Многоканальное устройство для сопряжения вычислительных машин Советский патент 1992 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в локальных вычислительных сетях, в частности в распределенных системах управления с числом абонентов более трех.

Известно радиальное соединение нескольких ЭВМ в распределенной вычислительной сети. Периферийные ЭВМ (абоненты) соединены через коммуникационную ЭВМ линиями связи длиной в десятки-сотки метров. Коммуникационная ЭВМ организует транзитный обмен информацией для любой пары абонентов. Недостаток системы состоит в том, что связь абонентов достигается сложными аппаратно-программными средствами ЭВМ.

В известном радиальном соединении абонентов сравнительно простое специализированное устройство для сопряжения вычислительных средств позволяет осуществлять парные соединения удаленных друг от друга

ЭВМ. Управление коммутирующими операциями устройства осуществляется со стороны абонентов.

Недостаток устройства состоит в том, что оно непосредственно может объединить только три абонента.

Известно многоканальное устройство для сопряжения абонентов ЭВМ с общей магистралью, которая разделяется на участки при помощи блоков магистральных клю-4 чей, управляемых каналами. Канал служит для подключения соответствующей ему ЭВМ к магистрали.

Каждый канал содержит узел захвата магистрали по приоритету, входной регистр адреса, регистры состояния устройства, двунаправленные ключи обмена информацией с ЭВМ, группу усилителей, а также узел управления.

Канал и соответствующую ЭВМ соединяют шины: группы кодовых входов приори ъ

VI

4 N3 00 Ю СЛ

тета, группы кодовых входов адреса абонента, входа конца выдачи, сигнала занятости магистрали, группы выходов начала приема, группы информационных входов-выходов, синхронизации входа-выхода.

Любая ЭВМ может в случайный момент времени осуществить коммутацию своего канала с каналом любой другой ЭВМ таким образом, что используемый участок магистрали будет изолированным. На этом участке магистрали осуществляется взаимный обмен информацией между двумя сопряженными ЭВМ. В это же время оставшаяся часть магистрали может быть использована аналогичным образом для попарных соединений других ЭВМ.

Недостаток устройства заключается в сложности его связи с ЭВМ и невозможности использования стандартных интерфейсов. Это повышает вероятность возникновения ошибок при работе устройства, затрудняет или делает невозможным его сопряжение с разнотипными абонентами, а также его применение в вычислительных сетях с рассредоточением абонентов в пределах десятков-сотен метров. Кроме того, поскольку взаимодействие устройства с абонентами не синхронизировано, работа вычислительной системы не свободна от конфликтных ситуаций. Приведенные особенности устройства указывают на недостаточную достоверность его работы в сетях с рассредоточенными объектами вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение достоверности работы устройства.

В отличие от известного предлагаемое устройство обладает повышенной достоверностью работы, так как оно, во-первых, содержит меньшее число физических линий связи как в магистрали, так и, особенно, между каналом и ЭВМ и, во-вторых, централизованное тактирование каналов уменьшает вероятность возникновения конфликтных ситуаций при операциях по установлению и прекращению связи между каналами. Это преимущество возрастает с увеличением числа абонентов, поскольку в прототипе быстрее растет число магистральных шин. Кроме того, увеличению надежности работы устройства служит тот факт, что магистраль, блоки ключей и блоки согласования каналов представляют собой единую схему комбинационного типа,которая, особенно в ком- пактном исполнении, препятствует сохранению и развитию случайных сбойных ситуаций, например от внешних помех.

Введение в предлагаемое устройство стандартного последовательного приемопередатчика для связи канала с ЭВМ позволяет увеличить расстояние между ними до

сотен и более метров, а так же делает устройство более подходящим для сопряжения ЭВМ различных типов.

В отличие от прототипа, в предлагаемом устройстве обмен информацией пары ЭВМ может осуществляться по встречным направлениям независимо друг от друга, в том числе одновременно. Это дает дополнительные возможности по устранению конф0 ликтных ситуаций в диалоге абонентов, разрешаемых программными средствами, и в ряде случаев позволяет увеличить производительность обмена информацией между абонентами.

5 Таким образом, по сравнению с прототипом, область применения предлагаемого устройства расширяется.

В практике предлагаемое устройство может заменить коммуникационную ЭВМ в

0 локальной вычислительной сети с радиальной топологией и расстояниями между абонентами в пределах десятков-сотен метров.

Изготовленные на предприятии два 15-канальных опытных образца предлага5 емого устройства испытываются в автома- тизированной системе управления технологической линией по изготовлению тепловыделяющих элементов для реакторов на быстрых нейтронах. Расстояния между

0 сопрягаемыми управляющими ЭВМ составляют 5-40 м. За базовый вариант для определения экономической эффективности от внедрения предлагаемого устройства взята ранее применявшаяся в данной технологиче5 ской линии автоматизированная система, в которой функции сопряжения управляющих ЭВМ-абонентов выполняла коммуникационная ЭВМ (сложность и недостаточная надежность функционирования программного

0 обеспечения диалоговых межмашинных связей с посредничеством коммуникационной ЭВМ послужили основанием для разработки предлагаемого устройства).

Ожидаемый годовой экономический эф5 фект от внедрения предлагаемого устройства в данной системе управления технологической линии составляет около 260 тыс. рублей. Главным условием, обеспечивающим получение указанного эффекта, является сравни0 тельно более высокая надежность управления технологической линией, что по предварительным оценкам позволяет снизить на 5% время ее возможного простоя из-за сбоев в управляющей системе и соот5 ветственно дополнительно использовать в производстве высокоэффективный топливный продукт.

Кроме того, источником ожидаемой экономической эффективности являются и более низкие, в сравнении с базовым вариантом,

затраты на разработку программно-технических средств системы с использованием предлагаемого устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для сопряже- ния вычислительных машин, содержащее п каналов, каждый из которых содержит два усилителя, два блока ключей и регистр состояния, причем первая и вторая группы информационных входов и выходов 1-го ка- нала (1 2,п-1) подключены соответственно к вторым группам выходов и входов (1-1)-го канала и первым группам информационных выходов и входов (1+1)-го канала, информационные вход и выход последовательного кода 1-го канала являются соответствующими входом и выходом устройства для подключения к информационным выходу и входу соответствующей вычислительной машины, причем в каждом канале вход пер- вого усилителя и выход второго усилителя являются соответственно информационными входом и выходом последовательного кода канала, первые группы информационных входов и выходов первого и второго блоков ключей являются соответственно первыми и вторыми группами информационных входов и выходов канала, введен тактовый блок, jabixofl и j-я группа выходов которого 0 1 ,п) соединены соответственно с синхронизирующим входом и группой тактовых входов j-ro канала, а в каждый канал введены асинхронный последовательный приемопередатчик, блок согласования, состоящий из двух дешифраторов адреса, во- семнадцати элементов И и двенадцати элементов ИЛИ, и командный блок, состоящий из дешифратора команд, элемента задержки и регистра команд, причем в каждом канале первый выход регистра состояния соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первые входы с третьего по шестой элементов И соединены с первым выходом регистра команд, вторым выходом соединенного с первыми входами с седьмого по девятый элементов И, а третьим выходом - с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И, группа выходов и первый информационный вход дешифратора команд соединены соответственно с группой инфор- мационных входов и четвертым выходом регистра команд, вторые входы с третьего по одиннадцатый элементов И и тактовый вход дешифратора команд образуют группу тактовых входов канала, выход третьего элемента И соединен с прямым входом двенадцатого элемента И и первым входом тринадцатого элемента И, выход которого подключен к первому входу четырнадцатого элемента И и прямому входу пятнадцатого элемента И.

выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом тринадцатого элемента И и инверсным входом двенадцатого элемента И, выходом подключенного к первому информационному входу регистра состояния, первый выход которого соединен с первым прямым входом шестнадцатого элемента И и первыми входами с второго по четвертый элементов ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с первым входом семнадцатого элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом восемнадцатого элемента И, первые входы шестого и седьмого элементов ИЛИ соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, а вторые входы - соответственно с выходами первого и второго дешифраторов адреса, первый вход второго усилителя соединен с выходом восемнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом четырнадцатого и инверсными входами пятнадцатого и шестнадцатого элементов И и выходом восьмого элемента ИЛИ, с первого по третий входы девятого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами шестого, девятого и одиннадцатого элементов И, вход сброса регистра состояния соединен с выходом десятого элемента ИЛИ, с первого по третий входами соответственно подключенного к выходам восьмого, десятого и семнадцатого элементов И, синхровход регистра команд соединен с выходом одиннадцатого элемента ИЛИ, первым и вторым входами подключенного соответственно к выходам четырнадцатого элемента И и девятого элемента ИЛИ, второй вход семнадцатого элемента И соединен с выходом двенадцатого элемента ИЛИ, второй выход регистра состояния соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, управляющим входом первого блока ключей и первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом регистра состояния, вторым входом второго элемента ИЛИ, третьим входом четвертого элемента ИЛИ и управляющим входом второго блока ключей, первый и второй входы двенадцатого элемента ИЛИ соединены соответственно с четвертым и пятым выходами регистра состояния, с второго по пятый информационные входы которого подключены соответственно к выходам седьмого и шестого элементов ИЛИ, пятнадцатого и шестнадцатого элементов И, вторым прямым входом подключенного к выходу пятого элемента И, с первого по пятый выходы регистра состояния соединены с группой информационных входов асинхронного последовательного приемопередатчика, информационные вход и выход последовательного кода и первая группа выходов которого соединены соответственно с выходом первого усилителя, вторым входом второго усилителя и группой информационных входов дешифратора команд, второй информационный вход которого соединен с выходом готовности асинхронного последовательного приемопередатчика и через элемент задержки с входом синхронизации приемника асинхронного последовательного приемопередатчика, тактовый вход которого является синхронизирующим входом канала, а синхровход соединен с выходом девятого элемента ИЛИ, вторая группа выходов первого блока ключей соединена с группой информационных входов и синх- ровходом первого дешифратора адреса, первыми входами первого и пятого элементов ИЛИ, вторым входом первого элемента И, четвертым входом десятого элемента ИЛИ и второй группой информационных входов второго блока ключей, вторая группа выходов которого подключена к второй группе информационных входов первого блока ключей, группе информационных входов и синхровходу второго дешифратора адреса, вторым входам второго элемента И и первого и пятого элементов ИЛИ и пятому входу десятого элемента ИЛИ, третья группа информационных входов и разрешающий вход первого блока ключей соединены с второй группой выходов асинхронного последовательного приемопередатчика, третьим выходом регистра состояния и выходами четвертого, седьмого элементов И, четвертого элемента ИЛИ, первого усилителя и с выходом второго элемента ИЛИ, третья группа информационных входов и разрешающий вход второго блока ключей подключены соответственно к второй группе выходов асинхронного последовательного приемопередатчика, второму выходу регистра состояния, выходам первого усилителя, четвертого и седьмого элементов И, четвертого элемента ИЛИ и к выходу третьего элемента ИЛИ.

Введеннный в предлагаемое устройство тактовый блок, а также введенные в каждый канал устройства асинхронный последовательный приемопередатчик, командный блок, блок согласования и соответствующие связи позволяют упростить сопряжение и применить стандартный радиальный интерфейс между каналом и соответствующей ей ЭВМ и тем самым решить задачу увеличения между ними, по сравнению с известным устройством, допустимого расстояния. Это дает возможность при компактном (в одном приборном конструктиве)

исполнении устройства, совместить преимущества магистральной и радиальной топологии в однозвенной вычислительной сети, построенной на основе предлагаемого

устройства.

В отличие от известного устройства операции по установлению и прекращению не- скольких одновременно действующих парных связей абонентов тактируются цен0 трализованно для всех каналов, чем достигается повышение достоверности работы устройства.

На фиг.1 показана общая схема устройства; на фиг.2 - структурная схема канала;

5 на фиг.З - пример исполнения тактового блока; на фиг.4 - пример исполнения первого блока ключей.

Многоканальное устройство для сопряжения вычислительных машин содержит

0 (фиг.1) п каналов 1, каждый из которых содержит (фиг,2) два усилителя 2 и 3, два блока ключей 4 и 5 и регистр б состояния. Первая группа информационных входов 7 и выходов 8 1-го канала (I 2, п-1) подключена к

5 второй группе информациенных соответственно выходов 9 и входов 10 (Ы)-го канала. Вторая группа информационных выходов 9 и входов 101-го канала подключена к первой группе информационных соответственно

0 входов 7 и выходов 8 (1+1)-го канала. Информационные вход 11 и выход 12 последова- тельного кода {-го канала являются соответствующими входом и выходом устройства для подключения к информацион5 ным выходу и входу соответствующей вычислительной машины, причем в каждом канале вход первого усилителя 2 и выход второго усилителя 3 являются соответственно информационными входом 11 и выходом

0 12 последовательного кода канала. Первые группы информационных входов 13 и выходов 14 первого блока ключей 4 1-го канала являются соответственно первыми группами информационных входов 7 и выходов 8

5 1-го канала. Первые группы информационных входов 15 и выходов 16 второго блока ключей 5 являются соответственно вторыми группами информационных входов 10 и выходов 9 канала.

0 Выход 17 и j-я группа выходов 18 тактового блока 19 Q fin) соединены соответственно с синхронизирующим входом 20 и группой тактовых входов 21-25 j-ro канала. В каждый канал введены асинхронный по5 следовательный приемопередатчик 26, блок 27 согласования, состоящий из двух дешифраторов 28 и 29 адреса, восемнадцати элементов И 30-47 и двенадцати элементов ИЛИ 48-53 и командный блок 60. состоящий из дешифратора 61 команд, элемента 62 задержки и регистра 63 команд, причем в каждом канале первый выход регистра 6 состояния соединен с первыми входами первого 30 и второго 31 элементов И, первые входы с третьего 32 по шестой 35 элементов И соединены с первым выходом регистра 63 команд, вторым выходом соединенного с первыми входами с седьмого 36 по девятый 38 элементов И, а третьим выходом - с первыми входами десятого 39 и одиннадцатого

40элементов И, группа выходов и первый информационный вход дешифратора 61 команд соединены соответственно с группой информационных входов и четвертым выходом регистра 63 команд.

Группу тактовых входов 21-25 канала образуют соответственно тактовый вход 21 дешифратора 61 команд; объединенный вход 22 вторых входов третьего 32, седьмого 36 и десятого 39 элементов И; объединенный вход 23 вторых входов четвертого 33 и восьмого 37 элементов И; тактовый вход 24, являющийся вторым входом пятого элемента И 34; объединенный вход 25 вторых входов шестого 35, девятого 38 и одиннадцатого 40 элементов И.

Выход третьего элемента И 32 соединен с прямым входом двенадцатого элемента И

41и первым входом тринадцатого элемента И 42, выход которого подключен к первому входу четырнадцатого элемента И 43 и прямому входу пятнадцатого элемента И 44. Выход первого элемента ИЛИ 48 соединен с вторым входом тринадцатого элемента И

42и инверсным входом двенадцатого элемента И 41, выходом подключенного к первому информационному входу регистра 6 состояния, первый выход которого соединен с первым прямым входом шестнадцатого элемента И 45 и первыми входами с второго 49 по четвертый 51 элементов ИЛИ. Выход шестого элемента И 35 соединен с первым входом семнадцатого элемента И 46, выход пятого элемента ИЛИ 52 соединен с первым входом восемнадцатого элемента И 47, первые входы шестого 53 и седьмого 54 элементов ИЛИ соединены соответственно с выходами первого 30 и второго 31 элементов И, а вторые входы - соответственно с выходами первого 28 и второго 29 дешифраторов адреса. Первый вход второго усилителя 3 соединен с выходом восемнадцатого элемента И 47, второй вход которого соединен с вторым входом четырнадцатого

43и инверсными входами пятнадцатого 44 и шестнадцатого 45 элементов И и выходом восьмого элемента ИЛИ 55. С первого по третий входы девятого элемента ИЛИ 56 соединены соответственно с выходами шестого 35, девятого 38 и одиннадцатого 40 элементов И,

Вход сброса регистра 6 состояния соединен с выходом десятого элемента ИЛИ 57,

с первого по третий входами соответственно подключенного к выходам восьмого 37, десятого 39 и семнадцатого 46 элементов И. Синхровход регистра 63 команд соединен с выходом одиннадцатого элемента

0 ИЛИ 58, первым и вторым входами подключенного соответственно к выходам четырнадцатого элемента И 43 и девятого элемента ИЛИ 56.

Второй вход семнадцатого элемента И

5 46 соединен с выходом двенадцатого элемента ИЛИ 59. Второй выход регистра 6 состояния соединен с вторыми входами третьего 50 и четвертого 51 элементов ИЛИ, управляющим входом первого блока ключей

0 4 и первым входом восьмого элемента ИЛИ 55, второй вход которого соединен с третьим выходом регистра 6 состояния, вторым входом второго элемента ИЛИ 49, третьим входом четвертого элемента ИЛИ 51 и уп5 равляющим входом второго блока ключей 5. Первый и второй входы двенадцатого элемента ИЛИ 59 соединены соответственно с четвертым и пятым выходами регистра 6 состояния, с второго по пятый информаци0 онные входы которого подключены соответственно к выходам седьмого 54 и шестого 53 элементов ИЛИ, пятнадцатого 44 и шестнадцатого 45 элементов И, вторым прямым входом подключенного к выходу пятого эле5 мента И 34. С первого по пятый выходы регистра 6 состояния соединены с группой информационных входов 75 асинхронного последовательного приемопередатчика 26, информационные вход 76 и выход 77 после0 довательного кода и первая группа выходов 78 которого соединены соответственно с выходом первого усилителя 2, вторым входом второго усилителя-3 и группой информационных входов дешифратора 61 команд,

5 второй информационный вход которого соединен с выходом 79 готовности приемопередатчика 26 и через элемент 62 задержки - с входом синхронизации приемника 80 приемопередатчика 26, тактовый вход 81 кото-

0 рого является синхронизирующим входом 20 канала, а синхровход 82 соединен с выходом девятого элемента ИЛИ 56.

Вторая группа выходов 64 первого блока ключей 4.соединена с группой информа5 ционных входов и синхровходом первого дешифратора 28 адреса, первыми входами первого 48 и пятого 52 элементов ИЛИ, вторым входом первого элемента И 30, четвертым входом десятого элемента ИЛИ 57 и второй группой информационных входов 65

второго блока ключей 5, вторая группа выходов 66 которого подключена к второй группе информационных входов 67 первого блока ключей 4, группе информационных входов и синхровходу второго дешифратора 29 адреса, пятому входу десятого элемента ИЛИ 57, а также вторым входам второго элемента И 31 и первого 48 и пятого 52 элементов ИЛИ.

Третья группа информационных входов 68 и разрешающий вход первого блока ключей 4 соединены с второй группой выходов 83 приемопередатчика 26, третьим выходом регистра 6 состояния и выходами четвертого 33 и седьмого 36 элементов И, четвертого элемента ИЛИ 51, первого усилителя 2 и с выходом второго элемента ИЛИ 49. Третья группа информационных входов 69 и разрешающий вход второго блока ключей 5 подключены соответственно к второй группе выходов 83 приемопередатчика 26, второму выходу регистра 6 состояния, выходу первого усилителя 2, четвертого 33 и седьмого 36 элементов И, четвертого элемента ИЛИ 51 и к выходу третьего элемента ИЛИ 50.

Тактовый блок 19 содержит (фиг.З) узел групповых элементов И 70, дешифратор 71 тактов, дешифратор 72 каналов, счетчик 73 и генератор 74 прямоугольных импульсов, первый выход которого является выходом 17 тактового блока 19, а второй выход подключен к входу счетчика 73, выходные шины младших разрядов которого подключены к входу дешифратора 71 тактов, а старших разрядов - к входу дешифратора каналов 72, каждый выход которого подключен к объединенному управляющему входу соответствующего группового элемента И узла групповых элементов И 70. К каждому выходу дешифратор 71 тактов подключены параллельно одноименные по номеру разрядные входы всех групповых элементов И) узла групповых элементов И 70. Группа выходов каждого группового элемента 70j узла групповых элементов И 70 является соответствующей группой выходов 18j тактового блока 19.

На фиг.4 показано исполнение блока ключей на примере блока ключей 4. Входами первой группы информационных входов 13 блока ключей 4 являются первые входы группы элементов И, реализованных интегральными схемами (ИС) типа К155ЛИ1.

Выходы этой группы элементов И составляют вторую группу выходов 64 блока ключей 4. Входами второй 67 и третьей 68 групп информационных входов блока ключей 4 являются соответственно входы D 1 и D 2 мультиплексорных элементов, реализованных на ИС типа К555КП14. Первая группа выходов 14 блока ключей 4 образована выходами группы элементов НЕ ИС К155ЛН1. инвертирующих выходные сигналы мультиплексорных элементов. Объединенные входы Z мультиплексорных элементов, соединенные через элемент НЕ с объединенными вторыми входами группы элементов И, являются управляющим входом блока ключей 4, а

0 объединенные входы V мультиплексорных элементов - разрешающим входом блока ключей 4.

Конструктивно блоки ключей 4 и 5 не отличаются друг от друга. В приведенном

5 варианте исполнения блока ключей каждая группа входов или выходов имеет пять шин, предназначенных для передачи управляющих и информационных сигналов (строба адреса, запрета захвата, ограничения участ0 ка, информации и завершения связи), а также три шины для передачи адреса. Это соответствует максимальному числу каналов в устройстве п 8.

В качестве приемопередатчика 26 мо5 жет быть использована, например, интегральная схема типа КР581ВА1 (последовательный асинхронный приемопередатчик).

Устройство работает следующим образом.

0 Различаются шесть состояний каналов. Соответственно этому регистр 6 состояния может принимать одно из шести значений. Каждому из пяти первых значений соответствует информационный вход и потенциал

5 Г на одноименном (по номеру) выходе регистра 6 состояния.

При подаче сигнала на шестой вход (вход сброса) на всех выходах регистра устанавливается потенциал О, чтосоответству0 ет исходному состоянию регистра 6, а при сброшенном регистре команд 63 - и исходному состоянию всего канала 1.

Потенциалом О от первого и второго выходов регистра 6 состояния, прошедшим

5 через элемент ИЛИ 50 на разрешающий вход блока ключей 5, к первой группе выходов 16 этого блока подключается вторая группа информационных входов 65 этого блока ключей.

0 Потенциалом 0й от первого и третьего выходов регистра состояния 6, прошедшим через элемент ИЛИ 49 на разрешающий вход блока ключей 4, к первой группе выходов 14 этого блока подключается вторая

5 группа информационных входов 67 этих ключей.

Потенциал О от второго выхода регистра 6 сортояния, поступивший на управляющий (инверсный) вход блока ключей 4, снимает блокировку передачи входных сигналов на его первую 14 и вторую 64 группы выходов, соответственно с второй 67 и первой 13 групп информационных входов.

Потенциал 0й от третьего выхода регистра 6 состояния, поступивший на управляющий (инверсный) вход блока ключей 5, снимает блокировку передачи входных сигналов на его первую 16 и вторую 66 группы выходов, соответственно с второй 65 и первой 15 групп информационных входов.

Таким образом, если все каналы 1 находятся в исходном состоянии, магистральные шины, последовательно проходящие через все каналы, сохраняют потенциал О по всему устройству.

В предлагаемом устройстве моменты времени для установления и прекращения связи между каналом-инициатором и каналом-адресатом задаются тактовым блоком 19, который выдает по своим группам выходов с 18i по 18п тактовые серии управляющих сигналов для всех каналов поочередно. Управление каналом, а через него и устройством в целом, со стороны ЭВМ осуществляется командами, каждая из которых состоит из двух посылаемых подряд байтов - последовательного и исполнительного. Первый служит признаком команды, второй содержит ее предметную часть. Непосредственно после выполнения каждой команды канал посылает в ЭВМ байт состояния, который содержит информацию о результате выполнения команды.

Различаются три команды: Запрос канала абонента (ЗКА), Конец связи (КС) и Программный сброс канала (ПСК).

По команде ЗКА анализируется ситуация в канале и на участке магистрали, проходящей через данный канал, а при благоприятной ситуации устанавливается связь между рассматриваемым каналом (в данном случае инициатором) и каналом-адресатом, номер (адрес) которого указан во втором, исполнительном байте команды.

По команде КС канал-адресат и канал- инициатор переводятся в исходное состояние. Команда КС служит для завершения диалога.

По команде ПСК в исходное состояние переводится только канал, непосредственно связанный с ЭВМ, подавшей эту команду. Команда ПСК служит для приведения в исходное состояние канала, например после частичной перезагрузки системы в сбойных ситуациях.

Покажем работу канала в сеансе связи двух ЭВМ.

Рассмотрим ситуацию, при которой канал-инициатор и канал-адресат находятся в

исходном состоянии, а участок магистрали между ними свободен.

Поступающий из ЭВМ последовательным кодом подготовительный байт команды

ЗКА проходит в канале-инициаторе через его вход 11 и усилитель 2 на информационный вход последовательного входа 76 приемопередатчика 26, в котором при помощи приходящих по тактовому входу 81 импуль0 сов осуществляется фазирование и синхронизация приема кодовой посылки.

По окончании приема байта на первой группе выходов 78 приемопередатчика 26 и, следовательно, на группе информационных

5 входов дешифратора 61 команд устанавливается принятый код. Его совпадение с признаком команды проверяется по сигналу окончания приема байта, пришедшему с выхода 79 готовности приемопередатчика 26

0 на второй информационный вход 61 и, одновременно, на элемент 62 задержки.

Проверка на совпадение в дешифраторе 61 реализуется в момент поступления на его тактовый вход первого тактового им5 пульса с входа 21 группы тактовых входов канала (вся тактовая серия импульсов поступает в данный канал 1j через его входы 21- 25 из соответствующего группового элемента И 70j через его групповой выход

0 18j, как это показано на фиг.З). Если совпадения нет, то, после получения с выхода элемента 62 задержки импульса на вход синхронизации приемника 80 приемопередатчика 26 и последующего снятия с его

5 выхода 79 готовности сигнала окончания приема байта, канал готов к.приему следующего байта. Элемент 62 задержки настроен из условия захвата в интервале времени проверки хотя бы одного тактового импуль0 са, поступившего на тактовый вход дешифратора 61.

Если совпадение с признаком команды обнаружено, дешифратор 61 засылает на регистр 63 команд код 0001, при котором с

5 его четвертого выхода на первый информационный вход дешифратора 61 подается потенциал 1. При этом условии принятый в приемопередатчик 26 следующий байт рас-« сматривается как исполнительный байт ко0 манды и проверяется дешифратором 61 на предмет совпадения с кодом одной из возможных команд с последующей засылкой в регистр 63 команд дешифрованного кода. В рассматриваемом случае, при дешиф5 рации исполнительного байта команды ЗКА, в регистре 63 команд устанавливается код 0011, при котором потенциалом- 1й, с его первого выхода подготавливаются элементы И 32-35 по их первым входам к пропусканию тактовых импульсов с второго по пятый,

поступающих в канал по его групповым входам 22-25 группы тактовых входов. Низкий потенциал с выхода элемента ИЛИ 48, означающий отсутствие сигналов запрета захвата на групповых выходах 64 и 66 соответственно ключей 4 и 5, открывает элемент И 41 по инверсному входу. Вторым тактовым импульсом, прошедшим через элементы И 32 и 41 по их второму и прямому входам соответственно, регистр 6 состояния по входу 1 устанавливается в первое положение. С первого выхода регистра 6 состояния сигнал высокого уровня, пройдя элементы ИЛИ 49 и 50 по их первым входам, поступает на разрешающие входы соответственно блоков 4 и 5 ключей, тем самым подключая групповые входы 68 к выходам 14 и входы 69 к выходам 16 соответственно блоков ключей 4 и 5. Этот же сигнал, пройдя элемент ИЛИ 51 по его первому входу, далее через групповые входы-выходы 68-14 и 69- 16 соответственно блоков ключей 4 и 5, устанавливает высокий потенциал запрета захвата на магистральных шинах.

Потенциал 1 с первого выхода регистра 6 состояния открывает по первым входам элементы И 30 и 31, подготавливая прием ответного сигнала ограничения участка, поступление которого от адресата ожидается по соответствующим шинам с групповых выходов 64 или 66 блоков ключей соответственно 4 и 5.

Адрес абонента, хранящийся в приемопередатчике 26 после приема исполнительного байта команды, поступает с второй группы выходов 83 приемопередатчика 26 через соответствующие шины групповых входов-выходов 68-Н и 69-16 блоков ключей 4 и 5 на магистраль.

Третий тактовый импульс, пройдя по второму входу элемент И 33 через групповые входы-выходы 68-14 и 69-16 соответственно блоков ключей 4 и 5, поступает на (магистраль в качестве сигнала строба адреса.

Предположим, что канал-адресат имеет лорядковый номер больший, чем у рассматриваемого.

В одном из каналов, а именно в канале- адресате, произойдет совпадение адресов поступившего и присвоенного этому каналу. На выходе дешифратора 28 образуется импульс, который, пройдя элемент ИЛИ 53 по его второму входу, переводит регистр 6 состояния в третье положение. Потенциал 1 с третьего выхода регистра 6 состояния осуществляет следующее:

закрывает блок ключей 5 по его управляющему входу;

пройдя через элемент ИЛИ 49 по его второму входу на разрешающий вход блока

ключей 4, подключает канал-адресат через групповые входы-выходы 68-14 блока ключей 4 к участку магистрали между каналом- адресатом и каналом-инициатором (т.е.

каналом, получившим команду ЗКА);

пройдя через определенную шину групповых входов-выходов 68-14 блока ключей 4, образует в магистрали сигнал ограничения участка;

0 пройдя элемент ИЛИ 51 по его третьему входу в блок ключей 4 через его определенную шину групповых входов-выходов 68-14, образует в магистрали сигнал запрета захвата;

5 пройдя элемент ИЛИ 55 по его второму входу, открывает элемент И 47 по его второму входу, разрешая тем самым прохождение через его первый вход сигналов с выхода пятого элемента ИЛИ 52. На первый

0 вход этого элемента в дальнейшем будут поступать последовательным кодом информационные сигналы по соответствующей шине с второй группы выходов 64 блоков ключей 4.

5 В канале-инициаторе сигнал ограничения участка, поступивший с соответствующей шины второй группы входов-выходов 66 блока ключей 5, пройдя через элементы И 31 и ИЛИ 54 по их второму и первому

0 входам соответственно, устанавливает регистр 6 состояния во второе положение, при котором потенциал 1 с его выхода осуществляет следующее:

закрывает блок ключей 4 по его управ5 ляющему входу;

пройдя элемент ИЛИ 50 по его второму входу, поступает на разрешающий вход блока ключей 5, поддерживая тем самым открытое состояние групповых входов-выходов

0 69-16.

Таким образом, участок магистрали, открытый для обмена информацией и управля- ющими сигналами, ограничен блоком ключей 4 канала-инициатора и блоком клю5 чей 5 канала-адресата.

Четвертый тактовый импульс, пройдя элемент И 34, не может пройти по прямому второму входу элемента И 45, так как тот закрыт по инверсному входу высоким по0 тенциалом, поступающим с третьего выхода регистра состояния через элемент ИЛИ 55 по его второму входу.

Пятый тактовый импульс, пройдя элемент И 35, а также ИЛИ 56 по его первому

5 входу, поступает на синхровход 82 приемопередатчика 26, а пройдя дополнительно элемент ИЛИ 58 по его второму входу на синхровход регистра 63 команд, сбрасывает его в исходное состояние по заднему фронту. Передним фронтом импульса, прошедшего по синхровходу 82 в приемопередатчик 26, в него заносится через группу инфор- мационных входов 75 информация с регистра состояния, а задним фронтом в приемопередатчике 26 запускается операция выдачи занесенного в него байта состояния. Этот байт состояния с информационного выхода последовательного кода 77 приемопередатчика 26 проходит второй усилитель 3 по его второму входу и через выход 12 канала поступает в линию связи с ЭВМ-инициатором, сообщая ей о выполнении команды ЗКА.

Получив в ответ на команду байт состояния, ЭВМ анализирует его, и, удостоверившись в готовности каналов и магистрали к обмену информацией с абонентом, начинает обмен.

Информационные байтовые посылки в канале-инициаторе проходят с входа 11 через усилитель 2, блок ключей 5 через его определенную шину информационных входов-выходов 69-16, поступают в канал-адресат, в котором с второй группы выходов 64 блока ключей 4 через элементы ИЛИ 52, И 47 и усилитель 3 по их первым входам проходят на линию связи с ЭВМ-адресатом. Аналогичный путь, но в обратном направлении, проходят информационные байтовые посылки из ЭВМ-адресата: в каналз-адреса- те через его вход 11, усилитель 2, блок ключей 4 по его групповым входам-выходам 68-14, далее по открытому участку магистрали через блок ключей 5 по его групповому входу-выходу 15-66 поступают в канал-инициатор, в котором через элемент ИЛИ 52 по его второму входу, элемент И 47 и усилитель 3 поступают в линию связи с ЭВМ-инициатором.

В каждом промежуточном канале, находящемся на занятом участке магистрали, прохождение чужой информации после элемента ИЛИ 52 блокируется элементом И 47 по его второму входу, на который подается низкий потенциал, поступающий через элемент ИЛИ 55 с второго и третьего входов регистра б состояния.

В конце диалога между абонентами один из них посылает в свой канал команду КС, после принятия которой приемопередатчиком 26 и взаимодействия последнегос командным блоком 60 по первому тактовому импульсу на выходных шинах регистра 63 команд установится код 0101. Потенциалом 1 с второго выхода регистра 63 команд открываются элементы И 36-38 по их первым входам.

Второй тактовый импульс проходит элемент И 36 по его второму входу, блок ключей 5 по его групповым входу-выходу 69-16 и

далее через магистраль в канал-адресат, в котором в качестве сигнала завершения связи поступит с второй группы выходов 64 блока ключей 4 через элемент ИЛИ 57 по его 5 четвертому входу навход сброса

регистра 6 состояния, переводя его в исходное положение. В канале-инициаторе третий тактовый импульс, пройдя элементы И 37, ИЛИ 57 по их второму и первому входам

0 соответственно, поступает на вход сброса регистра 6 состояния и переводит его в исходное состояние. Пятый тактовый импульс, пройдя элементы И 38, ИЛИ 56 по их вторым входам, поступает на синхровход 82 при5 емопередатчика 26, а пройдя дополнительно элемент ИЛИ 58 по его второму входу, поступает на синхровход регистра 63 команд, сбрасывает его в исходное состояние по заднему фронту. Передним фронтом им0 пульса, прошедшего по синхровходу 82 в приемопередатчик 26, в него заносится через группу информационных входов 75 информация с регистра состояния, а задним фронтом запускается операция передачи,

5 по которой с информационного выхода последовательного кода 77 приемопередатчика 26 код байта состояния выдается через усилитель 3 по его второму входу и выход 12 канала в линию связи с ЭВМ.

0 Следует отметить, что с момента установления связи между ЭВМ понятия инициатор и адресат имеют смысл только с точки зрения программной организации диалога. Сами каналы устройства становятся

5 равноправными, различие их определяется содержимым регистров состояния: у одного второе положение, у другого - третье.

В случае, когда канал-адресат имеет порядковый номер меньший, чем канал-ини0 циатор, процедура выполнения команды ЗКА аналогична, поэтому работа второго дешифратора 29 и элемента И 31 может быть разобрана на примере дешифратора 28 и элемента И 30.

5

Рассмотрим вторую ситуацию, при которой участок магистрали, проходящий через канал-инициатор, занят другой парой абонентов. При этом в канале-инициаторе ре0 гистр 6 состояния стоит в исходном положении, а с соответствующих шин вторых групп выходов 64 и 66 блоков ключей 4 и 5 соответственно на первый и второй входы элемента ИЛИ 48 поступает потенциал

5 Т сигнала запрета захвата. Работа канала по устанавлению связи между абонентами системы по команде ЗКА не отличается от описанной выше, вплоть до появления на выходных шинах регистра команд 63 кода 0011.

Низкие потенциалы с второго и третьего выходов регистра 6 состояния, пройдя элемент ИЛИ 55, закрывают элемент И 43 по его второму входу и открывают элемент И 44 по его инверсному входу.

Высокий потенциал с выхода элемента ИЛИ 48 закрывает по инверсному входу элемент И 41 и открывает по второму входу элемент И 42.

Второй тактовый импульс, пройдя элементы И 32,42 и 44 по их второму, первому и прямому входам соответственно, устанавливает в положение 4 регистр 6 состояния. В этом положении низкие потенциалы с его первого, второго и третьего выходов, проходящие через элементы ИЛИ 49, 50 на разрешающие входы соответственно блоков ключей 4 и 5, оставляют отключенными их третьи групповые информационные входы 68 и 69. Поэтому третий тактовый импульс, прошедший через элемент И 33, и код адреса, поступивший с второй группы выходов 83 приемопередатчика 26, не проходят через групповые входы 68 и 69 блоков ключей 4 и 5 соответственно на магистраль, тем самым исключая помехи в системе.

Четвертый тактовый импульс, пройдя элемент И 34, не пропускается элементом И

45,который по своему первому прямому входу закрыт низким потенциалом, поступающим с первого выхода регистра 6 состояния.

Пятый тактовый импульс, как и в предыдущей ситуации, пройдя элементы И 35, ИЛИ 56 и 58, заносит в приемопередатчик информацию с регистра состояния, запускает передатчик, сбрасывает в исходное состояние регистр 63 команд. Отличие состоит в том, что высоким потенциалом с четвертого выхода регистра состояния, прошедшим элемент ИЛИ 59 по его первому входу, открыт элемент И 46 по его второму входу. Поэтому пятый тактовый импульс с выхода элемента И 35 пройдет также элементы И

46,ИЛИ 57 по их первому и третьему входам соответственно и своим задним фронтом сбросит регистр 6 состояния в исходное положение.

Таким образом, попытка соединения через устройство с ЭВМ-адресатом заканчивается неудачей из-за занятости магистрали, о чем ЭВМ-инициатор узнает при анализе ответного байта состояния.

Рассмотрим третью ситуацию, когда участок магистрали, проходящий через канал-инициатор, свободен, но канал-адресат находится на недоступном участке магистрали (или занят диалогом с другим абонентом, или отделен от рассматриваемого канала участком, захваченным другой парой

абонентов). В этой ситуации, как и в первой, при выполнении команды ЗКА по второму и третьему тактовым импульсам по магистрали посылаются сигналы адреса и строба адреса, но, поскольку абонент не будет найден, сигнал ограничения участка в канале-инициаторе к моменту прихода четвертого тактового импульса получен не будет, и регистр 6 состояния остается в первом по0 ложении. Четвертый тактовый импульс, пройдя элемент И 34, а также по второму прямому входу элемент И 45, который открыт по первому прямому входу высоким потенциалом с первого выхода регистра 6

5 состояния, а по инверсному входу-низкими потенциалами с второго и третьего выходов регистра состояния, прошедшими через элемент ИЛИ 55, ставит регистр 6 состояния в пятое положение. Потенциалом 1 с его

0 пятого выхода, прошедшим по второму входу элемент ИЛИ 59 на второй вход элемент а И 46, разрешается прохождение сигнала через первый вход элемента И 46.

Пятым тактовым импульсом выполне5 ние команды ЗКА завершается так же, как и во второй ситуации. ЭВМ различает ситуации, анализируя байт состояния.

Рассмотрим четвертую ситуацию, в которой к моменту выполнения команды ЗКА

0 рассматриваемый канал уже занят встречным обращением к нему какого-либо абонента,

При этом ре гистр 6 состояния находится во втором или третьем положении, в зз5 висимости от того, с какого направления рассматриваемый канал занят, а со второй группы выходов 64 или 66 блоков ключей 4 или 5 соответственно приходит сигная запрета захвата от магистрали.

0 Работа рассматриваемого канала при подаче на него команды ЗКА аналогична процессу, описанному в предыдущих ситуациях, вплоть до появления на выходных шинах регистра команд 63 кода 0011.

5

Потенциал 1 с второго или третьего выходов регистра состояния 6, пройдя элемент ИЛ И 55, открывает элемент И 43 по его второму входу. Высокий потенциал сигнала

0 запрета захвата, пройдя элемент ИЛИ 48, закрыает по инверсному входу элемент И 41 и открывает элемент И 42 по его второму входу.

Второй тактовый импульс, пройдя по5 следовательно элементы И 32 по второму входу, а затем элементы И 42, И 43 и ИЛИ 58 по их первым входам, сбрасывает регистр 63 команд в исходное состояние, завершая тем самым выполнение команды ЗКА.

Таким образом, сохранение положения регистра состояния и исключение передачи байта состояния предотвращают нарушение связи и искажение информации, начинающей поступать от абонента, первым захватившим участок магистрали и рассматриваемый канал. ЭВМ в ответ на посылку команды ЗКА получит, вместо ожидаемого подтверждающего байта состояния, первый информационный байт от встречно обратившейся ЭВМ, в котором, согласно протоколу канального уровня обмена, должны быть сведения о начале обмена по инициативе определенного абонента.

Работа канала при приеме команды ПСК не отличается от работы канала в случае приема команд ЗКА и КС, но в результате приема в регистр 63 команд заносится код 1001. Потенциал 1 с третьего выхода регистра 63 команд открывает элементы И 39, 40 по их первым входам.

Второй тактовый импульс, пройдя последовательно элементы И 39 и ИЛИ 57 по их первому и второму входам соответственно, сбрасывает регистр 6 состояния в исходное положение. Пятый тактовый импульс, пройдя элемент И 40 и элемент ИЛИ 56 по их второму и третьему входам соответственно, завершает выполнение команды ПСК так же. как и команды КС. В результате канал оказывается установленным в исходное состояние, а в переданном в ЭВМ байте состояния сообщено об этом.

Формула изобретения Многоканальное устройство для сопряжения вычислительных машин, содержащее п каналов, каждый из которых содержит два усилителя, два блока ключей и регистр состояния, причем первая и вторая группы информационных входов и выходов i-ro канала (i 2,n-1) подключены соответственно к вторым группам выходов и входов (i-1)-ro канала и первым группам информационных выходов и входов 0+1)-го канала, информационные вход и выход последовательного кода i-ro канала являются соответствующими входом и выходом устройства для подключения к информационным выходу и входу соответствующей вычислительной машины, причем в каждом канале вход первого усилителя и выход второго усилителя являются соответственно информационными входом и выходом последовательного кода канала, первые группы информационных входов и выходов первого и второго блоков ключей являются соответственно первыми и вторыми группами информационных входов и выходов канала, отличающееся тем, что, с целью повышения

достоверности работы устройства, в него введен тактовый блок,jBbixoA и j-я группа выходов которого (J - 1,п) соединены соответственно с синхронизирующим и группой 5 тактовых входов j-ro канала, а в каждый канал введены асинхронный последовательный приемо-передатчик, блок согласования, состоящий из двух дешифраторов адреса, восемнадцати элементов И и двенадцать

0 элементов ИЛИ, и командный блок, состоящий из дешифратора команд, элемента задержки и регистра команд, причем в каждом канале первый выход регистра состояния соединен с первыми входами первого и вто5 рого элементов И, первые входы с третьего по шестой элементов И соединены с первым выходом регистра команд, вторым выходом соединенного с первыми входами с седьмого по девятый элементов И, а третьим выхо0 дом - с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И, группа выходов и первый информационный вход дешифратора команд соединены соответственно с группой информационных входов

5 и четвертым выходом регистра команд, вторые входы с третьего по одиннадцатый элементов И и тактовый вход дешифратора команд образуют группу тактовых входов канала, выход третьего элемента И соеди0 нен с прямым входом двенадцатого элемента И и первым входом тринадцатого элемента И, выход которого подключен к первому входу четырнадцатого элемента И и прямому входу пятнадцатого элемента И,

5 выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом тринадцатого элемента И и инверсным входом двенадцатого элемента И, выходом подключенного к первому информационному входу регистра состояния,

0 первый выход которого соединен с первым прямым входом шестнадцатого элемента И и первыми входами с второго по четвертый элементов ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с первым входом семнадцатого

5 элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом восемнадцатого элемента И, первые входы шестого и седьмого элементов ИЛИ соединены соответственно с выходами первого и второго

0 элементов И, а вторые входы - соответственно с выходами первого и второго дешифраторов адреса, первый вход второго усилителя соединен с выходом восемнадцатого элемента И, второй вход которого сое5 динен с вторым входом четырнадцатого и инверсными входами пятнадцатого и шестнадцатого элементов И и выходом восьмого элемента ИЛИ, с перового по третий входы девятого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами шестого, девятого и

одиннадцатого элементов И, вход сброса регистра состояния соединен с выходом десятого элемента ИЛИ, с первым по третий входами соответственно подключенного к выходам восьмого, десятого и семнадцатого элементов И, синхровход регистра команд соединен с выходом одиннадцатого элемента ИЛИ, первым и вторым входами подключенного соответственно к выходам четырнадцатого элемента И и девятого эле- мента ИЛИ. второй вход семнадцатого элемента И соединен с выходом двенадцатого элемента ИЛИ, второй выход регистра состояния соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, управляющим входом первого блока ключей и первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом регистра состояния, вторым входом второго элемента ИЛИ. третьим входом четвертого элемен- та ИЛИ и управляющим входом второго блока ключей, первый и второй входы двенадцатого элемента ИЛИ соединены соответственно с четвертым и пятым выходами регистра состояния, с второго по пятый ин- формационные входы которого подключены соответственно к выходам седьмого и шестого элементов ИЛИ, пятнадцатого и шестнадцатого элементов И, вторым прямым входом подключенного к выходу пятого эле- мента И, с первого по пятый выходы регистра состояния соединены с группой информационных входов асинхронного последовательного приемопередатчика, информационные входи выход последовательного кода и первая группа выходов которого соединены соответственное выходом первого усилителя, вторым входом второго усилителя и группой информационных входов дешифратора команд, второй информационный вход которого со-

единен с выходом готовности асинхронного последовательного приемопередатчика и через элемент задержки с входом синхронизации приемника асинхронного последовательного приемопередатчика, тактовый вход которого является синхронизирующим входом канала, а синхровход соединен с выходом девятого элемента ИЛИ, вторая группа выходов первого блока ключей соединена с группой информационных входов и синхровходов первого дешифратора адреса, первыми входами первого и пятого элементов ИЛИ, вторым входом первого элемента И, четвертым входом десятого элемента ИЛИ и второй группой информационных входов второго блока ключей, вторая группа выходов которого подключена к второй группе информационных входов первого блока ключей, группе информационных входов и синхровходу второго дешифратора адреса, вторым входам второго элемента И и первого и пятого элементов ИЛИ и пятому входу десятого элемента ИЛИ, третья группа информационных входов и разрешающий вход первого блока ключей соединены с второй группой выходов асинхронного последовательного приемопередатчика, третьим выходом регистра состояния и выходами четвертого и седьмого элементов И, четвертого элемента ИЛИ, первого усилителя и с выходом второго элемента ИЛИ, третья группа информационных входов и разрешающий вход второго блока ключей подключены соответственно к второй группе выходов асинхронного последовательного приемопередатчика, второму выходу регистра состояния, выходам первого усилителя, четвертого и седьмого элементов И, четвертого элемента ИЛИ и выходу третьего элемента ИЛИ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в локальных вычислительных сетях. Цель изобретения - повышение достоверности работы устройства. Цель достигается тем, что в многоканальное .устройство, каждый канал которого включает два усилителя, два блока ключей и регистр состояния, введен блок тактирования, а в каждый канал введены асинхронный последовательный приемопередатчик, блок согласования, состоящий из двух дешифраторов адреса восемнадцати элементов И и двенадцати элементов ИЛИ, и командный блок, состоящий из дешифратора крманд, элемента задержки и регистра команд. 4 ил.

О Ф

№г.З

Фиг 4