Многоканальное устройство для управления доступом к общей магистрали Советский патент 1991 года по МПК G06F13/36 

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

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит выход 1 устройства для подключения к магистрали, элемент 2 развязки, одновибратор 3, регистр 4, счетчик 5, триггеры 6-8, элемент И-ИЛИ 9, элемент 10 задержки, элементы ИЛИ 11 - 13, элементы И 14 - 16, элемент И-НЕ 17, режекторный 18 фильтр, пороговый 19 элемент, элемент НЕ 20, коммутаторы 21 и 22, магистраль 23, вход 24 начальной установки устройства, вход 25 конца сообщения устройства, вход 26 запроса устройства, вход 27 конца запроса устройства, выход 28 отказа устройства, выход разрешения 29 устройства, сигнальный вход 30 устройства, информационный вход 31 устройства, тактовый вход 32 устройства, вход 33 уст ройства для подключения к магистрали

Устройство работает следующим образом.

Устройство осуществляет управление доступом абонентского 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 других устройств. Так как устройства удалены друг от друга на некоторое расстояние, то они могут определить факт занятия магистрали с задержкой, равной суммарному воемени распространения сигнала в маж- страли и срабатывания элементов устройства. Это приводит к тому, что какое-либо устройство может начать передачу инфорК)

мации в магистраль, в то время как другое устройство уже ведет передачу. В этом случае происходит столкновение информации в магистрали. Устройства, информационные передачи которых столкнулись в магистрали, определяют факт столкновения за счет сравнения сигналов, выдаваемых устройством, и сигналов в магистрали, Если сигналы отличаются, то это указывает на столкновение в магистрали.

Конфликт между устройствами за использование магистрали разрешается с помощью выдачи приоритетных последовательностей сигналов.- После определения столкновения, конфликтующие устройства прекращают выдачу информации и начинают выдачу в магистраль синусоидальных сигналов с частотой, характерной только для данного устройства и одновременно с помощью счетчика приоритета определяют длительность приоритетной последовательности импульсов, которая определяется содержимым регистра адреса. Чем выше приоритет устройства, тем больше длительность последовательности импульсов. Остальные устройства, не получив сигнала Конец сообщения, не предпринимают попыток передачи информации в магистраль. Сигнал Конец сообщения выделяется абонентским оборудованием из информации, передаваемой по магистрали.

Победителем в борьбе за доступ к магистрали является устройство, которое определяет, что в магистрали остались синусоидальные сигналы только с его часто- той. Это означает, что приоритет предлагаемого устройства оказался наивысшим и оно, прекратив подсчет собственной длительности приоритетной последовательности импульсов, начинает передачу рабочей информации. По окончании передачи любое устройство может начать передачу рабочей информации.

Исходное состояние устройства устанавливается импульсом,который поступает с входа 24 устройства. Импульс через элемент ИЛИ 11 устанавливает триггер 8 в единичное состояние, через элемент ИЛИ 13 сбрасывает триггер 6, а через элемент ИЛИ 12 сбрасывает триггер 7. Наличие О на прямом выходе триггера 6 означает, что вход коммутатора 21 подсоединен к первому выходу, а к выходу коммутатора 22 подсоединен первый его вход. Если по магистрали не передаются сигналы каким- либо устройствам, то триггер 8 остается в единичном состоянии и сигнал с входа 26 устройства через элемент И-ИЛ И 9 устанавливает в единичное состояние триггер 7. Высокий потенциал с единичного выхода

триггера 7 поступает на выход 29 устройства, разрешая абонентскому оборудованию выдачу рабочей информации, а также на элемент И 16, разрешая прохождение информации с входа 31 устройства через эле- мент И 16, коммутатор 22 и элемент 2 в магистраль 23.

Абонентское оборудование по указанной цепи производит выдачу рабочей ин0 формации.

Для определения столкновения передач информации используются элементы И 14 и 15, элемент И-НЕ 17 и элемент 10 задержки. Потенциал, разрешающий выда5 чу рабочей информации в магистраль с прямого выхода триггера 7, поступает также на вход элемента И 14 и на вход элемента И- НЕ 17. Информационные импульсы с выхода элемента И 16, кроме магистрали,

0 поступают также на вход элемента 10 задержки. Все сигналы из магистрали через коммутатор 21 поступают на вход элемента И 14. Элементы И 14 и 15 и элемент И-НЕ 17 реализуют функцию отрицания равно5 значносги для сигналов, поступающих на вход элемента И 14 и на второй вход элемента J/I-HE 17. При отсутствии столкновений в магистрали сигнал на выходе элемента И 15 отсутствует. Если столкновения в магисгра0 ли не произошло, то информация выдается полностью, после чего сигналом с входа 27 устройства сбрасывается триггер 7.

При наличии передачи з магистрали импульсы через коммутатор 21 поступают на

5 вход одновибратора 3, с выхода которого сигнал сбрасывает триггер 8, прямой выход которого запрещает обслуживание ново;о запроса на передачу информации данными устройствами в магистраль. Если в это вре0 мя приходит сигнал Запрос с входа 26 устройства на передачу информации, то его прохождение бпокируется элементом Н- ИЛИ 9 до поступления сигнала с входа 25 устройства. По этому сигналу устанавлива5 ется в единичное состояние триггер о который разрешает установку триггера 7 в единичное состояние, тем самым разрешая выдачу рабочей информации. Если произошло столкновение передач в магистра0 ли, то в каждом устройстве из числа участвовавших в передаче на выходе элемента И 15 появляются сигналы, которые устанавливают в единичное состояние триггер 6 и через элемент ИЛИ 12 сбрасывают

5 триггер 7. Низкий потенциал с выхода триггера 7 запрещает выдачу информации в магистраль, Высокий потенциал с выхода триггера 6 поступает на выход 28 устройства как сигнал Отказ, на входы счетчика 5 приоритета для занесения содержимого регистpa 4 в счетчик 5 и разрешает поступление тактовых импульсов в счетчик 5. Кроме того, высокий потенциал с выхода триггера 6 поступает на управляющие входы коммутаторов 21 и 22, и подсоединяет вход коммутатора 21 к второму выходу, а к выходу коммутатора 22 второй вход, тем самым разрешая выдачу с входа 30 устройства через коммутатор 22 и элемент 2 в магистраль синусоидальных сигналов с частотой, при- сущей только данному устройству. В то же время синусоидальные сигналы из магистрали через коммутатор 21 поступают на вход фильтра 18, который настроен так, что подавляет синусоидальные сигналы с часто- той, присущей только данному устройству, т.е. свои синусоидальные сигналы. Синусоидальные сигналы от других устройств через пороговый элемент 19 поступают на вход элемента НЕ 20 и поддерживают на его1зь7ходе О.

Если приоритет устройства ниже, чем у другого устройства, принимающего участие в состязании, т.е. длительность приоритета последовательности импульсов меньше, то сигнал переполнения на выходе счетчика 5 появляется раньше. Этот сигнал через элемент ИЛИ 13 сбрасывает триггер 6, который через управляющие входы коммутаторов 21 и 22 переводит их Б исходное состояние, т.е. выдача в магистраль синусоидальных сигналов прекращается, и устройство переходит в режим ожидания сигнала Конец сообщения, так как сигнал Запрос с входа 26 устройства не может пройти через элемент И-ИЛИ 9 на вход установки триггера 7, ввиду того, что на вход элемента И-ИЛИ 9 поступает нулевой сигнал от выхода триггера 8, который был сброшен еще до начала состязания.

Если приоритет предлагаемого устройства является наивысшим, то в определенный момент в магистрали остаются только синусоидальные сигналы, выдаваемые самим этим устройством. Как только это про- исходит, на выходе режекторного фильтра 18 и соответственно порогового элемента 19, который необходим для устранения помех от синусоидального сигнала, появляется О. Это, в свою очередь, вызывает появление 1 на выходе элемента НЕ 20, которая через элемент ИЛИ 13 сбрасывает триггер 6 и одновременно поступает на входы элемента И-ИЛИ 9, устанавливая тем самым триггер 7 в единичное состояние. Поскольку О на прямом выходе триггера 6 переводит коммутаторы 21 и 22 в исходное состояние, высокий потенциал с прямого выхода триггера 7 разрешает бесконфликтную выдачу рабочей информации в магистраль, что обеспечивается нулевым состоянием триггера 8 всех остальных устройств. После передачи данным устройством всей рабочей информации во всех устройствах триггер 8 устанавливается в единичное состояние и любое устройство, при необходимости, может начать передачу рабочей информации по магистрали.

Формула изобретения Многоканальное устройство управления доступом к общей магистрали, содержащее каналы, а в каждом канале элемент развязки, одновибратор, регистр, счетчик, первый, второй и третий триггеры, элемент И-ИЛИ, элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, элемент И-НЕ, причем тактовый вход устройства соединен со счетным входом счетчика, информационные выходы регистра соединены с информационными входами счетчика, выход переполнения которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, прямой выход первого триггера соединен с входом управления режимом счетчика и является выходом отказа устройства, вход начальной установки устройства соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, с первым входом третьего элемента ИЛИ и вторьГм входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса первого триггера, вход конца запроса устройства соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И. с первым входом элемента И-НЕ и является выходом разрешения устройства, вход запроса устройства соединен с первым входом элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с входом установки второго триггера, вход конца сообщения устройства соединен с вторым входом второ;о элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки третьего триггера прямой выход которого соединен с третьим входом элемента И-ИЛИ, выход одновибратора соединен с входом сброса третьего триггера, выход второго элемента И соединен с входом установки первого триггера и вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, отличающее с я тем, что, с цэлью повышения быстродействия, в каждый канал устройства введены первый и второй коммутаторы, третий элемент И, режекторный фильтр, пороговый элемент, элемент НЕ, причем первый выход первого коммутатора соединен с входом одновибратора и с первым входом третьего элемента И, второй выход первого коммутатора соединен с входом режектор- ного фильтра, выход которого соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом первого элементайШШ и третьим и четвертым входами элвММаШьИЛИ, прямой выход первого триггера соединен с управляющими входами первого. 1| | торого коммутаторов, информационный вход устройства соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым

0

информационным входом второго коммутатора и с входом элемента задержки, сигнальный вход устройства соединен с вторым информационным входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом элемента развязки, выход которого является выходом устройства для подключения к магистрали, прямой выход второго триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, выходы элементов развязки всех каналов устройства объединены через монтажное ИЛИ и соединены с информационными входами первых коммутаторов всех каналов.

Изобретение относится к вычигпит т,- ной технике и может быть использовано для организации обмена информацией в по- кальных сетях, многомашинных и многопроцессорных распределенных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит три элемента И, элемент И-НЕ, элемент задержки, три триггера, режекторный фильтр, пороговый элемент, элемент НЕ. В устройстве быстродействие повышается за счет устранения необходимости ожидания сигнала переполнения счетчика у устройства с наивысшим приоритетом. 1 ил.

30

31 о

27о