RU1839249C - Устройство приоритетного доступа к магистрали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  построени  высоконадежных управл ющих машин за счет перехвата магистрали в случае наличи  ограничений на врем  доступа к магистрали одной ЭВМ и повышени  достоверности функционировани  за счет предотвращени  отказа устройства при неисправности одной ЭВМ путем принудительного захвата магистрали исправной ЭВМ. Устройство содержит по два триггера запроса разрешени , захвата, прерывани  два регистра кода интервала, дев ть элементов И, четыре элемента ИЛИ, четыре выходных элемента И, три одновибратора, счетчик, ПЗУ, схему сравнени , генератор импульсов, элемент задержки. 1 ид

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  построени  высоконадежных управл ющих и вычислительных комплексов.

Известно устройство приоритета, со- держащее два канала и в каждом канале триггер захвата 1.

Недостатками этого устройства  вл ютс  узка  область применени  и низка  достоверность функционировани .

Известно также устройство приоритета, содержащее два канала, а в каждом канале триггер захвата, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И 2.

Недостатками этого устройства  вл ют- с  узка  область применени  и низка  достоверность функционировани .

Наиболее близким к за вл емому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство приоритетного доступа, содержащее два канала, а в каждом канале триггер запроса, триггер разрешени , триггер захвата, триггер прерывани , первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй буферные элементы, причем в каждом канале единичный выход триггера запроса соединен с входом синхронизации триггера прерывани  и информационным входом первого буферного элемента друго- го канала, нулевой выход триггера запроса каждого канала соединен с первым входом первого элемента ИЛИ канала, выход которого соединен с нулевым входом триггера захвата, нулевой выход триггера разреше- ни  соединен с информационным входом второго буферного элемента другого кана- . ла, выход которого  вл етс  первым информационным выходом одноименного канала, единичный выход триггера захвата второго канала  вл етс  выходом коммутации второго канала и соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ первого канала, выход второго элемента ИЛИ каждого канала соединен с единичным входом триггера прерывани , единичный выход которого  вл етс  выходом прерывани  одноименного канала, J-вход триггера прерывани  каждого канала соединен с шиной единичного потенциала устройства, а вход сброса - с входом подтверждени  одноименного канала , выход первого элемента И каждого канала соединен с первым входом второго элемента ИЛИ другого канала, выход второго элемента И первого канала соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ второго канала, выход второго буферного элемента каждого канала  вл етс  вторым информационным выходом канала, а вход синхронизации выхода какала соединен с

управл ющими входами первого и второго буферных элементов одноименного канала, вход запроса каждого канала соединен с информационным входом триггера запроса канала, вход разрешени  канала соединен с информационным входом триггера разрешени  и с первым входом первого элемента И канала, вход сброса канала соединен с первым входом второго элемента И того же канала, вход синхронизации вывода канала соединен с вторым входом первого элемента И, синхровходами триггеров разрешени  и запроса, а также с вторым входом второго элемента И того же канала, выход прерывани  первого и второго каналов образуют первый и второй выходы прерывани  устройства , первый и второй информационные выходы первого канала и первый и второй информационные выходы второго канала образуют соответственно первый, второй, третий и четвертый информационные выходы устройства, выход коммутации второго канала  вл етс  первым выходом коммутации устройства, выходы подтверждени  первого и второго каналов образуют первый и второй входы подтверждени  устройства, входы синхронизации ввода первого и второго каналов  вл ютс  первым и вторым входами синхронизации ввода устройства, входы запросов первого и второго каналов  вл ютс  входами разрешени  устройства, входы сброса первого и второго каналов  вл ютс  первым и вторым входами сброса устройства, входы синхронизации вывода первого и второго каналов  вл ютс  первым и вторым входами синхронизации устройства соответственно 3.

Недостатками этого устройства  вл ютс  низка  достоверность функционировани  и узка  область применени .

Устройство-прототип содержит технические средства, которые позвол ют каждой ЭВМ принимать на себ  управление магистралью, а также запрещать или разрешать захват магистрали другой ЭВМ программным путем. При этом не реализуетс  режим перехвата магистрали в случае наличи  ограничений на врем  зан ти  магистрали одной ЭВМ. Этим ограничиваетс  область применени  прототипа. Низка  достоверность функционировани  прототипа обусловлена отсутствием технических средств, позвол ющих организовать работу устройства в услови х отказа одной из ЭВМ от принудительного захвата магистрали исправной ЭВМ.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства и повышение достоверности функционировани .

Цель достигаетс  тем, что в устройство приоритетного доступа, содержащее два канала , а в каждом канале триггер запроса, триггер разрешени , триггер захвата, триггер прерывани , первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй буферные элементы, причем в каждом канале единичный выход триггера запроса соединен с входом синхронизации триггера прерывани  и информационным входом первого буферного элемента другого канала, нулевой выход триггера запроса каждого канала соединен с первым входом первого элемента ИЛИ канала, выход которого соединен с нулевым входом триггера захвата, нулевой выход триггера разрешени  соединён с информационным входом второго буферного элемента другого канала , вход которого  вл етс  первым информационным выходом одноименного канала, единичный выход триггера захвата второго канала  вл етс  выходом коммутации второго канала и соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ первого канала, выход второго элемента ИЛИ каждого канала соединен с единичным входом триггера прерывани , единичный выход которого  вл етс  выходом прерывани  одноименного канала, J-вход триггера прерывани  каждого канала соединен с шиной единичного потенциала устройства, а вход сброса - с входом подтверждени  одноименного канала , выход первого элемента И каждого канала соединен с первым входом второго элемента ИЛИ другого канала, выход второго элемента И первого канала соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ второго канала, выход второго буферного элемента каждого канала  вл етс  вторым информационным выходом канала, а вход синхронизации вывода канала соединен с управл ющими входами первого и второго буферных элементов одноименного канала, вход запроса каждого канала соединен с информационным входом триггера запроса канала, вход разрешени  канала соединен с информационным входом триггера разрешени  и с первым входом первого элемента И канала, вход сброса канала соединен с первым входом второго элемента И того же канала, вход синхронизации вывода канала соединен с вторым входом первого элемента И, с входом синхронизации триггера разрешени  и запроса, а также с вторым входом второго элемента И того же канала, выходы прерывани  первого и второго каналов образуют первый и второй выходы прерывани  устройства, первый и второй информационные выходы первого канала и первый и второй информационные выходы

второго канала образуют соответственно первый, второй, третий и четвертый информационные выходы устройства, выход коммутации второго канала  вл етс  первым

выходом коммутации устройства, иходы подтверждени  первого и второго каналов образуют первый и второй входы подтверждени  устройства, входы синхронизации ввода первого и второго каналов  вл ютс 

0 первым и вторым входами синхронизации ввода устройства, входы запроса первого и второго каналов  вл ютс  первым и вторым входами разрешени  устройства, входы сброса первого и второго каналов  вл ютс 

5 первым и вторым входами сброса устройства , входы синхронизации выхода первого и второго каналов  вл ютс  первым и вторым входами синхронизации устройства соответственно , введены счетчик, блок пам ти,

0 блок сравнени , генератор импульсов, первый и второй элементы И и одновибратор, а в каждый канал - регистр кода интервала, третий элемент И и одновибратор, кроме того, в первый канал введены четвертый

5 элемент И и элемент задержки, при этом в каждом канале группы выходов регистра кода интервала через информационную шину соединены с группой входов блока пам ти, группа выходов которого соединена с пер0 вой группой входов блока сравнени , входы третьего элемента И канала через одновибратор соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, единичным входом триггера разрешени , нулевым входом триггера за5 проса того же канала и третьим входом второго элемента ИЛИ другого канала, нулевой выход триггера запроса первого канала соединен с первыми инверсными входами третьих элементов И первого и второго ка0 налов, единичный выход триггера захвата канала соединен с первым пр мым входом третьего элемента И и управл ющим входом регистра кода интервала, кроме того, единичный выход триггера захвата первого ка5 нала соединен с первым входом, а через элемент задержки с вторым входом четвертого элемента И первого канала, выход которого  вл етс  выходом коммутации первого канала и вторым выходом коммута0 ции устройства, нулевой выход триггера запроса второго канала соединен с вторыми инверсными входами третьих элементов И каналов, первый и второй входы кода интервала устройства,  вл ютс  соответственно

5 входами кода интервала первого и второго каналов, соединены с группами информационных входов регистров кода интервала первого и второго каналов соответственно, вход синхронизации вывода каждого канала соединен с синхровходом регистра кода интервала канала, вход разрешени  канала соединен с вторым управл ющим входом регистра кода интервала того же канала, первый и второй входы неисправности устройства ,  вл ющиес  соответственно одноименными входами неисправности первого и второго каналов,соединены с четвертыми входами вторых элементов И одноименных каналов, нулевой выходтриггера захвата канала соединен с единичным входом триггера захвата другого канала и одним из двух входов первого элемента И устройства, выход которого соединен с первым инверсным входом второго элемента И устройства, а через одновибратор с входом сброса счетчика , группа входов счетчика соединена с второй группой входов блока сравнени , выход которого соединен с вторыми пр мыми входами третьих элементов И обоих каналов и вторым инверсным входом второго элемента И устройства, выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента И устройства, выход которого подключен к счетному входу счетчика.

Сущность изобретени  состоит в расширении области применени  устройства за счет введени  конструктивных признаков , позвол ющих реализовать перехват магистрали в случае наличи  ограничений на врем  зан ти  магистрали одной ЭВМ, Это позвол ет примен ть устройство в системах , работающих в услови х жестких временных ограничений, например в системах реального времени.

Достоверность функционировани  устройства повышаетс  благодар  введению элементов и св зей, которые обеспечивают возможность предотвращени  отказа устройства в услови х неисправности одной из ЭВМ путем принудительного захвата магистрали исправной ЭВМ.

За вл емое устройство отвечает критерию новизна благодар  введению следующих новых элементов и св зей.

Введение в каждый канал регистров кода интервала позвол ет осуществл ть прием , хранение и передачу кодов интервалов времени доступа к общей магистрали первой и второй ЭВМ, Введение в каналы третьих элементов И и одновибраторов позвол ет формировать сигналы переключени  триггеров разрешени  и запроса, а также управл ть триггерами прерывани  при передаче управлени  между ЭВМ после истечени  заданного времени доступа. Введение счетчика позвол ет обеспечить отчет времени зан ти  общей магистрали первой или второй ЭВМ, Введение блока пам ти позвол ет хранить коды временных интервалов , соответствующих всем возможным интервалам времени зан ти  общей магистрали ЭВМ. Введение блока сравнени  позвол ет идентифицировать моменты

окончани  интервала времени зан ти  магистрали . Введение генератора импульсов позвол ет осуществл ть измерение интервала времени зан ти  общей магистрали ЭВМ. Введение первого элемента И устрой0 ства позвол ет формировать сигнал незан тости общей магистрали. Введение второго элемента И устройства позвол ет управл ть подачей счетных импульсов на вход счетчика . Введение четвертого элемента И и эле5 мента задержки в первый канал позвол ет фильтровать ложные импульсы, которые могут возникать на втором выходе коммутации устройства. Соединение входа неисправности канала с четвертым входом второго эле0 мента ИЛИ канала позвол ет осуществл ть перехват магистрали в случае отказа одной из ЭВМ.

Предлагаемое устройство соответствует критерию существенное отличие, по5 скольку не известно применение указанной- совокупности признаков в прототипе и аналогах , которое бы приводило к положительному эффекту, состо щему в расширении области применени  и повышении досто0 верности функционировани  устройства.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства приоритетного доступа к магистрали.

Устройство содержит первый 1.1 и вто5 рой 1.2 триггеры запроса, первый 2.1 и второй 2.2 триггеры разрешени  первый 3.1 и второй 3.2 триггеры захвата, первый 4.1 и второй 4.2 триггеры прерывани , первый 5.1 и второй 5.2 регистры кода интервала, пер0 вый 6.1, второй 6.2, третий 7.1, четвертый 7.2 элементы И, первый 8.1, второй 8.2, третий 9.1, четвертый 9.2 элементы ИЛИ, первый 10.1, второй 10.2, третий 11.1, четвертый 11.2 буферные элементы, п тый 12.1 и шес5 той 12.2 элементы И, первый 13.1 и второй 13.2 одновибраторы, счетчик 14, ПЗУ 15, схему 16 сравнени , генератор 17 импуль- .сов, седьмой 18 и восьмой 19 элементы И, третий одновибратор 20, дев тый элемент И

0 21, элемент 22 задержки, первый 23.1 и второй 23.2 входы запроса, первый 24.1 и второй 24.2 входы разрешени , первый 25.1 и второй 25.2 входы сброса, первый 26.1 и второй 26.2 входы кода интервала, первый

5 27.1 и второй 27.2 входы неисправности, первый 28.1 и второй 28.2 входы синхронизации , первый 29.1 и второй 29.2 входы подтверждени , первый 30.1 и второй 30.2 входы синхронизации ввода, первый 31.1 и второй 31.2 выходы прерывани , первый

32,1, второй 32,2, третий 33.1, четвертый 33.2 информационные выходы, первый 34.1 и второй 34.2 выходы коммутации.

В каждом канале единичный выход триггера 1.1 (1.2) запроса соединен с входом синхронизации триггера 4.2 (4.1) прерывани  и информационным входом буферного элемента 10.2 (10.1)другого канала. Нулевой выход триггера 1.1 (1.2) запроса каждого канала соединен с первым входом элемента ИЛИ 8.1 (8.2) канала, выход которого соединен с нулевым входом триггера 3.1 (3.2) захвата . Нулевой выход триггера 2.1 (2.2) разрешени  соединен с информационным входом буферного элемента 11.2 (11.1) дру- того канала, выход 32.2 (32.1) которого  вл етс  первым информационным выходом одноименного канала. Единичный выход триггера 3.2 захвата второго канала  вл етс  выходом 34.2 коммутации второго канала и соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 8.1 первого канала. Выход элемента ИЛИ 9.1 (9.2) каждого канала соединен с единичным входом триггера 4,1 (4.2) прерывани , единичный выход 31.1 (31.2) которого  вл етс  выходом прерывани  одноименного канала. J-вход триггера 4.1 (4,2) прерывани  каждого .канала соединен с шиной единичного потенциала устройства , а вход сброса - с входом 29.1 (29.2) подтверждени  одноименного канала. Выход элемента И 6.1 (6.2) каждого канала соединен с первым входом элемента ИЛИ 9.2 (9.1) другого канала. Выход элемента И 7.1 (7.2) первого канала соединен с вторым вхо- дом элемента ИЛИ 8.2 (8.1) второго канала. Выход 33.1 (33.2) буферного элемента 10.1 (10.2) каждого канала  вл етс  вторым информационным выходом канала, а вход 30.1 (30.2) синхронизации ввода канала соеди- нен с управл ющими входами буферных элементов 10.1 (10.2) и 11.1 (11.2) одноименного канала. Вход 23.1 (23.2) запроса каждого канала соединен с информационным входом триггера 1.1 (1,2) запроса канала. Вход 24.1 (24.2) разрешени  канала соединен с информационным входом триггера 2,1 (2.2) разрешени  и с первым входом элемента И 6.1 (6.2) канала. Вход 25.1 (25.2) сброса канала соединен с первым входом элемента И 7.1 (7.2) того же канала. Вход 30.1 (30.2) синхронизации ввода канала соединен с вторым входом элемента И 6.1 (6.2), синх- ровходами триггеров разрешени  2,1 (2.2) и запроса 1.1 (1.2), а также с вторым входом элемента И 7.1 (7.2) того же канала. Выходы прерывани  первого 31.1 и второго 31.2 каналов образуют первый и второй выходы прерывани  устройства, первый 33.1 и второй 32.1 информационные выходы первого

канала и первый 33.2 и второй 32.2 информационные выходы второго канала образуют соответственно первый, второй, третий и четвертый информационные выходы устройства . Выход 34.2 коммутации второго канала  вл етс  первым выходом коммутации устройства, входы подтверждени  первого 29.1 и второго 29.2 каналов образуют первый и второй входы подтверждени  устройства . Входы синхронизации ввода первого 30.1 и второго 30,2 каналов  вл ютс  первым и вторым входами синхронизации ввода устройства, входы запроса первого 23.1 и второго 23.2 каналов  вл ютс  первым и вторым входами запроса устройства. Входы разрешени  первого 24.1 и второго 24.2 каналов  вл ютс  первым и вторым входами разрешени  устройства. Входы сброса первого 25.1 и второго 25.2 каналов  вл ютс  первым и вторым входами сброса устройства . Входы синхронизации вывода первого 28.1 и второго 28.2 каналов  вл ютс  первым и вторым входами синхронизации устройства соответственно. В каждом канале группы выходов регистра 5.1 (5.2) кода интервала через информационную шину соединены с группой входов блока 15 пам ти, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока 16 сравнени , Выход элемента И 12.1 (12.2) канала через одновибратор 13.1 (13.2) соединен с вторым входом элемента ИЛИ 9.1 (9.2), единичным входом триггера 2.1 (2.2) разрешени , нулевым входом триггера 1.1 (1.2) запроса того же канала и третьим входом элемента ИЛИ 9.2 (9.1) другого канала. Нулевой выход триггера 1.1 запроса первого канала соединен с первыми инверсными входами элементов И 12.1 и 12.2 первого и второго каналов. Единичный выход триггера 3.1 (3,2) захвата канала соединен с первым пр мым входом элемента И 12.1 (12.2) и управл ющим входом регистра 5.1 (5.2) кода интервала. Кроме того, единичный выход триггера 3.1 захвата первого канала соединен с первым входом, а через элемент 22 задержки с вторым входом элемента И 21 первого канала, выход 34.1 которого  вл етс  выходом коммутации первого канала и вторым выходом ком- мутации устройства. Нулевой выход триггера 1.2 запроса второго канала соединен с вторыми инверсными входами элементов И 12.1 (12.2) каналов. Первый 26.1 и второй 26.2 входы кода интервала устройства ,  вл ющиес  соответственно входами кода интервала первого и второго каналов, соединены с группами информационных входов регистров 5.1 и 5.2 кода интервала первого и второго каналов соответственно. Вход 28.1 (28.2)синхронизации вывода кэждого канала соединен с синхровходом регистра 5,1 (5.2) кода интервала канала. Вход 24.1 (24.2) разрешени  канала соединен с вторым управл ющим входом регистра 5.1 (5.2) кода интервала того же канала. Первый 27.1 и второй 27.2 входы неисправности устройства ,  вл ющиес  соответственно одноименными входами неисправности первого и второго каналов, соединены с четвертыми входами элементов И 9.1 и 9.2 од- поименных каналов. Нулевой выход триггера 3,1 (3.2) захвата канала соединен с единичным входом триггера 3.2 (3.1) захвата другого канала и одним из двух входов элемента И 18 устройства, выход которого сое- динен с первым инверсным входом элемента И 19 устройства, а через одновиб- ратор 20 с входом сброса счетчика 14. Группа выходов счетчика 14 соединена с второй группой входов блока 16 сравнени , выход которого соединен с вторыми пр мыми входами элементов И 12.1 (12.2) обоих каналов и вторым инверсным входом элемента И 19 устройства. Выход генератора 17 импульсов соединен с первым входом элемента И 19, выход которого подключен к счетному входу счетчика 14.

Триггеры 1.1 и 1.2 запроса предназначены дл  приема, хранени  и выдачи сигналов запроса на доступ к общей магистрали от ЭВМ (на чертеже не показаны). Запись сигналов запроса осуществл етс  по синхроимпульсу , поступающему на С-вход. Установка в ноль асинхронна .

Триггеры 2.12 и 2.2 разрешени  пред- назначены дл  приема, хранени  и выдачи сигнала разрешени  доступа к магистрали, формируемого ЭВМ, Запись сигнала разрешени  синхронна , установка в единицу по S-входу асинхронна .

Триггеры 3.1 и 3.2 захвата предназначены дл  формировани  сигнала захвата общей магистрали ЭВМ и выдачи его на выходы 34.1 и 34.2 коммутации. Они  вл ютс  асинхронными R-триггерами, у которых комбинаци  входных сигналов RS-11 не  вл етс  запрещенной, и при поступлении ее на входы триггера он устанавливаетс  в нулевое состо ние,

Триггеры 4.1 и 4.2 прерывани  предназначены дл  приема, хранени  и выдачи на выходы 31.1 и 31.2 сигналов прерывани  ЭВМ. Они реализованы на синхронных IK- триггерах. имеющих асинхронные R- и S- входы. Синхронна  установка в единицу осуществл етс  по переднему фронту импульса на входе С. На l-вход посто нно подаетс  единичный сигнал, а на вход К - нулевой.

Регистры 5.1 и 5.2 предназначены дл  приема, хранени  и выдачи кодов интервала , определ ющих заданное врем  доступа ЭВМ к общей магистрали. Прием кода по D-входу осуществл етс  по заданному фронту импульса, поступающего на С-вход, если имеетс  нулевой сигнал на входе V2 разрешени  записи. Выдача записанного в регистры 5.1 и 5,2 кода на выход осуществл етс  только при наличии единичного сигнала на управл ющем входе V1.

Элементы И 6.1, 6.2 предназначены дл  формировани  сигналов установки в единицу триггеров 4.2, 4.1 прерывани , если от ЭВМ поступил сигнал на вход 24,1 (24,2) разрешени . Элементы И 7.1, 7.2 формиру- ,ют сигналы сброса триггеров 3.2, 3.1, при перехвате общей магистрали, если ЭВМ неисправна .

Элементы ИЛИ 8.1, 8.2 формируют сигналы установки в ноль триггеров 3.1, 3.2 запроса. Элементы ИЛИ 9.1, 9.2 формируют сигналы установки в единицу триггеров 4.1, 4.2 прерывани .

Буферные элементы 10.1 (10.2) и 11.1 (11.2) предназначены дл  передачи на информационные выходы 32,1 (32.2) и 33.1 (33.2) устройства сигналов состо ни  триггеров 1.2 (1.1) и 2.2 (2,1) при поступлении сигналов синхронизации ввода от ЭВМ,

Элементы И 12.1, 12.2 и одновибраторы 13.1, 13,2 предназначены дл  формировани  сигналов переключени  триггеров 1.1 (1.2) и 2.1 (2,2), а также установки в единицу триггеров 4.1 и 4.2 прерывани  при передаче управлени  общей магистралью от первой ЭВМ к второй после истечени  заданного времени доступа.

Счетчик 14 предназначен дл  подсчета числа импульсов, соответствующих времени зан ти  общей магистрали ЭВМ. ПЗУ 15 содержит коды временных интервалов (число импульсов), соответствующих всем возможным интервалам времени доступа к общей магистрали ЭВМ, Оно представл ет собой статическое ЗУ, информаци  на входе которого присутствует в течение всего интервала времени наличи  кода адреса на входе. Схема 16 сравнени  формирует единичный сигнал при совпадении кодов, поступающих на его входы. Генератор 17 формирует последовательность импульсов, используемых дл  измерени  интервала времени зан ти  общей магистрали ЭВМ.

Элемент И 18 формирует единичный сигнал, если обща  магистраль свободна (триггеры 3.1,3.2 наход тс  в нуле). Элемент И 19 разрешает поступление импульсов на счетный вход счетчика 14 при измерении времени зан ти  общей магистрали. Одновибратор 20 формирует сигнал сброса счетчика 14 при освобождении общей магистрали , Элементы И 21 и задержки 22 образуют триггер, не пропускающий на выход 34.1 ложные импульсы, формируемые при одновременном включении триггеров 3.1 и 3.2. Врем  задержки Г22 элемента 22 выбираетс  из услови  Г22 тв.1 + гз 1, где гз.1 и тз.1 - максимальные времена задержки сигналов на элементе ИЛИ 8.1 и триггере 3.1.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства приоритетного доступа.

В исходном состо нии все элементы пам ти наход тс  в нулевом состо нии (цепи установки в исходное состо ние не показаны ). Входы и выходы устройства подключены соответственно к выходам и входам первой и второй ЭВМ, которые образуют дуплексную систему. Кажда  ЭВМ может выдать информацию на общую магистраль, к которой подключены внешние устройства. Одна ЭВМ захватывает магистраль по своему запросу и работает с ней до тех пор, пока в этом есть необходимость либо пока магистраль не потребует друга  ЭВМ, выставив запрос на доступ к общей магистрали. Вопрос о передаче доступа к общей магистрали при наличии запросов от двух.ЭВМ решаетс  в зависимости от следующих обсто тельств: ЭВМ, занимающа  магистраль, не превысила (превысила) заданное врем  ее зан ти , ЭВМ, занимающа  магистраль, исправна (не исправна), ЭВМ, занимающа  магистраль, отклонила (не отклонила) требовани  к передаче магистрали, ЭВМ, занимающа  магистраль, не отреагировала (отреагировала) на требование о передаче магистрали.

Сигнал о подключении ЭВМ к общей магистрали действует на выходе 34.1 (34.2). Когда триггеры 3.1 и 3.2 наход тс  в исходном состо нии на выходах 34.1 и 34.2 действуют нулевые сигналы и ни одна из ЭВМ не подключена к общей магистрали.

Дл  организации доступа к общей магистрали от ЭВМ на вход 23.1 (23.2) поступает сигнал запроса, сопровождаемый синхронизирующим импульсом по входу 28.1 (28,2) синхронизации вывода, который устанавливает триггер 1.1 (1.2) запроса в единичное состо ние. Одновременно ЭВМ выставл ет код интервала времени доступа к общей магистрали на вход 2 6.1 (26.2), который по тому же синхроимпульсу записываетс  в регистр 5.1 (5.2). Входы 23.1-26.1 (23.2-26.2) устройства соединены с выходами разр дов информационного слова ЭВМ и управл ютс  программно.

Если, например, сигнал запроса доступа к общей магистрали поступает от первой ЭВМ, а втора  ЭВМ не подключена к общей магистрали, то триггер 1.1 переключаетс  в единичное состо ние и с его инверсного выхода снимаетс  единичный сигнал, который через второй элемент ИЛ И 8.1 принудительно удерживал триггер 3.1 в нулевом состо нии . Так как триггер 3.2 находитс  в 0 исходном состо нии, то единичный сигнал с его инверсного выхода, поступающий на S- вход триггера 3.1, переключает его в единичное состо ние.

Единичный сигнал с пр мого выхода 5 триггера 3.1 проходит через элементы задержки 22 и И 21 на выход 34.1 и разрешает подключение первой ЭВМ к общей магистрали . Одновременно этот сигнал поступает на вход чтени  регистра 5.1 и записанный в 0 нем код поступает на адресный вход ПЗУ 15. В результате из адресной  чейки пам ти ПЗУ 15 считываетс  код, который поступает на вход схемы 16 сравнени .

После переключени  триггера 3.1 в еди-. 5 ничное состо ние нулевой сигнал с его инверсного выхода исключает возможность включени  триггера 3.2 (подключени  второй ЭВМ к общей магистрали) и закрывает элемент И 18. Нулевой сигнал с выхода эле- 0 мента И 18 открывает элемент И 19 и на его выход начинают поступать импульсы с выхода генератора 17 импульсов. В результате счетчик 14 начинает отсчет времени зан ти  первой ЭВМ общей магистрали. 5 В дальнейшем в работе устройства возможны следующие ситуации.

Перва  ЭВМ освободила магистраль до истечени  времени ее зан ти , считанного из ПЗУ 15, при этом требование на доступ к 0 общей магистрали от второй ЭВМ не поступило .

Интервал времени, считанный из ПЗУ 15, истек, однако перва  ЭВМ продолжает занимать магистраль. Запроса на доступ к 5 общей магистрали от второй ЭВМ нет.

Запрос на доступ к общей магистрали от второй ЭВМ поступил до истечени  времени зан ти  магистрали первой ЭВМ.

Запрос на доступ к общей магистрали от 0 второй ЭВМ поступил после истечени  времени зан ти  магистрали первой ЭВМ.

Рассмотрим последовательно перечисленные ситуации.

Если перва  ЭВМ закончила работу с 5 общей магистралью, то она выставл ет нулевой сигнал на вход 23.1 запроса и подает сигнал синхронизации на вход 28.1 синхронизации вывода. По этому сигналу триггер 1.1 устанавливаетс  в ноль. Единичный сигнал с его инверсного выхода поступает на

R-вход триггера 3.1 и сбрасывает его в ноль. В результате этого с выхода 34.1 коммутации снимаетс  единичный сигнал и перва  ЭВМ отключаетс  от общей магистрали. Одновременно единичный сигнал с инверсного выхода триггера 3.1 поступает на вход элемента И 18, единичный сигнал с его выхода закрывает элемент И 19 и запускает одновибратор 20, который устанавливает в ноль счетчик 14.

Если интервал времени зан ти  общей магистрали первой ЭВМ достигает заданного ( считанного из ПЗУ 15), то на выходе схемы 16 сравнени  по вл етс  единичный сигнал, который поступает на элементы И 12.1 и 12.2 и закрывает элемент И 19, прекратив тем самым поступление импульсов на счетный вход счетчика 14. Отсчет интервала времени зан ти  общей магистрали прекращаетс , но перва  ЭВМ по-прежнему занимает магистраль, так как запроса от второй ЭВМ нет.

Если запрос на доступ к общей магистрали от второй ЭВМ поступил до истечени  времени зан ти  магистрали первой ЭВМ, то по синхросигналу на входе 28.2 триггер 1.2 устанавливаетс  в единичное состо ние, а в регистр 5.2 записываетс  код интервала времени доступа к общей магистрали, запрашиваемый дл  второй ЭВМ, Триггер 1,2 снимает сигнал сброса с R-входа триггера 3.2, однако последний не переключаетс  в единицу, так как на его S-входе присутствует нулевой сигнал (триггер 3.1 находитс  в единице). Одновременно единичный сигнал с пр мого выхода триггера 1.2 поступает на С-вход триггера 4.1 и переключает его в единицу . В результате этого триггер 4.1 формирует сигнал прерывани  на выходе 31.1 дл  первой ЭВМ. После того, как перва  ЭВМ воспримет сигнал прерывани , она формирует сигнал подтверждени  на вход 29.1 подтверждени  устройства, который возвращает триггер 4.1 в исходное состо ние.

Получив сигнал прерывани , перва  ЭВМ с выходов 32.1,33.1 производит считывание состо ний триггеров 1.2 и 2.2, подав на вход 30.1 сигнал синхронизации ввода. Таким образом, перва  ЭВМ получает запрос от второй ЭВМ на доступ к магистрали (состо ние триггеров 1.2, 2.2 представл етс  дл  первой ЭВМ разр дами регистра состо ни ) и должна прин ть решение, сможет ли она в данный момент отдать магистраль . Если перва  ЭВМ прин ла решение отдать управление магистралью второй ЭВМ, то она подает на вход 23.1 запроса нулевой сигнал, на вход 24.1 разрешени  единичный сигнал и на вход 28.1 - сигнал синхронизации ввода. В результате этого

триггер 1.1 устанавливаетс  в ноль, триггер 2.1 - в единицу, а регистр 5.1 не измен ет своего состо ни . Единичный сигнал с инверсного выхода триггера 1.1 проходит на

R-вход триггера 3.1 и устанавливает его в ноль. Единичный сигнал с его инверсного выхода устанавливает в единицу триггер 3.2 и на выходы 34.2 коммутации поступает единичный сигнал. Одновременно сигнал раз0 решени  проходит через элементы И 6.1, ИЛИ 9.2 на S-вход триггера 4.2 и устанавливает его в единицу, формиру  тем самым сигнал прерывани  второй ЭВМ на выходы 31.2. После отработки этого прерывани 

5 втора  ЭВМ читает состо ние триггеров 1,1 и 2.1, подава  импульсный сигнал синхронизации ввода на вход 30.2 устройства. Состо ние , когда триггер 1.1 находитс  в О, а триггер 2.1 - в 1, означает, что перва 

0 ЭВМ предоставила второй ЭВМ доступ к общей магистрали.

Если перва  ЭВМ при возникновении требовани  второй ЭВМ отдать магистраль не может, то она должна выставить на входы

5 23.1, 24.1 единичные сигналы и подать сигнал синхронизации на вход 28.1. В этом случае триггер 2.1 устанавливаетс  в единицу , а триггеры 1.1, 3.1 и регистр 5.1 сохран ют свои состо ни . Одновременно, как и в

0 предыдущем случае, устанавливаетс  в единицу триггер 4.2 и выдаст единичный сигнал на выход 31.2 прерывани . После отработки прерывани  и чтени  регистра состо ни  (выходы 32.2,33.2) втора  ЭВМ обнаружива5 ет, что триггеры 1.1 и 2.1 наход тс  в единице . Это означает, что требование доступа к общей магистрали, выбранное второй ЭВМ, передано первой ЭВМ, но было отклонено. В этом случае управление магистралью ос0 таетс  за первой ЭВМ вплоть до истечени  заданного интервала времени.

После истечени  заданного интервала времени число, записанное в счетчике 14, становитс  равным числу, считываемому из

5 ПЗУ 15, и на выходе схемы 16 сравнени  по вл етс  единичный сигнал, который поступает на входы элементов И 12.1,12,2, 19. В результате этого на выходе элемента И 12.1 по вл етс  единичный сигнал. Он запу0 екает одновибратор 13.1, который формирует импульс, устанавливающий триггер 1.1 в ноль, а триггеры 2.1, 4.1 и 4.2 в единицу. Вследствие этого единичный сигнал с инверсного выхода триггера 1.1 сбрасывает в

5 ноль триггер 3.1, который единичным сигналом с инверсного выхода устанавливает в единицу триггер 3.2 и сбрасывает в ноль счетчик 14. Триггер 3.2, переключившись в единицу, формирует единичный сигнал на выходе 34.2 коммутации и открывает элемент И 19, в результате чего счетчик 14 начинает отсчет времени зан ти  второй ЭВМ общей магистрали. Одновременно триггеры 4,1 и 4.2, установившись в единицу, формируют сигналы прерывани  первой и второй ЭВМ на выходах 31.1 и 31.2 соответственно, После отработки этих прерываний ЭВМ сбрасывают триггеры 4.1 и 4.2 и по выходам 32.1,33.1 и 32.2, 33.2 читают состо ни  триггеров 1.2, 2.2 и 1.1, 2.1. В результате этого втора  ЭВМ обнаруживает, что триггер 1.1 .находитс  в нуле, триггер 2.1 - в единице, а перва  ЭВМ обнаруживает, что триггер 2.1 находитс  в единице, триггер 2,2 - в нуле. Это означает, что управление магистралью передано от первой ЭВМ к второй по истечении максимального времени зан ти  магистрали первой ЭВМ.

Если запрос на доступ к общей магистрали от второй ЭВМ поступил после того, как закончилось заданное врем  зан ти  магистрали первой ЭВМ, но последн   магистраль не освободила, то после включени  триггера 1.2 срабатывает одновибратор 13.1 исправление магистралью передаетс  второй ЭВМ так. как это описано выше.

Кроме рассмотренных выше ситуаций, в работе устройства возможны, режимы, св занные с неисправностью одной из ЭВМ либо с одновременным обращением ЭВМ дл  доступа к магистрали. Рассмотрим эти режимы.

Если магистраль зан та, например, первой ЭВМ, а втора  ЭВМ сформировала сигнал запроса на доступ к магистрали, но по истечении заданного времени не получила сигнала прерывани  либо, получив сигнал прерывани , обнаружила, что триггер 2.1 находитс  в нуле, то она делает вывод о неисправности первой ЭВМ либо св занного с ней канала управлени  (прерывание в данном случае может быть вызвано аппаратным сигналом неисправности, поступившим по входу 27).

В данной ситуации втора  ЭВМ производит принудительный перехват магистрали независимо от времени зан ти  магистрали первой ЭВМ. Дл  этого на входы 24.2 и 25.2 втора  ЭВМ выставл ет единичные сигналы и подает синхросигнал на вход 28.2, который проходит через элемент И 7.2 и сбрасывает ноль триггер 3.1. В результате этого устанавливаетс  единицу триггер 3.2 и подает единичный сигнал на выход 34.2 коммутации дл  подключени  второй ЭВМ к общей магистрали.

В этом случае, если с запросами на доступ магистрали обе ЭВМ обращаютс  одновременно , то этот конфликт разрешаетс  следующим образом. По синхросигналам.

поступающим на входы 28.1. 28.2, триггеры 1.1 и 1.2 устанавливаютс  в единицу, а в регистры 5.1. 5.2 записываютс  коды интервалов . Так как сигналы с R-входов триггеров

5 3.1, 3.2 сн ты одновременно, то оба триггера 3.1 и 3.2 начинают переключатьс  в единицу . Если оба триггера 3.1 и 3.2 устанавливаютс  в единицу (что маловеро тно ), то единичный сигнал с пр мого выхо0 да триггера 3.2 через элемент ИЛИ 8.1 проходит на вход триггера 3.1 и сбрасывает его в ноль, триггер 3.2 остаетс  в единице. Его выходной сигнал одновременно проходит на выход 34.2 коммутации дл  подклю5 чени  второй ЭВМ к общей магистрали, а счетчик 14 начинает отсчет времени зан ти  магистрали второй ЭВМ.

Короткий импульс, который в этом случае формируетс  на выходе триггера 3.1, на

0 выход 34.1 не проходит, так как его не пропускает фильтр, реализованный на элементах задержки 22 и И 21. Дл  этого врем  задержки сигнала на элементе 22 задержки выбираетс  из услови 

5Г22 Тили + ГТр,

где Тили, TVp максимальное врем  переключени  элементов ИЛИ 8.1 и триггера 3.1 соответственно.

По окончании интервала времени зан 0 ти  магистрали второй ЭВМ сбрасываетс  триггер 3.2, включаетс  триггер 3.1 и управление магистралью передаетс  первой ЭВМ. Детально этот процесс описан выше. Расширение области применени  уст5 ройства по сравнению с прототипом состоит в том, что оно позвол ет помимо реализации функций прототипа организовать перехват магистрали в случае наличи  ограничений на врем  доступа к магистрали

0 дл  ЭВМ. Это позвол ет использовать устройство в системах, работающих в услови х жестких временных ограничений, например в системах реального времени.

Достоверность функционировани  уст5 ройства повышаетс  за счет предотвращени  отказа устройства услови х неисправности одной из ЭВМ путем принудительного захвата магистрали другой ЭВМ.

0 Достоверность функционировани  D условно можно выразить через веро тность того, что устройство верно функционирует во всех возможных ситуаци х I v, возникающих в процессе его работы:

5 о - -L 0 Г

где I - число учитываемых устройством ситуаций .

В устройстве возможны следующие си- --хуации при выставлении запросов на доступ

к магистрали: ЭВМ, занимающа  магистраль , не превысила заданное врем  ее зан - ти ; ЭВМ, занимающа  магистраль, исправна, ЭВМ, занимающа  магистраль, превысила заданное врем  ее зан ти , ЭВМ, занимающа  магистраль, не исправна , ЭВМ, занимающа  магистраль, превысила заданное врем  ее зан ти , магистраль свободна.

В устройстве-прототипе реализуютс  только перва , втора  и шеста  ситуации, т.е. In 3. В за вл емом устройстве реализуютс  все шесть ситуаций, т.е. In б, тогда выигрыш достоверности ДО может быть оценен из выражени 

ДО- -100%L/и

JiL-ilL

II II

100% 100%

и

Ч

50%,

где DM, Dn - достоверность функционировани  за вл емого устройства и прототипа соответственно .

Таким образом, за вл емое устройство

повышает достоверность функционировани  приблизительно на 50% по отношению к прототипу.

(56) Авторское свидетельство СССР № 682898, кл. G 06 F 9/46, 1976.

Авторское свидетельство СССР №518771, кл. G 06 F 9/46, 1972. Авторское свидетельство СССР

№ 1410702, кл. G 06 F 9/46, 1986.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТНОГО ДОСТУПА К МАГИСТРАЛИ, содержащее два канала, а в -каждом канале триггер запроса , триггер разрешени , триггер захвата, триггер прерывани , первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, .первый и второй выходные элементы И, причем в каждом канале единичный выход триггера запроса соединен с входом синхронизации триггера прерывани  и информационным входом первого выходного элемента И другого канала, нулевой выход триггера запроса каждого канала соединен с первым входом первого элемента ИЛИ своего канала, выход которого соединен с нулевым входом триггера захвата своего канала, нулевой выход триггера разрешени  канала соединен с информационным входом второго выходного элемента И дру гого канала, выход которого  вл етс  разрешением доступа к магистрали устройства, единичный выход триггера захвата второго канала  вл етс  выходом коммутации устройства и соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ первого канала, выход второго элемента ИЛИ каждого канала соединен с единичным входом триггера прерывани , единичный выход которого  вл етс  выходом прерывани  устройства, J-вход триггера прерывани  каждого канала соединен с шиной единичного потенциала устройства, а вход сброса соединен с входом подтверждени  устройства, выход первого элемента И каждого канала соединен с первым входом

   второго элемента ИЛИ другого канала, выход второго элемента И первого канала соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ второго канала, вход синхронизации вывода устройства соединен с управл ющими входами первого и второго выходных элементов И одноименного канала,

   ВХ°Д запроса устройства - с информационным входом триггера запроса одноименного канала, вход разрешени  - с информационным входом триггера разрешени  и с первым входом первого элемента И одноименного канала, вход сброса - с первым входом второго элемента И одноименного канала, вход синхронизации вывода - с вторым входом первого элемента И, синхровходами триггеров разрешени  и

   запроса, а также с вторым входом второго элемента И одноименного канала, выход первого выходного элемента И  вл етс 

   выходом запроса на доступ к магистрали устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности функционировани  за счет предотвращени  отказа устройства при неисправности одной ЭВМ путем принудительного захвата магистрали исправной ЭВМ и расширени  области применени  путем перехвата магистрали при наличии ограничени  на врем  доступа к магистрали одной ЭВМ. введены счетчик , блок посто нной пам ти, блок

   сравнени , генератор импульсов, первый и второй элементы И и одновибратор, а в каждый канал дополнительно введены регистр кода интервала, третий элемент И и одновибратор, кроме того, в первый канал дополнительно введены четвертый зле

   мент И и элемент задержки, причем в каждом канале группы выходов регистра кода интервала через информационную шину устройства соединены с группой адресных входов блока посто нной пам ти, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока сравнени , выход третьего элемента И канала через одно- вибратор соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, единичным входом триггера разрешени , нулевым входом триггера запроса своего канала и третьим входом второго элемента ИЛИ другого канала , нулевой выход триггера запроса первого канала соединен с первыми инверсными входами третьих элементов И первого и второго каналов, единичный выход триггера захвата канала - с первым пр мым входом третьего элемента И и управл ющим входом регистра кода интервала своего канала, кроме того, единичный выход триггера захвата первого канала соединен с первым входом четвертого элемента И и через элемент задержки - с вторым входом четвертого элемента И первого канала, выход которого  вл етс  выходом коммутации устройства, нулевой выход триггера запроса второго канала соединен с вторыми инверсными входами третьих элементов И канала, вход кода интервала устройства - с группой информационных входов регистра кода интервала

   одноименного канала, вход синхронизации вывода устройства соединен с синхровхо- дом регистра кода интервала одноименного канала, вход разрешени  устройства - с вторым управл ющим входом регистра ко0 да интервала одноименного канала, вход неисправности устройства соединен с четвертым входом второго элемента И одноименного канала, нулевой выход триггера захвата канала - с единичным входом триг5 гера захвата другого канала и с соответствующим входом первого элемента И, выход которого соединен с первым инверсным входом второго элемента И и через одновибратор с входом сброса счетчика, группа выходов которого соединена с второй группой входов блока сравнени , выход которого соединен с вторыми пр мыми входами третьих элементов И обоих кана- лов и вторым инверсным входом второго элемента И, выход генератора импульсов соединен с пр мым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика.

   0