DE1487826C - Schaltungsanordnung zur prioritätsgerechten Datenübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur prioritätsgerechten Auswahl eines Eingabesignals aus mehreren asynchronen Eingabesignalen und Gewinnung eines Startsignals, welches dem ausgewählten Eingabesignal zugeordnet ist. Die Eingabesignale zeigen die Abrufbarkeit der Daten von Eingabegeräten an, und die Startsignale bewirken die Datenübertragung von den Eingabegeräten zu Datenempfängern. Dabei werden die Eingabesignale je einer Torschaltung zugeführt und bei leitender Torschaltung über deren Ausgang als Startsignal abgegeben. Als Eingabegeräte können beispielsweise Peripheriegeräte wie Lochkartenabtaster und Magnetbandspeicher, aber auch Steuerschaltungen des Rechenwerks, des Leitwerks oder der Simultansteuerung einer programmgesteuerten Rechenanlage verwendet werden. Als Datenempfänger kommen insbesondere Speicher, Rechenwerke und Steuerwerke sowie Peripheriegeräte in Frage.

Bei bekannten Schaltungsanordnungen werden Eingabesignale getaktet, in Flip-Flops übernommen, und danach wird durch »UND«-Gatter das Eingabesignal mit der höchsten Priorität ausgewählt. Diese bekannten Schaltungsanordnungen haben den Nachteil, daß außer der Verzögerungszeit der Schaltungsanordnung für die Prioritätsauswahl mindestens teilweise eine Taktzeit benötigt wird, wodurch Verzögerungen unvermeidlich sind. Außerdem haben die bekannten Schaltungsanordnungen den Nachteil, daß sie einen relativ großen technischen Aufwand benötigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum prioritätsgerechten Aussenden von Nachrichten unterschiedlicher Dringlichkeit anzugeben, bei deren Verwendung Taktzeitverzögerungen vermieden werden.

Es wurde bereits eine Schaltungsanordnung (beschrieben in der deutschen Auslegeschrift 1 221 267) vorgeschlagen zum bevorrechtigten Aussenden von Nachrichten unterschiedlicher Dringlichkeit, die in nach Dringlichkeit unterteilten, an eine gemeinsame Ausgangsleitung parallel angeschalteten Sendespeichern vorliegen. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sendespeicher ausgangsseitig mittels Steuerleitungen, die das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer auszusendenden Nachricht kennzeichnende Signale führen, und eine die gemeinsame Ausgangsleitung überwachende Prüfschaltung ausgangsseitig mittels weiterer Steuerleitungen, die das Freisein oder Nichtfreisein der Ausgangsleitung kennzeichnende Signale führen, derart mit ausgangsseitig mit dem Steuereingang jedes Sendespeichers individuell verbundenen Mehrfach-Koinzidenzschaltungen verbunden sind, daß diese ein den Sendespeicher mit der dringlichsten vorliegenden Nachricht steuerndes Signal nur bei gleichzeitigem Anliegen des das Vorliegen von Nachrichten in diesem Sendespeicher kennzeichnenden Signals der das Nichtvorliegen von Nachrichten in allen gegenüber diesem Sendespeicher bevorrechtigten Sendespeichern kennzeichnenden Signale und des das Freisein der Ausgangsleitung kennzeichnenden Signals abgeben.

Die Erfindung offenbart eine andere Lösung des vorliegenden Problems. Erfindungsgemäß sind als Torschaltungen NOR-Schaltungen vorgesehen, wobei jedem Eingabesignal je eine erste NOR-Schaltung und je eine zweite NOR-Schaltung zugeordnet ist und jedes Eingabesignal je einem Eingang der zweiten NOR-Schaltungen zugeführt wird. Jeder Ausgang

3 4

der zweiten NOR-Schaltungen ist mit je einem Ein- tung N und je eine zweite NOR-Schaltung N' zuge-

gang einer dritten NOR-Schaltung, mit einem weite- ordnet. Außerdem ist eine weitere NOR-Schaltung N"

ren Eingang aller ersten NOR-Schaltungen und mit je vorgesehen. Über die Ausgänge 10,11,12 ... wer-

einem Eingang aller zweiten NOR-Schaltungen ge- den Startsignale aw 1, awl, aw3 . . . abgegeben, die

ringerer Priorität verbunden und über diesen Aus- 5 entweder positiv (0 Volt) oder negativ (—6 Volt)

gang der zweiten NOR-Schaltungen werden die sein können. Die negativen Startsignale aw haben

Startsignale abgegeben. Der Ausgang der dritten keine Wirkung auf die ihnen zugeordneten Daten-

NOR-Schaltung ist mit einem Eingang aller ersten empfänger. Dagegen bewirken die positiven Start-

NOR-Schaltungen verbunden und der Ausgang der signale aw den Abruf der in den Eingabegeräten zur

ersten NOR-Schaltungen ist mit je einem Eingang io Verfügung stehenden Daten an die zugeordneten

der zweiten NOR-Schaltung verbunden. oder auswählbaren Datenempfänger.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeich- Falls das Eingabesignal el höchster Priorität über

net sich dadurch aus, daß sie wesentlich weniger Zeit den Schaltungspunkt 3 dem Flip-Flop Fl zugeführt

zur Prioritätsentschlüsselung benötigt als bekannte wird, dann nimmt dieses Flip-Flop die Stellung »L«

Schaltungsanordnungen. Dies deshalb, weil bei der 15 ein und gibt ein negatives Signal al an die NOR-

erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nur die Schaltung N'l ab. Das Signal b ist im Ruhezustand

Laufzeit der Signale durch die Prioritätsschaltung positiv, dadurch ist das Ausgangssignal c 1 der NOR-

benötigt wird, aber nicht Teile einer Taktzeit wie bei Schaltung Nl negativ. Durch diese beiden negativen

bekannten Schaltungsanordnungen. Die erfindungs- Signale al und el an der NOR-Schaltung N'l wird

gemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich außerdem 20 das Startsignal awl (das Ausgangssignal der NOR-

durch geringen technischen Aufwand und auch da- Schaltung N'l) positiv, und dadurch werden Daten

durch aus, daß im wesentlichen nur gleichartige und des Eingabegerätes mit der höchsten Priorität abge-

in großen Stückzahlen vertriebene NOR-Bausteine rufen. Dieses Startsignal aw 1 wird so lange über den

verwendet werden. Schaltungspunkt 10 abgegeben, bis der Impuls t (zu-

Bei Verwendung sehr kurzer Eingabesignale ist es 25 geführt über den Schaltungspunkt 1) die Rückstel-

zweckmäßig, diese Eingabesignale je einem Speicher- lung des Flip-Flops Fl in den Zustand »0« bewirkt,

element zuzuführen und diese Speicherelemente ent- Dieser Impuls wird immer dann über den Schaltungs-

weder durch ein Anfangszustandssignal oder durch punktl zugeführt, wenn alle Daten vom betreffenden

Zuführung eines Signals — welches die Beendigung Eingabegerät an den Datenempfänger abgegeben

der Datenübertragung von den Eingabegeräten zu 30 sind.

den Datenempfängern anzeigt — in einen ersten Wenn nun beispielsweise das Eingabesignal e 2

stabilen Zustand zu bringen und durch die Eingabe- über den Schaltungspunkt 4 zugeführt wird, dann

signale in einen zweiten stabilen Zustand zu über- nimmt das Flip-Flop F 2 die Stellung L ein.

führen. Die Ausgangssignale der Speicherelemente Damit wird das Ausgangssignal α 2 negativ. Im

werden dann den Torschaltungen zugeführt. 35 Schaltungspunkt £ liegt ebenfalls ein negatives Signal

Im folgenden werden die Erfindung und Ausfüh- an, da das Startsignal aw 1 nunmehr voraussetzungs-

rungsbeispiele derselben an Hand der Fig. 1 und 2 gemäß negativ ist. Das Signale 2 ist ebenfalls negativ,

beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte da alle Eingänge der NOR-Schaltung N" negativ sind

gleiche Bauteile bzw. Signale mit gleichen Bezugs- und damit das Signal b positiv ist. Da somit an allen

zeichen gekennzeichnet sind. Es zeigt 40 Eingängen der NOR-Schaltung N'2 negative Signale

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur prioritäts- anliegen, ergibt sich ein positives Startsignal aw2,

gerechten Auswahl von asynchronen Eingabesignalen wodurch in weiterer Folge die Datenübertragung

unter Verwendung von Flip-Flops und NOR-Schal- vom entsprechenden Eingabegerät zum Datenemp-

tungen, fänger bewirkt wird.

Fig. 2 Diagramme von Signalen zur Erläuterung 45 Der Schaltungspunkt G2 ist mit einem Eingang

des schwingungsfreien Einstellens der Schaltungs- der NOR-Schaltung N 2 verbunden, wodurch das

anordnung nach F i g. 1. Signale 2 negativ bleibt, obwohl nunmehr das Aus-

Beim Einschalten der Schaltungsanordnung nach gangssignal b der NOR-Schaltung N" negativ ist, Fig. 1 stellt sich unter Verwendung des Signals az nachdem das Startsignal aw2 positiv geworden ist. (zugeführt über den Schaltungspunkt 2) der Ruhe- 5° Eingabesignale e3 ... niedrigerer Priorität bewirken zustand ein, in welchem die Flip-Flops Fl, F2, F3 ... nun keine positiven Startsignale aw3 ..., weil das die Stellung »0« einnehmen und bei dem die Aus- positive Startsignal aw2 (abgeleitet vom Schaltungsgangssignale al, α2, α3 . . . positiv (0 Volt) sind. punkt G2) allen NOR-Schaltungen N' geringerer Wenn dagegen diese Flip-Flops Fl, F2, F3 ... ihren Priorität zugeführt wird. Durch das negative Signal b zweiten stabilen Zustand in Stellung »L« einnehmen, 55 der NOR-Schaltung N", das an alle NOR-Schaltundann sind die Ausgangssignale al, α2, α3 . . . nega- gen N geführt ist, sind alle Signale c positiv, bei tiv( —6VoIt). denen die zugehörigen Startsignale αw negativ sind.

Über die Schaltungspunkte 3, 4, 5 ... werden ge- Da dies nur bei der NOR-Schaltung N'2 nicht der gebenenfalls asynchrone Eingabesignale e 1, e2, e3 ... Fall ist, sind alle anderen NOR-Schaltungen N' und zugeführt. Diese Schaltungspunkte 3, 4, 5 ... sind mit 6° damit auch alle NOR-Schaltungen N' höherer Priorität je einem entsprechenden Eingabegerät (nicht darge- gesperrt. Wenn somit ein positives Startsignal aw entstellt) verbunden. Die Eingabesignale el, e2, e3 ... standen ist, können andere Eingangssignale kein zeigen an, daß in den zugeordneten Eingabegeräten positives Startsignal höherer oder niederer Priorität Daten abrufbar zur Verfügung stehen. Das Eingabe- bewirken. Es gibt jedoch Grenzfälle, die noch aussignalel hat die höchste Priorität. Die folgenden 65 führlicher beschrieben werden.
Eingabesignale e2, e3 . . . sind nach geringer wer- Das positive Startsignal aw2 wird so lange aufdenden Prioritäten geordnet. rechterhalten, bis mit dem Impuls t das Flip-Flop F 2

Jedem Flip-Flop F ist je eine erste NOR-Schal- in den Zustand »0« zurückversetzt wird, wobei die

5 6

UND-Schaltung t/2 dafür sorgt, daß nur das Flip- werden des Ausgangs einer NOR-Schaltung vergeht.

Flop F 2 zurückversetzt wird, wogegen die UND- Als Verzögerungszeit wird die Zeit verstanden, die

Schaltungen U1, U 3 ... ein Zurückversetzen der zu- zwischen dem Negativwerden aller Eingänge und

geordneten Flip-Hops verhindern. Somit wird das dem Positivwerden des Ausgangs einer NOR-Schal-

Signal al positiv und damit das Startsignal aw2 5 tung vergeht.

negativ und das Signal b positiv. Damit ist die Vor- Die oben beschriebenen Schwingungen treten nicht aussetzung geschaffen, daß ein bereits im Flip-Flop F auf, wenn ein einmal kurzzeitig gebildetes Startgespeichertes oder neu ankommendes Eingabesignal e signal aw höhere Priorität in der NOR-Schaltung N' ein positives Startsignal aw bewirkt. so lange gespeichert wird, bis dieses Startsignal aw

Die einzelnen Eingabesignale e können völlig io über die NOR-Schaltung N auf die NOR-Schal-

asynchron einlaufen. Es kann vorkommen, daß tungiV' wieder einwirkt. Damit werden Startsignale

mehrere Eingabesignale e gleichzeitig mit einer für niedrigerer Priorität wieder abgeschaltet, und die

die Schaltungsanordnung kritischen Phasenverschie- Schaltungsanordnung stellt sich demnach auch in

bung über die Schaltungspunkte 3, 4, 5 ... zugeführt kritischen Fällen schwingungsfrei auf das Startsignal

und mehrere Flip-Flops in den Zustand »L« gekippt 15 höchster Priorität ein. Aus diesen Ausführungen und

werden. In diesem Fall wird das Eingabesignal e mit aus der Fig. 2 ergibt sich, daß die Speicherzeit52

der höchsten Priorität ausgewählt, wobei sich ein der NOR-Schaltung N' mindestens gleich der Summe

ähnlicher Vorgang abspielt, wie er soeben für das der doppelten Verzögerungszeit V der NOR-Schal-

Eingabesignal el beschrieben wurde. Um bei einem tung W und der Speicherzeit Sl der NOR-Schal-

kritischen Eintreffen der Eingabesignale e trotzdem 20 tung N ist.

ein schwingungsfreies Einstellen der Schaltung zu Zur Auswahl eines der Eingabesignale e ist ab

ermöglichen, ist es zweckmäßig, die NOR-Schaltun- dem Beginn eines derartigen Eingabesignals bis zur

gen N und N' in bezug auf ihre Speicher- und Ver- Abgabe eines positiven Startsignals aw eine gewisse

zögerungszeiten zueinander unsymmetrisch auszubil- Auswahlzeit erforderlich. Diese wird durch die

den. Würde die Schaltung mit symmetrischen oder 25 Speicherzeit der NOR-Schaltungen N", ferner durch

mit nur gering unsymmetrischen NOR-Schaltungen die Verzögerungszeit der NOR-Schaltung N und

aufgebaut werden, so könnte der nachfolgend be- durch die Verzögerungszeit der NOR-Schaltung N"

schriebene Vorgang eintreten: bestimmt. Diese Auswahlzeit ist somit nur von der

Wenn beispielsweise das Startsignal awl positiv Laufzeit der Signale über die drei NOR-Schaltun-

geworden ist, und das Ausgangssignal b der NOR- 30 gen N, N', N" abhängig und kann mit bekannten

Schaltung TV" gerade negativ wird und außerdem das Mitteln kleingehalten werden.

Signal el noch negativ ist, könnte durch ein Eingabe- Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 hat somit

signal el das Signal al negativ werden. Damit kann den Vorteil, daß die Auswahlzeit« nur von der Lauf-

das Startsignal awl kurzzeitig positiv werden, und zeit einiger Schaltglieder abhängig ist, wogegen die

zwar so lange, bis das Signal el positiv wird. 35 Laufzeit bekannter, getakteter Prioritätsschaltungs-

Durch das kurzzeitige positive Startsignal awl anordnungen sich mindestens aus einem Teil der wird das Signal el wieder negativ, so daß das Start- Taktzeit (und im ungünstigsten Fall aus der ganzen signal awl nach dem kurzen negativen Zustand Taktzeit) und der Laufzeit der eigentlichen Prioriwieder positiv wird. Das Startsignal aw 2 wird genauso tätsschaltungsanordnung zusammensetzt. Ein weiterer durch das Startsignal awl beeinflußt. Dieser Kreis- 40 Vorteil der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist lauf könnte sich bei Verwendung symmetrischer darin zu sehen, daß im Vergleich zur bekannten NOR-Schaltungen weiter fortsetzen. Um zu verhin- Prioritätsschaltungsanordnung ein geringerer techdern, daß die eben beschriebenen Schwingungsvor- nischer Aufwand erforderlich ist. Insbesondere wergänge auftreten, ist es zweckmäßig, daß die Speicher- den die bei der bekannten Prioritätsschaltungsanord- und Verzögerungszeiten der NOR-Schaltungen eine 45 nung erforderlichen Flip-Flops zur getasteten Spei-Unsymmetrie bestimmter Größe besitzen. Als Spei- cherung sowie der Aufwand zur Bildung des Abcherzeit wird die Zeit verstanden, die zwischen dem fragetaktes bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 Positivwerden eines Eingangs und dem Negativ- nicht benötigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur prioritätsgerechten Auswahl eines Eingabesignals aus mehreren asynchronen Eingabesignalen und Gewinnung eines Startsignals, welches dem ausgewählten Eingabesignal zugeordnet ist, wobei die Eingabesignale, die die Abrufbarkeit der Daten von Eingabegeräten anzeigen und die Startsignale die Datenübertragung von den Eingabegeräten zu Datenempfängern bewirken, und wobei die Eingabesignale je einer Torschaltung zugeführt und bei leitender Torschaltung über deren Ausgang als Startsignal abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Torschaltungen (N, N') NOR-Schaltungen vorgesehen sind, daß jedem Eingabesignal (a, e) je eine erste NOR-Schaltung (N) und je eine zweite NOR-Schaltung (TV') zugeordnet ist und jedes Eingabesignal (a) je einem Eingang der zweiten NOR-Schaltungen (N') zugeführt wird, daß jeder Ausgang der zweiten NOR-Schaltungen (N') mit je einem Eingang einer dritten NOR-Schaltung (N"), mit einem Eingang aller ersten NOR-Schaltungen (N) und mit je einem Eingang aller zweiten NOR-Schaltungen (N') geringerer Priorität verbunden ist und über diesen Ausgang der zweiten NOR-Schaltungen (N') die Startsignale (aw) abgegeben werden, daß der Ausgang der dritten NOR-Schaltung (N") mit je einem weiteren Eingang aller ersten NOR-Schaltungen (N) verbunden ist und daß der Ausgang der ersten NOR-Schaltungen (N) mit je einem Eingang der zweiten NOR-Schaltungen (N') verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Eingabesignale (e) je einem Speicherelement (F) zugeführt werden und diese Speicherelemente entweder durch ein Anfangszustandssignal (az) oder durch Zuführung eines Signals (i), welches die Beendigung der Datenübertragung von den Eingabegeräten zu den Datenempfängern anzeigt — in einen ersten stabilen Zustand gebracht werden und durch die Eingabesignale (e) in einen zweiten stabilen Zustand (L) überführt werden, und daß die Ausgangssignale (a) der Speicherelemente (F) den Torschaltungen zugeführt werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (a) der Speicherelemente (F) den Eingängen der zweiten NOR-Schaltungen (N') zugeführt werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste NOR-Schaltung (N) und die zweite NOR-Schaltung (N') in bezug auf ihre Speicher- und Verzögerungszeiten zueinander unsymmetrisch ausgebildet sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzeit der zweiten NOR-Schaltung (N') mindestens gleich der Summe der doppelten Verzögerungszeit dieser zweiten NOR-Schaltung (N') und der Speicherzeit der ersten NOR-Schaltung (N) ist.