SU1334148A1 - Многоканальное устройство дл подключени абонентов к общей магистрали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах, управл ющих доступом к некоторому общему ресурсу. Цель изобретени  - уменьшение времени подключени  очередного абонента с общей магистрали за счет введени  дополнительного зта- па сравнени  приоритетов и определение адреса очередного абонента в течение времени обслуживани  предыдущего . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены два регистра , два элемента JfflH, элемент ИЛИ-НЕ и в каждом канале шесть элементов И, четыре элемента ИЛИ, элемент И-НЕ, два триггера, счетчик и дешифратор Это позвол ет исключить возможность подключени  к общей магистрали более одного абонента одновременно и уменьшить врем  подключени  очередного абонента к общей магистрали за счет определени  его адреса в течение времени обслуживани  предьщу- щего абонента. 1 ил. I (Л со со 4; оо

Description

113

. Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к приоритетным устройства обмена, и может

быть использовано в вычислительных системах, управл ющих доступом к не-1

которому общему ресурсу.

Цель изобретени  - уменьшение времени подключени  абонента к общей магистрали .

На чертеже изображена структурна  схема устройства.

Многоканальное устройство дл  подключени  абонентов к общей магистрали содержит в каждом канале триггеры 1-5, запросный вход 6 устройства, группы элементов И 7 - 10, элементы И 11-18, счетчики и 19 и 20, элементы ИЛИ 21-25, регистр 26, дешифратор 27, группу выходов 28.1-28.8 дешифратора, сумматор 29, элемент И-НЕ 30, группу схем 31 сравнени , группу кодовых входов 32 устройства, группу входов- выходов 33 устройства, включающую в себ  входы-выходы 34.1-34.4, устрой- ство содержит общую магистраль 35, информационные выходы 36 устройства, регистр 37 приема адреса с тактовым входом 34.4, .элемент ИЛИ-НЕ с выходом 34,3, генератор 39 импульсов с выхо- дом 34.1, элемент ИЛИ 40 с выходом. 34.2, элемент ИДИ 41, группу сигнальных входов 42 устройства.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии триггеры 2-5, счетчик 20 всех каналов установлены в нулевое состо ние, в регистр 26 каждого канала записан код адреса абонента данного канала, в регистре 37 находитс  код адреса обслуживаемого абонента, который производит обмен информацией по общей магистрали, регистры 1 каналов, в которые абоненты выдали запрос, наход тс  в единич- ном состо нии, в счетчике 19 каждого канала присутствует соответствуюпщй код дополнени . На выходах элементов И 7 и 8 групп всех каналов имеет мес- ,то нулевой потенциал, поэтому на ма- гистрали 35 и на выходе 34.2 элемента ИЛИ 40 также присутствует нулевой потенциал, на выходах схем 3 элементов И 9 группы присутствует единичный потенциал. На выходе 34.3 элемен- та ИЛИ-НЕ 39 присутствует нулевой потенциал . На выходе 34.3 элемента ШЖ НЕ 38 присутствует нулевой потенциал на выходе элемента И 12 и на тактовом

482

входе 34.4 регистра 37 также имеет место нулевой потенциал.

Запросы продолжают поступать на входы 6 и устанавливают триггеры 1 /соответствующих каналов в единичное состо ние.

Наличие единичных потенциалов на входах элемента И 16 позвол ет первым тактовым импульсам, поступивщим с выхода 34,1 генератора 39, установить триггер 2 каналов, в которых присутствуют запросы, в единичное состо ние. Код приоритета с сумматора 29, представл ющий собой сумму содержимого регистра 26 и счетчика 19, через открытые элементы И 7 и В поступает в магистраль- 35, где устанав- етс  результирующий код приводного ИЛИ приоритетов запросов, которьш формирует на выходе элемента ИЛИ 40 единичный потенциал, поступающий на вход элемента И 15 всех каналов, и позвол ет очередным тактовь1М импульсам взвести триггер 3 во всех каналах . Триггер 3 блокирует обработку поступающих запросов подачей нулевого потенциала на вход И 16, подачей единичного потенциала на вход элемента И 14 разрешает счетчику 20 подсчет тактовых импульсов.

Выбор абонентов с наибольшим приоритетом на обслуживани  на первом этапе сравнени  осуществл етс  следующим образом.

На первые входы схем 31 в каждом канале поступает результирующий код с магистрали 35, на вторые входы схем 31 поступает код с сумматора 29 через элементы И 7 группы. Если в канале запрос обработки не прин т, то элементы И 7 группы блокированы, и на вторые входы, схем 31 этих каналов поступает нулевой код.

Схемы 31 осуществл ют поразр дное сравнение кодов. Если На выходе первой схемы 31 имеетс  нулевой потенциал , то приоритет данного канала не  вл етс  максимальным. Наличие нулевого потенциала на выходе первой схемы 31 приводит к формированию нулевых потенциалов на выходах элементов И 8 и 9 групп и снимает код приоритета данного абонента с магистрали 35.

Если потенциал старшего разр да магистрали 35 соответствует старшему разр ду кода приоритета данного канала, то на выходе первой схемы 31 формируетс  единичный потенциал, который поступает на один из входов первого элемента И8 группы и разрешает дальнейшее поступление старшего разр да кода приоритета данного ка- нала в магистраль 35. Если потенциалы вторых разр дов кода приоритета данного канала и кода в магистрали 35 совпадают, то на выходе первого элемента И 9 группы и второго элемен та И 8 группы имеет место единичный потенциал, который разрешает дальнейшее поступление второго разр да кода приоритета данного канала в магистраль 35 Так происходит сравнение в каждом разр де кода приоритета.

Если на выходе элемента какой-то схемы 31 сформируетс  нулевой потенциал , то в соответствующем разр де магистрали 35 имеет место более вы- сокий потенциал, чем потенциал данного разр да кода приоритета данного канала. В этом случае на выходах соответствующих элементов И 8 и 9 имеет место нулевой потенциал, который отключает младшие разр ды кода приоритета данного канала от магистрали 35. Наличие единичных потенциалов на выходах всех схем 31, а следовательно , на выходе последнего элемен- та И 9 соответствует совпадению кода приоритета данного канала и кода в магистрали 35, т.е. код приоритета данного канала максимальный.

После окончани  переходных процес сов по заднему фронту очередного тактового импульса, поступающего че1эез открытый элемент И 14 и ИЛИ 2I на счетный вход счетчика 20, он измен ет свое состо ние и на выходе 28.2 дешифратора 27 формируетс  единичный потенциал, который через элементы ИЛИ 22. и И 18 взводит последовательно триггеры 4 и 5 в единичное состо ние в тех каналах, где код приоритета равен максимальному. По спаду следующего тактового импульса формируетс  единичный потенциал на выходе 28.3 дешифратора 27, который через открытый элемент И 17, на втором.входе ко- торого присутствует потенциал с инверсного выхода триггера 4, обнул ет триггер 2 тех каналов, где код приоритета меньше максимального, т.е. где триггер 4 осталс  в нулевом сое- то нии. Триггер 8 подачей нулевого потенциала на входы элементов И 7 группы блокирует поступление кода приоритета с сумматора 29 в названных каналах и полностью отключает их . от магистрали 35.

Очередным тактовым импульсом счетчик 20 переводитс  в следующее состо ние и единичный перепад с выхода 28.4 дешифратора 27 обнул ет триггер 4. На этом первый этап сравнени  приоритетов завершаетс . В результате первого этапа выбираютс  один или несколько абонентов, имеющих макси- мальный приоритет, ив данных каналах триггеры 2 и 5 наход тс  в единичном состо нии, а выходы счетчика 19 блокированы. В других каналах, производивших обработку запросов, триггеры 2,4 и 5 наход тс  в нулевом состо нии и данные каналы полностью отключены от магистрали 35, на которой формируетс  код.проводного ИЛИ адресов абонентов, выбранных на первом этапе.

Сравнение приоритетов на втором этапе производитс  следующим образом

На первые входы схем 31 поступает код проводного ИЛИ адресов, с магистрали 35, на вторые входы схем 31 в каналах абонентов, выбранных на первом этапе, поступает код адреса абонента данного канала с регистра 26 через сумматор 29 и открытые элементы И 7 группы, а в остальных каналах на вторые входы схем 31 поступает нуле- вой код, так как элементы И 17 группы блокированы.

Схемы 31 и элементы И 8 и 9 групп производ т поразр дное параллельное сравнение кодов адресов абонентов каналов и кода в магистрали 35 аналогично первому этапу сравнени . Единичный потенциал на выходе последнего элемента И 9 группы формируетс  в одном из каналов, выбранных после первого этапа, имеющего наибольшее значение кода адреса абонента.

После окончани  переходных процессов по спаду очередного тактового импульса , на выходе 28.5 дешифратора 27 формируетс  единичный потенциал, который через элементы ИЛИ 22 и И 18 устанавливает триггер 4 в единичное состо ние в том канале, адрес которого по сравнению с другими абонентами, выбранными на первом этапе, оказалс  наибольшим.

Очередным тактовым импульсом счетчик 20 переводитс  в следующее состо ние . Единичный уровень с выхода ., 28.6 дешифратора 27 через элементы

5

10

15

25

И .17 И ИЛИ 24 устанавливает триггер 2 в каналах абонентов, выбранных на первом этапе, в нулевое состо ние, кроме одного канала, адрес которого оказалс  наибольшим.

По спаду следующего тактового импульса на выходе счетчика 20 устанавливаетс  код ПО-, Единичные потенциалы с двух выходов счетчика поступают на входы элемента И-НЕ 30, нулевой потенциал с выхода которог1э блокирует подачу тактовых импульсов на счетный вход счетчика 20, подачей нулевого уровн  на вход элемента И 4. На выходе 28.7 дешифратора 27 присутствует единичный потенциал, который поступает на один из входов элементов И 11 - 13. На выходе элемента И 11 в каналах, производ щих обработку зап- 20 росов, кроме канала абонента, выбранного на втором этапе, формируетс  единичный потенциал, поступающий на счетный вход 19. На этом второй этап сравнени  завершен.

Устройство переходит в режим ожидани , так как обща  магистраль зан та . В результате второго этапа в магистрали 35 присутствует код адреса очередного абонента. По завершении подключенным абонентом обмена по общей магистрали он посыпает сигнал Конец обмена на соответствующий вход 42 и на выходе зломента ИЛИ 41 формируетс  еднничньш: потенциал, который устанавливает регистр 37 в нулевое состо ние. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 38 формируетс  единичный потенциал , которьш через вход-выход 34.3 поступает на входы элементов И 12 и 13. Единичный потенциал на выходе элементов И 12 н 13 формируетс  только в канале, выбранном на втором этапе. В данном канале по фронту единичного импульса с выхода элемента И 13 производитс  обнуление счетчика . 19 и триггера 1. Одновременно по фронту импульса с выхода элемента И 12 через вход-выход 34.4 произво-- дитс  запись адреса очередного абонента с магистрали 35 в регистр 37 приема адреса. Адрес очередного абонента выдаетс  на выходы 36 и абонент подключаетс  к общей магистрали. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 38 формируетс  нулевой перепад, который через вход-выход 34.3, элемент И 12 ка- ,- нала очередного абонента, вх6д-вы- ход 34.4 и элемент ИЛИ 21 поступает

3341486

на счетный вход счетчика 20 всех каналов и переводит его в следующееi состо ние ,. По спаду единичного импульса с выхода 28.7 дешифратора 27 в каналах, где в данный момент триггер 1 взведен, производитс  увеличение содержимого счетчика 19 на единицу . По фронту единичного импульса с выхода 28.8 дешифратора 27 производитс  обнуление счетчика 20 и триггеров 2-5 всех каналов, т.е. возврат к ИСХОДНО - состо нию. Процесс выбора очередного абонента повтор етс .

Если поток запросов прервалс , то после обслуживани  последнего абонента в очереди на подлючение к общей магистрали устройство переходит в режим готовности. В этом режиме триггеры 1-5, счетчики 19 и 20 всех каналов обнулены, на магистрали 35 нулевой потенциал.

При возобновлении потока запросов устройство переходит в рабочий режим. Длительность этого перехода равна длительности цикла сравнени  приоритетов . При переходе в рабочий режим сравнени  приоритетов поступивших запросов производитс  только на первом этапе и приоритетом запросов служат коды адресов абонентов, так как счетчик 19 всех каналов обнулен. На втором этапе сравнени  не производитс , так как после первого этапа на ма гистрали 35 присутствует адрес очередного абонента. После установки на выходе счетчика 20 кода ПО элемент И 14 закрываетс  и блокирует подачу тактовых импульсов на вход счетчика 20. Но в отличие от рабочего режима, устройство не переходит в режим ожидани , так как на входе-выходе 34.3 присутствует единичный потенциал, 45 поступающий на- вход элементов

30

35

40

50

Г) 5

И 12

и 13. Единичный перепад с выхода 28.7 дешифратора 27 через открытый элемент И 12 поступает на вход-выход 34.4 и производит запись в регистр 37 адреса с магистрали 35, адрес абонента на выходы 36, и абонент подклю- чаетс  к общей магистрали. Одновре менно в канале данного абонента по фронту единичного импульса с выхода элемента И 13 производитс  обнуление триггера I. Адрес абонента также поступает на входы элемента ИЛИ-НЕ 38, и на его выходе формируетс  нулевой перепад, который через элемент И 2

При возобновлении потока запросов устройство переходит в рабочий режим. Длительность этого перехода равна длительности цикла сравнени  приоритетов . При переходе в рабочий режим сравнени  приоритетов поступивших запросов производитс  только на первом этапе и приоритетом запросов служат коды адресов абонентов, так как счетчик 19 всех каналов обнулен. На втором этапе сравнени  не производитс , так как после первого этапа на ма гистрали 35 присутствует адрес очередного абонента. После установки на выходе счетчика 20 кода ПО элемент И 14 закрываетс  и блокирует подачу тактовых импульсов на вход счетчика 20. Но в отличие от рабочего режима, устройство не переходит в режим ожидани , так как на входе-выходе 34.3 присутствует единичный потенциал, 5 поступающий на- вход элементов

0

5

И 12

и 13. Единичный перепад с выхода 28.7 дешифратора 27 через открытый элемент И 12 поступает на вход-выход 34.4 и производит запись в регистр 37 адреса с магистрали 35, адрес абонента на выходы 36, и абонент подклю- чаетс  к общей магистрали. Одновре менно в канале данного абонента по фронту единичного импульса с выхода элемента И 13 производитс  обнуление триггера I. Адрес абонента также поступает на входы элемента ИЛИ-НЕ 38, и на его выходе формируетс  нулевой перепад, который через элемент И 2

713

канала абонента, прин того на обслуживание , и элемент ИЛИ 2 поступает на вход .счетчика 20 всех каналов и его содержимое увеличиваетс . По спаду импульса с выхода 28.7 производитс  увеличение содержимого счетчика 1 на 1 в каналах, регистр 1 запросов которых установлен в единичное состо ние . По фронту импульса с выхода 28.8 дешифратора 27 счетчик 20 и триггеры 2-5 всех каналов обнул ютс , т.е. устройство перешло в исходное состо ние и установилс  рабочий режим.

Таким образом, если абонент выдал запрос в канал и некоторое врем  не был подключен к общей магистрали, то его дополнение с каждым циклом сравнени  приоритетов увеличиваетс  на 1. При подключении абонента к общей магистрали, его запрос снимаетс , а дополнение становитс  равным нулю. Если запрос поступает во врем  процесса выбора очередного абонента, то он считаетс  участвующим в сравнении приоритетов с нулевым приоритетом и, следовательно, его дополнение при подключении очередного абонента, выбранного в данном цикле, увеличи- ваетс  на I.

Использование изобретени  позво-i л ет производить двухэтапное сравнение приоритетов запросов, вычисл ть приоритеты дл  каждого этапа, определ ть адрес очередного абонента в течение времени обслуживани  предыдущего абонента, что позвол ет уменьшить врем  подключени  очередного абонента, исключить возможность од- новременного подключени  к общей магистрали более одного абонента, измен ть приоритеты запросов в зависимости от времени ожидани  абонентом обслуживани , что дает возможность исключить длительную задержку на подключение к Общей магистрали абонентов с низкими приоритетами при большой интенсивности потока запросов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Многоканальное устройство дл  подключени  абонентов к общей магистрали , содержащее генератор тактовых импульсов , в каждом канале регистр, первьгй счетчик, четыре группы элементов И, группу схем сравнени , элемент ИЛИ, два элемента И, три триггера,

   Q 5

   п 25 о

   о g

   5

   0

   5

   48«

   причем каждый запросный вход устройства соединен с единичным входом первого триггера одноименного канала, единичный выход второго триггера канала соединен с первыми входами элементов И первой группы своего канала, выходы которых соединены с первыми входами одноименных схем сравнени  группы своего канала и с первыми входами элементов И второй группы своего канала, вторые входы схей сравнени  группы и выходы элементов И второй группы каждого канала подключены к общейГ магистрали, выход первой схемы сравнени  группы в каждом канале соединен с вторым входом первого элемента И второй группы и с соответствующими входами элементов И третьей группы своего канала, выход каждой схемы сравнени  группы соединен с соответствующим входом одноименного и всех последующих элементов И третьей группы своего канала, выход каждого i-ro (i 1,...,п-1) элемента И третьей группы соединен с первым входом j-ro элемента И второй группы (,...,n), п - число разр дов общей магистрали, группа входов регистра каждого канала  вл етс  соответствующей группой кодовых входов устройства , отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  времени подключени  очередного абонента к общей магистрали, в устройство введены регистр приема адреса, два элемента ИЛИ, элемент ШИ-НЕ, а в каждый канал - шесть элементов И, четыре элемента ИЛИ, элемент И-НЕ, два триггера , второй счетчик, дешифратор, сумматор , выходы регистра в каждом канале соединены с первой группой входов сумматора своего канала, втора  группа входов которого соединена с выходами элементов И четвертой группы , первые входы которых подключены к выходам первого счетчика своего канала , вторые входы элементов И четвертой груплы соединены с инверсным выходом третьего триггера своего канала , вход установки в 1 которого соединен с пр мым выходом четвертого триггера, с первым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И своего канала, вторые входы первого и второго элементов И подключены к первому выходу дешифратора и к первому входу третьего элемента И своего канала, выход третьего элемента И соединен с счетным входом первого счетчика каналаj второй вход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И и с мым выходом первого триггера своего канала, третий вход третьего элемента И соединен с инверсным выходом/, второго триггера своего канала, вход установки в 1 которого соединен с инверсным выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом п того триггера своего канала, третий вход четвертого элемента И каждого канала подключен к первому входу п того элемента И, к первому входу шестого элемента И своего канала и к выходу генератора тактовых импульсов, выходы сумматора каждого канала поразр дно подключены к вторым входам элементов И первой группы своего канала, вход . установки в О второго триггера каждого канала соединен с выходом первого элемента ИЛИ своего канала, пер- 25 которого соединены с общей магист- вый вход первого элемента ИЛИ канала

   ралью и с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с трет ими входами п тых элементов И всех каналов, вход установки в О регис ра приема адреса соединен с выходом второго элемента ИЛИ, группа входов которого соединена с группой сигнал ных входов устройства, выход перво го элемента И каждого канала соединен с входами установки в О перво счетчика и первого триггера своего канала, выход п того элемента ИЛИ соединен с счетным входом второго счетчика своего канала, выходы второ го счетчика подключены к входам деши ратора своего канала, первый и втор выходы второго счетчика соединены с первым и вторым входами элемента Исвоего канала, выход которого соеди нен с третьим входом шестого элемен та И своего канала, второй вход вто рого элемента ИЛИ канала соединен с во мым выходом дешифратора своего канала

   соединен с входами установки в О второго счетчика, третьего и п того триггеров, с первьм входом второго элемента ИЛИ и вторым )зыходом дешифратора своего канала, третий выход дешифратора подключен к первому входу третьего элемента ИЛ своего канала , выход третьего элемента ИЛИ каждого канала соединен с первым входом седьмого элемента И своего канала , -выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ своего канала, второй вход седьмого элемента И канала соединен с инверсным выходом четвертого триггера своего канала , пр мой выход п того триггера канала соединен с вторым входом шестого элемента И своего канала, второ вход третьего элемента ИЛИ соединен с четвертым выходом дешифратора своего канала, п тьш и шестой выходы которого соединены с первым и вторь1М

   входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И, второй вход которого соединен q входом последнего элемента И третьей группы своего канала, выход восьмого элемента И соединен с входом установки четвертого триггера своего канала, шее-

   той выход дешифратора подключен к второму входу п того элемента И, выход которого соединен с входом установки в 1 п того триггера, выход шестого элемента И соединен с первым

   входом п того элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход второго элемента И и вход синхронизации регистра приема адреса, третьи. входы первого и. второго элементов каналов И объединены и соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с информационными выходами устройств и с выходами регистра приема адреса, информационные входы

   которого соединены с общей магист-

   ралью и с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьими входами п тых элементов И всех каналов, вход установки в О регистра приема адреса соединен с выходом второго элемента ИЛИ, группа входов которого соединена с группой сигнальных входов устройства, выход первого элемента И каждого канала соединен с входами установки в О первого счетчика и первого триггера своего канала, выход п того элемента ИЛИ соединен с счетным входом второго счетчика своего канала, выходы второго счетчика подключены к входам дешифратора своего канала, первый и второй выходы второго счетчика соединены с первым и вторым входами элемента ИНЕ своего канала, выход которого соединен с третьим входом шестого элемента И своего канала, второй вход второго элемента ИЛИ канала соединен с восьмым выходом дешифратора своего канала.