Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали Советский патент 1991 года по МПК G06F13/36 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена данными многопроцессорных вычислительных комплексов реального времени.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства за счет исключения рассогласования фаз тактовых импульсов каналов устройства,,

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг02 - принципиальная схема делителя; на фиг„3 - принципиальная схема селектора импульсов; на фигь4 - принципиальная схема счетчика адреса; на - временные диаграммы одного канала устройства

Устройство содержит линию 1 магистрали и каналы 201, 2 2,осо, 2 „К,

а каждый канал содержит делитель 3 частоты, элемент 4 задержки, триггер 5 запроса, селектор 6 импульсов, схему 7 совпадения, схему 8 БОЛЬШЕ, счетчик 9 адреса, элементы И 10 и 11, элемент ИЛИ-НЕ 12, вход 13 тактовых импульсов, входы 14 адреса, вход 15 начальной установки, вход 16 запроса доступа, выход 17 подтверждения доступа, вход/выход 18 подключения к линии 1 магистрали, выходы 19 и 20 делителя 3 частоты, выходы 21 и 22 селектора 6 импульсов, выход 23 счетчика 9, выходы 24 и 25 схем / и 8 соответственно, выход 26 элемента 4 задержки, выходы 2/ и 28 соответственно триггера 5 и элемента И 11, схему 29 сравнения, образованную схемами / и 8 Делитель 3 частоты (см. фиГп2) может быть реализован на счетсл С

о ю

о

316

чике 30, селектор 6 импульсов (см, фиг.З) на регистре 31 сдвига, элементах НЕ 32, и И-НЕ 33, счетчик 9 может быть реализован на счетчике 34 (CMC фиг„4)0

Устройство работает следующим образом

Абоненты всех каналов на соответствующих входах 14 адреса каналов устройства устанавливают различные коды (адреса каналов)t Предположим, что устройство содержит четыре канала и канал 2, имеет адрес 000, канал 2с2 - 001, канал 2,3 - 010, а кчнал 2.4 - 011„ Абонент, выставивший самый большой адрес канала в устройстве (канат 2..А), также выставляет на входе 15 начальной установки своего канала сигнал высокого уровня Остальные абоненты на входах 15 начальной установки своих каналов устанавливает сигнал низкого уровняс

Рассмотрим работу устройства, когда нн оди из каналов не выставляет на входе 6 запроса доступа сигнал высокого уровня о В начальном состоянии с гагчики 9 адреса всех какался содержат код 000с Поскольку на входе 16 канала 2,1, имеющего собственный адрес 000, нет сигнала высокого уровня, триггер j запроса не установлен и, хотя в канале 2.1 на выходе 24 7 совпадения имеется сигнал высокого уровня, сигнал занятия магистрали от канала 2С1 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 не формируется, поскольку это запрещено низким уровнем сигнала на втором входе элемента И 10С Высокий уровень на линии 1 магистрали поз воляет во всех каналах устройства увеличить на единицу содержимое счетчиков 9 адреса, поскольку на входах 21 счетчиков поддерживается высокий уровень (отсутствие импульса коррекции), на входах 22 - низкий уровень (разрешение счета), а на третьи входы счетчиков 9 адреса подаются синхроимпульсы. При коде 001 о канале 2С1 установится сигнал высокого уровня на выходе 25 схемы 8 БОЛЬШЕ, однако на линии 1 магистрали сигнал низкого уровня установлен не будет, поскольку на третьем входе элемента И 11 канала 2.1 установлен низкий уровень. Аналогично сигнал низкого уровня на линии 1 магистрали не выставляется, когда счетчики 9 адреса содержат коды 001, 010 и 01 К

24614

Поскольку в каналах устройства нет схем, ограничивающих увеличение счетчика, следующим перепадом синхросигналов 19 на входах счетчики 9 адреса во всех каналах изменят свое состояние на 100С При этом во всех каналах будет установлен высокий уровень сигнала на выходах 25 схем

Q 8 БОЛЬШЕ, однако только в канале 2„4 появится сигнал высокого уровня на выходе 28 элемента И 11, поскольку только в канале 2.4 на входе 15 начальной установки имеется сигнал вы5 сокого уровня. Длительность сигнала высокого уровня на выходе 28 элемента И 1 1 будет равна половине периода синхроимпульсов на выходе 19 делителя 3 частоты,, Аналогичный импульс

Q через элемент ИЛИ-НЕ 12 низкого уровня будет сформирован на линии 1 магистрали и поступит на первые входы селекторов 6 импульсов всех каналов. Не более чем через один период такто5 вых импульсов г. входа 13 на выходах 22 селекторов 6 импульсов всех каналов будет сформирован сигнал запрета счета,

По завершению импульса синрониза ции на линии 1 магистрали через половину периода синхросигналов 19 на выходе 21 селекторов импульсов всех каналов будет сформирован короткий импульс коррекции низкого уровня, а на выходе 22 селектора 6 импульсов появится сигнал разрешения счета. По перепаду 0-1 импульса коррекции в счетчики 9 адреса всех каналов завершится запись кода 000 (или другого наперед заданного). Кроме того, во всех каналах устройства выходы делителей 3 частоты будут установлены в одно и то же состояние. Таким образом, новый цикл работы устройства будет начат при равных состояниях счетчиков 9 адреса и одинаковой фазе синхроимпульсов на выходах 19 делителей 3 частоты во всех каналах устройства.

Далее рассмотрим работу устройства в случае, когда абонент канала 2.2 устанавливает на входе 16 запроса доступа высокий уровень. Предположим, что это произошло в момент, когда счетчики 9 адреса содержат код

011„ Положительным перепадом синхросигнала на выходе 20 делителя 3 частоты будет установлен триггер 5 за- про. ч, однако доступ канала не будет

5

5

0

1

разрепен при кодах 011, 100 (синхронизация каналов) и 000 В момент, когда в счетчиках 9 адреса установится код 001, на выходе 25 схемы 8 БОЛЬШЕ и элемента И 10 в канале 2.1 установится высокий уровень сигнала, который появится на выходе 1/ в качестве подтверждения доступа для абонента, а ня выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 и на линии 1 магистрали будет сформирован сигнал низкого уровня0 Как и при синхронизации каналов, на выходах 22 селекторов 6 импульсов всех каналов устройства появится сигнал запрета счета. Но, поскольку тактирование триггера 5 запроса производится частотой по крайней мере в два раза более низкой, чем частота тактирования счетчиков 9 адреса, длительность сигнала занятия магистрали не может быть меньше, чем перио частоты тактирования счетчиков 9 адреса ,. По этой причине на выходе 21 селекторов 6 импульсов не будет сформирован импульс коррекции, а коды в счетчиках 9 адреса не будут увеличиваться до тех пор, пока на линии магистрали не будет снят сигнал занятия магистрали и COGTBCTI /ьенно сигнал запрета счета на выходах 22 селекторов 6 импульсов„ При снятии сигнала на входе 16 запроса доступа ппоисходит сброс триггера 5 запроса, снятие сигнала занятия магистрали на линии 1 магистрали, снятие сигналов запрета доступа на выходах 22 селекторов 6 импульсов и разрешается увеличение счетчиков 9 адреса во всех каналах устройства„

Для пояснения временных соотношений сигналов в устройстве на фиг,6 приведены временные диаграммы работы одного канала, при реализации делителя 3 частоты, селектора 6 импульсов, схемы / совпадения и схемы 8 БОЛЬШЕ, а также счетчика 9 адреса в соответствии с фиг„2-4, имекщего собственный адрес 0 и осуществляющего синхронизацию счетчиков при адресе 1 В циклах /6OCJ92 и 148...164 происходит коррекция значений счетчиков, а в циклах 92ооа132 обеспечивается доступ канала в магистрали„

На временной диаграмме приведены только разряд 14 00 адреса канала и разряд 23„О выходов счетчика 9 адреса. Остальные разряды на входах 14 адреса и на выходах 23 счетчика 9

20

2461f

алреса имеют уровень О, Сигнал на входе 15 начальной установки имеет постоянный уровень 1. В цикле 64

с абонент устанавливает на входе 16

запроса доступа сигнал высокого уровня „ Несмотря на то, что адрес канала совпадает с текущим значением счетчика адреса (сигналы 14„О и 23„0 имеют

10 низкий уровень, а сигнал 24 - высокий), канал не устанавливает сигнал занятия магистрали, поскольку не ус- танавлен триггер 5 запроса (сигнал 2/) из-за отсутствия перепада на вы15 ходе 20 делителя 3 частоты. Перепадом 0-1 синхросерии на выходе 19 в цикле /6 счетчик 9 адреса увеличивается на 1, устанавливаются высокие уровни сигналов 23„0, 25 и 28, а на входе/выходе 18 канала устанавливается низкий уровень сигнала синхронизации, длительность которого равна половине периода сигнала 19 (26)„ В цикле 80 селектор 6 импульсов на выходе 22 формирует сигнал запрета счета, а в цикле 92 на выходе 21 - импульс коррекции л Импульсом коррекции фазируются синхросерии на выходах 19 и 20 делителя 3 частоты (выходы устанавли30 ваются в состояние 1) и обнуляется счетчик 9 адреса,,

В цикле 92 перепадом 0-1 сигнала 20 устанавливается триггер 5 запроса и поскольку адрес канала совпадает с

35 текущим кодом в счетчике 9 адреса, устанавливается высокий уровень сигнала на выходе 1/ подтверждения доступа и низкий уровень на входе/выходе 18 канала Таким образом, на линии 1

40 магистрали после импульса синхронизации и короткого импульса высокого уровня формируется сигнал занятия магистрали низкого уровня„

В цикле 108 абонент снимает сигнал запроса доступа на входе 16 канала, а в цикле 132 перепадом 0-1 сигнала 20 сбрасывается триггер 5 запроса„ В цикле 136 на входе 22 счетчика 9

адреса снимается сигнал запрета счета, в цикле 148 код в счетчике 9 адреса увеличивается на единицу и в цикле 164 вновь выполняется коррекция счетчиков 9 адреса и подстройка фазы

синхросерии 19 и 20 на выходах делителя 3 частоты,

В приведенной на фиг03 схеме селектора 6 импульсов используется регистр сдвига/К555ИР16, который изменяет свое сос н яние по перепадам 1-0 тактовых импульсов 13, а режим последовательного сдвига либо параллельной записи задается состоянием сигнала 18 на линии 1 магистралис

Селектор 6 импульсов (смс 6иг03) работает следующим образом

Цо тех пор, пока сигнал 18 имеет высокий уровень, перепадами 1-0 тактов.-ях 13 в регистр 31 записываются 0 с входов параллельных даьнь и DIG исходы регистра поддерживаются а состоянии Соответственно сыпал 22 на выходе селек- тора 6 импульсов имеет уровень О, а на вш оде 2 формирование сигнала коррекции запрещено. Переход сигнала 18 состс- HI О разрешает запись в репдтр 3 1 г )хода пооледова- тельных данных по перепадам -j сигнала 13. После первого такого перепада на выходе 0 регистра И и ча выходе ) л селектора 6 импульсов понв- яетсг глсотсиг уровень запрета Гаки. 1 образом Г О П( рвому л второму г тлм 1чгм. лтз И JJ paspn naцдач

т )Г1ЭГК7ПТИ (И

-Jlj ll 4

х

сигнал;5 i 8 : .пгокое

„л ieK-шг . г по 1 .г.яг 1 ся ко ги | пьем

Л-1/ g .) i

i 4 г ,г им ульсс 3 .-лач ъ . f i нрем ь тс «и i i -, о и - аг- 1Ь имгьл vpo- «тог и i г ерзал ь тбщей -ч. ,и ги ч- мч че -црех периодов гак мт т . соь i3, -игнал коурекчии

. с ЫХСГ - -- iK J . Л J iIMT ПЬСОВ

р j i т cфop ipob. i, зосхолъку на i)b .оцаг регистра . 1 будет л i auc j xj i у.1 ь череь ,- Met T Нь j (J VMHi OE 1нпе низкого уровня чиг1 та 21 л( оуп чаблоки РО KN - т -1.1 гт 1111г лт и С v ;плерьс - п н.., :r i i ; ч T-4,uTi 18 тгжи Б г..м елаг 1- го;тг г .,, т льп и - пуль- СОЕ 13, ш нт-т 21 5 рек1лии формируется, посколм i запрета f о формирования HI -. xa J { типра 11 ль- нос гь . riioj л 1 . pesiuin тч.- тервал M , j ie, пацом 0-: сип-ала 18 и ч i 1-0 ci : ea io . f кго/.ьг- импульсов 3, но не /.гчьг одно. о периода си i- ta 13, гг с.чолысу первым перепадом 1-0 -нг чала 1 ч ч регистр ЧРПЧ-. ываютгярегистр

FXO, . з ларатг ш н п д-м -мгх

Длительность cm нала 22. запрета дл данного примера реализации равна длительности сигнала 18 с точностью до нелого количества тактов сигнала 13 нез висимо от того, является низкий уровень сигнала 18 сигналом синхронизации или сигналом занятия магистрали Такую длительность сигнала 22 можно видеть в циклах 152 0 „ 168 на фиг „6. Исключением ич этого правила является спучай, когда канал, осуществляющий коррекции счетчиков во всех каналах устройства, срачу посте т-акой коррекции осуществляет занятие магистрали Этот счучяй приведен на сЬиг 6 в цик- лэх /6 с 134. Связано что с тем, -то на интервале удержания высокого уровня сигнала 18 между игналом коррекции и сигна юм занятия в цикле °2 нет ни одного перепада 1-0 тактовой частоты 13 и параллельная запись в регистр не производится„ В этом случае длителыость гит чала 22 запрета гчетз равна дпнтельностей сиг- ,- ов коррекции i 1аняти/1 магистрали, что одн. he отражается на работо- i пособ} гч )51. нескольку л ippt KUJIH С 1етчи1чов осуще гвляетгя . 2 ч i4c-.L MHO от налич 1Я ; пи fjiic i ствия i Mi пала 220

1ичкии ypoReiu, cHriiajia 18 в цикле /6 станавличаег я по перепаду 0-1 си Ч.я. t 2fi (см. фиг 5) о Перепадом 1-0 гтц чпла Ь через элементы И 11 и MV -lib 12 чя пинии 1 (см„ фиг„1) Форг.ируется сигнал 18 высокого уров- ня. По передачу 0-1 сигнала 18 форч.руегся перегуд 1-0 сигнала 21 в - ifi ope 6 импульсов (смсфиг03), котором г сиою очередь обнуляется счетчик Ч адреса. П; переходу 1-0 сигнала 2300 происходит изменение состолний сигналов 24 и 25, а по- сигнал 21 им°ет высокий уро- PUHI пояпля гсл чысокии уровень сигна- ia 1 r и низк .л уровень чгнала I8t TafHM образом, длительность высокого уровня сигнала 18 равна задержке рагпрос г-ранег(ия сигнала через эле- SUHT И с лекюпе 6 и-и/ льсов, счет- 4iiK Q d tpeca, схему / совпадения, ЭЛСМР )ты И Юн ИЛИ-НЕ 12, начиная с у м- iTH перехолл сигчгла 18 в BfcicoKot ; Liияние,

иргкд 1-0 иг ,)г я 21 в циклах - и 16ч ,орь-ируется ереходом сиг

- оз - и 26 и как следствие - сиг- n. 1r n вькское .ocTi яние В цикл

92

416/2461

сигнал 21 переходит в 1 по фронту 1-0 сигналя 18, как это описано в пунктах 2 и 3 данного ответа, В циклах 164ОСс188 сигнал 18 остается в высоком состоянии и не является причиной перепада 0-1 сигнала 21, Переход 0-1 сигнала 21 в этом случае является внутренним и осуществляется в цикле 168 по фронту 1-0 сигнала 13 тактовых импульсов, по

10

которому происходит запись нулей в регистр 31 селектора 6 импульсов (.см фиг.,3),,

каналов, каждый канал устройства содержит делитель частоты, причем в каждом канале запросный вход канала устройства соединен с информационным входом триггера, выход и синхровход которого соединены соответственно с первым входом первого элемента И и первым выходом делителя частоты, вто рой выход которого через элемент задержки соединен с первым входом вто-1- рог о элемента И и со счетным входом счетчика адреса, выход которого соед

нен с вторым входом схемы сравнения, Сигнал 22 в цикле 168 таю-е форми- ,5 выходы равно и Больше которой тся по перепаду 1-0 сигнала 13

руется по перепаду

и является следствием записи нулей ъ регистр селектора 6 импульсов, Б цикле 92 низкий уровень сигнала 22 не формируется, поскольку за время удержания сигнала 18 в высоком состоянии в канале устройства не вырабатывается ни одного перепада 1-0 сигнала 13 тактовых имьульсов.

Формула изобретения

1 Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали, каждый канал которот содержит селектор импульсов счетчик адреса.., схему сравнения, триггер, элемем задержки, два элемента И и элеме г ИЛИ-НЕ, причем выходы элементов ИЛИсоединекы с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно тактовый вход канала устройства соед нен с тактовым входом делителя часто

2С ты и вторым входом селектора импульсов, первый выход которого соединен со стробирующим входом счетчика адре са, вход начальной установки канала устройства соединен с третьим входом

25 второго элемента И, выход первого

элемента И является выходом подтверж дения доступа канала устройства, вто рой выход селектора импульсов соединен с входом запуска делителя частоты

30 и с входом записи счетчика адреса , 2, Устройство по п,1, отличающееся тем, что селектор импульсов содержит регистр сдвига, элемент И-НЕ и элемент НЕ, выход ко

каналов, каждый канал устройства содержит делитель частоты, причем в каждом канале запросный вход канала устройства соединен с информационным входом триггера, выход и синхровход которого соединены соответственно с первым входом первого элемента И и первым выходом делителя частоты, второй выход которого через элемент задержки соединен с первым входом вто-1- рог о элемента И и со счетным входом счетчика адреса, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выходы равно и Больше которой

соединекы с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, тактовый вход канала устройства соединен с тактовым входом делителя частоты и вторым входом селектора импульсов, первый выход которого соединен со стробирующим входом счетчика адреса, вход начальной установки канала устройства соединен с третьим входом

второго элемента И, выход первого

элемента И является выходом подтверждения доступа канала устройства, второй выход селектора импульсов соединен с входом запуска делителя частоты

и с входом записи счетчика адреса , 2, Устройство по п,1, отличающееся тем, что селектор импульсов содержит регистр сдвига, элемент И-НЕ и элемент НЕ, выход ко

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена данными многопроцессорных вычислительных комплексов реального времени. Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства за счет исключения рассогласования фаз тактовых импульсов каналов устройства. Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали содержит каналы, а каждый канал - делитель частоты, селектор импульсов, счетчик адреса, схему сравнения, элемент задержки, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ - НЕ. В устройстве производится периодическая установка делителей частоты, что исключает рассогласование фаз тактовых импульсов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

НЕ всех каналов устройств объединены 35 торого соединен с первым входом эле- через монтажное И и соединены с пер- мента И-НЕ, выход которого являемся выми гходами селекторов импульсов всех каналов устройства, а в каждом канале адресный вход канала устройства соединен с первым входом схемы сравнения, выходы первого и второго

вторым выходом селектора импульсов, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ и входом 40 управления режимом регистра сдвига, выход нулевого разряда которого соедиэлементов И соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ, отличающееся тем, что, с целью повышения функь юнальной надежности устройства за счет исключения рассогласования фаз тактовых импульсов его i

торого соединен с первым входом эле- мента И-НЕ, выход которого являемся

вторым выходом селектора импульсов, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ и входом управления режимом регистра сдвига, выход нулевого разряда которого соединен с третьим входом элемента И-НЕ и является первым выходом селектора импульсов, первый вход которого соеди- нен с тактовым входом регистра сдвига, выход старшего разряда которого соединен с входом элемента НЕ,

/7

Фиг.1

Фиг.Ь

.19 20

Фиг.2