Устройство для межмашинного обмена информацией Советский патент 1991 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано р многопроцессорных вычислительных системах, например во встроенных системах управления и обработки информации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для межмашинного обмена, содержащее первый элемент НЕ, триггер подтверждения готовности, эле- мент И, счетчик адреса, мультиплексор адрес-данные, коммутатор адресно-информационных шин, блок оперативной памяти, причем вход запроса магистрали устройства является и выходом устройства, а также через элемент НЕ соединен с нулевым входом триггера подтверждения готовности, единичный вход которого соединен с входом разрешения захвата магистрали устройства, а зыход соединен с выходами подтверждения готовности устройства и с

первым входом элемента И, второй вход которого соединен с входом требования обмена устройства, кроме того, первая группа адресно-информационных входов-выходов устройства соединена с информационным входом счетчика адреса, первой группой информационных входов мультиплексора адрес-данные и с группой выходов коммутатора адресно-информационных шин, группа входов которого соединена с группой выходов мультиплексора, а группа входов-выходов соединена с второй группой рдрзсно-информационных входов-вы- ходсв, вторая группа входов мультиплексора соединена с группой выходов сч -чика адреса, вход установки которого соединен с входом признака адреса устройства. Устройство позволяет организовать обмен информацией между двумя ЭВМ благодаря организации режима

О N3 СО 00

мого доступа к блоку оперативной памяти, общей для ЭВМ и ЭВМ организации аппаратной модификации текущего адрэса, достигается более высокая, по сравнению с аналогом скорость обмена информацией, что важно в многомашинных вычислительных системах, работающих в реальном масштабе времени.

Однако возможности режима прямого доступа к памяти в данном устройстве использованы неполностью, поэтому в устройстве приходится реализовывать распределитель импульсов, формирующий управляющие обменом сигналы, а также производить промежуточную запись в буферные регистры, что приводит к потере скорости обмена информацией.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства для межмашинного обмена информацией.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для межмашинного обмена информацией, содержащее первый элемент НЕ, триггер подтверждения готовности, элемент И, счетчик адреса, мультиплексор адрес-данные, коммутатор адресно-информационных шин, блок оперативной памяти, причем вход запроса магистрали /стройст- ва является и выходом устройства, а также через элемент НЕ соединен с иулеаым входом триггера подтверждения готовности, единичный вход которого соединен с входом разрешения захвата магистрали устройства, а выход соединен с выходами подтверждения готовности устройства и с первым входом элемента И, втооой вход которого соединен с входом требования обмена устройства, кроме того, первая группа адресно-информационных входов-выходов устройства соединена с информационным входом счетчика адреса, первой группой информационных входов мультиплексора адрес-данные и с группой выходов коммутатора адресно-информационных шин, группа входов которого соединена с группой выходов мультиплексора, а группа входов- выходов соединена с второй групп эй адресно-информационных входов-выходов устройства, соединенной также с блоком оперативнойпаомяти, вторая группа входов мультиплексора соединена с группой выходов счетчика адреса, вход установки которого соединена с входом признака адреса устройства, введены передатчик управляющих сигналов, триггер адрес-данные, элемент задержки, второй элемент НЕ, причем входные сигналы чтения, обмена и ответа устройства соединены с входами передатчика управляющих сигналов, г выходные сигналы чтения, записи, обмена и ответа

устройства соединены с выходами передатчика управляющих сигналов, вход управления которого соединен с выходом элемента И и с входом разрешения передачи коммутатора адресно-информационных шин, вход управления направлением передачи которого соединен с входным сигналом чтения устройства, входной сигнал обмена устройства через второй элемент НЕ соединен с

0 нулевым входом триггера адрес-данные, единичный вход которого соединен с входным сигналом записи устройства.

На фиг,1 представлена структурная схема устройства межмашинного обмена; на

5 фиг.2-4 - временные диаграммы работы устройства соответственно в режимах захвата магистрали, записи и чтения.

Устройство содержит (фиг.1) первый элемент НЕ 1, триггер 2 подтверждения го0 товности, элемент И 3, элемент 4 задержки, передатчик 5 управляющих сигналов, второй элемент НЕ 6, триггер 7 адрес-данные, мультиплексор 8 адрес-данные, счетчик 9 адреса, коммутатор Юадресно-информаци5 онных шин, блок 11 оперативной памяти, вход 12 запроса магистрали устройства, вход 13 разрешения захвата магистрали устройства, выход 14 подтверждения захвата устройства, вход 15 требования обмена уст0 ройства, вход 16 чтения устройства, вход 17 обмена устройства, вход 18 записи устройства, выход 19 ответа устройства, первую группу адресно-информационных входов- выходов 20 устройства, вход 21 признака

5 адреса устройства, вторую группу адресно- информационных входов-выходов 22 устройства, выходы устройства - 23 чтения, 24 обмена, 25 записи, 26 ответа, группу адресных линий 27 и линии 28 переключения вхо0 дов мультиплексора 8.

ЭВМ 29 и ЭВМ 30 в состав устройства не входят, а приведены лишь для пояснения работы. Сигналы признак адреса 21 и требование обмена устройства 15 вырабатывают5 ся в ЭВМ 29. Эти сигналы могут вырабатываться, например, следующим образом. В адресном пространстве ЭВМ 29 выделены два адреса, при обращении к первому из них по записи вырабатывается сиг0 нал признаки адреса 21 и в счетчик 9 адреса записывается начальный адрес блока информации. При необходимости передать через устройство очередного слова производится обращение к второму адресу,

5 при появлении на адресно-информационной шине 20 этого адреса устанавливается сигнал на входе 15, снимающийся по окончании сигнала на входе 17.

Устройство работает следующим образом.

Инициатором обмена информацией является ЭВМ 29. Для осуществления обмена информацией между ЭВМ 29 и блоком 11 устройство использует режим захвата магистрали ЭВМ 30, т.е. выполняется приоста- нов ЭВМ 30 на время обмена информацией между ЭВМ 29 и блоком 11. Захват магистрали ЭВМ 30 осуществляетсяя по сигналу Захват магистрали на входе 12 (зм). Временная диаграмма захвата магистрали ЭВМ 30 приведена на фиг.2.

ЭВМ 29 выставляет сигнал на входе 12. Этот сигнал поступает на одноименный вход ЭВМ 30, а также через элемент НЕ 1 на вход триггера 2 подтверждения готовности, разрешая тем самым установку его в 1 по единичному входу. Сигнал Разрешение заквата магистрали на входе 13 поступает на установочный t ход триггера 2 подтверждения готовности и устанавливает его в 1. На выходе этого триггера формируется сигнал Подтверждение захвата выход 14, который поступает на вход элемента И 3, а также на соответствующие входы ЭВМ 29 и ЭВМ 30. Тем самым обеспечивается захват магистрали в соответствии с. временной диаграммой организации режима прямого доступа к памяти (фиг.2).

Устройство при организации обмена информацией между ЭВМ 29 и блоком 11 работает в двух режимах: режиме записи информации s блох 11 со стороны ЭВМ 29 (временная диаграмма приведена на фиг.З); и режиме чтения информации из блока 11 со стороны ЭВМ 29 (временная диаграмма приведена на фиг.4).

Режим записи информации.

ЭВМ 29, получив сигнал по входу 14, устанавливает на адресно-информационную шину 20 устройства адрес первого слова в массиве блока 11 и вырабатывает сигнал Признак адреса на линии 21, который поступает на вход записи счетчика 9 адреса и вызывает запоминание адреса в счетчике 9, с выхода которого, записанный адрес поступает через мультиплексор в адрес-данные на коммутатор 10 адресно-ин формационных шин. ЭВМ 29 снимает сигнал на входе 21 и вырабатывает сигнал Требование обмена на входе 15, который поступает на вход элемента И 3, сигнал с выхода которого открывает передатчик 5 и коммутатор 1C. Таким образом адрес, записанный в счетчик 9 адреса, через коммутатор 10 поступает на входы блока 11. Затем ЭВМ 29 вырабатывает сигнал Обмен на входе 17, который через элемент НЕ 6 поступает на вход триггера 7 адрес-данные, разрешая тем самым установку его в 1,

Кроме того, сигнал на входе 17 через передатчик 5 поступает на вход блока 11. Через время, определенное временной диаграммой, ЭВМ 29 вырабатывает сигнал Запись на входе 18, который поступает на вход элемента 4 задержки и на установочный вход триггера 7, устанавливая его в 1, что приводит к переключению выхода мультиплексора 8 с шины адреса, поступающей с выхода счетчика 9 адреса, на адресно-ин- формациокчую шину 20, таким образом черезкоммутатор10адресно-информационных шин на вход блока 11, поступают данные первого слова, Элемент 4 задержки обеспечивает задержку сигнала на входе 18, что необходимо для осуществления предустановки данных на адресно-информационной шине 22 относительно сигнала записи на входе 18. Время предустановки выбирается в соответствии с рекомендациями ГОСТа. С выхода элемента

4задержки, сигнал записи через передатчик

5поступает на вход записи блока 11, что вызывает запись данных в блок 11, который

вырабатывает сигнал Ответ1 на линии 26, через передатчик 5 поступающий на выход 19 в ЭВМ 29, котора в ответ на это снимает сигнал 15 на входе задний фронт которого

мсдия ицирует сче 3 адреса. Если блок данных, КОТОРЫЙ необходимо записать не окончился, то ЭВМ 29 вырабатывает новый сигнал HS входе 15 и далее аналогично до тех пор, пока не закончится блок данных.

По окончании обмена сигнал на входе 12 снимается и ЭВМ 30 продолжает приостановленную работу.

Режим чтения информации.

Этот режим реализуется следующим образом. Адрес первой ячейки поступает в блок 11 также, как в режиме записи. Далее ЭВМ 29 вырабатывает сигнал Чтение на входе 16, который поступает на управляющий вход коммутатора 10, что приводит к изменению направления передачи информации этого коммутатора, теперь передача информации происходит от блока 11 к ЭВМ 29. Кроме того, сигнал на входе 17 через коммутатор 5 поступает на вход чтения

блока 11, после чего на адресно-информационную шину 22 выставляется требуемая ин- фсомация, которая через коммутатор 10 по штнс 23 поступает на вход ЭВМ 29, Через определенное время блок 11 выставляет

сигнз кз выход 26, который через передатчик 5 поступает на вход 19 в ЭВМ 29, что вь,ывает запоминание информации. Затем ЭВМ 29 снимает сигнал на входе 15. Далее процесс выполняется аналогично режиму записи.

Формула изобретения Устройство для межмашинного обмена информацией, содержащее первый элемент НЕ, вход которого является входом устройства для подключения к эыходу запроса магистрали первой ЭВМ и выходом устройства для подключения к входу захвата магистрали второй ЭВМ, триггер подтверждения готовности, зход сброса которого соединен с выходом элемента НЕ, а выход и установочный вход - являются соответствующими выходом и входом устройства для подключения к входам подтверждения захвата первой и второй ЭВМ и выходу разрешения захвата второй ЭВМ, элемент И, первым входом соединенный с выходом триггера подтверждения готовности, блок оперативной памяти, коммутатор адресно-информационных шин, группой адресных входов соединенный с группой выходов мультиплексора адрес-данные, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с группой выходов счетчика адреса и с группой информационных входов счетчика адреса и первой группой информационных входов-выходов коммутатора адресно-информационных шин, вторая группа информационных входов-выходов которого соединена с группой информационных входов-выходов блока оперативной памяти и является группой входов-выходов устройства для подключения к группе адресно-информационных входов-выходов второй ЭВМ, причем второй вход элемента И, установочный вход счетчика адреса и первая группа информационных входов-выходов коммутатора адресно-информационных шин являются соответствующими входами и группой входов-выходов устройства для подключения к выходам требования обмена, признака адреса и группе адресно-информационных шик первой ЭВМ, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй элемент НЕ, элемент задержки, передатчик управляющих сигналов и триггер

адрес-данные, причем выход элемента И соединен с управляющим входом передатчика управляющих сигналов и входом разрешения передачи коммутатора адресно-инфор- мационных шин, вход управления

направлением передачи которого является входом устройства для подключения к выходу сигнала чтений первой ЭВМ и соединен с первым информационным входом пере датчика управляющих сигналов, второй информационный зход которого является входом устройства для подключения к выходу сигнала обмена первой ЭВМ и соединен через второй элемент НЕ с установочным входом триггера адрес-данные, выходом

подключенного к управляющему входу мультиплексора адрес-данные, вход сброса триггера адрес-данные является входом устройства для подключения к выходу сигнала записи первой ЭВМ и подключен через элемент задержки к третьему информационному входу передатчика управляющих сигналов, первый, второй и третий выходы которого являются соответствующими выходами устройства для подключения к входам сигналов чтения, обмена и записи второй ЭВМ и соединены с входами чтения, обращения и записи блока оперативной памяти, выход которого является выходом устройства для подключения к входу сигнала

ответа второй ЭВМ и соединен с четвертым информационным входом передатчика управляющих сигналов, четвертый выход которого является выходом устройства для подключения к входу сигнала ответа первой

ЭВМ, счетный вход счетчика адреса соединен с входом устройства для подключения и выходу сигнала требования обмена первой ЭВМ.

Фиг.1

мъп

13РЗН 14 ПЗ

160&П 2Q А-М 19 ОГВ

Авоес хданныеуФиг.2

74 Ш

го л-д1

27 Ш-А

1$ ВЦ

24 08HZ-18 да & л-ш

НПЗ 20 /Mf

17 ОбЩ

21ПРА 27 IS-A

24 mm

2S$«T1

Фиг.З

1

гт

ФигМ