Устройство для обмена данными Советский патент 1991 года по МПК G06F15/16 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обмена данными в сетях ЭВМ.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет организации обмена циркулярными сообщениями и обеспечения возможности объе- динения устройств для увеличения разрядности передаваемой информации или резервирования.

На фиг, 1,2 представлена функциональная схема устройства для обмена данными; на фиг. 3, 4 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 5 - вариант объединения

устройств по вертикали; на фиг, 6 - вариант объединения устройств по горизонтали.

Устройство (фиг. 1,2) содержит буферную память 1 циркулярных сообщений, регистр 2 передаваемых данных, приемный регистр 4 индивидуального адреса, регистр 5 циркулярного адреса, регистр 6 маски, регистр 7 сдвига, передающий регистр 8, счетчик 9, счетчик 10 частоты отказов и делитель 11 частоты, мультиплексор 12, преобразователи 13.1, 13.2 кода и кода отказа, сумматоры 14-16 по модулю два, элементы 17-20 сравнения, блоки 21-24 элементов ИЛИ, элемент ИЛИ 25, одновибратор 26, элемент 2-2И-ИЛИ 27, элемент ИЛИ 28, элемент Иж&

О

о

00 00

ю

СА)

НЕ 29. элементы ИЛИ 30-34, элементы И 35-37, элементы И-НЕ 38, 39, элементы И 40-42, блоки 43, 44 магистральных элементов, магистральные элементы 45-47, вход 48 данных от процессора, вход 49 данных из сети, выход 50 данных в процессор, выход

51данных в сеть, входы 52, 53 синхронизации, выход 54 признака переполнения, выход 55 признака возвращения циркуляционных данных, выход 56 признака под- тверждения передачи, вход 57 признака разрешения работы, выход 58 признака Свои данные, выход 59 признака совпадения индивидуального адреса, выход 60 совпадения циркулярного адреса, выход 61 признака передачи циркулярных данных, выход 62 запроса на передачу, выход 63 признака отказа устройства, выход 64 признака отсутствия резерва, выход 65 признака транзитной передачи.

Устройство работает следующим образом..

В исходном состоянии все регистры, счетчики находятся в нулевом состоянии, память 1 не содержит каких-либо данных. Таким образом, на управляющий вход регистра 4 поступает с первого выхода регистра 7 сдвига нуль.

По заднему фронту первого импульса, поступающего на вход 53 синхронизации, индивидуальный адрес с входа 48 записывается в регистр 4. Этот же импульс поступает в регистр 7, на его первом выходе появляется единица, запрещающая запись в регистр 4 и совместно с нулевым сигналом с второго выхода регистра 7 сдвига разрешающая запись в регистр 5 циркулярного адреса. По заднему фронту первого импульса с входа

52синхронизации на входе 48 появляется циркуляционный адрес, который позадне- му фронту второго импульса с входа 53 синхронизации записывается в регистр 5 циркулярного адреса. Этот же импульс записывается в регистр 7, одновременно продвигая вперед ранее записанный, т.е. на первом и втором выходах этого регистра появляются единичные сигналы. Это приводит к запрещению записи и в регистр 5 циркулярного адреса, так как на его управляющем входе будет единичный потенциал, но в то же время разрешается запись в регистр 6 маски, так как на его прямом управляющем входе V 1 будет единица, а на инверсном V 2 будет ноль. По второму импульсу с входа 52 синхронизации на входе 48 установится код маски, который по заднему фронту третьего импульса с входа 53 синхронизации записывается в регистр 6. Этот же третий импульс, записывается в регистр 7, продвигает две ранее записанные единицы, при этом на всех выходах регистра 7 сдвига будут единичные потенциалы, что приведет к запрещению записи и в регистр 6 маски. Кроме того, единичный сигнал с третьего выхода регистра 7 маски открывает элементы И 35, 36. Устройство готово к обеспечению передачи-приема данных в круговой шине в соответствии со следующим заданным алгоритмом работы.

По заднему фронту очередного (третьего) импульса с второго входа 52 синхронизации на входе 48 появляются данные, предназначенные для передачи от данного устройства какому-либо другому устройству через круговую шину. С приходом очередного (четвертого) импульса на вход 53 синхронизации эти данные записываются в регистр 2.

По окончании заднего фронта четвертого импульса с входа 53 синхронизации на выходе регистра 2 передаваемых данных появляется информация, на которую с помощью блока 21 элементов И Л И накладывается маска, поступающая с выхода регистра 6 маски. Затем эта информация поступает на вход элемента 17 сравнения, на другой вход которого поступает информация, содержащая ранее записанный в регистр 5 адрес циркулярного сообщения. Информа,- ция эта также маскируется, проходя через блок 24 элементов ИЛИ, на другой вход которого также поступает маска с выхода регистра 6 маски. Элемент 17 сравнения определяет, является ли сообщение, предназначенное для передачи, циркулярным, и если это так, то на его выходе появляется единица, которая, проходя через элемент ИЛИ 30, открывает элемент И 37, выход которого разрешает запись информации в память 1. Информация с выхода регистра 2 поступает также на элемент ИЛ И 31. с выхода которого сигнал через открытый элемент И-НЕ 38 поступает на первый вход преобразователя 13.1 кода. Данные с выхода приемного регистра 3 поступают на вход элемента ИЛИ 25, на выходе которого будет ноль, т.к. в регистре 3 записана нулевая информация. Этот нулевой сигнал поступает на вход элемента И-НЕ 39, на выходе которого сохраняется единичный потенциал. Эта единица поступает на второй вход преобразователя 13.1 кода. Кроме того, данные с выхода приемного регистра 3 маскируются с помощью блока 22 элементов ИЛИ. После этого при помощи элементов сравнения 18 и 19 определяется, совпадает ли адресная часть проверяемых данных с индивидуальным или циркулярным адресами устройства соответственно. Так как в регистре 3 записаны одни нули, такого совпадения в исправном модуле произойти не может и на выходах элементе ИЛИ 32 и ИЛИ 33 будут сохраняться нули, которые поступают на третий и четвертый входы преобразователя 13.1 кода соответственно. К моменту прихода очеред- ного импульса с входа 52 синхронизации на выходе преобразователя 13.1 кода будет единичный потенциал. Таким образом, мультиплексор 12 коммутирует на вход .регистра 8 информацию регистра 2. Четвер- тый импульс с входа 52 синхронизации переписывает данные из регистра 2 в регистр 8 по своему заднему фронту. Данные через открытый блок 44 магистральных элементов попадают на выход 51. Этот четвер- тый импульс проходит через открытый элемент И 40, через открытый магистральный элемент 46 на выход 56. Импульс с этого выхода сообщает процессору о том, что сообщение передано и на вход 48 необ- ходимо подать очередное сообщение либо, если такового нет, нули. Четвертый импульс с второго входа 52 синхронизации.проходя через открытый элемент И 37, записывает в память 1 передаваемое циркулярное сооб- щение.

Кроме того, пусть по заднему фронту этого же импульса на выходе 49 устройства появляется какое-либо сообщение, содер- жащее не только нули (т.е. соседнее слева устройство обмена передало информацию). Таким образом, к моменту прихода очередного, пятого, импульса с входа 53 синхронизации на входах 47 л 49 устройства уже находятся данные, отличные от тех, что были за такт до этого. По заднему фронту этого импульса эти данные записываются в соответствующие регистры. Из временной диаграммы видно (фиг. 3, 4), что в регистр 2 передаваемых данных записались одни нули (т.е. нет данных, предназначенных для передачи), так как на выходе элемента И-НЕ 38 появляется единица. Зато в приемный регистр 3 записаны данные, отличные от нулевых, о чем свидетельствует единица на выходе элемента И-НЕ 39. Данные, а также их адресная часть, записанные в этот регистр, проверяются на возможность того, что они адресованы именно этому (или это- му также) устройству с помощью элементов сравнения 18 и 19. Но, как видно из временной диаграммы, это транзитные данные, на выходе и одного, и второго элементов сравнения нули. На выходах преобразователя 13.1 кода код- 1000. На его выходе появляется нуль. Этот нулевой сигнал заставляет скоммутировать мультиплексор 12 свой второй вход на выход, т.е. на вход передающего регистра 8.

По очередному (пятому) импульсу с второго входа 52 данные мультиплексора записываются в передающий регистр 8. По заднему фронту этого же импульса данные на входах 48 и 49 могут измениться (и в нашем примере изменяются), т.е. на входе 48 передаваемых данных устройства появляется какая-то нулевая информация, а на входе 49 устройства - очередные данные, переданные соседним устройством обмена.

По заднему фронту шестого импульса с первого входа 53 данные с входов 48 и 49 устройства в регистр 2 передаваемых дан- ныхи в приемный регистр 3 соответственно. Данные, записанные в регистр 2, не являются циркулярными, следова гел ьно, на выходе элемента ИЛИ 30 будет нуль. Данные же, записанные в регистр 3, имеют адрес, не совпадающий ни с индивидуальным, ни с циркулярным адресом данного устройства, таким образом, на выходах элементов ИЛИ 32 и 33 будут также нули. На выходах элементов И-НЕ 38 и 39 - также нули.

Таким образом, на всех входах преобразователя 13.1 кода будут одни нули. Следовательно, на выходе преобразователя 13.1 кода будет нуль, что приводит к коммутации второго входа мультиплексора 12 (т.е. выхода регистра 3) на вход передающего регистра 8. По очередному импульсу с второго входа 52 данные из регистра 3 переписываются в регистр 8, поступая на вход 51 устройства. Ввиду того, что элемент И 40 закрыт нулевым сигналом с выхода преобразователя 13.1 кода, этот (шестой) импульс не проходит на выход 56 Подтверждение передачи устройства, следовательно, данные на входе 48 передачи данных устройства не изменяются. Запись данных из регистра 2 в память 1 также не происходит.

По заднему фронту все того же шестого импульса с второго входа 52 синхронизации устройства вновь изменяются данные, но теперь уже только на входе 49 устройства. По заднему фронту очередного, уже седьмого, импульса с входа 53 синхронизации устройства вновь происходит запись данных в регистры 2 и 3. В регистре 2 передаваемых данных изменений не происходит, поэтому элемент И 37 по-прежнему закрыт, на выходе элемента И 38 сохраняется нулевой сигнал. В приемный же регистр 3 записались другие данные, и, как видно из временной диаграммы на фиг. 3, 4, их адрес совпадает с циркулярным адресом данного устройства, который хранится в регистре 5 циркулярного адреса. На выходе элемента 19 сравнения появляется единичный сигнал, который через открытый элемент ИЛИ 33 поступает на четвертый вход преобразователя 13.1 кода, на остальных выходах которого сохраняется нуль. На выходах преобразователя 13.1 кода содержатся нулевые сигналы, т.е. коммутация в мультиплексоре 12 останется прежней. Единица с выхода элемента ИЛИ 32 через элемент ИЛИ 34 и открытый магистральный элемент 47 поступает на выход 58 Свои данные устройства, сообщая абоненту, который обслуживает данное устройство, о том, что з данный момент времени на выходе 50 приема данных находятся данные, адресованные этому абоненту. В это же время элемент сравнения 20 сравнивает циркулярные данные, за- писанные в приемном регистре 3, с данными, хранящимися в памяти 1, но не со всеми данными, находящимися там, а только с самыми старыми, т.е. с теми, которые находятся на информационном выходе памяти 1.

Как видно из временной диаграммы, эти данные не совпали и на выходе элемента сравнения сохранится нулевой сигнал, т.е. это циркулярное сообщение выдавалось в круговую шину не этим устройством и оно должно пройти дальше.

По очередному, седьмому, импульсу с второго входа 52 данные из приемного регистра 3 записываются в передающий регистр 8, попадая уже через блок 44 магистральных элементов на круговую шину. Изменяются также данные на входе 49 устройства. На входе же 48 передаваемых данных изменений не происходит, так как данные, предназначенные для передачи, остались в регистре 2; сигнал Подтверждение передачи через закрытый элемент И 40 не проходит.

По очередному, теперь уже восьмому, импульсу с первого входа 53 синхронизации устройства, а точнее по его заднему фронту новые данные с входа 49 записываются в приемный регистр 3, состояние же регистра 2 передаваемых данных не изменяется, так как на входе 48 находятся все те же данные. Данные, записанные в регистр 3, проходят маскирование и сравнение, с помощью которого выясняется, что эти данные предназначены именно этому устройству: на выходе элемента ИЛИ 32 единица, на выходе ИЛИ 33 единица пропадает.

Таким образом, на первом, втором и четвертом входах преобразователя 13.1 кода будут нули, а на третьем - единица. На выходе преобразователя кода 13.1 появляется единица, которая открывает элемент И 40 (на инверсный вход которого уже поступал нулевой сигнал) и которая, поступая на управляющий вход мультиплексора 12, коммутирует на вход передающего регистра 8

выход теперь уже регистра 2 передаваемых данных. Кроме того, единица с выхода элемента ИЛИ 32 через элемент ИЛИ 34 и открытый магистральный элемент 47

поступает вновь на выход 58, сообщая абоненту, который обслуживает устройство, о том, что на выходе 50 приема данных в данный момент времени опять находятся данные, адресованные этому абоненту. По

0 очередному импульсу, а именно по его заднему фронту, с второго выхода 52 синхронизации устройства данные из регистра 2 выдаются в шину путем записи в передающий регистр 8. Этот же импульс, проходя

5 через открытый элемент И 40, поступает на выход 56 Подтверждение передачи устройства, сообщая обслуживаемому абоненту о том, что данные, находившиеся до этого на входе 48 устройства, переданы в шину и

0 теперь необходимо либо дать на этот вход другие, либо подать на этот вход одни нули. По заднему фронту того же импульса и на входе 49 устройства также вновь изменяются данные. Устройство в данном такте рабо5 ты изымает из шины данные, которые передавались по шине и были адресованы ему, и вставляет на их место свои, которые необходимо передать другому устройству обмена.

0 По заднему фронту очередного, уже девятого, тактового импульса с первого входа 53 в регистры 2 и 3 записываются новые данные. На выходах элементов И-НЕ 38 и 39 нули, это значит, что в эти выше указанные

5 регистры вновь записаны ненулевые данные. На выходе элемента 33 сравнения единица, т.е. в приемный регистр 3 записано циркулярное сообщение. Таким образом, на входах преобразователя 13 1 кода появля0 ется комбинация 0001. Но при сравнении данных приемного регистра 3 и выхода данных памяти 1 оказывается, что они совпадают - на выходе элемента 20 сравнения появляется единица, которая через откры5 тый коммутатор 27 проходит на вход одно- вибратора 26, появляясь там через время, определяемое задержкой распространения сигнала в элементе 20 сравнения и коммутаторе 27. Одновибратор 26 вырабатывает им0 пульс, по переднему франту которого обнуляется регистр 3, а по заднему фронту считываются данные из памяти 1.

После обнуления приемного регистра 3 на выходе элемента И-НЕ 39 появляется

5 единица, а на выходе ИЛИ33-нуль. Таким образом, к мрменту прихода очередного импульса {точнее, его заднего фронта) с второго выхода 52 синхронизации устройства на входе преобразователя 13.1 кода будет уже другая комбинация: на первом, третьем,

четвертом входах - нули, на втором -единица, т.е. 0100. В соответствии с этой входной комбинацией на выходе преобразователя 13.1 кода будет теперь единица. Мультиплексор 12 коммутирует на информационный вход регистра 8 выход регистра 2 передаваемых данных. По заднему фронту девятого импульса с второго входа 52 синхронизации устройства данные из регистра 2 переписываются в регистр 8, поступая на выход 51 устройства через блок 44 магистральных элементов. Этот же импульс, проходя через теперь уже открытый элемент И 40 магистральный элемент 46, поступает на выход 56 Подтверждение передачи устройства. На входах 48 передаваемых данных и 49 устройства вновь изменяются данные, которые по заднему фронту очередного, десятого, импульса с входа 53 синхро- низации устройства записываются соответственно в регистр 2 передаваемых данных и приемный регистр 3. Единица появляется теперь только на выходе элемента И-НЕ 38, в регистре 2 записаны одни нули, а в приемном регистре 3 находятся транзитные данные, которые коммутируются через мультиплексор 12 на вход передающего регистра 8. Они и записываются в него по очередному, десятому, импульсу с входа 52 синхронизации устройства.

Формула изобретения Устройство для обмена данными, содержащее приемный регистр, мультиплексор, первый элемент И, передающий регистр, регистр передаваемых данных, причем вход данных процессора устройства соединен с информационным входом регистра передаваемых данных, выход которого соединен с первым информационным входом мультиплексора, вход данных сети устройства сое- динен с информационным входом приемного регистра, выход которого соединен с вторым информационным входом мультиплексора, выход которого соединен с информационным входом передающего регистра, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем организации обмена циркулярными сообщениями и обеспечения возможности объединения устройств для увеличения разрядности передаваемой информации или резервирования, в него введены буферная память циркулярных сообщений, регистр индивидуального адреса, регистр циркулярного адреса, регистр маски, регистр сдвига, счетчик, счетчик частоты отказов, делитель частоты, преобразователь кода, преобразователь кода отказа, три сумматора по модулю два, четыре элемента сравнения, четыре блока элементов

ИЛИ, семь элементов ИЛИ, одновибратор, элемент2-2И-ИЛИ, три элемента И-НЕ, пять элементов И, два блока магистральных элементов, три магистральных элемента, причем первый вход синхронизации устройства соединен с входами синхронизации регистров маски, индивидуального адреса, сдвига, с информационным входом регистра сдвига, с первым входом первого элемента И,

0 выход которого соединен с входами синхронизации регистра передаваемых данных и приемного регистра, первый выход регистра сдвига соединен с инверсным управляющим входом регистра индивидуального

5 адреса и прямым управляющим входом регистра циркулярного адреса, второй выход регистра сдвига соединен с инверсным управляющим входом регистра циркулярного адреса, с прямым управляющим входом ре0 гистра маски, с вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, третий выход регистра сдвига соединен с инверсным разрешающим входом регистра маски, выход которого соеди5 нен с первыми входами четырех блоков элементов ИЛИ, вход данных процессора устройства соединен с входом первого сумматора по модулю два, с информационными входами регистра маски, а также с информа0 ционными входами регистров индивидуального и i циркулярного i адреса, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков элементов ИЛИ, выходы которых соединены

5 соответственно с первым входом первого элемента сравнения и с первыми входами второго и третьего элементов сравнения, выход первого сумматора по модулю два соединен с входом контрольного разряда

0 регистра передаваемых данных, информационные выходы которого соединены с вторым входом третьего блока элементов ИЛИ, с информационным входом буферной памяти циркулярных сообщений и поразрядно с

5 входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с прямым входом первого элемента И-НЕ и первым инверсным входом преобразователя кода отказа, информационный и контрольный выходы приемного ре0 гистра соединены с входом второго сумматора по модулю два, информационные выходы приемного регистра соединены с первым входом четвертого элемента сравнения, поразрядно с входами второго эле5 мента ИЛИ, входом первого блока магистральных элементов и вторым входом четвертого блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов сравнения, выход третьего блока элементов ИЛИ - с вторым

входом третьего элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого, являясь выходом признака Передача циркуляционных данных устройства, соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации записи буферной памяти циркулярных сообщений, информационный быход которой соединен с вторым входом четвертого элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента 2-2И-ИЛИ, выход которого, являясь выходом признака Возвращение циркулярных данных устройства, соединен через одновибратор с входом сброса приемного регистра и входом синхронизации считывания буферной памяти циркулярных сообщений, выход переполнения которой соединен с входом первого магистрального элемента, выход которого является выходом признака переполнения устройства, второй вход синхронизации устройства соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым прямым входом четвертого элемента И, с входом делителя частоты, со счетными входами и входами синхронизации счетчика и счетчика частоты отказов, выход счетчика частоты отказов соединен с первым собственным управляющим входом, с первым входом пятого элемента И и с первым прямым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с инверсным входом первого элемента И-НЕ, с первыми входами четвертого и шестого элементов ИЛИ, с управляющими входами первого, второго и третьего магистральных элементов, с управляющими входами первого и второго блоков магистральных элементов, с вторым входом элемента 2-2И-ИЛИ, с инверсными входами первого и третьего элементов И-НЕ, являясь выходом признака Нет резерва устройства, соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого является выходом признака Отказ устройства, выход первого блока магистральных элементов является выходом данных в процессор устройства, выход первого элемента И-НЕ, являясь выходом признака Запрос на передачу устройства, соединен с инверсным входом четвертого элемента И и первым входом преобразователя кода, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора и вторым прямым входом четвертого

элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и входом второго магистрального элемента, выход которого является выходом признака Подтверждение передачи устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым инверсным входом преобразователя кода отказа и прямым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьим

входом элемента 2-2И-ИЛИ, с вторым входом преобразователя кода и является выходом признака Транзитная передача устройства, выход первого элемента сравнения соединен с первым прямым входом

преобразователя кода отказа и вторым входом четвертого элемента ИЛИ. выход которого соединен с выходом признака Совпадение индивидуального адреса устройства, с третьим входом преобразователя

кода и с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом третьего магистрального элемента, выход которого является выходом признака Свои данные устройства, выход второго элемента сравнения соединен с вторым входом шестого элемелта ИЛИ и вторым прямым входом преобразователя кода отказа, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ - с четвертым входом преобразователя кода, вторым входом пятого элемента ИЛИ и является выходом признака Совпадение циркулярного адреса устройства, выход передающего регистра

соединен с входом третьего сумматора по модулю два и входом второго блока магистральных элементов, выход которого является выходом шины устройства, выход второго сумматора по модулю два соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, а выход третьего сумматора по модулю два - с третьим входом того же элемента ИЛИ, выход которого соединен с инверсным входом второго элемента И-НЕ, с вторым управляющим входом счетчика частоты отказов и с; входом сброса счетчика, выход которого соединен с третьим управляющим входом счетчика частоты отказов и с собственным управляющим входом, выход делителя частоты соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с входом сброса счетчика частоты отказов, вход признака Разрешение работы устройства соединен с вторым прямым входом второго

элемента И-НЕ и .вторым входом шестого элемента И.

g e

if з

и

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обмена данными в сетях ЭВМ. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет организации обмена циркулярными сообщениями и обеспечения возможности объединения устройств для увеличения разрядности передаваемой информации или резервирования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регистр передаваемых данных, приемный регистр, передающий регистр, мультиплексор, элемент И, введены буферная память циркулярных сообщений, регистр индивидуального адреса, регистр циркулярного адреса, регистр маски, регистр сдвига, счетчик, счетчик частоты отказов, делитель частоты, преобразователи кода и кода отказа, три сумматора по модулю два, четыре элемента сравнения, четыре блока элементов ИЛИ, одновибратор, элемент 2-2И-ИЛИ, три элемента И-НЕ, семь элементов ИЛИ, пять элементов И, два блока магистральных элементов, три магистральных элемента. 6 ил.

54 55

ff

ff - nH

0

ft

Фт.5

Фм.5

с;

Т1 I Г

I

fl

51

fc 5

§ I

. чъ

$ 5

I Г

I

5

§

51

$ 5

hi

I