Устройство для синхронизации Советский патент 1982 года по МПК G06F1/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и средствам передачи данных и может быть использовано при построении обработки и передачи информации.

Создание в последнее время новой элементной базы - микропроцессоров привело к интенсивному внедрению в технику сбора и обработки информации вычислительных сетей с распределенным (децентрализованным) управлением. Развитие таких сетей идет, в частности, по пути повышения их однородности, обеспечивающей увеличение гибкости и. живучести, возможность наращивания производительности и т.д. В результате повышения однородности для таких сетей характерным становится использование собственной синхронизации в отдельных элементах или группах элементов сети 1 и 2.

Недостатком таких устройств является низкая системная надежность синхронизации, при которой отказ синхронизации в одном элементе (группе элементов) приводит и к выходу системы в целом.

Кроме ТОГО, наличие разной синхронизации в элементах сети, между которыми должен прди вс)диться обмен.

приводит к необходимости в процессе обмена производить привязку сигналов чтения-записи к обоим источнш ам синхроимпульсов, что вносит определенную фазовую задержку при обмене. Если обмен осуществляется одиночными словами, то удельный вес указанной задержки в общей времени обмена может оказаться значительным, что при10ведет к уменьшению пропускной способности канала обмена.

Наиболее близким к изобретению является устройство для синхрониза15ции содержащее генератор, выход которого подключен к первому входу формирователя временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход - со входом

20 .согласующего блока, сумматор по модулю два, пороговый блок и интегратор, вход которого подключен к выходу согласующего блока и к первому входу сумматора по модулю два, а

25 выход через пороговый блок - к нулевому входу триггера, выход которого соединенсо вторым входом формирователя временных интервалов, а елиничный вход - с выходом сумматора

30 подмодулю два, второй вход котог-л.г-.

подключен к выходу формирователя временных интервалов 3.

Однако при включении в линию тактовых импульсов нового генератора длительность первого импульса в последовательности оказывается ненормированной, так как зависит от момента появления разрешения на формирователе временных интервалов. Наличие импульса неполной длительности может привести к сбой в работе системы, в которой используется устройство для синхронизации.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для синхронизации, содержащее генератор, интегратор, пороговый блок и согласующий блок, причем выход интегратора подключен ко входу порогового блока, co-pQ держит счетный триггер, ключ, ключ сигнала приоритета, узел задания приоритета и схему сравнения, пороговый блок содержит два пороговых элемента и элемент ИЛИ-НЕ, а согласующий блок содержит ключ, два триггера, четыре элемента И и элемент ИЛИ, причем выход генератора подключен ко входу счетного триггера выход которого подключен ко входу интегратора, входу ключа согласующег блока и первому входу первого элемента И согласующего блока, вых ды первого и второго элементов согласующего блока соединены с единичными входами соответственно первого и второго триггеров сог ласующеЛ блока, выход второго триггера согласующего блока соединен с управляющим входом ключа согласующего блока, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И согла;сующего блока и шиной общей синхронизации устройства, вход порогового блока подключен ко входам первого и второго пороговых элементов порогового блока, выходы которых соединены со входами элемен та ИЛИ-НЕ порогового блока, звыход узла задания приоритета соединен со.входом ключа и первым входом схе мы сравнения, второй вход которой соединен с выходом ключа сигнала приоритета и шиной приоритетов устройства, выход схемы сравнения соединен с третьим входом первого и первыми входами третьего и четвертого элементов И согласующего блока вторые входы третьего .и четвертого элементов И согласующего блока соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ по РОГОВОГО блока и управляющим входом рогового ключа сигнала приоритета, вход кото рого подключен к выходу ключа, выхо ды третьего и четвертого элементов согласующего блока соединены со вхо элемента ИЛИ согласующего блок

выход элемента ИЛИ согласующего блока соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров согласующего блока, выход счетного триггера подключен к первому входу второго и

третьему входу третьего элементов И согласующего блока, выход первого триггера согласующего блока подключен ко второму входу второго элемента И согласующего блока.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство для синхронизации содержит генератор 1 синхроимпульсов подключенный через счетный триггер 2

к входу интегратора 3, выход которого соединен со входом порогового блока 4, ключ 5, включенный между ключом б сигнала приоритета и узлом 7 задания приоритета, схему 8 сравнения, входы которой подключены ко входу ключа 5 и выходу ключа 6 сигнала приоритета, и согласующий блок 9. Пороговый блок 4 содержит пороговые элементы 10 и 11 и элемент ИЛИ-НЕ 12, выход которого является выходом блока 4, Входы элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами пороговых элементов 10 и 11, входы которых соединена с выходом интегратора 3, Согласующий блок 9 содержит управляемый ключ 13, RS-триггеры 14 и 15, элементы И 16-19 и элемент ИЛИ 20, Входы элементов И 1б-18 соединены с выходом триггера 2. Выход схемы 8 сравнения соединен со входами элейентов И 16, 18 и 19. Выходы элементов И 16 и 17 соединены с S-входами RS-триггеров 14 и 15. соответственно. Выходы элементов И 18 и 19 соединены со входами элемента ИЛИ 20, выход которого подключен к R-входам RS-триггеров 14 и 15. Выход элемента ИЛИ-НЕ 12 соединен со входами элементов И 18 и 19. Управляемый ключ 13 включен между выходом триггера 2 и шиной 21 общей синхронизации, выход ключа 6 соединен с шиной 22 приоритетов. Выход ключа 13 соединен со входом элемента И 16, выход триггера 15 соединен со входом-элемента И 17. Интегратор 3 и пороговый бЛок 4 служат для выявления состояния отказавшего генератора 1, При нормальной работе генератора 1 на выходе интегратора 3 устанавливается уровень X х, где амплитуда синхроимпульсов, соответствующая уровню логической единицы. В случае отказа генератора 1 уровень на выходе интегратора 3 устанавливается равньм уровню на выходе триггера 2 (либо X,-, либо 0) . С помощью пороговых элементов 10 и 11 выделяются оба эти состояния. Именно на выходах пороговых элементов 10 и 11 формируются сигналы 2 w О t В результате на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 появляется логический уро вень , соответствующий работоспособному генератору 1, если tt х t, и уровень О , если сигнал на выходе интегратора 3 выхо дит из этого интервала. Блок 9 используется для подключения, (отключения) собственного генератора 1 к шине 21. В процессе коммутации осуществля ется привязка момента переключения к фронтам либо собственного генера тора 1, либо генератора 1, находяще гося в другом устройстве и занимающего в данный момент шину 2L, Испол зование указанной привязки позволя исключить появление в момент перек лючения генератора 1 синхроимпульсов укороченной длины, которые могу приводить к сбоям в синхронизируемых устройствах. Кгаоч 5 не имеет управляющего вх да, а его два полюса специализирова ны -.один является входом, а другой - выходом. Ключ 5 открывается если уровень на входе превышает ур вень сигнала на выходе. Примером такого ключа .может служить диод. Устройство работает следующим образом. Взаимодействуют два устройства синхронизации Аи В. В процессе вза имодействия осуществляется авто1«ти ческое подключение к- шине 21 только одного из исправных генераторов 1. Принимается, что приоритет генератора 1 в устройстве А более высокий чем в устройстве В. Процесс взаимодействия большого числа устройств .обобщается простым образом. Рассмотрим три случая, которые могут иметь место. В подключении генератора 1 к шине 21 могут иметь место три случая В первом случае оба генератора 1 устройств А и В исправны. После включения устройства А на выходе его интегратора 3 формируетс 1 На выходах обоих сигнал X 2 пороговых элементов 10 и 11 устанав ливается уровень О , а на выход элемента ИЛИ-НЕ 12 - уровень 1 Б результате этого открывается клю 6 и, поскольку приоритет устройства А высокий, то открывается и клю 5, и на шине 22 устанавливается зн чение прирритеть устройства А. Схема 8 сравнения фиксирует это событие, выдавая команду на подключение генератора 1. По этой команде с помощью элементов И 16 и 17 и триггера 15 осуществляется привязка подключения генератора 1 к шине 21 по его переднему фронту. По сигналу с выхода элемента И 17, привязанного к переднему фронту генератора 1, триггер 14 устанавливается в состояние , открывая ключ 13. В результате этого генератор 1 устройства А -оказывается подключенным к шине 21. в устройстве В в описанном случае ключ 5 остается закрытым и команда на подключение генератора 1 не формируется. . Во втором случае генератор 1 в устройстве А выходит из строя. В зависимости от состояния триггера 2 на момент отказа формируется уровень на выходе порогового элемента 10 или11. В результате на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 устанавливается уровень . Ключ 6 запирается и на шине 22 оказывается уровень приоритета, отличный от собственного приоритета. Последнее фиксируется схемой 8 сравнения, на выходе котгорой устанавливается уровень О. Этим уровнем через элемент И 19 и элемент ИЛИ 20 триггер 14 сбрасывается в состояние О. Ключ 13 закрывается и генератор 1 устройства А отключается от шины 21. В устройстве В снятие с шины 22 приоритета, устройства А приводит к тому, что, если его генератор 1 исправлен (ключ 6 открыт), то на шине 22 устанавливается его приоритет. В результате на выходе схемы 8 сравнения формируется уровень , покоторому аналогично предыдущему случаю осуществляется подключение генератора 1 с привязкой к переднему фронту синхроимпульса. В третьем случае генератор устройства А, ранее отказавший, восстанавливает свою работоспособность. В результате в устройстве А открывается ключ 6 и на шине 22 устанавливается приоритет устройства А. В устройстве В при этом запирается ключ 5, на выходе схемы 8 сравнения устанавливается уровень , которым через элементы И и ИЛИ 18 и 20 триггер 14 переходит в состояние О, запирая ключ 13. Однако, в отличие от предыдущего случая, момент отключения генератора 1 привязывается к заднему онту последнего в последовательности синхроимпульса. Это позволяет собственному генератору 1 закончить работу, не изменяя длительности последнего синхроимпульса. В свою очередь привязка момента включения генера,тора 1 в устройстве А начинается с MOiJteHTa отключения генеpa гора 1 в устройстве В, что обеспечивается наличием связанного с ши ной 21 запрещающего входа в элементе И 16. Таким образом, использование пре лагаемого устройства позволяет обес печить работоспособность системы, если хотя бы один генератор 1 в одном из устройств синхронизации функ ционирует нормально. Используемая же в данном устрой стве конструкция согласующего блока 9 исключает появление импульсов неполной длительности как при включен так и при отключении генератора 1, что позволяет повысить надежность устройства. Формула изобретения Устройство для синхронизации, со держащее генератор, интегратор, пороговый блок и согласующий блок, причем выход интегратора подключен к входу порогового блока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, устройство свДержит счетный триггер, ключ,ключ сигнала приоритета, узел задания приоритета и схему сравнения, пopoговый блок содержит два пороговых элемента и элемент ИЛИ-НЕ, а согласующий блок содержит ключ, два триггера, четыре элемента И и элемент ИЛИ, причем выход генератора подключен к входу счетного триггера выход которого подключен к входу интегратора, входу ключа согласующе го блоке и первому входу первого элемента И согласующего блока, выходы первого и второго элементов И согласующего блока соединены с единичными входами соответ ственно первого и второго триггеров согласующего блока, выход второго триггера согла.сующего блока соедииен с управляющим входом ключа сог ласующего блока, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И согласующего блока и шиной общей синхронизации устройства,вход порогового блока подключен к входам первого и второго пороговых элементов порогового блока, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ порогового блока, выход узла зёздания приоритета соединен с входом ключа и первым входом-схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом ключа сигнала приоритета и шиной приоритетов устройства, выход схемы сравнения соединен с третьим входом первого и первыми входами третьего и четвертого элементов И согласующего блока, вторые входы третьего и четвертого элементов И согласующего блока соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ порогового блока и управляющим входом ключа сигнала приоритета, вход которого подключен к выходу ключа, выходы третьего и четвертого элементов И согласующего блока соединены с входами элемента ИЛИ согласующего блока,, выход элемента ИЛИ согласующего блока со.единен с нулевыми входами первого и второго триггеров согласующего блока, выход счетного триггера подключен к первому входу второго и третьему входу третьего элементов И согласующего блока, выход первого триггера согласующего блока подключен к второму входу второго, элемента И согласующего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ОНА № 4021784, .кл. 340-172.5, опублик. 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2700938/18-24, кл. G Об f 1/04, 1979. 3..Авторское свидетельство СССР № 660043, кл. G 06 F 1/04, 1977 (прототип).