Устройство для подключения абонентов к общей магистрали Советский патент 1992 года по МПК G06F9/46 

Ё

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах для децентрализованного арбитража запросов на захват общей магистрали. Цель изобретения - повышение надежности путем ликвидации сбоя в работе за счет создания резервированной системы формирования тактовых импульсов. В устройство, содержащее счетчики 1 и 5, дешифратор 2, триггеры 3 и 10, магистральные усилители 4 и 12, элемент И 14 и формирователь 13 импульсов, введены счетчик 8, генератор б, дешифратор 9, блок 7 контроля, элемент И-НЕ 11 и магистральный усилитель 15. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фив./

VJ

W

VI

fc

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах для децентрализованного арбитража запросов на захват общей магистрали.

Известно многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали, в котором в качестве механизма арбитража используется поразрядное сравнение кодов приоритетов с применением сложной схемы управления.

Наиболее близким к предлагаемому является многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали, содержащее два счетчика, дешифратор, два триггера, три элемента И, два магистральных усилителя и формирователь импульсов. Недостатком известного устройства является необходимость использования дополни- тельных шин для передачи сигналов начальной установки и тактовых импульсов, а также использование в системе общего для всех каналов генератора тактовых импульсов, выход которого из строя приводит к нарушению работоспособности всей системы в целом.

Цель изобретения - повышение надежности системы за счет сокращения количества служебных шин, а также создания резервированной системы формирования тактовых импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два счетчика, дешифратор, два триггера, два магистральных усилителя, элемент И и формирователь импульсов, причем выход первого магистрального усилителя соединен с шиной захвата устройства, выход второго магистрального усилителя - с входом формирователя импульсов и шиной тактирования устройства, информационные входы первого дешифратора - с соответствующими выходами первого счетчика, вход начальной установки первого триггера - с входом устройства Запрос, выход элемента И - со счетным входом первого счетчика, прямой выход второго триггера - с вторым входом второго магистрального усилителя, введены третий счетчик, генератор, второй дешифратор, блок контроля последовательности тактовых импульсов, элемент И-НЕ и третий магистральный усилитель, причем вход третьего магистрального усилителя соединен с шиной захвата устройства, а его выход - с первым входом элемента И, входом начальной установки второго счетчика и входом начальной установки блока контроля последовательности тактовых импульсов, выход переполнения второго счетчика соединен с входом начальной установки первого счетчика, второй вход элемента И - с первым входом элемента И-НЕ и выходом формирователя импульсов, счетный вход

второго счетчика - со счетным входом третьего счетчика, первым входом магистрального усилителя, входом блока контроля последовательности тактовых импульсов и выходом генератора, информационные выходы третьего счетчика - с соответствующими входами второго дешифратора, выход которого подсоединен к тактовому входу второго триггера, вход начальной установки второго триггера - с вторым входом элемента И-НЕ и выходом блока контроля последовательности тактовых импульсов, выход элемента - с входом начальной установки третьего счетчика, выход первого дешифратора - с тактовым входом первого

триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого магистрального усилителя и выходом устройства Подтверждение захвата, второй вход первого магистрального усилителя соединен с

входом устройства Начальная установка. Блок контроля последовательности тактовых импульсов содержит элемент ИЛИ, элемент И, элемент задержки, счетчик, два триггера, конденсатор и три резистора, причем тактовый вход блока соединен со счетным входом счетчика, входом элемента задержки и С-входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом начальной установки, блока, выход элемента ИЛИ - с первым входом элемента И, второй вход которого через первый резистор подсоединен к выходу элемента задержки и через конденсатор к

шине О устройства, выход элемента И соединен с входами сброса счетчика и первого и второго триггеров, D-входы которых через соответствующие резисторы соединены с шиной 1 единицы устройства, выход переполнения счетчика соединен с С-входом второго триггера, выход которого соединен с выходом блока.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная

схема блока контроля последователь-- ности тактовых импульсов; на фиг. 3 - структурная схема второго магистрального усилителя.

Устройство содержит первый счетчик 1,

информационные выходы которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора 2, выход которого подключён к тактовому входу первого триггера 3. инверсный выход которого соединен с первым

входом первого магистрального усилителя 4

и выходом 18 устройства Подтверждение захвата. Второй вход первого магистрального усилителя 4 связан с входом 19 устройства Начальная установка. Выход первого магистрального усилителя 4 и вход третьего магистрального усилителя 15 соединены с шиной 16 захвата. Выход третьего магистрального усилителя 15 подключен к первому входу элемента И 14, входу начальной установки второго счетчика 5 и входу начальной установки блока 7 контроля. Выход переполнения второго счетчика 5соединен с входом начальной установки первого счетчика 1, тактовый вход которого связан с выходом элемента И 14, второй вход которого и первый вход элемента И-НЕ

11соединены с выходом формирователя 13 импульсов. Тактовый вход второго счетчика 5 и тактовый вход третьего счетчика 8, первый вход второго магистрального усилителя

12и вход блока 7 контроля соединены с выходом генератора 6. Выход блока 7 контроля подсоединен к входу установки второго триггера 10 и второму входу элемента И-НЕ 11. Выход второго триггера 10 соединен с вторым (блокирующим) входом второго магистрального усилителя 12, выход которого и вход формирователя 13.импульсов связаны с шиной 17 тактирования. Выход элемента И-НЕ 11 соединен с входом начальной установки третьего счетчика 8, информационные выходы которого подключены к соответствующим входам дешифратора 9, выход которого соединен с тактовым входом второго триггера 10. Вход 20 запроса устройства соединен с входом начальной установки первого триггера 3.

Блок контроля последовательности тактовых импульсов содержит счетчик 21, тактовый вход которого соединен с тактовым 29 входом блока, входом элемента 25 задержки и (входом триггера 28, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 23, второй вход которого соединен с входом 30 начальной установки блока. Выход элемента ИЛИ 23 соединен с первым входом элемента И 24, второй вход которого через первый резистор 26 соединен с выходом элемента 25 задержки и через конденсатор 27 с шиной О устройства. Выход элемента И 24 соединен с входами сброса счетчика и первого 28 и второго 22 триггеров, D-входы которых через соответствующие резисторы соединены с шиной Г устройства, выход переполнения счетчика 21 соединен с С-входом второго триггера 22. выход которого соединен с выходом 31 блока.

Устройство работает следующим обрезом.

После включения системы питания формируется сигнал начальной установки (НУ). что соответствует появлению сигнала низ- 5 кого урозня на входе Т9 устройства. Этот сигнал через магистральный усилитель 4 поступает на шину 16 захвата и через магистральные усилители 15 всех устройств на входы установки вторых счетчиков 5, разре- 10 шая работу в счетном режиме, а также уста- . навливает в исходное состояние блок 7 контроля.

Коэффициент пересчета второго счетчика 5 и тактовая частота генератора 6 выбра- 15 ны та кими, что за время действия сигнала начальной установки на выходе переполнения второго счетчика 5 появляется сигнал высокого уровня, который, поступая на вход установки первого счетчика 1, устанавлива0 ет его в исходное состояние. Кроме того, в первый момент времени после включения питания на выходе блока 7 контроля формируется сигнал низкого уровня, который устанавливает в нулевое состояние второй

5 триггер 10, а также поступает на второй вход элемента И-НЕ 11, с выхода которого сигнал высокого уровня устанавливает в начальное состояние третий счетчик 8. С выхода второго триггера 10 сигнал низкого

0 уровня блокирует магистральный усилитель 12. Через фиксированный интервал времени, одинаковый для всех устройств, на выходе блока 7 контроля появляется сигнал высокого уровня, разблокирующий второй

5 триггер 10 и третий счетчик 8 по входам начальной установки.

Импульсы с выхода генератора 6 поступают на тактовый вход третьего счетчика 8, изменяя его состояние. Дешифратор 9 каж0 дого устройства настроен на свой заранее определенный код. Таким образом, в устройстве с минимальным значением кода срабатывания дешифратора сигнал с выхода дешифратора поступает на тактовый

5 вход второго триггера 10. Триггер 10 переключается, разрешая прохождение импул ь- сов через магистральный усилитель 12. На тактовой шине 17 появляется последовательность тактовых импульсов, которые во

0 всех устройствах поступают через формирователи 13 импульсов и элементы И-НЕ на вход установки третьего счетчика 8. В момент действия высокого уровня импульса на входе установки третий счетчик 8 обнуляет5 ся. Таким образом, во время тактовых импульсов на шине 17 третий счетчик 8 удерживается в исходном состоянии.

Кроме того, импульсы с выхода формирователя 13 импульсов через элемента И 14 поступают на счетный вход первого счетчика 1 и на выходе первого 2 дешифратора

появляется сигнал в строго определенный момент времени для каждого устройства относительно момента времени появления тактовой последовательности на шине 17. Если к моменту появления сигнала на выхо- де дешифратора 2 на входе 20 устройства установлен сигнал Запрос, то срабатывает триггер 3 и с его инверсного входа низкий потенциал через магистральный усилитель 4 вновь поступает на шину 16 захвата. Про- цесс установки первого счетчика 1 повторяется. Сигнал с инверсного выхода первого триггера 3 поступает на выход 18 устройства как сигнал Подтверждение захвата и разрешает абоненту передачу информации. По- еле окончания передачи информации абонент снимает сигнал Запрос, что соответствует появлению низкого уровня на входе 20 устройства. Триггер 3 устанавливается в исходное состояние, с шины 16 захвата снимается сигнал низкого уровня и процесс арбитража повторяется.

В случае нарушения работоспособности генератора 6 блок 7 контроля фиксирует отсутствие импульсов на выходе генератора 6. При этом на выходе блока 7 контроля появляется сигнал низкого уровня, который устанавливает второй триггер 10 данного устройства в нулевое состояние и через элемент И-НЕ 11 удерживает счетчик 8 в нуле- вом состоянии. Нулевой уровень на выходе второго триггера 10 блокирует магистральный усилитель 12 и на тактовой 17 шине удерживается высокий потенциал, который инициирует высокий уровень сигнала на выходе формирователей 13 импульсов всех устройств. Таким образом, во всех устройствах, за исключением устройства с отказавшим генератором б, на входе установки счетчика 8 имеет место низкий потенциал, разблокирующий счетчики 8 этих устройств по входу установки. Под действием тактовых импульсов (в устройствах с исправными генераторами) счетчики 8 изменяют свое состояние и в устройстве с наименьшим кодом настройки дешифратора 9 срабатывает триггер 10, который разрешает прохождение тактовых импульсов через магистральный усилитель 12 на тактовую 17 шину. В устройстве с вышедшим из строя генератором 8 сигнал, запрещающий прохождение импульсов через магистральный усилитель 12, выводится на сигнализацию отказа (не показано). Таким образом, при отказе генератора б одного из устрой- ства на тактовую шину 17 через магистральный усилитель 12 подключается исправный генератор 6 одного из оставшихся устройств в соответствии с кодом настройки дешифратора 9.

Блок контроля работает следующим образом.

После включения питания, в первый момент времени, конденсатор 27 разряжен и на выходе элемента И 24 сформирован низкий потенциал, под действием которого счетчик 21 и триггеры 22 и 28 устанавливаются в начальное положение. С выхода триггера 28 сигнал низкого уровня поступает на первый вход элемента ИЛИ 23. На второй вход элемента 23 поступает сигнал начальной установки (О). Таким образом, после включения питания в момент действия сигнала начальной установки на выходе элемента ИЛИ 23 формируется сигнал низкого уровня, который через элемент И 24 удерживает счетчик 21 и триггера 22 и 28 в исходном состоянии даже после заряда конденсатора 27. После снятия сигнала НУ счетчика 21 триггеры 22 и 28 разблокируются и первый импульс от генератора 6, поступивший по цепи 29 на тактовый вход триггера 28, устанавливает его в единичное состояние. Таким образом, высокий потенциал с выхода триггера 28 поступает на первый вход элемента ИЛИ 23, блокируя прохождение сигнала низкого уровня по цепи 30 через элемент ИЛ И 23, т.е. исключается возможность воздействия на блок 7 сигналов НУ и Захват, Через интервал времени, определяемый коэффициентом пересчета счетчика 21, сигналом с выхода переполнения этого счетчика переключается триггер 22 и сигнал высокого уровня с его выхода разблокирует триггер 10 и счетчик 8.

В случае выхода из строя генератора 6 конденсатор 27 разряжается и низкий потенциал через элемент И 24 устанавливает схему в исходное состояние. При этом сигнал низкого уровня с выхода триггера 22 по цепи 31 устанавливает триггер 10 в нулевое состояние, блокируя магистральный усилитель 12.

Формула изобретения 1. Устройство для подключения абонентов к общей магистрали, содержащее два счетчика, дешифратор, два триггера, два магистральных усилителя, элемент И и формирователь импульсов, причем выход первого магистрального усилителя соединен с шиной захвата устройства, выход второго магистрального усилителя - с входом формирователя импульсов и шиной тактирования устройства, входы первого дешифратора - с соответствующими выходами первого счетчика, вход начальной установки первого триггера - с входом запроса устройства, выход элемента И - со счетным входом

первого счетчика, прямой выход второго триггера - с первым входом второго магистрального усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем ликвидации сбоя в работе за счет со- здания резервированной системы формирования тактовых импульсов, в него введены третий счетчик, генератор импульсов, второй дешифратор, блок контроля последовательности тактовых, импульсов, элемент И-НЕ и третий магистральный усилитель, причем вход третьего магистрального усилителя соединен с шиной захвата устройства, а выход - с первым входом элемента И и входами начальной установ- ки второго счетчика и блока контроля последовательности тактовых импульсов, выход переполнения второго счетчика соединен с входом начальной установки первого счетчика, второй вход элемента И - с первым входом элемента И-НЕ и выходом формирователя импульсов, счетный вход второго счетчика - со счетным входом третьего счетчика, вторым входом второго магистрального усилителя, тактовым входом блока контроля последовательности тактовых импульсов и выходом генератора импульсов, выходы третьего счетчика - с соответствующими входами второго дешифратора,выход которого подсоединен к тактовому входу второгр триггера, вход начальной установки второго триггера - с вторым входом элемента И-НЕ и выходом блока контроля последо-

вательности тактовых импульсов, выход элемента И-НБ - с входом начальной установки третьего счетчика, выход первого дешифратора - с тактовым входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого магистрального усилителя и с выходом Подтверждение захвата устройства, второй вход первого магистрального усилителя соединен с входом Начальная установка устройства.

cftut.S.

фиъ. З.

3f