DE1487826A1 - Schaltungsanordnung zur prioritaetsgerechten Datenuebertragung - Google Patents

Description

• Titel: "Schaltungsnnoz#dnung zur prioritätsgerechten

  Datenübertragung"

  Die ErfindunG bezieht eich auf eine.Schaltuni;si-inordnung zur

  prioritAtsgerechten Auswahl eines i@inbi-lbesignals aus mehreren

  asynchronen Eingebesignalnn und Gewinnung eines btartsignals,

  welches dein ausgewählten Eingabesignal zugeordnet ist.Pie-Ein-

  gabesignale zeigen die Abrufbarke-'.t der Daten von Eingabegeräten

  an und die Startsignale bewirken die Datenübertragung von den

  J'int;cbei;erä.ten zu Datenempfängern. Als Eingabegeräte können bei-

  spielsweise feripheriegerKte wie l.ochkartenabtaster und Magnet-

  bandspeicher, aber auch Steuerschaltungen des Recnenwerks, des

  l,ei twerke oder der Simultansteuerung einer programmgesteuerten

  gectienanlnge verwendet worden. Als Datenempfänger komineri ins-

  besordere Speicher, Rechenwerke und Steuerwerke sow;.e PpriphEtrie-

  gert,-te in 1#'rage.

  @3ei bekanntr:ri :icria? tune;amrierdnanr",en werden Einral:-s iFnale getak tet,

  4#.n 'r'lip-I'lops übernonmen und danach @rjird durch "Ll?ID-1('r@l?;ter dzi#-

  y

  aLeingabekifrial mit der höchsten h.r-i.n.ri-tät aus ;ewätilt. Diese be-

  @sunri ten :@cha@tunt;af@nordnungen hallen d 2n Nachteil, d11' auPer der

  @lcrzijt;e:rurigczeit der Ichal-i.ungsanordnung für die Pri.iari kÄttra.us-

  wahl xiirtdeH±ens tE:ilweise eIne Taktzeit benti-t;_t;t wir:: @.@cducch

  tlerzögerumaen unvetrmeidlich

  Außerdem haben die bekannten Schaltungsanordnungen den Nachteil, daß sie einen relativ großen technischen Aufwand benötigen. . --_ ' Erfindungsgemäß werden die Eingabesignale je einer Torschaltung zugeführt und bei leitender Torschaltung über deren Auegang_ als Starteignale-abgegeben. Außerdem sperren diese Start. eignale die Torschaltungen niedrigerer Priorität.
• Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß sie wesentlich weniger Zeit zur PtioritKtsentsch'Lüeselung benötigt als bekannte Schaltungsanordnungen. Dies deshalb, weil bei der erfindungsgemäßen Schaltur:gse--nordnunL nur die Laufzeit der Signale durch die Prioritätsschaltung benötigt wird, aber nicht Teile einer Taktzeit wie bei bekannten Schaltungsanordnungen.
• Bei Verwendung sehr kurzer Eingabesignale ist es zweckmäßig, diese Eingabesignale je einem Speichereletsient zuzuführen und diese Speichereletlente entweder durch ein Anfangszustandssignal oder durch Zuführung eines Signale --welches die Beendigung der Datenübertragung von den Eingabegerten zu den Datenempfängern anzeigt - in einen ersten stabilen Zustand zu bringen und durch die Eingabesignale in einer.. zweiten stabilen Zustand zu übex-fü",reri. Die Ausgangssignale der Speicherele-,nnte werden dann der Torscha:ltn:igen zugeführt.
• Außerdem ist es zweckmHßig, die Startsignale einer Verri egelungsschaltung zuzuführen, deren Ausgangnsignal alle T.:)rsclica.ltungen sperrt, bis auf diejenige, die, in diesem Zeitpunkt ein Startsignal überträgt.

  lm folgeirden werden die Erfindung und @us'ülirun@abe:as@:i:ssl.c:

  derselben anhand der Fi gurün 1 und 2 1,esctireben, w(lbei in

  mehreren Figuren dargestellte gleielie Bauteile bzw. Signa) e

  mit Gleichen Bezugszeichen gekennzei:clinet si.ri@?: I:f; -eigen:

  M&ur 1 eine Schaltungsan::a,dnung zur Aus-

  wall von asynchronen l?illf@8t)ei1@nF.@..@'n unt tr Verwendung

  vor= Flip-Flops und NOR-S ahaI tungen .

  Figur 2 zeigt Dia ra rm_e von Signt@;.en zur ßr-t äutez- iinr- de,

  sc)iwini;iingsli:eien 2iiistellens Dein SCliltunia.nar#clriunF;

  nach Figur 1

  Beim Einschalten der nach fig.stellt

  sich unter Verwendung-dea Signale az (zuge*lihrl, über den

  clultungspunkt 2) der Rahezuptand ein, in welchem die Flip-.

  c 1 -

  Flops :,'1, F'2, F3 .... die S teil unj@ "'ü" eircriehrrten und bei dem

  :l ie Auslan;-ssignale s.1, a2_, a3 (U Volt) s';r_!@. :Wenn

  ,;t-Iregen di:2ee Fli;@-Flolis i'1, F2, P.... ihren zweiten -stabilen

  Zustand ;.n Gtplllirg `!L" einnehmen, d!;nii sind die @usf@s.xtagnale

  @xt, a?. ft3 .... r,p,-latv (- G Volt)

  Über cti@:*@li.::? 3, 4, 5 4.46 werden ggf. @synehrone

  ISi.Yx@fi@Jeolt,L1.:1@@ ei. e2, e3 .... zugefürir t. Diese Schalt;angepunkte

  . . . , sind mit h ?ineia ent@@;iec:lici@d en 1@inr;tibegez:it

  (nicht dargestellt) verounden. Die l@in;l_c@sbüale e1, e2., e3 `.

  zcit.:en an, daß in den zul-e^rdTieteii rinc#abe,:#eräten Daten abrufbar

  zur- Verfü";iri@, st;:hen. las iin;:abeei;;@>ai e1 hat EL-- höch41-e I'rio-

  i_tt. DZe fo1@c@:"(-ii I:i.n;a»g-E «ri?).c@ e?, E3 ... . wind rl@:ai geringer>

  werd enü,- n I,ri.lri L;:teäi @,ei»,-ine t , .

  Jedem Plip-Flop f ist;-je eine erste NOh-Schaltung N und j e

  eine zweite.NOR-Schaltung N' zugeordnet...Außerdem'Jet eine

  weitere NOH#Sch$ltung N" voi°gesehen:"Über die'Ausgänge 109.

  1:1, 9- 'werden'- Str.signale aw1,, äw2, aw3 die @entret@erpositiv .@4 Volt) oder negativ-(.- 6 Vol.t)._,tein «.-_,.

  können.` Die negativen Startsignale.aw. haben keinEe Wirkung auf

  die.ihnen" zugeordneten. Dateneuipftinger. Dagegen bewirken dte .

  positiven Startsignale aw den Abruf der in Ren Eingabegeräten

  gur Verfügung stehenden Daten an die zugeordneten oder

  Datenempfänger.

  -Palle das Eingabesignal ei-höchster Priorität über den Schal-

  tungspunkt 3 dem Flip-Flop F1 zugeführt wird, dann nimmt die-

  sen Flip-Flop die itell.üng"L"ein und gibt ein. negatives Signal

  a1 an die NOR-Schaltung N' 1 ab-, Das Signal b ist im Ruhezustand

  positiv, dadurch ist das Ausgangssignal *c 1 der IJOR-Schaltung

  N1 nega-@iv. Durch.dies$ beiden negativen Signale a1 und 21 an

  der KOIt-Schaltung* N' 1. wird das Startsignal aw1 (das Aun--arLgs-

  signal der NDR-Schaltung 1,111) positiv und dadurch werdeij Daten

  des- Ei.ngabegerftes .mit der höchsten Priorität abgerufen. Dieses

  Startsignal awl wird solange über den Schaltungspunkt 1o abge-

  geben, bis der IMpule t (zugeführt über dßn Schaltungspunkt 1)

  die Rtickstellting das Plip-Flopa 71 in den Zustand "0" bewirkt.

  Dieser Impuls wird imirier*dann über den Schältungepunkt 1 zuge-

  führt, Nenn alle DAten vom betreffenden hiiigabegerät an den

  Datenempfänger abgegeben eiild.

  Wenn nun beispielsweise das Bintabesi$nal e2 über den Schal-

  tungepunkt 4 zugeführt wird, dann .nimmt das Plip-#rlop F2 die

  Stellung L 81n.

  Damit wird das Ausgangseignal a2 ;negativ. Im Schaltungs-

  punkt B 'liegt ebenfalls pin negativen Signa? an, da das

  Startsignal aw7 nunmehr vorauesetzungegemäß negativ %$t.

  Las. Signal c2-ist ebenfalls negative da alle Ennge der

  NUR-Sohältung N« negativ sind und daini t ctas 'Sidnai, »b-. po$ltj:v .

  . ist. Da somit an allen Eingängen der NOR-Scholtung NI 2 ne,gatiue

  A .guale yan liegenl: ergibt sich ein gositvlea"gtarteignril aw2«, . -

  . . ., . .

  wodüroh in- weiterer Folge ,die BotenUbertrag@rig vom entsprechen-

  des @8inSabegerk t zum Datenempfänger bewirkt' wird.

  Der Schaltungspunkt G2 ist mit einem Eingang der NOR-Schaltung

  N2 verbunden, -wodurch das Signal e2 negativ blei-:rt, obwohl. nun-

  mehr das Ausgangssignal b der _N0h-Schaltung I7" negativ ifi t ,

  nachdem das. Startsignal aw2 positiv geworden ist. fi.ngabesig-

  na.le e3 .... niedrigerer .Priorität .bewirken nun !"eine positi-ie.n

  Startsignale aw3 :.. j- Weil. das positive S-'4artsit;nal aw2 (ab-

  geleitet vom Schaltungspunkt G2) allc3 NO-Schaltungen N, ge-

  ringerer Priorität zugeführt wird. Durch das negative Signal b

  der N0 L-Schaltung N", das an alle NOR--Schaltungen N geführt ist,

  sind alle Signale c positiv, bei denen die zugehörigen Startsg-

  aale aw negativ sind: D,. dies nur bei der 130R-Schaltung E12

  nicht der 1'a11. ist, rund alle anderen NDR-Schaltungen NI' und

  damit auch alle NOR-Schaltungen N' höherer Priorität gesperrt.

  Wenn somit ein positives' Startsignal aw en@etanden ist, können

  andere Ein;,-nigssignale lein positives Startsignal. höherer oder

  niederer Priorität. bewirken. Es gibt, jedoch Grenzfälle, ,die

  noch ausführlicher beschrieben werden.

  ,Das positive Startsi.gno.1- ;i"Ye2 wird solange aufrecht erhalten"

  bis mit dem Impuls t eas Flip-Flop 1`2 in. den @ustand"0" zurück#

  verset7,t wird, wobei. die UND-Sehaltung.U2 dafür sorgt, daß nur

  das Flip--Flop F2 zurückversetzt wird, wogegen die UND-

  Schaltungen U1, U3 .... ein Zürückveroetzen der zugeordneten

  Flip-Flops verhindern. Somit wird, das Signal a2 pofitiy# tzad

  damit das Starteignäl ew2 negativ und das - Signal b positiv.

  Daütit ist die Voraussetzung geschaffen, da.ß ein bereits im

  Flip-Flop F gespeichertes odei# neu ankommendes hin;abe;@ignax

  e ein positives Startsignal aw bewirkt.

  Die einzelnen Eingabesignale e können völlig asynchron ein-

  langen. Es kann vorkommen, daß u)ehrere Eingabesit;-.ia? e a gleich-

  zeitig mit. einer für die ?chaltungsanordnUng kritischen Phasen.-

  verschiebung über die Schaltungspunkte 3, 4, 5 .... zugeführt

  und mehrere Flip-Plops in den Zustand "Z" gekippt werden.

  In diesem .Fall wird das Eingabesignale mit der höchsten Prio-

  rität ausgewählt, wobei sich einähnlicher Vorgang abspielt,-

  wie er soeben für das Eingabesignal e2 beschrieben wurde.

  Um bei. einem kritischen Eintreffen der Eingabesignale e trotz-

  dein ein schxingungefreies Einstellen der Schaltung zu a:rmög-.

  liehen, ist es zweckmüßig! die NUF-Schaltungen N und X ` in

  Bezug auf ihre Speicher- und Verzögerungszeiten zueinander un--

  symmetrisch auszubilden. 'Würde die Schaltung mit eyminetrisehen

  oder mi 4 nur gering unsymmetrischen N'OR-Schaltunt;en aufgebaut

  werden, so kennte der nachfolgend beschrieb.t:ne Vorgang ein-

  treten

  Wenn beispielsweise das Startsignal aw2 positiv #-,9w ,#,rden

  ist, und das Ausgangssignal b der NüIt-Schautcir.g N" gG-°ade

  negativ wird und auCerderrl das @)jgnal cl noch negati;r -ist,

  kbnnte durch ein Eingabesignal e1 das Signal a.i rtogatav

  werd@ti. Damit kann das StartsiAnal. awl kurzzeitig positiv

  werden und zwar oolange, bis das Signal c t positiv wird.

  Durch c?as lcurz2e:itige posil:ive Sta.a@tr3:igria. i awl wird das

  Signal c1 wieder negativ, so daß das Starteighal awl nach

  dein kurzen negativen Zustand wieder positiv wird. Das

  Startsignal aw2 wird genauso durch-das Startegnal awl be-

  einflußt. Dieser nreielauf könnte sich bei Verwendung ayyn-

  metrischer NUlt-Schaltungen weiter fortsetzen. Um zu verhin-

  dern, daß 4ie eben beschriebenen Schwingungsvorgänge ßuftr@-

  ton, ifit e$ zweckmsit3ig, dat; die Speicher- und Verüögerunge- , .

  Zeiten der WR-Schaltungen eine Unsymraetrie bestmrnter Größe

  besitzen. Ale Speicherzeit 'Wird die Zeit berstaanden, die

  zwischen 'dem Poeitivwer#den eines Eingange und äera gegativ-

  werden den liuegahge einer MR-Schaltung vergeht. 141s Ver-

  zügerungezeit wird die Zeit verstanden, die zwischen dem

  Negativerden allerEingfnge und deri Positivwerden des Auf;.-

  g4nt;a -einer NOR-Behaltung vergeht.. _ .

  Die oben beschriebenen SchwinGungen .tre*ien nicht auf,

  wenn .ein einmal kurzzeitig gebildetes Starteienal a*. : .

  höhere liriort#it in der NUR-Schaltung 111 solange gaespe-

  chert wird, bis dieses Startsignal aw über dis fdok-Sehal-

  tung Ar auf die Nült-Sehaltung N' wieder einwirkt. Damit

  wf:rden Starfiegnalp niedrigerer Priorität wieder abgeschal-

  tet und die SchaltunCsanordnung stellt aich demnne)i auch in

  kriti sehen fällen echwi;gvn6efrei Auf das Stärtegnal häch-

  s ter Priorität ein. Aus. diesen Ausführungen und aus der

  Figur. e ergibt aicits' da,£; die Speicherzeit S` der NUR.-Schel-

  tung N` mindestens gleith der ; umrng der doppelter( Verzöge-

  rungszeit Y. der. Nü)t-Schaltung N" und der Speicherzeit S 1

  der NOR-Sch41tung N Set,

  Zur Auswahl eines der Lirig«beeignale e ist- ab deme-

  ginn eines derartigen Eingabesipnale, ble 'zur Abga

  eines positiven Startsignale 4w einie .gewibee Auew L-,.

  geit erforderlich. Diese .wird >durch gis Bpqt#hz

  der -NOn#-gelialtuneen NI I, ferner durch die verndgerltgei,4

  zeit der NOR-Schaltung N und durch die Verzögerungtrgeit

  der NUR-Schaltur4,, ?" bestimmt. Dieee Auewahlseit .iot'*,,#o-

  . finit- nur 'von der Laufzeit der Signale "über die, drei NUR-

  Schaltungen N, N', N" abhän6ig und kann rafft bekannten

  .Mitteln kleingehalten werden. Die Schalturfgeanordnung

  nach Pigur t hat somit den Vorteil; daß die-Auswahlzeit n

  nur von der 1-aufzeit einiger Schaltglieder abhängig ist,

  wogegen die Laufzeit bekannter, getakteter @rioritäts-

  eehaltungsanordnungen sich.rxndestßne atze einem Teil der

  Taktzeit (und im ungünetigeten Fall äus .der gani,zn Takt-

  zeit) und der. Laufzeit der eigentli..chen vriorittteechgl.-

  tungsanoMnun g ausammensetzt.. Ein Weiterer Vorteil der

  scheltungeäbocdntin'-uacl.;p!igu@r.;.1. iat darin zu sehen, d a.a -

  im.Vergleich -.'- bt@tsnten Prioritiitsaehaltungeanordnung

  ein-gerim@ereri taotiniticher Aufwand erforderlich xet. #Zrts--

  besondere- werden die bei der bekannten Prioritätsschal- -

  . turr,geanordnung erforderlichen Pzip-klüpe zur getasteten

  $paiäherung Bowie dbr Aufwänd zur Bildung deg Atfragetak-

  'tee bei der -,$chaltungeanordnunb' nach 1'igur 1 nicht beW-

  tiüto

Claims (1)

1. Paten t 4t n a. p .i# it c h c Ci)Schalturgeanordnung zur..prioritätegereclten AuGafll ei:rae Eingabesignals aus mehreren asynchronen Eingabeeigilalen und Gewinnung eines starteignals, welches dem ausgewählten Eingabesignal 'zugeordnet iatwobei die Eingabesignale die Abrufbarkeit der Daten von Eingäbegerlten anzeigen und die Startegnale die:Datenübe:rtrai;ung von den Eingabegeräten Zu Datenempfängerri bewirken, dadurch gelcennzeichnet, aaß die Eingabeaignale je einer Torschaltung (t, X') zugeführt und bei leitender Torsohaltung tlber'deren .Ausgang als Start-- aigna.l (aw). abgegeben werden und daß.. diese Startsignale über die Ausgänge der Torachalturgen auf `die Torschaltungen nied- rigerer PriQrit4.t. einwirken und sperren. .. 2. Schaltungsanordnung nach Anapruch. 1, dadurch gekennzeich- net,. Jaß alle Zingabeeigzal.e. (e) je einem peioheralement (F) zugefügt werden und -diese Spelch:erelemente: entweder durch eia .n's,ng;@istancsai,gnal (az) ;oder durch ZufWixung e@ineä Signalä: (t), wälchee de Beendigung der Datenüber- trä.gling von den Eingabegeräten au . den Dateneropf4.ngerri .n einen ersten stabilen Zgstand gebracht werden und, diaroh die L.rtgabeei.ni:i.s (ein einen zweiten !sta.b.lri Zustand (D) überführt werders"' Und claß die Auegari.gnegnale (a) der Speicherelemente, (P) den Torschaltungen zugeführt @r sr-d@r@ @ ; ' 3: Schaltungsanordnung nach Anspruch, 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß alle Startsignale einer Verriegelunge- -.,@glt,ng ; (NN) sugefühit werdeh,. @deeen Auagongesignal . (.) :alle @Toreohältungen- epbrrt@ bis auf die jtnlg'es die ` in. dieeem .Zeitpunkt ein Startsignal t!bextregt.' 4. Schaltungsanordnung nach AnepAich 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, daß - j edem Eingabeei final .(e) und Speicher- element (F) je eine erste NUR-Schaltung (N) und je eine zweite NUlI-Schaltung(N') $ugeördnet ist, daß die Aue- Sänge der Speicherelemente (P) mit je einem Eingang dar zweiten NCR-äclßltungen N') verbunden sind, daß ;jeder Auegarib der zweiten @#@)11-Schel t@;ngen (?J') mit je einem Eingang deiner. dritten NUR-Schaltung (N") mit einem wei- teren Eingang aller ersten NUT-Schaltungen (1J) und mit je einem tingang,aller zweiten NUR-Schaltungen geringerer rriorität verbunden tot und über diesen Ausgang der zwei- ten NUR-.Schal,tungln (1t' j die StarteiLriale (at.r) abgegeben werden, daß de@r@.@legang; des. dritten NUY#Schslturig (N") mit einem Eing: aller,@Iarbten Nü11; --Schaltungen (N) ver- bunden ist' und 'daß där..iueersten NUl_-Schaltungen (f1) 'mit je einep.`Ma.ngang . der, sweiton NOR-Sabaltung (N' ) verbunden ist: '@- 5. Sehaltungeanordnunb nach Anaprucl. 4, dadurch dekennseich- Z2et, daß die erste NUR-8oraltune (N) urid die swelte NOR- :. ßohal tu N# # :In # S 4 oh1r@: @it1d gergöer.. i# Miff I runaeseiten zueinünder uafimb@tri.e®hegebiläet sind. ß. Sehdltuwlnoränung nach Anepiruch 5, dadurch geken.n- zeiohnet, daß die ßpiioherteit dir .zweiten NUR-Schal- .. 'Ule @(H# j idnjoetintr der ä>v*m `.der doposlten . .Yeraögtrutn;@es@t die@ey süos@tuz vl@i3ä@@bg: . ( N' l ;und -'der.bpsiobei'alit