Устройство для сопряжения Советский патент 1992 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем передачи данных.

Известно устройство для сопряжения, содержащее две группы блоков согласования интерфейсов, первые вход и в&ход каждого из которых соединены с соответствующими информационными входами и выходами устройства, узел настройки и матрицу коммутирующих элементов, причем первые входы и выходы коммутирующих элементов связаны с блоками согласования интерфейсов первой группы, а вторые входы и выходы соединены с блоками согласования интерфейсов второй группы.

Недостатками данного устройства являются низкие надежность и функциональные возможности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сопряжения, содержащее N блоков согласования интерфейса (N - требуемое число абонентов), первые входы-выходы которых образуют входы-выходы устройства, М регистров адреса (М - требуемое число каналов связи между абонентами) и матрицу коммутирующих элементов размерностью NxM, причем первые входы-выходы всех коммутирующих элементов связаны с вторыми входами-выходами соответствующих блоков согласования интерфейсов, вторые входы-выходы коммутирующих элементов соединены с соответствующими первой и второй информационными шинами, информационные выходы регистров ад- ресов соединены с первыми информационными шинами

OJ Јь XI 00

Однако это устройство обеспечивает связь между произвольными парами абонентов в дуплексном режиме, при котором информация в различных направлениях передается по различным линиям. Для совре- менного этапа развития вычислительной техники характерно применение микропроцессоров, которые используют двунаправленные линии передачи. Связь между элементами систем в этом случае осуществ- ляется в мультиплексном режиме. Исполь- зовайие в таких системах приведенных устройств для сопряжения приводит к большим аппаратурным затратам.

Цель изобретения - сокращение аппа- ратурных затрат устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сопряжения, содержащем группу блоков согласования интерфейсов, группу регистров адреса и матрицу комму- тирующих элементов, причем задающий вход 1-го (i 1, N) блока согласования интерфейса является i-м задающим входом устройства, задающий вход коммутирующего элемента 1-й строки соединен с задающим выходом 1-го блока согласования интерфейса, входы настройки, синхронизации и начальной установки всех коммутирующих элементов матрицы соединены соответственно с входами настройки, синхронизации и начальной установки устройства, входы выборки всех регистров адреса соединены с входом настройки устройства, выход k-ro регистра адреса (k 1, М) соединен через k-ю информационную шину с первыми ин- формационными входами-выходами коммутирующих элементов k-ro столбца матрицы, управляющие входы-выходы которых объединены через k-ю управляющую шину, введены первые служебные входы-выходы коммутирующих элементов k-ro столбца матрицы объединены через k-ю служебную шину, первые информационные, управляющие и служебные входы-выходы блоков согласования интерфейсов группы образуют соответствующие информационные, управляющие и служебные группы входов-выходов устройства, вторые информационные, управляющие и служебные группы входы- выходы i-ro блока согласования интерфейса соединены соответственно с вторыми информационными, управляющими и служебными входами-выходами коммутирующих элементов 1-й строки матрицы.

Коммутирующий элемент содержит схе- му сравнения, триггер, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ и три шинных формирователя, причем первые информационные входы-выходы первого, второго и третьего шинных формирователей являются соответственно

вторым информационным входом-выходом, вторым управляющим входом-выходом и вторым служебным входом-выходом и вторым служебным входом-выходом коммутирующегоэлемента,вторые информационные входы-выходы первого, второй и третьего шинных формирователей являются соответственно первым информационным входом-выходом, первым управляющим входом-выходом и первым служебным входом-выходом коммутирующего элемента, первый и второй входы схемы сравнения подключены соответственно к первому информационному входу-выходу и второму информационному входу-выходу коммутирующего элемента, выход схемы сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу установки триггера, выход триггера связан с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с входом настройки коммутирующего элемента, входы сброса и синхронизации триггера являются входами начальной установки и синхронизации коммутирующего элемента, выход элемента И подключен к входам выборки первого, второго и третьего шинных формирователей, вход направления передачи данных первого шинного формирователя соединен с вторым информационным входом-выходом второго шинного формирователя, входы направления передачи данных второго и третьего шинных формирователей соединены с задающим входом коммутирующего элемента.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема коммутирующего элемента.

Устройство содержит (фиг. 1) N блоков 1 согласования интерфейсов, матрицу из NxM коммутирующих элементов 2, М регистров 3 адреса.

Первые входы-выходы блоков 1 согласования интерфейсов образуют соответственно информационные 4, управляющие 5 и служебные 6 группы входов-выходов устройства. Задающие входы 7 блоков согласования интерфейсов являются задающими входами устройства.

Линии настройки 8, начальной установки 9 и синхронизации 10 подключены соответственно к входам настройки, начальной установки и синхронизации всех коммутирующих элементов 2. Линия 8 настройки подведена к входам выборки всех регистров 3 адреса.

Коммутирующий элемент 2 1-й строки (I 1, N) своими вторым и информационным 11, управляющим 12 и служебным 13 входами-выходами и задающим входом 14 связан

соответственно с вторым информационным входом-выходом, вторым управляющим входом-выходом, вторым служебным входом-выходом и задающим выходом i-ro блока 1 согласования интерфейсов.

Информационная шина 18 k-ro столбца (k 1, М) подключена к первым информационным входам-выходам 15 коммутирующих элементов 2 k-ro столбца и к информационным выходам k-ro (k 1, М) регистра 3 адреса. Управляющая шина 19 и служебная шина 20 соединены соответственно с первыми управляющими 16 и с первыми служебными 17 входами-выходами коммутирующих элементов 2 k-ro столбца.

В каждом коммутирующем элементе 2 выход схемы 21 сравнения через первый вход элемента ИЛИ-ИЕ 22 подключен к синхронному входу установки триггера 23 запроса в единицу. Выход триггера 23 запроса связан с первым входом элемента И 24, Вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 22 и И 24 соединены и образуют вход настройки 8 коммутирующего элемента 2. Выход элемента И 24 подведен к входам выборки первого 25, второго 26 и третьего 27 шинных формирователей, вход направления передачи данных первого шинного формирователя 25 соединен с первым информационным входом-выходом 16 коммутирующего элемента 2, входы направления передачи данных второго 26 и третьего 27 шинных формирователей образуют задающий вход 14 коммутирующего элемента 2 Первый и второй информационные входы-выходы первого шинного формирователя 25 образуют соответственно первый 15, второй 11 информационныевходы-выходыкоммутирующего элемента 2, первый и второй входы схемы 22 сравнения подключены соответственно к первому информационному входу-выходу 15 и к второму информационному входу-выходу 11 коммутирующего элемента 2, первые и вторые информационные входы-выходы второго шинного формирователя 26 являются соответственно первым управляющим входом-выходом 16 и вторым управляющим входом-выходом 12 коммутирующего элемента, первые и вторые информационные входы-выходы третьего шинного формирователя 27 образуют соответственно первый служебный вход-выход 17 и второй служебный вход-выход 13. Вход синхронизации и асинхронный вход сброса триггера 23 запроса образуют соответственно вход 10 синхронизации и вход 9 начальной установки коммутирующего элемента 2.

Предлагаемое устройство сопряжения может быть выполнено с использованием

элементов различных серий. Так. например, в качестве схемы 21 сравнения могут быть использованы микросхемы К555СП1, которые позволяют строить схемы сравнения с

разрядностью, кратной четырем. В качестве триггера 23 может быть использован триггер с установкой в О, выполненный, например, на микросхеме К531ТВ9. Элементы ИЛИ-НЕ 22 и И 24 могут быть реализованы

0 соответственно на микросхемах К155ЛИ1 и К155ЛЕ1. Шинные формирователи 25-27 могут быть реализованы на микросхемах К580ВА86. Шинные формирователи используются для отключения или подключения

5 источников и приемников информации к шинам, так как их информационные выходы имеют три выходных состояния. Для управления работой микросхемы К580ВА86 имеется двз входа: вход, который управляет

0 выборкой кристалла (в описании ему соответствует вход выборки), и вход, который определяет направление передачи информации (в описании - вход задания направления). Регистры 3 адреса могут быть

5 выполнены на микросхемах К589ИР12, выходы которых имеют три состояния. Блоки 1 согласования интерфейсов представляют собой формирователи (служат для согласования уровней сигналов, поступающих от

0 различных устройств вычислительных комплексов), число которых определяется числом информационных, управляющих и служебных линий, необходимых для связи устройств вычислительного комплекса. Эти

5 блоки могут быть выполнены с использованием микросхем преобразователей уровней ЭСЛ-ТТЛ (К500ПУ125), ТТЛ-ЭСЛ (К500ПУ124), КМДП-ТТЛ (К176ПУ1, К564ПУ4),ТТЛ-КМДП(К155ЛНЗ, К155ЛН5)и

0 др.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в k-м регистре адреса записан логический адрес информа5 ционных шин К-го столбца.

В работе устройства сопряжения можно выделить фазу настройки и фазу обмена. На фазе настройки производится образование каналов связи, необходимых для информа0 ционного обмена между абонентами на фазе обмена. Одновременно в устройстве может настраиваться, а затем функционировать на фазе обмена М каналов связи. Причем связь между любыми двумя абонентами

5 может быть образована М различными способами путем подключения их к одной и той же информационной паре информационных шин из М возможных.

Во время фазы настройки каналов связи по линии 8 настройки поступает нулевой

сигнал, который действует на протяжении всего времени настройки и через элемент И 24 подается на входы выборки шинных формирователей 25-27. Под воздействием нулевого сигнала входы-выходы шинных формирователей 25-27 переводятся в высо- коимпедансное состояние, при этом запрещается передача информации через коммутирующий элемент 2. Для подготовки устройства к настройке каналов связи по линии 8 начальной установки выдается единичный импульс, который поступает на асинхронные входы всех триггеров 23 запроса и сбрасывает их в нулевое состояние. Под воздействием сигнала, подаваемого по линии 8 настройки, из регистров 3 адреса на информационные шины 18 поступают их логические адреса. Одновременно те абоненты, между которыми необходимо образовать каналы связи, выдают одинаковый логический адрес какой-то одной информационной шины 18. Таким образом, на одни информационные входы-выходы коммутирующих элементов 2 поступают логические адреса из регистров 3, а на другие информационные входы-выходы коммутирующих элементов 2 от абонентов поступают логические адреса информационных шин, через которые требуется производить обмен информацией. В схеме 21 сравнения каждого коммутирующего элемента 2 происходит сравнение логических адресов, поступающих на его входы. При несовпадении разрядов на выходе схемы 21 сравнения формируется нулевой сигнал неравенства, который поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 22 и при нулевом сигнале на линии 8 настройки формирует на его выходе единичный сигнал. Этот сигнал подается на синхронизируемый вход триггера 23 запроса и устанавливает его в единичное состояние по синхросигналу, подаваемому по линии 7 синхронизации

По окончании настройки на линии 8 настройки устанавливается единичный сигнал, который через элемент ИЛИ-НЕ 22 запрещает дальнейшее изменение состояний триггеров 23 запроса, одновременно регистры 3 адреса отключаются от информационных шин 18. В результате настройки в нулевом состоянии останутся триггеры 23 запросов только тех коммутирующих элементов 2, на информационные входы-выходы которых поступили одинаковые логические адреса. Триггеры 23 запросов остальных коммутирующих элементов 2 будут установлены в единичное состояние и нулевой сигнал с их инверсного выхода через элемент И 24 будет поступать на входы выборки первого 25, второго 26 и третьего

27 шинных формирователей, запрещая обмен информацией Если триггер 23 запроса сохранил нулевое значение, то единичный сигнал с их инверсного выхода после снятия

нулевого сигнала с линии 8 настройки переводит выход элемента И 24 в единичное состояние. Единичный сигнал поступает на входы выборки первого 25, второго 26 и третьего 27 шинных формирователей, тем

0 самым открывает их для обмена информации, при этом осуществляется подключение абонентов к информационной 18, управляющей 19 и служебной 2D шинам.

Устройство сопряжения обеспечивает

5 образование всевозможных связей между любыми парами входов и выходов Направление передачи информации через шинные формирователи 26 и 27 устанавливается с помощью задающего входа 14. Единичный

0 сигнал на задающем входе 14 разрешает передачу информации с второго управляющего входа-выхода 12 через второй шинный формирователь 26 на первый управляющий вход-выход 16, а с первого служебного вхо5 да-выхода 17 через третий шинный формирователь 27 на второй служебный вход-выход 13. При нулевом сигнале на задающем входе 14 информация передается с первого управляющего входа-выхода 16 че0 рез второй шинный формирователь 26 на второй управляющий вход-выход 12, а с второго служебного входа-выхода 13 через третий шинный формирователь 27- на первый служебный вход-выход 17. С первого управ.5 ляющего входа-выхода 16 отходит линия, которая подключена к входу задания направления передачи информации первого шинного формирователя 25. Если по этой линии поступает единичный сигнал, то йн0 формация передается с второго информаци- онного входа-выхода 11 на первый информационный вход-выход 15 шинного формирователя 25, а если поступает нулевой сигнал, то - в обратном направлении,

5 Из двух вычислительных устройств, подключающихся между собой, одно должно быть ведущим (на задающем входе 14 - единичный сигнал), а второе вычислительное устройство должно быть ведомым (на зада0 ющем входе 14 - нулевой сигнал).

На фазе обмена будет производиться обмен информацией по тем каналам связи, которые были образованы во время настройки.

5 Так, например, если на фазе настройки был образован канал связи между i-м ведущим вычислительным устройством и j-м ведомым вычислительным устройством через информационную, управляющую и служеб- j-iyio шины k-ro столбца, то сигналы управления (например, сигналы чтения, записи, ввод-вывод, столб записи) от ведущего устройства к ведомому будут поступать по сле- дующему пути: первый управляющий вход-выход 5 i-ro блока согласования интерфейсов, второй управляющий вход-выход 12, второй шинный формирователь 26, первый управляющий вход-выход 16 коммутирующего элемента 2 1-й строки k-ro столбца (ЧЭ|1с), управляющая шина 19 k-ro столбца, первый управляющий вход-выход 16, второй шинный формирователь 26, второй управляющий вход-выход 12 коммутирующего элемента 2 j-й строки, k-ro столбца (K3jk), первый управляющий вход-выход j-ro блока согласования интерфейсов. Служебные сигналы (например, сигналы готовности, запроса на прерывания, запроса прямого доступа) от ведомого устройства к ведущему устройству будет проходить по следующему пути: первый служебный вход-выход 6 j-ro блока 1 согласования интерфейсов, второй служебный вход-выход 13, третий шинный формирователь 27, первый служебный вход- выход 17 K3jk, служебная шина 20 k-ro столбца, первый служебный вход-выход 17, третий шинный формирователь 27, второй служебный вход-выход 13 K3ik, первый служебный вход-выход 61-го блока 1 согласования интерфейсов. Направление передачи информации, представляющей собой адреса и данные, через первый шинный формирователь 25 зависит от сигнала (обычно сигнала ввода-вывода), поступающего по линии из первого управляющего входа-выхода 16. При единичном сигнале на линии, соединяющей первый управляющий вход- выход 16 КЭ и вход задания направления передачи информации первого шинного формирователя 25, информация (адреса и данные) будет передаваться по следующему пути: первый информационный вход-выход 4 i-ro блока 1 согласования интерфейсов, второй информационный вход-выход 11, первый формирователь 25, первый информационный вход-выход 15 K3ik. информационная шина 18 k-ro столбца, первый информационный вход-выход 15, первый шинный формирователь 25, второй информационный вход-выход 11 K3jk, первый информационный вход-выход 5 j-ro блока 1 согласования интерфейсов. При нулевом сигнале на линии информация (адреса и данные) будет передаваться в обратном порядке следования приведенного пути.

В случае невозможности образования связи между i-м и k-м абонентами через информационную шину k-ro столбца из-за неисправности одного из коммутирующих элементов K3ik и K3jk устройство позволяет

ор(знизовз ь подобную связь через любую другую r-ю информационную шину (г 17М, г - k). Это может быть достигнуто двумя способами: путем изменения логических адресов в программах работы соответствующих i-ro и j-ro абонентов или путем изменения логических адресов в регистрах адреса k-ro и г-го столбца. При этом функции k-й шины не теряются. Она может быть использована

0 для коммутации любой другой пары абонентов, для установления связи между которыми не используются неисправные коммутирующие элементы. Сигналы на линии настройки синхронизации и начальной

5 установки могут поступать от одного из абонентов, выполняющего в системе роль управляющего,

Формула изобретения

1.Устройство для сопряжения, содер- 0 жащее группу блоков согласования интерфейсов, группу регистров адреса и матрицу коммутирующих 3fljeiMeHTOB, причем задающий вход i-ro (i 1, N) блока согласования интерфейса является i-м задающим входом

5 устройства, задающий вход коммутирующего элемента i-й строки соединен с задающим выходом i-ro блока согласования интерфейса, входы настройки, синхронизации и начальной установки всех коммутиру0 ющих элементов матрицы соединены соответственной входами настройки, синхронизации и начальной установки устройства, входы выборки всех регистров адреса соединены с входом настройки устройства,

5 выход k-ro регистра адреса (k - 1, М) соединен через k-ю информационную шину с первыми информационными входами-выходами коммутирующих элементов k-ro столбца матрицы, управляющие входы-выходы которых

0 объединены через k-ю управляющую шину, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат устройства, первые служебные входы-выходы коммутирующих элементов k-ro столбца матрицы

5 объединены через k-ю служебную шину, первые информационные, управляющие и служебные входы-выходы блоков согласования интерфейсов группы образуют соответствующие информационные, управляющие

0 и служебные группы входов-выходов устройства, вторые информационный, управляющий и служебный входы-выходы i-ro блока Согласования интерфейса группы соедине- /ны соответственно с вторыми информаци5 онными, управляющими и служебными входами-выходами коммутирующих элементов i-й строки матрицы.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что коммутирующий элемент содержит схему сравнения, триггер, элемент И,

элемент ИЛИ-НЕ и три шинных формирователя, причем первые информационные входы-выходы первого, второго и третьего шинных формирователей являются соответственно вторым информационным входом- выходом, вторым управляющим входом-выходом и вторым служебным входом-выходом коммутирующего элемента, вторые информационные входы-выходы первого, второго и третьего шинных форми- рователей являются соответственно первым информационным входом-выходом, первым управляющим входом-выходом и первым служебным входом-выходом коммутирующего элемента, первый и второй вхо- ды схемы сравнения подключены соответственно к первому информационному входу-выходу и второму информационному входу-выходу коммутирующего элемента, выход схемы сравнения соединен

с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу установки триггера, выход триггера связан с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ- НЕ и с входом настройки коммутирующего элемента, входы сброса и синхронизации триггера являются входами начальной установки и синхронизации коммутирующего элемента, выход элемента И подключен к входам выборки первого, второго и третьего шинных формирователей, вход направления передачи данных первого шинного формирователя соединен с вторым информационным входом-выходом второго шинного формирователя, входы направления передачи данных второго и третьего шинных формирователей соединены с задающим входом коммутирующего элемента.

l

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построений систем передачи данных. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат устройства за счет организации мультиплексного режима обмена информацией так, что для сопряжений двух различных устройств используется один управ- ляемый двунаправленный канал связи, а также за счет изменений соединений между различными элементами устройства и структурных изменений самих коммутирующих элементов Устройство для сопряжения содержит N блоков согласования интерфейса, матрицу размерностью NxM коммутирующих устройств, М регистров адреса, информационные, управляющие, служебные группы входов-выходов и задающие входы. Каждый коммутирующий элемент содержит схему сравнения, элемент ИЛИ-НЕ, триггер запроса, элемент И и три шинных формирователя. Коммутирующий элемент настраивается на коммутацию во время фазы настройки. Направление передачи информации устанавливается с помбщью задающего входа 1 з.п ф-лы, 2 ил. (Л С

r Ј