Устройство для подключения источника информации к общей магистрали ЭВМ Советский патент 1993 года по МПК G06F13/36 

to

(С

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах, содержащих несколько активных источников информации, подключенных к общей магистрали. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности работы как по основной, так и по резервной магистрали. Устройство для подключения источника информации к общей магистрали ЭВМ содержит четыре счетчика, три регистра, девять триггеров, дешифратор, схему сравнения, четыре одновибратора. два блока ключей, девять элементов И. два элемента ИЛИ. элемент НЕ, пять магистральных усилителей. Изобретение позволяет повысить отказоустойчивость системы за счет адаптации к отказам общей магистрали путем автоматического перехода с неисправного участка общей магистрали на исправный дублирующий. 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах, содержащих несколько активных источников информации, подключенных к общей магистрали.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет возможности работы как по основной, так и по резервной магистралям. Это приводит к повышению надежности как магистрали, так и всей системы.

Устройство (фиг.1) содержит счетчики 1 и 2. регистр 3, генератор импульсов 4, триггеры 5 и 6. элемент И 7. вход запроса устройства 8, счетчики 9 и 10. регистры 11 и 12, триггеры 13-19, дешифратор 20. схему сравнения 21, одновибратор 22-25, блоки ключей 26 и 27, элементы И 28-35. элементы ИЛИ 36 и 37, элемент НЕ 38, магистральные усилители 39-43, информационную магистраль устройства 44, тактовую магистраль 45, выход подтверждения захвата магистрали 46, вход начальной установки 48. две общие тактовые магистрали 48 и 49. две общие информационные магистрали 50 и 51.

Блоки ключей 26 и 27 (фиг.2) содержат четыре токовых ключа 52-55 и два элемента НЕ 56 и 57.

Устройство (фиг.1) функционирует следующим образом.

Обмен информацией между ЭВМ 59i и 59 (фиг.З) с использованием устройств для

00 СА) СЛ

сл

-N

vj

подключения 58i и 58j состоит из следующих этапов.

Все устройства 58 соединены между собой общей магистралью, состоящий из

пары общих тактовых магистралей (основная 48 и дублирующая 49);

пары общих информационных магистралей (основная 50 и дублирующая 51).

Магистраль делится на участки, соединенные через блоки ключей 26 и 27. В исходный, момент на управляющие входы блоков ключей с триггеров 14 и 15 поступают нулевые потенциалы, т.е. на всем протяжении магистрали активными являются линии 48 и 50. Запрос на предоставление общей магистрали записывается пи фронту сигнала на линии 8 в триггер 5. Единичный потенциал с триггера 5 поступает на R-вход триггера б, тем самым разблокируя его работу. На син- хровход счетчика 1 с генератора 4 поступают импульсы синхронизации, что приводит к появлению импульса переноса на выходе счетчика 1, по фронту которого переключается в единицу триггер 6, тем самым переводя ЭВМ 59 в режим прерывания по захвату магистрали. Устройство 58i через элемент И 30 и магистральный усилитель 41 выдает на магистрали 50 и 49 через блсГки ключей 26 и 27 импульс захвата магистрали, который поступает во все устройства 58 системы, по фронту которого на выходах одно- вибраторов 24 и 25 образуются импульсы. которые через элемент И 34 по заднему фронту переключают в единицу триггера 17 всех устройств 58, сигнализируя о занятости общей магистрали. Единица с триггеров 17 через элемент ИЛИ 36 производит блокировку счетчиков 1 и запись в них значений регистров 3 во всех устройствах 58 системы. Значения, содержащиеся в регистрах 3, жестко фиксированы для каждого устройства и имеют наименьшее значение для устройства 58i и наибольшее для устройства 58П. В исходном состоянии захват общей магистрали осуществляется каким-то определенным устройством 58i. В дальнейшем требований в триггеры 5 могут записываться произвольно, т.к. различные значения, содержащиеся R регистрах 3, обеспечивают бесконфликтный доступ к общей магистрали. Единичный сигнал на выходе триггеров

17 разблокирует работу счетчиков 2. Фронтом импульса на выходе элемента И 34 переключается в единицу триггер 18, тем самым разблокируется работа счетчиков 10 всех устройств 58 системы,

Передача осуществляется по тактовой магистрали 45 и информационной магистра5 ли 44 через блоки ключей 26 и 27 соответственно. Данные поступают в ЭВМ 59 по магистрали устройства 44 и синхронизируются импульсами на магистрали 45. Каждым импульсом синхронизации происходит за0 пуск одновибраторов 24, импульс с выходов которых производит обнуление счетчиков 2. При этом в заготовке каждого информационного пакета указывается адрес ЭВМ 59j.

По окончании передачи данных счетчики 2 во всех устройствах 58 системы выра-. батывают импульс переноса, по которому в этих устройствах обнуляются триггеры 17, а

0 в устройствах 58i - триггер 5, что приводит к обнулению триггера 6. Общая магистраль снова может быть предоставлена устройству; выставившему запрос (единица в триггере 5) и обладающему наивысшим

5 приоритетом (значение регистра 3).

Счетчики 10 всех устройств 58 системы находятся в режиме счета. При этом их коэффициент пересчета много больше, чем у

0 счетчиков 2. После переполнения счетчика 10 импульсом переноса во всех устройствах системы переключается в единицу триггер 13,- Переключение в единицу триггера 13 ведет к блокировке элементов И 34. После

5 передачи очередного пакета триггеры 17 всех устройств 58 переходят в нулевое состояние, тем самым происходит блокировка счетчиков 1 единичным уровнем с выхода элементов И 28 через элементы ИЛИ 36. При

0 этом на выходе элемента И 29 устройства 58 появляется сигнал логической единицы, по фронту которого на выходе одновибратора 22 появляется импульс, который через магистральный усилитель 40, линию 45 и блок

5 ключей 27 поступит на магистраль синхронизации 48. Этим же импульсом открывается на передачу усилитель 39 и данные, содержащиеся в регистре 11, поступают через линию 44 и блок ключей 26 на общую информационную магистраль 50. В регистpax 11 всех устройств 58 содержится контрольное слово. Это слово поступает на входы информации регистров 12 всех устройств 58 системы. По заднему фронту импульса синхронизации это слово записывается в регистры 12. На выходах счетчиков 10 всех устройств 58 появляется второй импульс переноса, по фронту которого единичное значение триггера 13 переписывается втриггер 19. Единичный потенциал с выхода триггера 19 открывает элемент И 35 и разблокирует схему сравнения 21. При совпадении информации в регистрах 11 и 12 на выходе схем сравнения 21 всех устройств 58 появляется потенциал логической единицы, по которому в устройстве с наибольшим индексом 58п на выходы элемента И 33 появляется единичный сигнал, по фронту которого на выходе одновибратора 23 формируется импульс подтверждения, свидетельствующий о работоспособности общей магистрали и поступающий по магистралям 48 и 50 во все устройства 58. По заднему фронту этого импульса на выходах одновибраторов 24 и 25 формируются сигналы, вызывая появление импульса на выходе элемента И 35. При этом регистр 12 находится в режиме хранения информации сигналом лргического нуля на инверсном выходе триггера 19, По импульсу на выходе элемента И 35 сбрасыва- ются в ноль триггеры 13, 18 и 19. Счетчики 10 блокируются нулевым сигналом на выходе триггеров 18, а счетчики 1 разблокируются уровнем нуля на выходе триггеров 13. Таким образом устройства 58 приводятся в исходное рабочее состояние.

В случае отказа одного из участков общей магистрали устройство 58 контрольное слово не получает. Поэтому этим устр ойст- вом сигнал подтверждения не вырабатывается.

Счетчики 10 находятся в режиме счета. Импульсом на их третьем выходе переноса переключаются в единицу триггеры 16, тем самым разблокируя счетчики 9 во всех устройствах системы. В счетчики 9 занесены значения, хранящиеся в регистрах 3. Допу- стим неисправна магистраль между устрой- ствами.58| и 58т (тН+1). Тогда в устройствах с номерами 1,1 на выходах схемы сравнения 21 будет находиться единичный потенциалЛГ в устройствах с номерами m.n - нулевой. Таким образом, в первой группе устройство открыт элемент И 32, а во второй - И 31. Импульсы синхронизации поступают через элементы И 31 на вход обратного счета счетчиков 9, а через И 32 - на входы его прямого счета. Поэтому в первой группе устройств

произойдет переключение в единицу триггера 14 импульсом положительного переноса счетчика в устройстве 58 с наибольшим номером I, а во второй группе - триггера 15 импульсом отрицательного переноса счетчика 9 в устройстве 58 с наименьшим номером т. Таким образом на участке между устройствами 58i и 58т произойдет переключение на магистрали 48 и 51. Триггеры 14 и 15 переключаются по заднему фронту импульсов на выходах переноса счетчиков 9. Эти же импульсы поступают через элемент ИЛИ 37 и магистральный усилитель 43 на магистрали 44 и 45, а также на магистрали 48 и 50. Во всех устройствах 58 системы произойдет обнуление триггеров 18, 19, 13 и 16 импульсом на выходе элемента И 35. Система возвращена в исходное состояние.

В- случае двойной неисправности или ложного переключения на дублирующую магистраль система восстанавливает работоспособность за два цикла.

Блоки ключей 26 и 27 (фиг.2) функционируют следующим образом.

Если на первый управляющий вход подан сигнал логической единицы, то открыт ключ 52, а ключ 53 закрыт. Если подан нулевой сигнал, то открыт 53. а ключ 52 находится в закрытом состоянии. Аналогичным образом работает пара ключей 54 и 55. Ключи управляются от инверсных выходов триггеров 14 и 15 (см.фиг.1).

Формула изобретения

Устройство для подключения источника информации к общей магистрали ЭВМ, содержащее два счетчика, первый регистр, генератор импульсов, два триггера, первый элемент И, причем вход запроса устройства соединен с синхровходом первого триггера, первый вход сброса которого соединен с выходом первого элемента И, выход первого триггера соединен с первым входом сброса второго триггера, выход которого соединен с первым входом первого эл емен- та И, второй вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход первого регистра соединен с информационным входом второго счетчика. Отличающееся тем, что, с целью расширения области применет ния устройства за счет обеспечения возможности работы как по основной, так и по резервной магистралям, в него введены третий и четвертый счетчики, второй и третий регистры, с третьего по девятый триггеры. дешифратор, схема сравнения, с первого ю четвертый рдновибраторы. два блока ключей, с второго по девятый элементы И. два элемента ИЛИ, элемент НЕ. пять магистральных усилителей, причем выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом переполнения второго счетчика и синхровходом второго триггера, выход вто- рого элемента И соединен с входом первого магистрального усилителя, выход первого одновибратора соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И и входом сброса первого счетчика, выход переполнения которого соединен с первым входом сброса третьего триггера, синхров- ход которого соединен с выходом третьего элемента И и синхровходом четвертого триггера, первый вход сброса которого сое- динен с выходом четвертого элемента И, входами сброса пятого и шестого триггеров и синхровходом седьмого триггера, выход которого соединен с входом управления режимом третьего счетчика, информационный вход которого боединен с входом дешифратора и выходом первого регистра, суммирующий и вычитающий входы третьего счетчика соединены с выходами .пятого и шестого элементов И соответственно, пер- вые входы которых соединены со счетными входами четвертого, первого и второго счетчиков и подключены к выходу генератора импульсов, первый и второй выходы дешифратора соединены с первыми входами седь- мого и восьмого элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с прямым выходом шестого триггера и первым входом девятого, элемента И, выход которого соединен с входом сброса второго счетчика, а второй вход соединен с прямым выходом третьего триггера и входом управления режимом первого счетчика, инверсный выход третьего триггера соединен с вторым входом девятого элемента ИЛИ и третьим входом седьмого элемента И, выход которого соединен через второй одновибратор с первыми входами второго и третьего магистральных усилителей, выход второго регистра соединен с вторым входом магистрального усилителя и первым информационным входом схемы сравнения, второй информационный вход которой соединен с выходом третьего регистра, а выход соединен с входом элемента НЕ, третьим входом вось- мого элемента И и вторым входом пятого элемента И, выход восьмого элемента И через третий одновибратор соединен с входом четвертого магистрального усилителя, выход четвертого одновибратора соединен с вто- рыми входами третьего и четвертого элементов И, третий вход четвертого элемента И соединен со стробирующим входом схемы сравнения и прямым выходом пятого триггера, инверсный выход которого соединен с входом управления записью третьего регистра, а синхровход соединен с первым выходом переноса четвертого счетчика, второй выход переноса которого соединен с установочным входом шестого триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, выход четвертого триггера соединен с входом управления записью четвертого счетчика, третий выход переполнения которого соединен с установочным входом седьмого триггера, выход элемента НЕ соединен с вторым входом шестого элемента И, первый и второй выходы переполнения третьего счетчика соединены с синхровходами восьмого и девятого триггеров соответственно и первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом пятого магистрального усилителя, выходы восьмого и девятого триггеров соединены с первым и вторым входами управления передачей первого и второго блоков ключей, вход начальной установки устройства соединен с входами сброса шестого, седьмого, восьмого и девятого триггеров, вторым входом сброса первого, второго, третьего, четвертого и пятого триггеров, первый выход первого магистрального усилителя соединен с выходом второго магистрального усилителя, первыми выходами четвертого и пятого магистральных усилителей, входом четвертого одновибратора, информационным входом третьего регистра и информационным входом первого блока ключей, образуя информационную магистраль устройства, вторые выходы первого, четвертого и пятого магистральных усилителей соединены с выходом третьего магистрального усилителя, синхровходом третьего регистра, входом первого одновибратора и информационным входом второго блока ключей, первый и второй входы/выходы первого блока ключей образуют первую общую информационную магистраль для сопряжения с ЭВМ, третий и четвертый входы/выходы первого блока ключей образуют вторую общую информационную магистраль для сопряжения с ЭВМ, первый и второй входы/выходы второго блока ключей образуют первую общую тактовую магистраль для сопряжения с ЭВМ, третий и четвертый входы/выходы второго блока ключей образуют вторую общую тактовую магистраль для сопряжения с ЭВМ, выход второго триггера является выходом подтверждения захвата магистрали устройства.

Фиг.. 3