SU1345196A1 - Многоканальное устройство дл подключени абонентов к шинам общей магистрали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычисли- тельной технике и может быть исполь-. зовано дл  организации приоритетного подключени  абонентов к шинам общей магистрали. Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства за счет последовательно-параллельной (Л с со 4 СЛ СО О5 14)

Description

134

передачи адресов абонентов по шинам общей магистрали. Многоканальное уст ройство дл  подключени  абонентов к шинам общей магистрали содержит блок контрол  10 и каналы 11, каждый из которых содержит п ть мультиплексоров 20j, два регистра 14,15, счетчик 13, демультиплексор 19, три триггера 16-18, четыре элемента ИЛИ 29-32, п ть элементов И 23-27, два элемента НЕ 21-22. Блок контрол  содержит две группы счетчиков, две группы триггеров, две группы элементов и

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  организации приоритетного подключени  абонентов к шинам общей магистрали.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства за счет последо вательно-параллельной передачи адресов абонентов по шинам общей магистрали , число которых не определ етс  разр дностью-адреса, передаваемого абонентом.

На фиг, 1 приведена структурна  рхема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока контрол  за состо нием шин.

Устройство (фиг. 1) содержит группу Ь 1, (N - число шин) шин общей

т т

магистрали, группу запросных входов 2(k - число каналов устройства) группу входов 3, группы выходов 4, 5|, блока контрол  за состо нием шин, выход 6 блока контрол , группы вьгходов 7|у, 8, 9.- 91 блока контрол  за состо нием шин, блок 10 контрол  за состо нием шин, группу каналов 1Ц, группу входов 12(дл  k-ro канала (т - разр дность адреса абонента), каждый канал содержит счетчик 13, регистры 14, 15, триггеры 16 - 18,демультиплексор 19, мультиплексоры элементы НЕ 21, 22, И 23 - 27, схему 28 сравнени , элементы ИЛИ 29 - 32.

Блок 10 контрол  (фиг. 2) включает группу триггеров 33, генератор 34 тактовых импульсов, группу элементов И 35, группу счетчи196

группу однонаправленных элементов и генератор тактовых импульсов. Оно позвол ет анализировать состо ние шин общей магистрали, осуществл ть поиск каналами свободных шин и подключатьс  к ним согласно приоритету. Использование многошинной магистрали по сравнению с одношинной позвол ет увеличить скорость передачи информации, уменьшить врем  ожидани  абонентом на подключение к общей магистрали, повысить отказоустойчивость системы в целом . 2 ил.

ков 36, группу счетчиков 37 - 37ы, группу однонаправленных элементов (диодов) 38.- 38|, группу триггеров . 39 - 39, группу элементов И 40,- 40.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии все шины свободны , т.е. на них имеет место нуле- вой потенциал, триггеры 39 и 33 33 опрокинуты в О, счетчики 36 - 36., и 37.- 37. сброшены в О ,

1 N П

в каждом канале триггеры 16 и 17, регистры 14 и 15 наход тс  в нулевом

состо нии, а триггер 18 - в единичном , счетчик 13 может находитьс  в лю- любом из N состо ний, причем число разр дов счетчика 1 . Каждое состо ние счетчика 13 определ ет контакт канала с одной из шин .общей магистрали через мультиплексоры 20;j-20j. и демультиплексор 19, так как они в каждом канале выполн ют функцию электронных коммутаторов и работают синхронно . Число состо ний счетчика 13 задаетс  его модулем счета и равно числу шин в общей магистрали. Если счетчик 13 находитс  в состо нии i, то на выходе каждого мультиплексора

будут повтор тьс  сигналы с его i-ro входа.и на i-том выходе демультиплек- сора с I; шиной из общей магистрали будут повтор тьс  сигналы с его входа , если счетчик 13 переходит из сос- то ни  i в i+1, то мультиплексоры и демультиплексор этого канала выведут канал из контакта с 1 -шиной и переключает его на шину 1 j .

13

Обратитьс  дл  подключен   шинам общей магистрали - то значит записать IB любой свободный канал передаваемый двоичный код и подать на него импульс запроса. Передаваемый двоичный код (адрес) параллельно записываетс  в регистр 15 через кодовые входы канала и затем в регистр 14,- так как на его входе Разрешение записи при- сутствует единичный потенциал, который поступает с инверсного выхода триггера 17 через элемент ИЛИ 30. Пусть к устройству обращаютс  дл  подключени  к шинам общей магистра- ли несколько абонентов одновременно, т.е. после записи в нескольких каналах передаваемых абонентами адресов, тогда на запросные входы этих каналов одновременно поступают импульсы запроса и записываютс  в каждом канале в триггер 16.Пусть счетчики 13 каналов, в которые поступили импульсы запроса, наход тс  в состо нии i и обеспечивают контакт каналов с 1 шиной. После записи 1 в триггер 16 в каждом канале на выходе элемента И 23 формируетс  единичный потенциал, тогда и на два других его входа поступают 1 с элемента НЕ 21, инвертирующего О, передаваемый на его вход с 1 шины через мультиплексор 20-, и с инвертируюш,его выхода триггера 33, через мультиплексор-202, Наличие 1 на выходе элемента И 23 приводит к установке в 1 триггера -17 первым же тактовым импульсом с выхода генератора 34 тактовых импульсов блока контрол , соединенного со счетным входом триггера 17. После записи 1 в триггер 17, он инвертирующим выхо- дом через элемент ИЛИ 30 на вход разрешени  записи регистра 14 подает запрешающий нулевой потенциал, а пр мым выходом на элемент И 27 дает разрешение на вьщачу первого бита пере- даваемого адреса через демультиплек- сор 19 на 1. шину (передаваемый двоичный , код должен об зательно иметь. в старшем разр де един ичный бит и в младшем разр де - нулевой бит инфор- мации, т.е. смыслова  передаваема  информаци  занимает (т-2) из m . разр дов ) . Одновременное поступление на 1. шину единичных битов старших разр дов передаваемых адресов приводит к установлению в ней результирующего потенциала монтажного ИЛИ, что вызывает установку триггера 33 в единичное состо ние и, следовательно, разре96

шает прохождение тактовых импульсов через элемент И 35. на счетный вход счетчика 36.; , который считает врем  нахождени  в 1. шине одного бита информации , счетчик 37,- считает врем , необходимое дл  освобождени  1i шины абонентом. Кроме того, при установлении на 1.; шине результирующего потенциала с помощью схемы 28 сравнени , соединенной с 1. шиной через мультиплексор 20., , осуществл етс  сравнение бита,передаваемого абонентом , и бита, который находитс  в 1 щине. Врем  распространени  переднего фронта каждого бита в шине учитываетс  счетчиком 36 , на первом информационном выходе которого формируетс  импульс через промежуток времени, который выбираетс  несколько большим времени переходных процессов в шине .Если потенциал бита совпадает с потенциалом в шине,то на выходе схемы 28 сравнени  формируетс  1 и импульсом в шине, то на выходе схемы 28 сравнени  формируетс  1 и импульсом с первого информационного выхода счетчика 36- через мультиплексор 20 и элемент ИЛИ 29 подтверждаетс  единичное состо ние триггера 18, который разрешает выдачу следующего бита информации в 1. шину через элемент И 27 и демультиплексор 19. Выдача следующего бита адреса осуществл етс  сдвигом информации в регистре 14 импульсом со второго информационного выхода счетчика 36; через мультиплексор 20,элемент И 26, на втором входе которого присутствует единичный потенциал с пр мого выхода триггера 18. После установлени  потенциала последующего бита, передаваемого в 1- шину, схема 28 сравнени  сравнивает передаваемый бит и бит, наход щийс  в данный момент времени в 1 шине,а импульсом с первого информационного выхода счетчика 36 в триггер . 18 записываетс  результат.сравнени . Если все биты адреса абонента совпадают с битами в 1. шине в момент формировани  импульсов на первом информационном выходе счетчика , то данный абонент имеет самый высокий приоритет на подключение к шине 1, и  вл етс  единственным абонентом, подключенным к 1. шине, В момент с сравнени  самых младших разр дов пе-- редаваемого адреса триггер 18 у данного абонента по-прежнему остаетс  в единичном состо нии, и после формировани  последнего импульса на втором информационном выходе счетчика 36, в регистре 14 будут находитьс  все О, а счетчик 37. , подсчитав число импульсов счетчика 36 , т.е число переданных битов, устанавливает триггеры 33;, 16 и 17 в О, а триггер 18 - в 1, т„е. запрос на подключение абонента к шинам общей магистрали будет сн т и канал перейдет в ожидание.

Если в процессе сравнени  бита передаваемого адреса и бита, наход щегос  в 1 шине, оказываетс , что

ОНИ не совпадают то на выходе схемы 28 сравнени  по вл етс  О, который с приходом импульса с первого информационного выхода счетчика 3,6- записываетс  в триггер 18, который самоблокируетс  через элемент И 24, запреща  вьщачу информации из регистра 14 через элемент И 27 и ее сдвиг через элемент И 26, а инверсным выходом разрешает через элемент РШИ 30 перезапис передаваемого адреса из регистра 15 и через элемент И 25 переводит счетчик 13 из i-ro в (i+1)-e состо ние., так как на втором входе элемента И 25 также присутствует единичный потенциал , который образуетс  сразу после окончани  тактового импульса с первого информационного выхода счетчика , сбросившего триггер 18 в О,

С переходом счетчика 13 в (i+1)-e состо ние мультиплексоры 20j и демультигшексор 19 переключаютс  и обеспечивают контакт канала уже с

1 ; шиной „

Пусть после переключени  канала на 1 . шину она оказываетс  зан той другим абонентом, , с инверсного выхода триггера 33 ;. поступает О через мультиплексор 20, который не изменит состо ние счетчика 13 до прихода импульса с первого информационного выхода счетчика 36; „ С поступлением импульса с первого информационного выхода счетчика 36 -,. через элементы ИЛИ 29 и НЕ 22 на втором входе элемента И 25 образуетс  О, что приводит к сбросу единичного потенциала на входе счетчика 13, ас его окончанием на ВТОРОМ входе элемента И 25 по вл етс  1, что приводит к изменению состо ни  счетчика 13 из i+1 в i+2, а это означает переключение канала на 1 +л шину через мультиплексоры 20,- 20J сор 1 9 Если 1 ,,,

и демультиплек- шина оказываетс 

также зан тен, то канал аналогичным

образом переключе.етс  на 1 и т.До

из

шину

Пусть на (i+k) шаге переключени 

5

5

0

5

Ыс

0

канала при поиске свободных шин 1 оказываетс  свободной. Тогда с инверсного выхода триггера 33 ,-.( через мультиплексор 20 и элементы ИЛИ 32 и 29 на управл ющий и вход установ ки в 1 триггера 18 поступает еди- ь ичный потенциал, который записывает в него 1. Установка триггера 18 в 1 приводит к разрешению передачи первого бита информации из регистра 14 через элемент И 27 и демультиплек- сор 19 на 1;. шину и сдвигу информации через элемент И 26 импульсами со второго информационного выхода счетчика 36 ;

( Инверсным выходом триггера 18 через элемент ИЛИ 30 устанавливает на пер- вом входе элемента И 25 О, который запрещает изменение состо ни  счетчика 13 импульсами с первого информационного выхода счетчика 36 -ic « Таким образом , нахождением свободной шины и с установкой триггера 18 в 1 начинаетс  описанный процесс определени  приоритета .на подключение канала к 1.. шине.

Пусть канал в процессе поиска свободной шины на (L+I)-M шаге переключаетс  на 1 ,-. g шину в момент, когда счетчик 37,5 формирует на своем выходе импульс, сигнализирующий об окончании обслуживани  абонента в 1 шине. Этот импульс не изменит состо ни  триггера 16, так как в данный момент на его управл ющем входе, соединенном с выходом триггера 18, присутствует нулевой потенциал, и установит триггеры 33j,(i и 17 в нулевое состо ние , а. триггер 18 - в единичное. Но с приходом тактового импульса на счетчный вход триггера 17 с генератора 34 тактовых импульсов он вновь устанавливаетс  в единичное состо ние и разрешает передачу первого бита информации из регистра 14 в 1 шину.

Пусть канал в определенный момент времени контактирует с l. шиной, котора   вл етс  свободной, и в него не поступает импульса запроса на подключение абонента к шинам общей ма- 5 гистрали. Тогда с поступлением в 1, +|„ шину первых единичных битов адресов, передаваемых абонентами через другие каналы, контактирующие с 1, шиной, 3 ; J-м шине устанавливаетс  резуль20

713/45

тирующий потенциал монтажного ИЛИ, который сравниваетс  в схеме 28 сравнени  с О на выходе элемента И 27. Так как сравниваемые потенциалы не равны, то на выходе схемы 28 сравнени  по вл етс  О, который через элемент И 24 с приходом импульса с первого информационного выхода счетчика 36j на управл ющий вход триг- Q гера 18 записываетс  в триггер 18, инверсный выход которого единичным сигналом через элементы ИЛИ 30 и И 25 переводит счетчик 13 в состо ние i+ +га+1, т.е. канал переключаетс  на 1 ig 1(. „., шину. Если 1 . шина свободна, то, переключившись на нее анал перейдет в ожидание, а если зан та , то произойдет дальнейшее перелючение канала на 1 - шину и т.д.

Таким образом, в устройстве обесечиваетс  посто нный поиск каналами вободных шин независимого от того, оступили ли на них импульсы запроса 25 ли нет. Если импульс запроса посту- ает на канал в момент поиска им сво- одной шины, то он записываетс  в риггер 16 и не вли ет на работу канала до момента подключени  его к свободной шине, после чего с подключением к свободной шине начнетс  процесс выдачи каналом информации в эту ину.

Рассмотрим, как изменитс  работа устройства при отказе одной из шин 35 обш;ей магистрали вследствие ее обрыва за пределами этого многоканального устройства. Пусть происходит отказ 1; шины, тогда на 3- вход блока контрол  за состо нием шин поступит 40 единичный сигнал, сигнализирующий об отказе 1 - шины, и запишетс  в триггер 39; , инверсный выход которого запретит поступление импульсов с выхода счетчика 37,- на каналы устройст- 45 ва и вход установки в О триггера 33, а пр мой выход устанавливает через диод 38; на 1. шине посто нный единичный потенциал, которьш приводит к тому,что каналы,продолжаю- 50 щие ложную поразр дную передачу адресов абонентов в процессе определени  приоритета на подключение, сравнивают передаваемый бит с единичным потенциалом в 1. шине с помощью 5 схемы 28 сравнени  и переключаютс  на 1;, шину, как только передаваемый бит не совпадает с потенциалом в 1 шине, а так как в шине

30

0

g

5

5 0 5 0 5

0

96«

посто нный единичный потенциал,,а в передаваемых каналами адресах в последних разр дах нулевые биты, не счита  предыдущих разр дов адресов, то все эти каналы описанным способом переключаютс  с 1 --fi шины на 1 -ю.

Таким образом, если отказ шины происходит в момент времени, когда в ней идет процесс определени  приоритета на подключение, то потери информации не происходит, так как каналы, не закончив передачу адреса, переключаютс  с 1, шины на 1 - -ю. Если отказ 1. шины происходит в момент, когда она свободна, то единичный потенциал с пр мого выхода триггера 31. через диод 38- установит триг- rejp 33- в единичное состо ние, и поступит на 1- шину, что приведет к переключению каналов, в которые не поступили импульсы запроса, с 1 шины на 1j4, ю. Аналогичные процессы в устройстве повтор тс  и при отказе других шин общей магистрали. При дальнейшей работе устройства дл  всех каналов отказавшие шины  вл ютс  зан тыми и подключение к ним не происходит . Посто нна  зан тость отказавших шин обеспечиваетс  тем, что в них посто нно присутствуют единичные потенциалы , тем. что отсутствуют импульсы с выходов счетчиков 37., 37 - ... отказавших шин и поэтому не происходит сброс триггеров 33-, 33 -. ... отказавших шин 1 ., 1 j ,... в нулевое состо ние после заполнени  емкости счетчиков 37: , 37 - . ,....

Таким образом, при отказе шин общей магистрали, вплоть до последней оставшейс , функционирование системы не нарушаетс , достоверность передаваемой информации сохран етс , так как обслуживание абонентов продолжаетс  через работоспособные шины.

Claims (1)

1. Формула изобретени .

   Многоканальное устройство дл  подключени  абонентов к шинам общей магистрали , содержащее каналы, каждый из которых содержит первый, второй и третий триггеры, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый регистр, схему сравнени , первый элемент HEj счетчик, причем вькод первого элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И,второй вход которого соединен с выходом первого триггера, единичный вход которого соединен с запросным входом канала, выход схемы сравнени  соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с информационным входом второго триггера единичный выход третьего триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом старшего разр да первого регистра , пр мой выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И и с третьим входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом схемы сравнени ,, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства за счет последовательно-параллельной передачи адресов по общей магистрали, в него введен блок контрол , состо щий из двух групп триггеров , группа однонаправлен ных элементов генератор тактовЕлх им:пуль- сов, две группы элементов И, две группы счетчиков, а в каждый канал введены п тый элемент И, первый, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, второй регистр, второй элемент НЕ, первый, второй, третий, четвер- . тый и п тый мультиплексоры, демуль- типлексор, причем группа информационных входов первого регистра, соединена с,группой выходов второго регистра , группа информационных входов которого подключена к кодовым входам канала, нулевой вход первого триггера соединен с нулевым входом третьего триггера, с выходом первого муль- ,типлексора, с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггра , пр мой выход которого соединен с первым входом четвертого .элемента И, с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с-управл ющим входом первого триггера, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с единичным входом первого триггра , выход третьего элемента И соединен с входом демультиплексора,второй вход схемы сравнени  соединен с входом первого элемента НЕ и с выходом второго мультиплексора, второй вход первого элемента Р-1ЛИ соединен с третьим входом первого элемента И, с выходом третьего мультиплексора и с п ервым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого мультиплексора, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вхо0

   ,Ь

   0

   5

   0

   35

   0

   5

   0

   5

   дом второго элемента НЕ и с управ.гш- Ю1ДИМ входом второго тригтера, инверсный выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом третьего . триггера, а выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входом разрешени  записи первого регистра, с первым входом п того элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, выход п того, элемента И соединен со счетным входом счетчика, группы выходов которого соедине ы с группой управл ющих входов всех мультиплексоров данного канала и группой управл ющих входов демультиплексора, i-e выходы демультиплексоров (,N, N - число шин общей маг истрали) всех каналов объединены собой через монтажное ИЛИ и соединены с i-м информационным Бxoдo блока контрол , j-  группа, выходов блока контрол  (,5) соединена с группами входов мультиплексоре всех каналов, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом nj iToro мультиплексора , выход четвертог о элемента И соединен с входом сдвига первого регистра ;, выход первого элемента И соединен с управл ющим входом третьего триггера, тактовый вход которого соединен с выходом тактовых импульсов блока контрол , группа входов состо ни  шин устройства  вл етс  группой входов блока контрол , причем группа входов признака работы шин магистрали блока контрол  соединена с единичными входами тригггров первой группы блока контрол , пр.мые выходы которых соединены с входами соответствующих однонаправленных элементов группы блока контрол , выход i-ro однонаправленного элемент.а блока контрол  i. соединен с входом -установки i-ro |триггера второй группы блока контрол , i-M информационным входом блока контрол  и i-M выходом второй группы выходов блока контрол , инверсные выходы триггеров первой группы блока контрол  соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой группы блока ко.нтрол , выходы которых соединены с входами сброса соответствующих триггеров второй группы блока контрол  и образуют первую группу выходов блока контрол , выход генератора тактовых импульсов блока контрол  соединен с тактовым выходом блока

   |Коитрол  и с гтерпыми входами злемен- тов И второй группы блока контрол , выходы которых соединены со счетными входами соответствующих счетчиков , : первой группы блока контрол , первые выходы которых соединены с п той группой выходов блока контрол  и со счетными входами соответствующих счетчиков второй группы блока контрол , выходы которых соединены с вторы// ///

   Редактор М. Келемеш

   Составитель М. Сорочан

   Техред М.Дицык Корректор С. Черни

   Заказ 4920/47Тираж 670Подписное

   ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   45196 . 12

   ми входами элементов И первой группы блока контрол , инверсные выходы триггеров второй группы блока контрол  образуют третью группу выходов блока контрол , а пр мые выходы соединены с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы блока контрол , вторые выходы счетчиков первой 10 группы блока контрол  образуют четвертую группу выходов блока контрол .