приняв КС, контроллер 14 выдает в блок 15 по шине 10 управляющие сигнадом собственного адреса данного канала 4 обмена. По этим сигналам блок 15 вырабатывает серию сигналов управле- Этом вырабатывается сигнал состояния, запрещающий те процедуры обмена с пе-

ния (СУ), сдвинутых по фазе и задающих работу всего канала 4 обмена, При

дом собственного адреса данного канала 4 обмена. По этим сигналам блок 15 вырабатывает серию сигналов управле- Этом вырабатывается сигнал состояния, запрещающий те процедуры обмена с пе-

риферийной ЭВМ 17, которые требуют, выхода на шину 9 данных.канала. Дале блок 15 вырабатывает сигналы СУ, по

оторым в ячейку ОЗУ 57 блока 7 памяти с адресом 0000000 записывается содер-т

которым в ячейку ОЗУ 57 блока 7 памяти с адресом 0000000 записывается содер-т

жимое КС.

Если в процессе приема слова по информационно-управляющей магистрали 3 в немобнаружена ошибка, то контроллер 14 вырабатывает управляющий сиггнал, который по шине 10 поступает в блок 15 и фиксирует соответствующее состояние. Далее проводится запись в регистр

60 конца массива (РКМ) блока 7 памяти D, равного коду числа информационных слов, следующих по магистрали 3 за КС и подлежащих запоминанию, и происходит увеличение на единицу содержи- мого СА 03у 57 блока 7 памяти.

3 следующего слова, что позволяет осуществлять передачу слов слитно.

Принятое ИС1 выводится из контрол- лера 14 на шину 9 данных канала и записывается в ОЗУ 57 блока 7 памяти. Содержимое счетчика 58 увеличивается на единицу и фиксируется результат сравнения (РКМ) и (СА). Если условие

(РКМ) (СА) не выполняется то следует пауза, затем запись содержимого ИС2 в ОЗБ и т.д., до тех пор, пока не выполнится условие (РКМ) (СА). После этого канал 4 обмена периферийно ЭВМ должен передать контроллеру 11 по магистрали 3 заранее подготовленное ответное слово (ОС). После выдачи ОС В магистраль 3 периферийной ЭВМ 17 выставляется сигнал требования прерывания и отрабатывает прерывание.-Далее периферийная ЭВМ 17 считывает содержимое регистров состояния блока 15 и анализирует его. В результате пе риферийной ЭВМ 17 сообщается, что в ОЗУ 57 содержится информация, принятая по магистрали 3, и происходит ее считывание. Для этого записывается в счетчик 58 адреса блока 7 памяти на- чальный адрес ОЗБ 0000000.

Затем, многократно обращаясь к периферийной ЭВМ 17, последовательно считывается содержимое ячеек ОЗУ 57 в том порядке, в котором блова пос- тупают из магистрали 3. Инкремента- ция счетчика 58 прэисходит автоматически по окончании чтения очередного слова. Число считываемых слов равно (1+п), где п - число принятых из ма- гистрали 3 слов информационного массива.

Рассмотрим прием из магистрали 3 командного слова управления собственным адресом ОУ.

Пусть контроллер 11 формирует КС управления с собственным адресом канала 4 обмена. Приняв КС, контроллер 14 выдает по шине 10 в блок 15 сигналы, свидетельствующие, что принято КС По этим сигналам КС записывается в ОЗБ 57 по адресу 0000000.

По сигналу СУ блока 15 содержимое счетчика 58 увеличивается на единицу. Поскольку (РКМ)0, то выполняется ус- ловие (СА) (РКМ).Таким образом,канал 4 обмена переходит из режима при- ема в режим передачи ОС в магистраль 3. По окончании процесса выдачи ОС в магистраль 3 канал 4 обмена вырабатывает сигнал прерывания ЭВМ 17.

Рассмотрим прием сигналов из магистрали 3 в общем режиме (ОР),

Если контроллер 11 ведет передачу в ОР, т.е. передаваемые им сигналы адресованы одновременно всем абонентам магистрали 3, то передаваемые им блоки ИС сопровождаются КС общего назначения, а передаваемые команды

5 о

5

о

5

0

управления передаются также КС общего назначения. Отличительным признаком ОР является наличие в адресном поле КС Д11...Д15 кода 11111.

Факт приема из магистрали 3 КС общего назначения определяется соответствующей комбинацией признаков состояния, записываемых в регистры блока 15.

Периферийный канал 4, приняв сообщение, переданное контроллером 11 в ОР, ОС не выдает, но выставляет периферийной ЭВМ 17 требование прерывания.

Для осуществления передачи в магистраль 3 информационного массива после установки исходного состояния ЭВМ 17 необходимо записать в счетчик 58 начальный адрес зоны ячеек ОЗУ 57. Затем дословно записать в ОЗУ 57 подлежащий передаче в магистраль 3 информационный массив. Инкрементация счетчика 58 происходит автоматически по окончании записи в ОЗУ 57 очередного слова. Слова записывают в ОЗУ 57 в порядке их выдачи в магистраль 3. Первым записывают слово ОС, затем п информационных слов.

Затем ЭВМ 17 записывают в регистры

.Состояний блока 15 комбиндцию сигналов, по которой канал 4 обмена переходит в режим ожидания обмена по магист-. рали 3.

Для инициации обмена контроллер передает через магистраль 3 КС требования на выдачу информации. Сигналы последовательного кода поступают на вход контроллера 14, где дешифрируются и запоминаются. Приняв сигналы КС, конт- р-оллер 14 устанавливает на управляющую шину 10 канала серию сигналов СУ.

При этом в ОЗУ 57 по адресу 0000000 записывается содержимое КС, происходит запись в регистр 60 кода числа информационных слов, подлежащих передаче в магистраль 3. Далее блок 15 устанавливает режим передачи в магистраль 3 массива информационных слов в сопровождении ОС. ОС записывается во внутренние регистры контроллера 14, который начинает выдачу в магистраль 3. Контроллер 14 выдает в управляющую шину 10 управляющий сигнал, после этого содержимое счетчика 58 увеличивается на единицу. Поскольку массив информационных слов, выдаваемых в магистраль 3, содержит хотя бы одно слово, то условие (РКМ) (СА) не выполняется. Во внутренние регистры контроллера 14 записывается из

ОЗУ 57 первое слово ИС1 массива информационных слов, и инициируется выдача этого слова в магистраль 3 сразу же за ОС без паузы. Контроллер 14 вы- дает в шину 10 управляющий сигнал, по которому производится выдача в магистраль 3 содержимого второго ИС2 и т.д. Процесс повторяется до тех пор, пока не выполнится условие (РКМ) (СА

Но окончании выдачи последнего ИСп информационного слова канал 4 обмена переходит в режим работы с периферийной ЭВМ 1 7.

Таким образом, процесс выдачи в магистраль 3 информационного массива выполняется автономно, слова передаются слитно.

Формула изобретения

Многоканальная система обмена для управления электропитанием вычисли- . тельного комплекса, содержащая канал обмена центральной ЭВМ, включающий группу блоков ввода-вывода, линейные входы-выходы которых являются входами- выходами устройства для соединения с информационно-управляющей магистралью центральной ЭВМ, а группы входов-выходов образуют группы входов-выходов устройства для подключения информационно-управляющих входов-выходов абонентов центральной ЭВМ и группу каналов обмена периферийной ЭВМ, каждый из которых включает блок реконфигурации электропитания, двунаправленный коммутатор и блок памяти, причем в каждом канале обмена периферийной ЭВМ первый информационный вход-выход двунаправленного коммутатора соединен через шину данных канала с входом блока реконфигурации электропитания, информационным входом-выходом блока памяти и является входом-выходом устройства для подключения к шине данных соответствующей периферийной ЭВМ, управляющие входы двунаправленного коммутатора и блока реконфигурации электропитания соединены через управляющую шину канала с управляющим входом блока памяти и являются входом- выходом устройства для подключения к управляющей шине соответствующей периферийной ЭВМ, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения комплексного распределенно-локальО

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ного управления ресурсами электропитания, в каждый канал обмена периферийной ЭВМ группы введены контроллер мультиплексной магистрали,блок шифрации управляющих сигналов,генератор тактовых импульсов и магистральный приемопередатчик ответного слова,а в канал обмена центральной ЭВМ введены генератор импульсов, демультиплексор и контроллер мультиплексной магистрали,причем в канале обмена центральной ЭВМ информационный входдемультиплексора соединен с выходом генератора импульсов,группа управляющих входов является группой входов устройства для подключения к группе управляющих выходов центральной ЭВМ, а группа выходов соединена через магистраль управления с командными входами блоков реконфигурации электропитания каналов обмена периферийной ЭВМ группы, группа информационно-управляющих входов-выходов контроллера мультиплексной магистрали канала обмена центральной ЭВМ является группой входов-выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов центральной ЭВМ, а вход- выход через информационно-управляющую магистраль центральной ЭВМ соединены с линейными входами-выходами контроллеров мультиплексной магистрали каналов обмена периферийной ЭВМ группы, причем в каждом канале обмена периферийной ЭВМ группы тактовый вход и адресный выход контроллера мультиплексного канала соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и информационным входом магистрального приемопередатчика ответного слова, выходом подключенного через шину данных канала к первому информационному входу блока шифрации управляющих сигналов,выход которого является выходом устройства для подключения к шине управления периферийной ЭВМ, а второй и третий информационные входы являются соответственно входами состояния и режима устройства для подключения к шинам состояния и режима соответствующей периферийной ЭВМ, вход режима блока памяти соединен с входом режима системы, а выход - с выходом устройства для подключения к шине управления периферийной ЭВМ, второй информационный вход-выход двунаправленного коммутатора соединен с информационным входом-выходом контроллера мультиплексной магистрали, управляющие вход

и выход которого подключены к входу и выходу устройства для подключения к шине управления периферийной ЭВМ, а вход режима подключен к входу режима системы, тактовый вход блока информации управляющих сигналов соеди- Чен с выходом генератора тактовых им- |$$шьсов, управляющий вход магистрального приемопередатчика ответного слова соединен с входом режима системы, силовой вход блока реконфигурации электропитания соединен с шиной первичного питания системы, а группа выходов является соответствующей группой выходов питания системы.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в сложных цифровых системах обработки данных. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения комплексного распределение-локального управления ресурсами электропитания. Система содержит канал обмена центральной ЭВМ, в состав которого входят блоки ввода-вывода, информационно-управляющую магистраль в центральной ЭВМ и N каналов обмена периферийной ЭВМ, в состав каждого из которых входят двунаправленный коммутатор, магистральный приемопередатчик ответного слова, блок памяти, блок реконфигурации электропитания, шина данных и управляющая шина. Кроме того, канал обмена центральной ЭВМ содержит контроллер мультиплексной магистрали, генератор импульсов, демультиплексор а каждый канал обмена переферийной ЭВМ - контроллер мультиплексной магистрали, блок информации управляющих сигналов, генератор тактовых импульсов. Система также содержит периферийную ЭВМ, магистраль управления питанием, шину первичного питания с со- ответствующими связями. 7 ил. а Ш

Фиг /

Т

Фиг.з

Ъ гпф

oc8«9i

64

Риг.6