Многоканальное устройство для приоритетного подключения абонентов к общей магистрали Советский патент 1992 года по МПК G06F9/50 G06F13/374 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах, использующих для обмена данными общую магистраль.

Цель изобретения - сокращение объема оборудования.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема регистра сдвига (пример для вычислительной системы, включающей четыре абонента).

Устройство содержит (фиг. 1) шину 1 разрешения общей магистрали, шину 2 запрещения общей магистрали, сигнальную шину 3, каналы 4, каждый из которых содержит

триггеры 5-7. элементы И 8-11, формирователь импульсов 12. элементы И-НЕ 13. 14/ элементы задержки 15. 16, элемент НЕ 17, запросный вход 18 устройства, ответный вход 19 устройства, вь1ход 20 устройства, группу кодовых входов 21 устройства, регистр сдвига 22, содержащий (фиг.2) триггеры 23 (по количеству разрядов регистра).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 5-7 находятся в нулевом состоянии, следовательно, на шинах 1, 2, 3 установлены сигналы логической единицы. В случайные моменты источники информации (например, процессоры) по мере необходимости передачи сообщений другим процессорам выдают на

регистры 22 через соответствующие группы входов 21 парафазным кодом коды приоритетов процессоров (которые не могут быть одинаковыми, но при настройке вычислительной системы могут быть оперативно изменены), а на соответствующие входы 18 сигналы, устанавливающие триггеры 5 соответствующих каналов 4 в единичное состояние. Далее рассмотрим работу одного из каналов 4, так как в остальных каналах работа осуществляется аналогичным образом. Сигнал с единичного выхода триггера 5 через открытый элемент И 8 устанавливает триггер б в единичное состояние, закрывая при этом через шину 1 элементы И 8 всех каналов 4. Сигнал с единичного выхода триггера б через элемент И 9 открывает элемент И 10 по первому входу.

Поскольку на регистрах 22 различных каналов 4 установлены различные коды, то может оказаться, что среди претендентов на захват общей магистрали имеется канал с максимальным приоритетом.

Рассмотрим первый случай использования устройства в четырехпроцессорной вычислительной системе, когда среди претендентов, т.е. каналов, на триггерах 6 которых зафиксированы запросы, имеются, например, каналы, второй, первый и нулевой, коды приоритетов которых соответственно имеют вид: 011, 001, 000 (коды записаны в порядке возрастания приоритета, т.е. код 000 обеспечивает максимальный приоритет,нулевому каналу, а чем больше номер канала, тем меньше его приоритет).

В этом случае в нулевом канале 4 единичным сигналом с выхода регистра сдвига 22 откроется элемент И 10 и на его выходе появится единичный сигнал, который через выход 20 уведомит нулевой процессор, что магистраль им захвачена и он может передавать по ней информацию. Этот же сигнал переводит триггер 7 нулевого канала в единичное состояние, устанавливая тем самым нулевой сигнал на шине 2 (закрывая таким образом элементы И 9, 10 всех каналов) и закрывая через элемент И 11 нулевого канала. К этому времени в первом и во втором каналах 4 единичный сигнал, задержанный на элементе 16 задержки, поступает на первый вход элемента И 11 (на втором, третьем и четвертом входах которого также установлены сигналы логической единицы) и единичный сигнал с выхода элемента И 11 запускает (передним Фронтом) формирователь импульсов 12, который выдает одиночный импульс, по переднему фронту которого осуществляется сдвиг в регистрах 22, в результате чего в первом канале 4 на регистре 22 установится код 000, а во втором канале 4 на регистре 22 установится код 001. Так как на выходе регистра 22 в первом канале 4 появится единичный сигнал, то в этом канале на выходе элемента И-НЕ 13

появится нулевой сигнал , который через шину 3 закрывает по третьему входу элементы И 11 во всех каналах 4 и, поступая на второй вход элементов И-НЕ 14 всех каналов, предотвращает во втором и первых каналах

0 4 появление одиночного (нулевого) импульса на втором входе элементов И 11, так как к этрму времени одиночный (единичный) импульс , задержанный на элементе 15 задержки, появляется на первом входе

5 элемента И-НЕ 14 (в результате этих переключений исключается дальнейший сдвиг в регистрах 22 второго и первого каналов 4). После того, как нулевой процессор закончит передачу информации, но выдает на вход 19

0 своего канала 4 импульс, обнуляющий триггеры 5-7 своего канала, что приведет к появлению на шине 2 единичного сигнала, а это вызовет в первом канале установку триггера 7 (через элементы И 9, 10) в единичное

5 состояние (т.е. начнется обслуживание пер. вого процессора) и появление на шине 3

(через элемент НЕ 17, элемент И-НЕ 13)

единичного сигнала. При этом во втором

канале на выходе элемента И 11 появится

0 единичный сигнал, который запускает формирователь импульсов 12, что приведет к сдвигу кода в регистре 22 (он станет равным 000). Далее работа устройства повторяется. Во втором случае, когда в группе претендентов не оказалось канала с максимальным приоритетом (например, претендуют третий и второй каналы с кодами приоритетов соответственно 111 и 011). в этих каналах будет осуществляться сдвиг кодов

0 приоритетов до тех пор. пока в одном из каналов (с более старшим приоритетом) на регистре 22 не установится код 000. Сдвигающие импульсы будут формироваться следующим образом: первый импульс сдвига

5 появится при поступлении единичного сигнала на вход формирователя импульсов 12 с выхода элемента И 11, на первый вход которого поступит единичный сигнал с выхода элемента задержки 16, а второй импульс появится после того, как первый импульс сдвига; задержанный, на элементе задержки 15, появится и пропадает на первом входе элемента И-НЕ 14 (что приведет к появлению на входе формирователя импульсов 12 сначала нулевого, а затем единичного сигнала). В остальном работа устройства повторяется.

Формула изобретения Многоканальное устройство для приоритетного подключения абонентов к общей магистрали, содержащее каналы, каждый из которых содержит три триггера, четыре элемента И, формирователь импульсов, два элемента И-НЕ, первый элемент эадержки и элемент НЕ, причем каждый запросный вход устройства соединен с единичным входом первого триггера одноименного канала, каждый ответный вход устройства соединен в одноименном канале с входами сброса первого, второго и третьего триггеров, каждый выход устройства соединен в одноименном каналес единичным входом третьего триггера и выходом первого элемента И, выходы первых элементов каналов объединены в сигнальную шину общей магистрали и соединены во всех каналах с первым входом второго элемента И и с первым входом второго элемента И-НЕ, шина разрешения общей магистрали соединена с нулевыми выходами вторых триггеров и с первыми входами третьих элементов И каналов, шина запрещения общей магистрали соединена с первым входом четвертого элемента И и с нулевым выходом второго триггера каждого канала, в каждом канале единичный выход первого триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера своего канала, единичный выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и с первым входом пер.1 - .

вого элемента И-НЕ своего канала, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ своего канала, выход первого эле мента задержки соединен с вторым входом ёторого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом первого элемента И, единичный выход третьего триггера соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью сокращения объема оборудования устройства в каждый канал введены второй элемент эадержки и регистр сдвига, причем в каждом канале вход второго элемента задержки соединен с единичным выходом второго триггера, выход второго элемента задержки соединен с четвертым входом второго элемента И, тактовый вход регистра сдвига соединен с выходом формирователя импульсов, а инверсный выход последнего разряда регистра сдвига соединен с вторым входом первого элемента И и с третьим входом первого элемента И-НЕ, каждая группа кодовых входов устройства соединена с группой Ин- . формационных входов регистра сдвига одноименного канала.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах. Цель изобретения -сокращение объема оборудования. Достижение цели обеспечивается введением в каждый канал многоканального устройства для приоритетного подключения абонентов к общей магистрали регистра сдвига 22 и элемента задержки 16. Элемен^ ты задержки 16 обеспечивают исключение ложных ср^абатываний канёлов в случаях, когда на общую магистраль одновременно претендуют два старщих соседн««< по приоритет канала. Регистры сдвига 22 преяназначеЫ для временного придания каналам, претендующим на захват общей магистрали, более старших приоритетов во время обслуживания одного из каналов. Устройство позволяет осуществлять предоставление общей магистрали абонентам в порядке, учитывающим важность абонентов и время появления запросов на захват общей магистрали. 2ил. ,

(Риг 1

21

Щиг.2