SU1462311A1

SU1462311A1 - Многоканальное устройство дл подключени абонентов к общей магистрали

Info

Publication number: SU1462311A1
Application number: SU874271059A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Тягунов
Original assignee: Войсковая часть 03444
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1989-02-28

Abstract

Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике и может быть использовано дл создани многомашинных и многопроцессорных вычислительных систем. Цель изобретени - расширение области применени устройства за счет обеспечени дл наиболее приоритетных абонентов выполнени за вок на обмен по общей магистрали за врем не выше допустимого. Многоканальное устройство дл приоритетного подключени абонентов к общей магистрали содержит каналы, каждый из которых включает три фор- мировател i-мпульсов, семь триггеров, генератор импульсов, два элемента задержки, дев ть элементов И, три элемента ИЛИ, три элемента НЕ, три схемь сравнени , регистр, регистр приоритета, два регистра кодов времени , два счетчика, узлы задержки (по количеству разр дов регистра приоритета ) , каждый из которых содержит .по два элемента И и по одному элементу задержки, В устройстве дл части наиболее приоритетных абонентов выполнение за вок на обмен по общей магистрали обеспечиваетс за врем не вьше допустимого, что обес печивает их использование дл решени задач в реальном времени. 1 ил. S СО

Description

I

Изобретение относитс к вычисли- .тельной технике и может быть применено дл создани многомашинных и многопроцессорных вычислительных комплексов , использу-ощих дл обмена данными общую магист аль,

Целью изобретени вл етс расширение области применени устройства за счет обеспечени дл наиболее приоритетных абонентов выполнени за вок на обмен по общей магистрали за врем не выше допустимого.

На чертеже представлена структурна схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит шину 1 разрешени , шину 2 запрещени , каналы 3, шину 4 блокировки, каждьй из каналов 3 содержит элемент 5 задержки, триггеры 6-9, элементы И 10-13, элементы ИЛИ 14 и 15, группы входов 16 устройства , входы 17 запросов устрой- ства сигнальные выходы 18 устройства , входы конца обслуживани устройства 19, формирователь 20 импульсов, регистр 21 приоритета, элемент ИЛИ 22, узлы 23 задержки, каждый из которых содержит элементы И 24 и 25 и элемент 26 задержки, формирователь 27

.

а ISD

со

импульсов, формирователь 28 импульсов , триггеры 29-31, счетчики 32 и 33, элементы И 34-37, элемент 38 задержки , генератор 39 импульсов, парный 40 и второй 41 элементы НЕ, элемент И 42, элемент НЕ 43, регистр 44 схему 45 сравнени , группы входов 46 ц 47 первого и второго времённьк интервалов устройства, группы входов 4J8 кода уставки устройства, выход 49 /прерывани устройства, регистры 50 и 51 кода времени, схемы 52 и 53 сравнени .

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии триггеры 6 - 9 и 29 - 31, счетчики 32 и 33, регистры 50 и 5 обнулены, на шинах 1, 4 и 4 установлены сигналы 1. I На регистры 21 приоритета от соответствующих абонентов по соответ- с|твующим входам 16. кодом занос тс фды приоритетов абонентов, которые i|e могут быть одинаковыми, но при Цастройке. вычислительной системы мо- г1ут оперативно измен тьс , причем Абонентам, выполн ющим наиболее от- етственные задачи (работающим, например , в реальном времени), при- йваиваютс наиболее низкие значени В1ОДОВ приоритетов, т.е. они станов тс наиболее приоритетными.

На регистры 44 по соответствующим входам 48 занос тс одинаковые Значени кодов уставки. При настройке системы значение -кода уставки мо- ет быть изменено.

На регистры 50 и 51 по соответствующим входам 46 и 47 дл абонентов, йьшолн ющих наиболее ответственные Задачи (работающих в реальном времени ), занос тс двоичные коды допустимых времен обслуживани и разрешенных времен обмена соответственно , причем наиболее приоритетному абоненту должно соответствовать и меньшее допустимое врем обмена, при Настройке системы значени этих ко дов также могут оперативно измен ть- У1.

Таким образом, в устройстве/ существуют две группы каналов 3.

В зависимости от -соотношени значений кодов, занесенных в регистр 44 и регистр 21 каждого канала 3, канаJib можно распределить к первой или Второй группе. Если значение кода в регистре 44 меньще или равно значению кода, записанного в регистре 21 данного канала, на выходе схемы 45 сравнени в этом канале формируетс О, эти каналы образуют первую наиболее приоритетную группу, в противном случае - на выходе схемы 45 сравнени существует 1 и такие каналы образуют вторую группу каналов.

Абоненты по мере необходимости передачи информации (обмена) другому абоненту в случайные моменты времени выдают на соответствующие входы 17 сигналы, устанавливающие триггеры 9

соответствующих каналов 3 в единичное состо ние.

Рассмотрим работу одного из каналов 3 первой группы, так как в остальных каналах этой группы работа

осуществл етс аналогичным образом, а дл каналов 3 второй группы сделаем замечани по ходу описани . Сигнал с единичного выхода триггера 9 через открытый элемент И 13 устанавливает триггер 7 в единичное состо ние , закрыва при этом через формирователь 20 элементы И 13 всех каналов 3, Этот же сигнал дл каналов первой наиболее приоритетной группы разрешает прохождение импульсов с генератора 39 через элемент И 34 на счетный вход счетчика 32, а через элемент ИЛИ 15 устанавливает триггер 6 в единичное состо ние, измен при этом через формирователь 27 состо ние шины 1. Через врем задержки элемента 5 срабатьтает элемент И 10, сигнал с выхода которого устанавливает в единичное состо ние триггер 8,

а через элемент ИЛИ 14 устанавлива-. ет триггер 6 в нулевое состо ние.Через формирователь 27 на шине 21 разрешени устанавливаетс сигнал h, что приводит к по влению сигнала 1

на выходе элемента ИМ, который поступает на входы элементов И 24 и 25 первого узла 23 задержки. Поскольку на регистрах 21 различных каналов 3 установлены различные коды, то сигналы на выходе элемента ИЛИ 22 различных каналов 3 по вл ютс в различное врем (тем раньше, чем вьш1е приоритет абонента, подключенного к данному каналу). Так, например, дл п типроцессорной вычислительной системы коды приоритетов процессоров должны иметь следующий вид: 0000, 0001, 0011, 0111, 111 коды записаны в пор дке убывани приоритета). Если,

например, в данное врем на общую магистраль претендуют два процессора , имеющие первый и второй приори-, теты, т.е. их коды соответственно равны 0000 и 0001, то после поступлени сигнала с выхода элемента И М канала 3, на регистре 21 которого установлен код 0000, на входе элемента ИЛИ 22 по вл етс 1 через врем задержки сигнала на одном логическом элемента И 24 первого узла 23 задержки этого канала. На входе же элемента ИЛИ 22 канала 3, на регистре 21 которого у(тановлен код 0001, аналогичный сигнал по витс через врем , обусловленное прохождением сигнала с выхода элемента И 11 через элементы: задержки 26 первого узла 23, элемента И 24 второго узла 23 задержки данного канала. После по влени сигнала на выходе элемента ИЛИ 22 канала 3, имеющего наивысший приоритет, срабатывает элемент И 12 канала 3,

Сигнал с шины 4 во всех каналах 3 второй группы (в которьк на выходе схемы 45 сравнени с тдествует 1, . код приоритетов этих каналов же, чем значение кода на регистрах 44) через элемент НЕ 43, открытый элемент И 42 и выход 49 поступает абонентам, выполн ющим менее ответ

10 ственные задачи. По этому сигналу (абоненты второй группы вьтолн ют пр граммы, не подава зап росов на обме по общей магистрали и, тем самым, освобожда последнюю дл абонентов

15 (продессоров) первой наиболее приор тетной группы. Одновременно в каналах 3 второй группы сигнал с выхода элемента И 42, инвертированный на элементе НЕ 40, закрьшает элемент

20 И 13 этих каналов о

Если же в канале 3 первой группы значение кода на счетчике 32 этого канала не превысит значени кода на регистре 50 до поступлени сигнала

к которому подключен наиболее приори- 25 по входу 19 этого канала, следова623116

Сигнал с шины 4 во всех каналах 3 второй группы (в которьк на выходе схемы 45 сравнени с тдествует 1, . код приоритетов этих каналов ниже , чем значение кода на регистрах 44) через элемент НЕ 43, открытый элемент И 42 и выход 49 поступает к абонентам, выполн ющим менее ответ10 ственные задачи. По этому сигналу (абоненты второй группы вьтолн ют программы , не подава зап росов на обмен по общей магистрали и, тем самым, освобожда последнюю дл абонентов

15 (продессоров) первой наиболее приоритетной группы. Одновременно в канаг лах 3 второй группы сигнал с выхода элемента И 42, инвертированный на элементе НЕ 40, закрьшает элемент

20 И 13 этих каналов о

тетньш абонент, и на выход 18 через элемент И 12 этому абоненту выдаетс сигнал, сообщающий о предоставлении общей ма:гистрали дл обмена. Этот же сигнал через элемент ИЛИ 15 рассматриваемого канала 3 переводит триггер 6 в единичное состо ние, устанавлива тем самым через формирователь 27 о на шине 1 разрешени и,, таким об- .разом, закрьша элементы И 12 всех каналов 3. После окончани передачи ииформации наиболее приоритетльш абонент подает сигнал 1 на вход 19 своего канала 3, В каждом из каналов 3 первой, наиболее приоритетной группы с момента установки в этих каналах триггеров 9 в единичное состо ние импульсы с генератора 39 через открытый элемент И 34 поступают на счетный вход счетчика 32, Если обща интенсивность за вок на обмен от абонентов такова, что до момента прихода сигнала по входу 19 данного канала , счетчик 32 успевает досчитать до значени кода временного интерва- .ла, равного или превышающего значение кода, хранимого в регистре 50. В момент равенства значений кодов, хранимых в регистре 50 и счетчике

тельно, условии дл выставлени на шину 4 низкого уровн сигнала (О) от этого канала нет. С поступлением по входу I9 сигнала конца обслужива30 ни устройства в канале, этот сигнал переводит в нулевые состо ни триггеры 7,8,9 и 30,.пройд через элемент ИЛИ 14, обнул триггер 6, и с задержкой на элементе 38 задержки до

35 окончани переходных процессов в счетчиках 32 и 33 сбрасывает эти счетчики о

С поступлением в канал 3 следующего запроса по входу 17, этот сиг40 нал повторно устанавливает в единичное состо ние триггер 9, и пройд через открытый элемент И 13, устанавливает триггер 7 в единичное состо ние , далее работа канала по захвату

45 магистрали дл обмена происходит аналогично описанному. Однако сигнал с единичного выхода триггера 9 на этот раз не открывает элемент И 34 дл прохождени импульсов с генера50 тора 39 на счетчик 32, так как элемент И 34 закрыт низким уровнем сигнала с нулевого выхода триггера 29. Сигнал с входа 17, пройд открытый элемент И 35, устанавливает триггеры

32, на выходе схемы 52 сравнени фор- 55 30 и 31 в единичные состо ни , от- мируетс сигнал, устанавливающий триг- крьша тем самым элемент И 37. Им- 29 в единичное состо ние и, тем пульсы с генератора 39 поступают чегер

рез элемент И 37 на счетный вход счетчика 33. Если теперь суммарна

самым, через формирователь 28 на шине 4 устанавливаетс уровень О

30 и 31 в единичные состо ни , от- крьша тем самым элемент И 37. Им- пульсы с генератора 39 поступают че

10

15

20

интенсивность за вок от абонентов первой групцы такова, что к моменту поступлени сигнала окончани обслуживани по входу 19 канала значение кода временного интервала на счетчике 33 меньше, чем значение кода на регистре 51, то с выхода схемы 53 сравнени сигнал 1 не формируетс огда с поступлением сигнала окончани обслуживани по входу 19 канала, помимо сорасывани триггеров 6 9 счетчиков 32 и 33 этот же сигнал, фройд через открытый элемент И 36, устанавливает в нулевое состо ние триггер 29о Таким образом, с выхода формировател 28 на шину 4 подаетс сигнал 1, и если с других каналов Р первой группы нет сигналов поддер- ивани на шине 4 сигнала О, то сигнал блокировки с шины 4 cHm-iaeT- |с и вс система работает с полным (составом абонентов Если же к моменту прихода сигна- (ла по входу J 9 канала произошло срав-25 {нение кодов на схеме 53 сравнени , |то с ее выхода сигнал 1 устанавли- |вает триггер 31 в нулевое состо ние, |и с приходом сигнала по входу 19 си1- нал О с шины 4 от этого канала не 30 снимаетс , так как триггер 29 остаетс в единичном состо нии, а следовательно , все каналы второй группы остаютс заблокированными по обмену через общую магистраль

Доступ к общей магистрали канал с меньшими приоритетами может получить после того, как абонент с высшим приоритетом закончит передачу информации и выдаст на вход 19 CEoei 40 канала 3 сигнал, устанавливаюЕ1дй триггеры 6-9 и 30 этого канала в нулевое состо ние, и данный канал с меньшим приоритетом не заблокирован по шине 4 блокировки. В этом случае, дс когда на шине 1 по вл етс 1, то в канале 3, к которому подключен абонент с йизшим приоритетом, на выходе элемента И 11 формируетс сиг- т нал, который по вл етс на выходе элемента ИЛИ 22 и через элемент И 12 и выход 18 разрешает этому абоненту зан ть общую магистраль. Если за просы от абонентов по соответствувэ- щим входам 17 поступают в то врем , когда магистраль зан та, то они фиксируютс на триггерах 9 соответствзг- ющих каналов 3, и после освобождени магистрали наиболее приоритетньш або146231 1 . ,q

нент в результате работы каналов 3, аналогичной описанной, получает доступ к магистрали

35

50

55

Claims

Формула изобретени

Многоканальное устройство дл приоритетного подключени абонентов к общей магистрали, содержащее каналы , каждый из которых включает два формировател импульсов, первый элемент задержки, первый, второй, третий и четвертый триггеры, первый, второй, третий и четвертый элементы И, три элемента ИЛИ, регистр приоритета , узлы задержки, каждый из которых содержит первый и второй элементы И и элемент задержки, причем первые входы первого и второго элементов И каждого узла задержки соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами одноименного разр да регистра приоритета, выход элемента задержки каждого узла задержки, кроме первого, соединен с вторыми входами элементов И предьщущего узла задержки, выход первого элемента И каждого узла задержки соединен с входом элемента задержки данного узла задержки, выход элемента задержки первого узла задержки и выходы вторых ЭоЧементоБ И всех узлов задержки соединены с входами первого элемента ИЛИ, вторые входь первого и второго элементов И последнего узла за,цержки соединены с выходом первого элемента И, причем шины разрешени и запрещени устройства соединены соответственно с выходами первых и вто- pbix формирователей импульсов всех каналов , в каждом канале вход первого формировател импульсов соединен с входом первого элемента задержки, с единичным выходом первого триггера и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, входы установки нулевых состо ний второго, третьего и четвертого триггеров каждого канала соединены с первым входом первого элемента ИЛИ . своего канала и с соответствующим входом конца обслуживани устройства, единичньй выход второго триггера ка- нала соединен с входом второго формировател импульсов своего канала, в казкдом канале единичный выход третьего триггера соединен с первым

0

5

0

5 0

0 с

5

0

5

Формула изобретени

Многоканальное устройство дл приоритетного подключени абонентов к общей магистрали, содержащее каналы , каждый из которых включает два формировател импульсов, первый элемент задержки, первый, второй, третий и четвертый триггеры, первый, второй, третий и четвертый элементы И, три элемента ИЛИ, регистр приоритета , узлы задержки, каждый из которых содержит первый и второй элементы И и элемент задержки, причем первые входы первого и второго элементов И каждого узла задержки соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами одноименного разр да регистра приоритета, выход элемента задержки каждого узла задержки, кроме первого, соединен с вторыми входами элементов И предьщущего узла задержки, выход первого элемента И каждого узла задержки соединен с входом элемента задержки данного узла задержки, выход элемента задержки первого узла задержки и выходы вторых ЭоЧементоБ И всех узлов задержки соединены с входами первого элемента ИЛИ, вторые входь первого и второго элементов И последнего узла за,цержки соединены с выходом первого элемента И, причем шины разрешени и запрещени устройства соединены соответственно с выходами первых и вто- pbix формирователей импульсов всех каналов , в каждом канале вход первого формировател импульсов соединен с входом первого элемента задержки, с единичным выходом первого триггера и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, входы установки нулевых состо ний второго, третьего и четвертого триггеров каждого канала соединены с первым входом первого элемента ИЛИ . своего канала и с соответствующим входом конца обслуживани устройства, единичньй выход второго триггера ка- нала соединен с входом второго формировател импульсов своего канала, в казкдом канале единичный выход третьего триггера соединен с первым

входом первого элемента И, нулевой выход третьего триггера соединен с третьим входом второго элемента И, единичный вход третьего триггера соединен с выходом второго элемента И и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки нулевого состо ни первого триггера, вход установки единичного состо ни первого триггера соединен с выходом третьего элемента ШШ, первый вход которого соединен с входом установки единичного состо ни в то рогй триггера и с выходом третьего элемента И, вход установки единичного состо ни четвертого триггера соединен с соответствующим входом запросов устройства, единичный выход четвертого триггера соединен с первым входом третьего элемента И, кажда группа кодовых входов устройства соединена с группой входов регистра приоритета соответствующего канала, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и вл етс соответствующим сигнальным выходом устройства, шина разрешени устройства соединена с вторыми входами первых и четвертых элементов И каждого канала, шина запрещени устройства соединена с вторыми входами третьгх элементов И каждого канала, о тли чающеес тем что, с целью расширени облаоти применени устрбйства за счет обеспечени дл наиболее приоритетных абонентов вьтолнени за вок на обмен по общей магистрали за врем не вьше допустимого, оно содержит в каждом канале третий формирюватель импульсов , п тый, шестой и седьмой тригге- ры, первый и второй счетчики, п тый, шестой, седьмой, восьмой и дев тый элементы И, второй элемент задержки, генератор импульсов., три элемента НЕ, регистр, три схемы сравнени , первый и второй регистры кода вре- .мени, причем в каждом канале шина f блокировки устройства соединена с выходом третьего формировател импульсов и с входом первого элемента НЕ, вход третьего формировател импульсов соединен с единичным выходом п того триггера и с первыми входами п того и шестого элементов И, нулевой выход п того триггера соединен с

10

15

0

5

0

5

0

5

0

5

первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выходы первого счетчика соединены с первой группой входов первой схемы сравнени , выход которой соединен с входом установки единичного состо ни п того триггера, вход установки нулевого состо ни п того триггера соединен с выходом п того элемента И, второй вход которого соединен с входами установки нулевых состо ний первого и второго счетчиков и с выходом второго элемента задержки, третий вход п того элемента И соединен с единичным выходом шестого триггера, выход шестого элемента И соединен с входами установки единичных состо ний шестого и седьмого триггеров, единичный выход седьмого триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика,, выходы которого соединены с первой группой входов второй схемы сравнени , вход установки нулевого состо ни шестого триггера соединен с выходом второй схемы сравнени , выходы первого регистра кода времени соединены с второй группой входов первой схемы сравнени , выходы второго регистра кода времени соединены с второй группой входов второй схемы сравнени , выход генератора импульсов соединен с вторыми входами седьмого и восьмого элементов И, третьи входы которых соединены через второй элемент НЕ с первьм входом дев того элемента И и с выходом третьей схемы сравнени , четвертый вход седьмого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен через третий элемент НЕ с выходом дев того элемента И и с соответствующим выходом прерывани устройства, выход первого элемента НЕ соединен с первым входом дев того элемента И, вход установки единичного состо ни четвертого триггера соединен с вторым входом шестого элемента И, вход установки нулевого состо ни четвертого триггера соединен с входом установки нулевого состо -- . ни седьмого триггера и с входом второго элемента задержки, группа пр мых и инверсных выходов регистра соединена с первой группой входов третьей схемы сравнени , втора групп$ входов которой соединена с груп- пЦми и инверсных выходов регистра приоритета, кажда группа вхо- дфв уставки устройства соединена с группой входов регистра, кажда группа входов первого временного интер- устройства соединена с группой

19

п.

№

ад

.

г

Ш

щ..

входов первого регистра кода времени соответствующего канала, кажда группа входов второго временного интервала устройства соединена с группой входов второго регистра кода времени соответствующего канала.

-I