Устройство для сопряжения Советский патент 1982 года по МПК G06F3/04 

I

Изобретение относится к вычислн.тельной технике и может быть исполь- зовано для сопряжения мультипроцессорных cpeRCTB предварительной обработки телеметрической информахцш с универсальными вычислительнь№м машинa в{ или с периферийными средствами регистрации и отображения.

Известны устройства для сопряжения, содержащие блок адреса данных, соеданенный с блоком приема информации, блок вцдачи данных, подключенный к блоку, приема индорма ции и блоку объема данных {.1 J.

Недостаток этих устройств состоит в их сложности и низкой производительности

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для сопряжения, содержащее блок приема информации, первый вход которого подключен к выходу блока адреса данных, а первый выход - к блоку вьщачи данных, выход

2

которого соединен с первым входом блока адреса данных и с первым входом блока объема данных, выход которого соединен со вторьж входом блока адреса данных и первым входом блока формирования номера очереди первьм выход ж соединенного с первым входом ассоциативного буфер -Vного блока, второй вход которого подключен ко второму выходу блока

10 приема и орма1иш, а выход соединен с третьим входом блока 1адреса данных и вторым входом блока объема данных, второй вход и второй выход блока формирования номера оче15реди соединеаа, соответственно, со входом -и выходом блснса анализа состояний L

Недостатки данного устройства состоят в его сложности и низкой

Ж производительности, что обусловлено необходимостью работы с нежером очереди, а также большим объемом, сложностью построения и функционирования буферного запоминающего блока, выполненного на базе ассоциативной памяти. Кроме того, устройство обладает низкой надежностью, вследствие не- возможности выполнения своих функций при искажении номера очереди Цель изобретения - упрощение устройства, повьшение его производител ности и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содерхазцае блок приема информации, вход-выход которого является первьм входомвыходом устройства, первый вход подключен к выходу блока хранения адреса данных, а первый выход - ко входу блока вьщачи данных, вход-вы-i ход которого является вторым входомвыходом устройства, выход соединен с первыми входами блока хранения адреса данных и блока хранения объема данных, выход которого соединен со вторым входом блока хранения адреса данных, введены группа блоков буферных накопителей, блок хранения очередности обработки и блок формирования последовательности, причем первый вход блока хранения очеред.ности обработки соединен, со вторым выходом блока приема информации, гру па выходов которого соединена с пер выми входами соответствующих блоков буферных накопителей группы, первые выходы и вторые входы которых подключены соответственно к группе входов и выходов блока формирования последовательности, а вторые выходы - к третьему входу блока хранени адреса данных и второму входу блока хранения объема данных, выход которого соединен с первым входом блока формирования последовательности, вы ход и второй вход которого соединен соответственно со вторым входом и выходом блока хранения очередности обработки, а также тем, что блок фо мирования последовательности содерж группу элементов И, элемент ИЛИ и дешифратор, причем выходы элементов И группы соединены с соответствукяци ми выходами группы выходов блока и соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока, первые входы элементов И группы соединены с первым входом блока, вторые входы - с соответству ющими входами группы входов блока. а третьи входы - с соответствующими выходами дешифратора, входом соединенного со вторым входом блока. На фиго 1 представлена блок-схема устройства в составе фрагмента системы на фиг. 2 - блок-схема блоков буферных накопителей и блока хранения очередности обработки; на фиг. 3 и 4 - диаграммы, поясняющие работу устройства. Предлагаемое устройство содержит устройство 1, блоки 2 предварительной, обработки и блок 3 оперативной памяти. Устройство 1 содержит блок 4 приема информации, блок 5 хранения очередности обработки, блоки 6 и 7 буферных накопителей группы, блок 8 формирования последовательности, блок 9 хранения адреса данных блок 10хранения объема данных и блок 11вьщачи данных, первый 12 и второй 13 входы-выходы устройства, шины 14-27 для передачи информации и управляющих сигналов между блоками устройства. Блок 4 приема информации содержит узел 28- формирования запроса к оперативной памяти, включающий регистры 29 адреса, номера блока 30 оперативной памяти и команды 31 считывания триггер 32i элементы И 33-36, элемент 37 задержки и ждущий мультивибратор 38, узел 39 связи с информационно-командной магистралью 12, дешифратор 40, кодер 41 элементы И 42 и 43 и узел 44 управления, состоящий из триггера 45, элементов И 46 и 47, элемента ИЛИ 48, элемента 49 задержки, ждущего мультивибратора 50 и элемента НЕ 5I. Блок 8 формирования последовательности содержит элементы И 52 и 53,элемент ИЛИ 54 и дешифратор 55. Блок 9 хранения адреса включает элемент И 56, элемент НЕ 57 и счетчик 58 адреса. Блок Ю объема данных состоит из счетчика 59 объема данных, триггера 60 и дешифратора 61 нуля. Блок 11 выдачи данных содержит узел 62 связи с магистралью ЭВМ, регистр 63 информации и узел 64 управления, включающий элемент И 05, триггер 66, элемент 67 задержки и ждущий мультивибратор 68,. Блоки 5, 6 и 7 содержат (фиго 2) входной регистр 69, регистры 70,

элементы И 71, элементы НЕ 72, элементы ИЛИ 73, триггеры 74, элементы И 75, шину 76 тактовых импульсов, шину 77 считывания и шину 78 записи.

Если накопитель пуст, а на его вход поступает слово, то при подаче сигнала записи и тактовых импульсов это слово помещается на верхний регистр (на верхушку буфера) о чем сигнализирует флажковый триггер этого регистра. Если на вход накопителя затем поступает второе слово, то оно продвигается по направлению к верхушке буфера и занимает самый верхний свободный регистр и ТоД. Таким образом, записываемое в буфер слово всегда автоматически помещается на самый верхний свободный регистр. Такой буферный накопитель уместно назвать буферньш накопителем пузырькового типа, поскольку записываемые в него слова как бы сами всплывают вверхо

При подаче сигнала считывания и тактовых импульсов из буфера считывается слово, находящееся на верхнем регистре (на верхуыке буфера) а все остальные слова продвигаются вверх, как бы всплывают. По состоянию флажкового триггера верхнего регистра можно судить о наличи информации в буфере. Следует отметить одно немаловажное свойство буферного накопителя, а именно, возможность проведения записи и считывания слов одновременно, причем независимыми асинхронными блоками Подключение обоих независимых блоков к шине тактовых импульсов производится при этом через схему сборки.

Устройство работает следукнцим образом.

Перед началом сеанса предварителной обработки через блок 4 по шинам 25 в блок 5 записываются номера блоков 2 предварительной обработки, участвующих в данном сеансе.обработки, в таком порядке, в каком загружаются блоки предварительной обработки в начале сеанса обработки.

Каждому из блоков 2 в устройство сопряжения соответствует (выделен) один из блоков буферных накопителей Перед началом сеанса все блоки 6 и 7 пусты. Поток телеметрической информации, представляющий собой

совокупность упорядоченных измерений нескольких каналов, распределяется по блокам предварительной обработки устройством диспетчеризации (на фиг: 1 не показано) в соответствии с дисциплиной/первый блок предварительной обработки освободился - первый загрузился, т.е. порядок окончания работы блоков предварительной обработки соо±ветствует порядку поступления измерений. Блоки 2 обеспечивают обработку каждого измерения по одному из фиксированного набора алгоритмов о Резуль-ч

тат обработки каждого измерения запоминается в определенных- буферных зонах блока 3 бперативной памяти, закрепленных за каждым блоком 2.

Блок 2 формирует управляющее слово, характеризующее массив результатов обработки и содержащее поле адреса и поле объема массива, и выставляет запрос на обслуживание по информационно-командной магистрали на первый вход-выход 12. При этом порядок следования заявок на обслуживание, порожденных окончанием предварительной обработки каждого измерения, представляет собой случайную величину, зависящую от конкретного алгоритма.

Блок 4 осуществляет поиск заявок на обслуживание, поступакидих по информационно-командной магистрали. При поступлении заявки блок 4 записывает принятое управляющее слово по щинам 14 и 15 в тот из блоков 6 и 7, буферных накопителей, который соответствует номеру обслуживаемого блока 2. Одновременно номер обслуживаемого блока предварительной обработки записывается, по шинам 25 в блок 5.

Такш4 образом, в блоках 6 и 7 накапливаются управляющие слова от соответствугацих блоков предварительной обработки, а в блсже 5 - последовательность номеров обслуживае1ФК блоков предварительной обработки. Наличие управляющих слов в блоках буферных накопителей фиксируется флажковыми триггерами, состояния которых по шинам 17 и 20 поступают в блок 8 формирования последовательности .

По иинам 16 в блок 8 из блока 5 поступает код Hojiepa блока 2 предварительной обработки (который находится на верхушке пузырькового буферного накопителя), Блок 8 определяет, имеется ли для блока 2, номер которого поступает по шинам 16, управлякяцее слово в соответствующем буферном накопителе 6(7). Если имеется, то блок 8 выдает в этот буферный накопитель 6(7) по одной из пшн 16 или 21 сигнал считывания, в результате чего содержимое буферного накопителя 6(7) продвигается вверх (всплывает)у а считанное (вытолкнутое) управляющее слово по шинам 22 поступает в блок 9 (разряды поля адреса) и в блок 10 (разряды поля объема)„ Одновременно блок 8 вьщает сигнал считывания по шине 19 в блок 5, в результате чего содержимое этого блока продвигается вверх (всплывает), считанный номер блока предварительной обработки теряется, а на верхушке появляется следующий номер блока 2 предва рительной обработки, Адрес данных по 26 поступа ет из блока 9 в блок 4, который организует обращения за информацией по данному адресу в блок 3. Данные по информационно-командной магистра ли подаются в блок 4, из.-которого по Ешнам 27 направляются в блок вьщачи данных. Блок 11 выдачи данных передает данные в требуемом формате по шинам i3 в ЭВМ. По окончании передачи данных в ЭВМ вырабатывается сигнал, который через блок 11 по шине 23 поступает в блоки 9 и 10. Если массив данных передан не полностью, то адрес увеличивается, а код объем данных уменьшается на единицу. Модифицированный адрес попадает в блок 4, который организует считывание оч редного слова из блока 3 и передачу его в блок 11 вьщачи данных. Считыва ние данных из блока 3 оперативной па мяти и выдача данных в ЭВМ продолг кается до тех пор, пока заданный мас сив информации - не исчерпывается. ,Момент окончания вьщачи данных по текущему управляющему слову фикси руется сигналом на шине 24, который запрепдает дальнейшую модификацию адреса данных и передачу его в блок 4, а также разрешает блоку 8 начать следукиций цикл работы. Во время вьщачи данных в ЭВМ блок 4 осу1дествляет прием управляющих слов от блоков 2 и запись их в блоки 6 и 7 буферных накопителей, а соответствующих номеров блоков предварительной обработки - в блок 5. Процессы вьщачи данных и приема управляющих слов совм1ыцаются во времени. Если в процессе функционирования устройства сопряжения происходит потеря одного или даже нескольких управляющих слов, то работоспособность устройства может сохраниться полностью или частично (в зависимости от того, где произошла потеря - в блоке предварительной обработки, магистрали или в. устройстве сопряжения) , Пусть, например, в данном сеансе работы участвуют четыре блока предварительной обработки с номерами 14. Пусть порядок начальной загрузки з-тих слов соответствует их номерам, т.е. первым в сеансе загружается блок предварительной обработки с номером 1, затем соответственно блоки с номерами 2, 3 и 4с Пусть диаграмма работы блоков предварительной обработки на некотором интервале времени имеет вид, изображенный на фиг. 3j где t - текущее время, а Т - интервал обработки одного телеметрического измерения. В исходном состоянии содержимое блока 5 имеет вид, изображенный на фиг. 4. Блок 8 находится в соЪтоянии ожидания появления управляющего слова в буферном накопителе, соответствующем блоку предварительной обработки с нрмером 1. Первым в рассматриваемом случае заканчивает . обработку телеметрического измерения в момент , третий блок предварительной обработки, который вьщает сформированное им управляющее слово в блок 4. Блок 4 записывает это управляющее слово в буферный накопитель для третьего блока предварительной обработки, а номер этого блока - в блок 5 (фиг. 4б). В момент t и ta (фиг.З) заканчивает обработку четвертый и третий блоки предварительной обработки. В четвертый и третий буферные накопители записывается соответствующие управляющее слово, а в блок t номера блока предварительной обработки (фиг. 4в). Наконец, в момент t обработку заканчивает первый блок предварительной обработки (фиг. З), управляющее слово записывается в первый буферный накопитель (при этом взв дится его флажковый триггер), а номер блока предварительной обработки - в блок 5 (фиг. 4 ), Так как на верхушке блока 5 записан код первого блока предварительной обработки, и в первом буферном накопителе появилось управляющее слово (о чем свидетельствует флажковый триггер), то блок 8считывает управляющее слово из первого буферного накопителя в бло 9и 10. При этом первый буферный накопитель опустошается, и флажковый триггер гаснет. Одковременио блок 8 осуществляет сдвиг со держимого блока 5 (фиг. 4е). Блок 8прекращает свою работу до момента, пока не будет введен массив данных вЭВМ (по управляющему елову, считанному из первого буферного накопителя)„ Блок 4 совместно с блоком 11 ор ганизуют передачу слов массива дан ных из соответствующего блока в on ративной памяти. По окончании процесса передачи массива данных в ЭВМ в момент tg- (фиг. З) блок lOv в дает сигнал разрешения по шине 24 в блок 8, который начинает новый цикл работы. Так как на верхушке блока 5 т перь имеется код второго блока пре варительной обработки (фиг. 4е), а во втором буферном накопителе информация, (о чем свидетельствует флажковый триггер), то блок 8 считывает управляющее слово из второго буферного накопителя в блоки 9и 10. При этом йторой буферный накопитель опустошается, и флаяжовый триггер гаснет Одновремеино блок 8 осуществляет сдвиг содерзки- мого блока 5 (фиг. 4ж). По окончании процесса передачи массива данных в ЭВМ в момент tg (фиг. З) блок 10 выдает сигнал раз решения по шине 24 в блок 8, который начинает новый цикл работы. Блок 8 обслуживает третий буфер ный накопитель, в результате чего начинается считывание очередного массива данных из блоков оперативной памяти, а блок 5 принимает состояние, изобрахенное на фиг. 4и. В процессе передачи массива данных в момент t (фиг. З) блок 4 принимает управляющее слово от первого блока предварительной обработки, записывает его в первый буферный накопитель, а номер блока предварительной обработки - в блок 5 очередности обработки (фиг. 4к). В момент tg передача массива данных в ЭВМ заканчивается, и блок 8 начинает новый цикл работы, в результате чего производится трансляция следующего массива данных по управляющему слову, считанному из четвертого буферного накопителя, а содержимое блока 5 сдвигается (фиг. 4л). Дальнейшая работа устройства сопряжения происходит аналогичным образом и иллюстрируется фиг. 3 и фиг. 4.. . Фуш.цнонирование блоков устройства происходит следующим образом. При поступлении в блок 4 приема информации посылки из информационнокомандной магистрали по входу-выходу 12 узел 39 выдает в узел 44 сигнал Данные поступили, инициирующий начало работы узла 44. В кодер 41 из узла 39 поступает код номера устройства, от которого поступила посылка. Кодер 41 вырабатывает I в том случае, если посылка поступила от любого блока 2 предварительной обработки, и О - если посылка поступила от блока 3. Узел 44 вырабатывает управляющие сигналы в зависимости от сигнала с выхода кодера 4. Если из кодера 41 поступает I, то узел 44 вырабатывает на выходе элемента И 46 сигнал Запись I, который опрашивает элементы И 42 и 43, другие входы которых подкгдачегел к выходам дешифратора 40, определяющего номера устройства, от которого пришла посылка (даннсш случае это номер одного из блоков 2 предварительной обработки). На выходе одного из элементов И 42 и 43 появляется сигнал,-и в соответствующий блок 6 или 7 записывается содержимое посылки, т.е. управляющее слово. Одновременно сигнал Запись 1, осуществляет необходимую запись кода номера блока предварительной обработки в блок 5 через шины 25. Если на вход узла 44 из кодера 41 поступает О, то в узле 41 вырабатывается сигнал Запись, который вместе с.содержимым посылки поступает по шинам 27 в блок I1 После выработки сигнала Запись I или Запись 2 узел 44 вьдает с выходов элемента 49 задержки в узел 39 сигнал Конец цикла, приняв которы узел 39 может осуществлять работу с информационно-командной магистралью На вход дешифратора 55 из блока 5 поступает код номера блока 2, предварительной обработки, в резуль тате чего на соответствующем выходе дешифратора появляется разрешакмций потенциал. На входы элементов И 52 53 поступает сигнал по шине 24 из блока. Этот сигнал разрешакядий, есл блоки 9., 10 и 1 не функционируют, т.е. из системного ОЗУ данные не считываются. Если же блоки 9, 10 и 11 функционируют и производят считы вание данных ия ОНУ и вьщачу их в ЭВМ, то на шине 24 присутствует зап .щаюдий потенциал. На третий вход элементов И 52 и 53 поступают сигналы с шин 17 и 20 соответствующего буферного накопителя 6(7). Этот сигнал несет информацию о том, пуст буфер или нето Как- только происходит совпадение на одном из элементов И 52 или 53,, то вырабатывается соответствующий сигнал на шинах 18 или 21,, ив результате из соответствующего буферного накопителя 6(7) считывается верхнее слово и выдаетсяв шины 22. Одновременно элемент ИЛИ 54 вырабатывает сигнал в шину 19, в р зультате действия которого осуществляется продвижение информации в блоке 5,И на вход дешифратора 55 поступает новый номер блока 2 пред варительной обработки. Информация по шинам 22 поступае в блоки 9 и 10. В блоке 9 на счетчике 58 фиксируется значение поля адреса управляющего слова, а в бло 10 на счетчике 59 - значение объем данных. В этот момент в блоке 10 взводится триггер 60, и на шине 24 появляется запрещающий потенциал. Потенциал же на выходе элемента НЕ 57 становится разрешающим, и по этому через элемент И 56 зйачения адреса ячейку ОЗУ со счетчика 58 выдаются в гоины 26 о Узел 28, получив в регистр 29 данные из шины 26 готовит команду считывания для ОЗУ и номер устройства ОЗУ и все это вместе с адресом ячейки вьщает в узел 39, если тот свободен (т.е если из узла 39 поступает соответcтвyюп ий сигнал на вход элемента И 33), Если же узел 39 занят, то узел 28 адет его освобождения,, Узел 39, получив данные, из узла 28, производит об|1ащение к ОЗУ. Информация, считанная из ОЗУ, поступает на вход узла 39, кодер 41 фиксирует сигнал О, и узел 44 вырабатывает сигнал Запись 2, который совместно с содержимым посылки поступает по шинам 27 на регистр 63. Узел 64 запускается сигналом Запись 2 и, в свою очередь, запускает узел 62 сигналом с выхода элемента И 65 Выдача в ЭВМ (если узел 62 свободен)о Узел 62 по сигналу Выдача в ЭВМ считывает данные с регистра 63 и организует их пересылку в ЭВМ Одновременно сигнал на шине 23 поступает в блоки 9 и 10. В результате действия этого сигнала адрес ,ячейки памяти ОЗУ модифицируется в счетчиках 58 и 59, причем к содержимому счетчика 58 прибавляется единица, а в счетчике 59 она вычитается. Модифицированный адрес поступает в шины 26, и начинается новый цикл работы с памятью. Когда весь массив данных из ОЗУ считан и состояние счетчика 59 равно нулю, это положений фиксируется дешифратором 61, и сигналом с его выхода сбрасывается в исходное состояние триггера 60, в результате чего на шине 24 появляется разрешающий потенциал, а на выходе элемента НЕ 57 - запрещающий, и блок 9 прекращает вьщачу адресов ячеек памяти в Шины 26. Таким образом, предлагаемое устройство за счет исключения ассоциативной памяти имеет более простую конструкцию, по сравнению с известным исключает необходимость работы с присвоением и учетом нарастаюш1их номеров сообщения, что сокращает обработку сообщений и производительность устройства„ Кроме того, потеря одного или нескольких управляющих слов приводит лишь к потере соответствующих сообщений, не создавая при этом хаоса с последовательностью обработки и нарушений соответствия между управляющими словами И информацией. Формула изобретения 1. Устройство для сопряжения, содержащее блок приема и |формяции, вход-выход которого является первым входом-выходом устройства, первый вход подключен к выходу блока хранения адреса данных, а первый выход ко входу блока выдачи данных, входвыход которого является вторым входо выходом устройства, выход соединен с первыми входами блока хранения адреса данных и блока хранения объема данных, выход которого соединен со вторым входом блока хранения адреса отличающееся данных. тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены группа блоков буферных накопителей,блок хранения очередности обработки и блок формирования последовательности, причем первый вход блока хранения очередности обработки соединен со вторым выходом блока приема информации, группа выходов которого соединена с первыми входами соответствующих блоков буферных накопителей группы, первые выходы и вторые входы которых подключены соответственно к rpyn пе входов и выходов блока формирования последовательности, а вторые выходы - к третьему входу блока хранения адреса и второму входу блока хранения объема данных, выход которого соединен с первым входом блока формирования последовательности, выход и второй вход которого соединены соответственно со вторым входом и выходом блока хранения очередности обработки 2. Устройство по п. , о т л и чающееся тем, чтоблок формирования последовательности содержит группу элементов Н, элемент ИЛИ и дешифратор, причем выходы элементов И группы соединены с соответствующими выходами группы ВЕЛХОДОВ блока и соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока, первые- входы элементов И группы соединены с первым входом блока, вторые входы с соответствующими входами группы входов блока, а третьи входы с соответствующими выходами дешифратора, входом Соединенного с вторым входом блока Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР S2 404088, кл, G 06 F 9/19, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 560220, кл. G 06 F 3/04, 1977 (прототип).

j

.J