Устройство для ретрансляции сигналов между каналом ввода-вывода и внешними устройствами Советский патент 1982 года по МПК G06F3/04 

(54) УСТРОЙСТВО для РЕТРАНСЛЯЦИИ СИШАЛОВ МЕЯЩУ КАНАЛОМ ВВОДА-ВЫЮДА И ВНЕШНИМИ УСТГОЙСТВАМИ

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике, в частности, к устройствам управления передачей информации от {щфровых вычислительных машин к устройствам вводавьюода. В известных системах управления внешние устройства, работающие квазипараллельно, пере ключаются через интерфейс f1). Однако количество подключенных внешних устройств ввода-вывода ограничено. Для исключения этого недостатка применя ются групповые устройства управления внешними устройствами, но эти устройства дорогостоящие и сложные, и, кроме того, они управ ляют определенным набором (по типу и количеству) внешних устройств, что ограничивает сферу их применения. Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является устройство- для ретранслирования сигналов управления я информационных сигналов, содержащее шины под ключения к интерфейсу ввода-вывода канала к к основной цепочке внешних устройств, шины подключения к дополнительной цепочке внешних устройств, усилители, элементы задержки, схемы И, схемы НЕ, схемы ИЛИ и реле 2. При работе известного устройства в первом случае канал выдаст сигнал по шине вь1борка от канала и обращается к внешним устрюйствам, подключенным к основной цепочке внешних устройств (или обслуживается. требование от абонента одного из внешних устройств основной цепочки). Этот сигнал распространяется как по основной, так и по дополнительной цепочке внешних устройсг. .Бели внешнее устройство дополнительной цепочки, на кото-, рое сигнал выборки от канала пока не поступки, выставляет сигнал требования от абонента по шине требований от абонента, то этот сигнал, проходя через усилитель-приемник, схему ИЛИ и схему НЕ поступает на вход схемы совпадения и тем самым блокирует дальнейшее распространение сигнала выборки от- канала по основной цепочке внешних устройств. Таким образом, срывается обмен между внешним устройством основной цепочки и каналом, что является наруше шем стандартного интерфейса ввода-вывода. В случае обслуживания требования одного из внеш них устройств дополнительной цепочки, сигнал выборки от канала распространяется только по дополнительной цепочке внешних устройств а на основную цепочку сигнал не проходит. Соответственно отсутствует сигнал выборки от абонента основной цепочки внешних устройств что блокирует схему совпадения и запрещает йрохождение сигнала выборки от абонента дополнительной цепочки внешних устройств. Этот сигнал может появиться, например, в случае сбоя во внешнем устройстве, выдавшем требование. Блокировка этого сигнала создает неопределенность в процессе обмена между абонентом и каналом, так как на посланный сигнал выборки от канала обратно в канал не поступают ни сигнал выборки от абонента, ни сигнал работы от абонента, что нарушает требование к стандартному интерфейсу. Таким образом, недостатком устройства является нарушение стандартной системы обм на между каналом и абонентом, что приводит к снижению надежности работы всей подснстемы. Цель изобретения - повышение надежности Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ретранслирования сигналов меж ду каналом ввода-вьшода и внешними устройствами, содержащее первый, второй элементы И, первый элемент ИЛИ, группу усилителей-приемщиков, группу усилителей-передатчиков, три элемента задержки, три входны усилителя выборки, три выходных усилителя выборки, причем первый информационный вхо устройства, второй информационный вход устройства, вход управляющих сигналов устройства, вход требования устройства через соответствующие последовательно соединенные уси литель-приемник и усилитель-передатчик соединены соответственно с первым информациоН иым выходом устройства, со вторым информационным выходом устройства, с выходом управляющих сигналов устройства и с вы- ходом требования устройства, первый вход сигналов идентификации устройства, второй вход сигналов идентификащш устройства и вход идентификации адреса устройства через соответствующие последовательно соединенные усилитель-приемник, элемент задержки, у силитель-передатчик соединены соответственно с первым выходом сигналов, идентификации уст ройства, со вторым выходом сигналов идентификации Устройства, с выходом идентификации адреса устройства, вход выборки устройства соединен через первый размыкающий элемент коммутации со входом первого входного уси лителя выборки, а через первый замыкающий элемент коммутации - с выходом первого выходного усилителя выборки и с основным выходом выборки устройства, основной вход выборки устройства через второй размыкающий элемент коммутации соединен со входом второго входного усилителя выборки, а через второй Замыкающий элемент коммутации - с выходом второго выходного усилителя выборки и с выходом выборки устройства, выход третьего выходного усилителя выборки соединен .с дополнительным выходом выборки устройства, а дополнительный вход выборки устройства через третий входной усилитель выборки соединен с первым входом первого элемента И, введены два D-триггера, третий-шестОй элементь1,И, второй и третий элементы ИЛИ и дополнительный элемент задержки, причем выходы усилителя-приемника сигнала идентификации адреса канала ввода-вывода и усилителя-приемника сигнала требования абонента соединены с D-входами соответственно первого и второго D-триггеров, С-входы которых соединены с выходом первого входного усилителя выборки, прямой выход первого D-триггера соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, инверсный выход первого D-триггера соединен со вторым входом первого элемента И, и с первыми входами четвертого, пятого и шесто го элементов И, прямой выход второго Dтриггера соединен с третьим входом первого и со вторым входом шестого элементов И, инверсный выход второго D-триггера соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого входного усилителя выборки через дополнительный э емент задержки соединен со вторым входом третьего элемента И и с третьими входами пятого и шестого элементов И, выход третьего входного усилителя выборки соединен со вторым входом второго элемента И, выход второго входного усилителя выборки соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И, выходы третьего и шестого элементов И через первый элемент ИЛИ соединены со входом третьего выходного усилителя выборки, выходы третьего и пятого элементов И через второй элемент ИЛИ соединены со входом первого выходного усилителя выборки, а выходы первого, второго и четвертого элементов И через третий элемент ИЛИ соединены со входом второго выходного усилителя выборки. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство 1 для ретранслирования содер«огг первый информационный выход (шину) 2, второй информационный вход (шину) 3, первый выход 4 сигналов идентификации, второй вход 5 сигналов идентификации, вход 6 управляюищх сигаалов, вход 7 идентификации адреса, выход 8 требования, основной выход 9 выборки, вход 10 выборки, основной вход И выборки, выход 12 выборки,первый информационный вход 13, второй информационный выход 14, первый вход 15 сигналов идентификации, второй выход 16 сигналов идентификации, выход 17 управляющих сигналов, выход 18 идентификации адреса, вход 19 требования, дополнительный выход 20 выборки, дополнительный вход 21 выборки, усилитель-передатчик 22, усилительприемник 23, усилитель-передатчик 24, усилители-приемники 25-27, усилитель-передатчик 28, первый выходной усилитель 29 выборки, первый входной усилитель 30 выборки, второ усилитель 31 выборки, второй выходной усилитель 32 выборки, усилитель-приемник 33, усилитель-передатчик 34, усилитель-приемник 35, усилители-передатчики 36-39, третий вь1ходной усилитель 40 выборки, третий входной усилитель 41 выборки, дополнительным элемент 42 задержки, элементы 43-45 задержки, второй 46 и первый 47 D-триггеры, третий 48, шестой 49, пятый 50, четвертый 51, второй 52 и первый 53.элементы И, первый 54, второй 55 и третий 56 элементы ИЛИ, второй и первый замыкающие элементы коммутации 57 и 58, второй и первый размьисающие элементы 59 и 60, коммутации. Устройство 1 выполняет следующие функции: увеличивая количество внешних устройст ввода-вывода, подключенных к интерфейсу, он управляет информацией, проходящей между устройствами ввода-вьтода и каналом, посред ством набора функционально разделенных линий интерфейсов (см. таблицу), обеспечивая общепринятый формат информации и необ- . ходимую последовательность сигналов для все внешних устройств. Устройство работает образом. Все связи с каналом осуществляются по общим шинам так irro любой сигнал, поступающий из канала, доступен любому блоку управления внешним устройством, кроме сиг-) нала, используемого для установления приоритета между блоками управления внешними устройствами основной и дополнительной цепо ки внешних устройств. Однако в каждый момент времени с каналом логически свйзан только один блок управления внешним устрой ством. Сигнал выборки, осуществляющий пой ключение внешних устройств в соответствии с заранее установленным приоритетом, последо вательно проходят через все блоки управления внеишими устройствами в каждой из основной и дополнительной цепочек внешних устройств, однако в соответствующие шины Q 6 этих цепочек сигнал выборки поступает параллельно, сокращая тем самым время поиска и подключения определенного внешнего устройства. При этом учитывается, что как в основной, так и в дополнительной цепочках не может бьггь внешних устройств с одинаковыми адресами. В случае необходимости подключения внешнего устройства по инициативе самого устройства, т.е. ло сигналу требования от абонента, сигнал выборки от канала распространяется в ту цепочку внешних устройств, из которой поступил сигнал требования от абонента. При поступлении сигналов требований от абонентов одновременио из двух цепочек внешних устройств, устройство 1 обеспечивает приоритет сигналу, поступившему из дополнительной цепочки внешних устройств. Устройство 1 обеспечивает также отключение дополнительной цепочки внешних устройств nfM необходимости или при снятии питания с устройства 1 с помощью элементов коммутации 57-60 (контактов реле). При этом работа канала ввода-вывода с основной цепочкой внещних устройств не нарушается. В зависимости от поступаюшлх сигналов устройство 1 может работать в нескольких режимах. 1 режим - работа по инициативе канала с основной или дополнительной цепочками внешних устройств. В этом режиме на входы 7 и 10 устройства 1 поступают соответственно сигналы адреса от канала и выборки от канала, причем, согласно требованиям к интерфейсу вводавьгаода сигнал адреса от канала предшествует , сигналу выборки от канала. Таким образом, сигнал со входа 7 через усилитель-приемник 27 поступает на Ь-вход триггера 47, затем сигнал со входа 10 через замкнутые контакты 60 реле и усилитель-приемник 30 поступает на С-вхоД триггера 47 и устанавливает его по переднему фронту сигнала выборки в единичное состояние. Единичный выход триггера 47 открьгеает элементы И 48 и И 52, а нулевой выход закрьтает элементы И 49-51, 53, сигнал выборки от канала с выхода усилителя-приемника 30 поступает через элемент задержки 42 и элемент И 48 на входы элементов ИЛИ 54 и 55. С выхода элемента ИЛИ 54 сигнал выборки от канала через уошитепь-передатчик 40 поступает с выхода 20 в дополнительную цепочку внешних устройств, а с выхода элемента ИЛИ 55 через усилитель-передатчик 29 на выход 9 - в основную цепочку внешних устройств. Сигналы выборки от канала в каждой цепочке последовательно обходят внеишие устройства до тех пор, пока одно из внешних устройств v не распознает свой адрес. При этом, распространение сигнала выборки от канала в цепочке, где находится это устройство (например, в дополни-тельной), прекращается и . вьщается сигаал работы абонента на вход 13, который через усллнтель-приемник 33 и усилитель-передатчик 22 поступает с выхода 2 в канал, а из основной цепочки на вход 11 и далее через замкнутые контакты 59 реле и усилитеЛь-приемник 31 сигнал выборки от абонента основной цепочки вне{иннх устройств поступает на первый вход элемента И 52, однако дальше не распространяется (так как . на третий вход этого элемента сигнал не поступил и в канал с выхода 12 сигнал выборки от абонента не поступает. В этом случае, когда ни одно из устройств в основной и дополнительной цепочках не ра познало свой адрес, но на входы 11 и 21 -на элемент И 52 поступят оба сигнала выборки от абонентов основной и дополнительной цепо чек, выходной сигнал которого через усилитель передатчик 32 поступит на выход 12 выборки от абонента. II режим - работа по инициативе абонента основной цепочки внешних устройств. В этом режиме в канал с выхода 8 посту пает сигнал требования от абонента основной цепочки внешних устройств. Если канал в это время свободен, то при полу1ении этого сигнала из канала на вход 10 поступает сигнал выборки от канала, который через замкн тые контакты 60 реле и усилитель-приемник 30 поступает на С-входы триггеров 46 и 47. Так как сигналы адреса от канала со входа 7 и требования от абонента дополнительно цепочки со входа 19 не поступают, то триггеры 46 и 47 установятся в нулевые состояния, при этом сигналы разрешения поступают на входы элементов И 50 и 51. Сигнал выборки от канала с выхода усилителя-приемника 30 через элемент 42 задержки, элемент И 50, элемент ИЛИ 55, усилитель-передатчик 29 и выход 9 поступает только в основную цепочку внешних устройств. Если соединения внешнего устройства с каналом по каким-либо причинам не произошло, то сигнал выборки от абонента основной цепочки внешних устройств со входа 1 через контакты 58 ре ле; усилитель-приемник 31, элементы И 51, ИЛИ 56 и усилитель-передатчик 32 поступает на выход 12 как сигнал выборки от абонента. 1И режим - работа по инициативе абоне та дополнительной цепочки внешних устройств В этом режиме в канал поступает сигнал требования от абонента дополнительной це98почки внешних устройств со входа 19 через усилитель-приемник 39, усилитель-передатчик 28 и далее на выход 8. Кроме того, этот сигнал во время поступления сигнала не работает с абонентом, то из канала на вход 10 поступает сигнал выборки от канала через контакты 59 реле, усилитель-приемник 30 поступает на С-входы триггеров 46 и 47. При этом триггер 46 устанавливается по переднему фронту сигнала выборки в единичное состояние, а триггер 47 - в нулевое, так как на D-входе триггера 47 сигнал адреса от канала отсутствует. В таком состоянии триггеров сигналы разрешения поступают на входы элементов И 49, 53. Сигнал выборки от канала с выхода усилителя-приемника 30 через элемент 42 задержки, элемент И 49, элемент ИЛИ 54, усилитель-передатчик 40 поступает на выход 20 только в дополнительную цепочку внешних устройств. Если соединения внешнего устройства с каналом по каким-либо причинам не произошло, то сигнал выборки от абонента дололнитёльной цепочки внешних устройств со входа 2 через усилительприемник 41, элементы И 53, ИЛИ 56 и усилитель-передатчик 32 поступает на выход 12 как сигнал выборки от абонента. При одновременном поступлении в канал сигналов требований -от абонентов как от основной, так и от дополнительной цепочек внешних устройств, устройство будет работать в описанном выше III режиме, так как состояние триггерюв 46 и 47 остается неизменным, что обеспечивает приоритет дополннг тельной цепочки внешних устройств. Устройство 1 позволяет осушествить точную и своевременную коммутацию цепей выборки от канала и выборки от абонента, так как переключение цепей происходит только по переднему фронту сигнала выборки от канала, что значительно улучшает надежность и однозначность работы известной подсистемы управления внешними устройствами ввода-вывода. Повьшгение надежности работы устройства поэволяет повысить надежность работы, ЭВМ с внешними устройствами, а также сократить время обрашения ЭВМ к этим устройствам, что увеличивает эффективность работы вычислительной машины. Устройство может быть использовано для расширения возможности подключения внешних устройств и одному стандартному интерфейсу ввода-вывода мультиплексного или селекторного каналов всех моделей ЕС ЭВМ. 9949649 Номера Название линий и сигналов входов и выходов (шин) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Пр Шина абонента (9 линий), работа абонента, измерение от абонента Шина канала (9 линий) Адрес от абонента, управление от абонента, информация от абонента Управление от канала, блокировка, информация от канала Работа канала, разрешение выборки, измерение от канала, смена состояния Адрес от канала Требование абонента I Выборка от канала основной цепочки внешних устройств Выборка от канала Выборка от абонента основной цепочки внешних устройств Выборка от абонента Шина абонента (9 линий), работа абонента, измерение от абонента Шина канала (9 линий) Адрес от абонента, управление от абонента, информация от абонента Управление от канала, блокировка, информация от канала Работа канала, разрешение выборки, измере1ше от ханйла, смена состояния Адрес от канала Требование абонента - ( Выборка от канала дополнительной цепочки внешних устройств Выборка от абонента дополнительной цепочки внешних устройств ечания. Шины 2-8 связаны с интерфейсом ввода-вывода канала и основной цепофсой внешних устройств. Шины 13-21 связаны с дополнительной цепочкой внешних устройств. Шины 9, 11 связаны только с основной цепочкой внешних устройств. Шины 10, 12 связаны только с интерфейсом ввода-вь1вода канала. -НО Формула изобретения Устройство для ретрансляции сигналов между каналом ввода-вывода и внешними устройствалга, содержащее первый, второй элементы И первый элемент ИЛИ, группу усилителей-приемников, группу усилителей-передатчиков, три элемента задержки, три входных усилителя выборки, три выходных усилителя выборки, причем первый информационный вход устройства, второй информационный вход устройства вход управляющих сигналов устройства, вход требования устройства через соответствующие последовательно соединенные усилитель-приемник и усилитель-передатчик соединены соответственно с первым информационным выходо устройства, со вторым информационным выхо дом устройства, с выходом управляющих сигналов устройства и с выходом требования устройства, первый вход сигналов иденшфикации устройства,, второй вход сигналов идентификации устройства и вход идентификации адреса устройства через соответствующие последовательно соединенные усилитель-приемник элемент задержки, усилитель-передатчик соединены соответственно с первым выходом сигна лов идентификации устройства, со вторым вы ходом сигналов идентификации устройства, с выходом идентификации адреса устройства, выборки устройства соединен через пер вый размыкающий элемент коммутации со входом первого входного усилителя выборки, а через первый замыкающий элемент коммутации - с выходом первого выходного усилителя выборки и с основным выходом выборки устройства, основной вход выборки устройства через второй размыкающий элемент коммутации соединен со входом второго входного усилителя выборки, а черю второй замыкающий элемент коммутащш - с выходом второго выходного усилителя выборки и с выходом выборки, устройства, ъыход третьего выходного усилителя выборки соединен с дополнительным выходом выборки устройства, а дополнительный вход выборки устройства через третий входной усилитель выборки соединен с первым входом первого, 9 9.12 элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности оно содержит два D-триггера, третий-шестой элементь И, второй и третий элементы ИЛИ и дополнительный элемент задержки, причем вьгходы усилителя-приемника сигналгГ идентификации адреса и усилителя-приемника сигнала требования соединены с D-входами соответственно первого и второго D-триггеров, С-входы, которых соединены с выходом первого входного усилителя выборки, прямой выход первого D-триггера соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, инверсный выход первого D-триггера соединен со вторым входом первого элемента И и с первыми входами четвертого, пятого и шестого элементов И, прямой выход второго D-триггера соединен с третьим входом первого и со вторым входом шестого элементов И, инверсный выход второго D-триггеря соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого входного усилителя выборки через дополнительный элемент задержки соединен со вторым входом третьего элемента И и с третьими входами пятого н шестого элементов И, выход третьего входного усилителя выборки соединен со вторым входом второго элемента И, выход второго входного усилителя выборки соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И, выходы третьего и шестого элементов И через первый элемент ИЛИ соединены со входом третьего выходного усилителя выборки, выходы третьего и пятого элементов И через второй элемент ИЛИ соединены со ,входом первого выходного усилителя выборки, ,а выхода первого, второго и четвертого 3jfeментов И через третий этгемент ИЛИ соедн,нены со входом второго выходного усилителя выборки. Источники ииформавди, принятые во внимание при экспертизе 1.Кагем .Б. М., Каневский М. М. Цифровые вычислительные машины и отстемы. М., Энергия, 1974, с. 547, рис. 10-16. 2.Авторское свидетельство СССР № 389503, кл. G 06 F 9/00, 1973 (прототип).