SU1640705A1 - Устройство управлени передачей информации в многопроцессорной системе - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  децентрализованного управлени  передачей информации между компонентами вычислительной системы . Цель изобретени  - уменьшение времени ожидани  начала передачи сообщений за счет обеспечени  возможности источникам информации выхода на обмен вне собственного интервала,, Цель достигаетс  тем, что в устройство , содержащее ключ 1, элемент И 2, адаптер 3, элемент ИЛИ-НЕ 4, элемент ИЛИ 5, генератор 6, делитель 7 частоты, регистр 8 сдвига,.счетчик 9, дешифратор 10, триггер 11, блок 12 запуска, элемент ИЛИ 13, элементы И 14 - 16, введены блок 17 синхрони- з ации, элемент ИЛИ 18, триггер 19, мультиплексор 20, счетчик 21, узел 22 сравнени , триггер 23, регистр 24, группа элементов И 25 , 3 ил„ to (Л

Description

о

Јь

2

сд

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  децентрализованного управлени  передачей информации между компонентами вычислительных систем0

Целью изобретени   вл етс  уменьшение времени ожидани  начала передачи сообщений за счет обеспечени  источникам сообщений возможности выхода на обмен вне собственного интервала

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на - функциональна  схема блока запуска; на фиг.З - функциональна  схема узла сравнени 

Устройство (фиг„О содержит ключ

I,элемент И 23 адаптер 3, элемент ИЛИ-НЕ 4, элемент ИЛИ 5, генератор

6, делитель 7 частоты, регистр 8 сдвига , счетчик 9, дешифратор 10, триггер

II,блок 12 запуска, элемент ИЛИ 13, элемент И 14-16, блок 17 синхронизации , элемент ИЛИ 18, триггер 19, муль типлексор 20, счетчик 21, узел 22 сравнени , триггер 23, регистр 24, группу элементов И 25, вход 26 разрешени  запуска, информационный вход 27 информационный вход-выход 28, выход 29 разрешени  передачи, вход 30 запроса передачи, вход 31 тактовых импульсов , выход 32 столкновени о

Блок запуска (фиг02) содержит элемент И 33, генератор одиночных импульсов 34, формирователь 350

Узел сравнени  (фигоЗ) содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36, элемент ИЛИ 37, формирователь 38.

Всем устройствам, подключенным к общей шине, присваивают в циклическом пор дке номера. В соответствии с количеством устройств, а также с учетом предполагаемой интенсивности по влени  сообщений, передаваемых через них, выбираетс  длина регистра 8 сдвига и определ ютс  конкретные установочные входы дл  регистра 8 каждого устройства.

Устройство работает следующим об- разомо

В начале работы многопроцессорной системы от ведущего источника информации приходит сигнал пуска по входу 26 разрешени  запуска устройства,, Адаптер 3 выдает информацию о состо нии общей шины на входы элемента ИЛИ-НЕ 4 и, если шина свободна, разрешаетс  прием блоком 12 запуска сиг

0

5

0

5

0

5

0

5

нала разрешени  запуска На выходе блока 12 формируетс  одиночный импульс , который устанавливает в исходное состо ние регистр 24, регистр 8 сдвига, счетчики 9 и 21, и через элемент ИЛИ 13 сбрасывает триггеры 11, 19 и 230 Регистр 24 в каждом из устройств или группе устройств устанавливаетс  в разное состо ние При установке регистра 8 сдвига у первого в цикле опроса устройства в последнем разр де устанавливаетс  единица . Этим готовитс  к открытию элемент И 14 Счетчик 9 ведет счет импульсов , поступающих с выхода блока 17„ Дешифратор 10, подключенный к его выходам , устанавливает поочередно единицы на своих выходах. Если устройство имеет запрос на передачу, то через элемент И 14 сигнал с входа 30 установит в единичное состо ние триггер 11. Этим сигналом через элемент ИЛИ 5 будет выдано разрещение передачи источнику , откроетс  ключ 1, обеспечива  прохождение информации с информационного входа на выходс Входной адаптер 3 непрерывно выдает информацию о состо нии общей шины на входы элемента ИЛИ-НЕ 4 о Если у источника информаци  имеетс , то он осуществл ет передачу информации в общую шину. Элемент ИЛИ-НЕ 4 в этом случае выдает нулевой потенциал на вход элемента И 2, не разреша  ему открыватьс 

Триггер 11 продолжает оставатьс  в единичном состо нии после сн ти  сигнала на первом выходе дешифратора 10 Счетчик 9 продолжает считать, сигналы по вл ютс  на последующих выходах дешифратора 10, в зависимости от состо ни  второго счетчика 21 и наличи  единицы на соответствующем входе мультиплексора 20 могут готовитьс  к открытию элементы И 15, 16 и элементы И 250 Однако при наличии информации у источника, которому принадлежит данный интервал, элемент И 2, запертый нулевым потенциалом с выхода элемента ИЛИ-НЕ 4, не выдаст сигнал на установку в единичное состо ние триггера 23, поэтому у данного источника в течение его интервала триггер 19 не будет установлен в единичное состо ние. Передача информации данным источником будет продолжатьс 0 При получении счетчиком 9 комбинации, соответствующей коэффициенту счета , он обнул етс , по вл етс  импульс на последнем выходе дешифратора 10, которым сбрасываетс  в нуле- вое состо ние триггер 11 и подтверждаетс  такое состо ние у триггеров 19 и 23 Снимаетс  разрешение на передачу данному источнику и закрываетс  ключ 1 о Одновременно импульсом с выхода делител  7 происходит сдвиг единицы в регистре 8 сдвига Из последнего разр да она записываетс  в первый, у остальных устройств передвигаетс  в сторону последнего разр да Если у закончившего передачу устройства в регистре 8 не было двух единиц подр д, то управление передаетс  следующему устройству и т0д0

Устройство, не  вл ющеес  обладателем данного интервала передачи, у которого в это же врем  есть запрос на передачу (устройство-обладатель интервала имеет информацию и ведет предачу ) , работает следующим образом0

Из-за отсутстви  сигнала на входе элемента И 14 в таком устройстве не будет установлен триггер 11 и в первом такте разрешение на передачу оно не вырабатываете Во втором такте, соответствующем сигналу на втором выходе дешифратора 10, нулевой потенциал с элемента ИЛИ-НЕ 4 не даст открытьс  элементу И 2, поэтому-не будет установлен в единичное состо ние триггер 23, в св зи с чем разрешение на передачу не будет выработано ни в третьем, ни в последующих тактах При этом срабатывает узел 22 сравнени , что приводит к срабатыванию счетчика 21 и возможному по влению единицы на выходе мультиплексора 20„ Вырабатываемый дл  источника сигнал столкновени  заставит его сн ть сигнал запроса передачио Завершение интервала происходит аналогично завершению у устройства, проводившего передачу, за исключением того, что триггер 11 не будет переводитьс  из единичного состо ни  в нулевое, а у него будет подтверждатьс  нулевое состо ние0

Устройство, не имеющее в отведенном ему интервале информации дл  передачи , работает следующим образом.

У такого устройства сигнал запроса передачи по входу 30 отсутствует, поэтому в начале интервала, когда по витс  сигнал на первом выходе дешифратора 10 и на выходе последнего разр да регистра 8, элемент И 14 не сработает и триггер 11 не установит 10

15

20

640705 .6

с  в единичное положение Поэтому разрешение на передачу источнику выдано не будет, информаци  на информационный вход 27 устройства не поступит Ключ 1 закрыт. При по влении импульса на втором выходе дешифратора 10 из-за отсутстви  сигнала запроса передачи элемент И 2 не будет открыт триггер 23 останетс  сброшенным, поэтому данное устройство не выработает разрешени  на передачу своему источнику до конца интервала В конце интервала в данном устройстве импульсом с последнего выхода дешифратора 10 подтвердитс  нулевое состо ние триггеров 11, 19 и 23, произойдет сдвиг единицы в регистре 8 из последнего разр да в первый и

В устройствах, которые имеют информацию дл  передачи, но не  вл ютс  обладател ми этого интервала, триггер не будет установлен в единичное состо ние в начале интервала при по в25 лении импульса на первом выходе дешифратора 10 из-за отсутстви  сигнала на втором входе элемента И 14 Адаптер 3, выдающий непрерывно информацию о состо нии общей шины на входы элемента ИЛИ-НЕ 4, зафиксирует отсутствие ее в общей шине0 Элемент И 2 при по влении импульса на втором выходе дешифратора 10 откроетс  и установитс  в единичное состо ние третий триггер 23, который выдаст на входы элементов И 15 и 16 и входы элементов И 25 разрешающий сигнал В общем случае это может произойти у нескольких устройств, имеющих запрос на передачу , но не  вл ющихс  обладател ми данного интервала Дл  этого в устройстве предусмотрена возможность разне- сени  моментов начала передач дл  различных источников. Это осущест45 вл етс  таким образом, что во всех устройствах в начальный момент времени регистры 24 устанавливаютс  в различные начальные состо ни ,, Емкость второго счетчика 21, коэффициент его счета, а -следовательно, и количество входов мультиплексора 20 и выходов регистра 24, а в конечном счете и число элементов И, включа  второй, т.ретий элементы 15 и 16, а также элесс менты И 25, выбираетс  на этапе реализации конкретной системы, исход  из устанавливаемого в ней количества попыток,, предоставл емых каждому источнику в подобном режиме, дл  нача-1

30

35

40

50

ла передачи в данном интервале, оказавшемс  свободным и используемым дл  свободной передачи,. Чем больше будет количество попыток, тем ниже веро тность столкновений сообщений С уче- том выбранного числа попыток определ етс  и длина интервала передачи, а значит и емкость, т0е. коэффициент счета первого счетчика 9 и длина де- шифратора 10 и емкость делител  70

Длина интервала передачи выбираетс  при реализации конкретной системы по следующей формуле:

Тинт Т, + Тг + (К-1) Т; + га .Т;+Т

где Т - длительность первого такта, когда при отсутствии информации у источника-обладател  другие устройства обнару- живагот факт отсутстви  передачи в общей шине;

Т - длительность второго такта, во врем  которого устройства готов тс  к первой попыт- ке свободного выхода;

К - количество сдвинутых во времени моментов начал передач при свободном выходе источников , которое выбираетс  на этапе реализации каждой конкретной системы в зависимости от количества устройств в системе, предполагаемой интенсивности их работы, задаваемых временных ограничений по доставке сообщений и др„;

Т - длительность одного текущего такта;

зп - количество тактов, отводи- мых непосредственно под передачу сообщени о

При отсутствии информации у источника-обладател  два первых такта от- вод тс  на подготовку к свободному выходу, затем начинаютс  попытки выхода на передачу,, Если источник начал успешно передавать с первой попытки , то в течение m тактов идет передача информации, а затем в течение (К-1) такта идет завершение интервала , если со второй, то вначале идут три такта, затем т, затем (К-2) и твд« Если передача пошла с последней возможной попытки, то в последнем пустом такте у источников снимаетс  сигнал столкновени  и восстанавливаетс  запрос

,

При установке регистров 24 в различные состо ни  единица на выходе мультиплексора 20 будет только у одного (если число попыток и входов мультиплексора равно числу устройств) или нескольких из всех устройств системы , если в регистре 24 единица установлена не только в одном разр де, например, дл  высокоприоритетных источников , или же вторые счетчики 21 в разных устройствах установились так, что у нескольких устройств на выходе мультиплексоров 20 подаютс  единицы с соответствующих, разных у каждого из устройств, входов. Допустим , что единица есть на выходах мультиплексоров 20 нескольких устройств , но запрос на передачу имеет только одно устройство из тех, у кого единица выставлена на выходе мультиплексора 20„ Тогда при по влении импульса на третьем выходе дешифратора через элемент И 15 и элемент ИЛИ 18 триггер 19 будет установлен в единичное состо ние, данное устройство выдаст своему источнику разрешение на передачу и через открытый ключ 1 начнетс  передача информации При этом узел 22 сравнени  данного устройства не будет фиксировать столкновений и не будет вырабатывать блокирующий сигнал, У других устройств информаци  в общей шине и на информационном входе 27 при этом будет отличатьс  от той, которую передает получивший интервал источник, так как они не получат разрешени  на передачу и не выстав т информацию на информационный вход 27 устройства,, Узел 22 сравнени  этих устройств будет срабатывать, счетчики 21 измен ть свои состо ни , а источники будут получать блокирующий сигнал столкновени , при наличии которого они должны снимать сигнал запроса передачи, если был у них До К-го такта включительно и далее до конца передачи сообщени  выработка сигнала запроса передачи у таких устройств будет заблокирована сигналом столкновени ,, Но окончании передачи сообщени  наступает пауза до конца интервала и у данных устройств сигналом столкновени  снимаетс , поэтому сигнал запроса передачи у них может быть восстановлен и источниками, если у них есть инфор™ маци . Таким образом происходит восстановление возможности участи  в событи х в следующем временном интервале: гарантированной передаче, если устройство  вл етс  обладателем этого интервала, или свободному выходу, если оно не  вл етс  обладателем, а у последнего нет информации дл  передачи 0

Если же из числа пытающихс  осуществить не в своем интервале передачу устройств единица на выходе муль типлексора 20 выставлена у нескольких устройств, то у них у всех через элемент И 15 и элемент ИЛИ 18 будет установлен триггер 19, все они получат раарешение на передачу Однако при попытке передавать произойдет наложение информации в общей шине и все они выработают сигнал столкновени , по которому источники снимут сигнал запроса передачи с выхода 29 и информацию с входа 26о Второй счетчик 21 перейдет в следующее состо ние, в мультиплексоре 20 осуществитс  коммутаци  на выход следующего входа,, В устройствах, которые пытались осуществить выход на передачу, это приведет к сн тию единицы с выхода мультиплексора (если только они не  вл ютс  высокоприоритетными и у них при реализации была предусмотрена возможность начальной установки в регистр 24 нескольких единиц подр д или вразбивку ) и они потер ют возможность дальнейших выходов на передачуо Если же они имеют единицу и на последующем входе мультиплексора 20, то они будут участвовать в очередной попытке выхода Таким образом, у этих устройств произойдет очередна  коммутаци  в мультиплексоре 20 и через очередной из элементов И 15, 16 или из группы элементов И 25 и ИЛИ 18 установитс  триггер 19 и будет выработано разрешение на передачу и открыт ключ 1.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство управлени  передачей информации в многопроцессорной сие

   теме, содержащее ключ, адаптер, элемент ИЛИ-НЕ, два элемента ИЛИ, генератор , делитель частоты, регистр сдвига , счетчик, дешифратор, триггер, блок запуска, четыре элемента И,при- 5 чем информационный вход ключа  вл - . етс  информационным входом устрой- ст-ва, выход ключа подключен к входу

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   адаптера и  вл етс  информационным входом-выходом устройства, выход адаптера поразр дно подключен к входам элемента ИЛИ-НЕ, выход делител  частоты подключен к входам синхронизации блока запуска, вход разрешени  запуска которого  вл етс  одноименным входом устройства, выход блока запуска подключен к установочным входам регистра сдвига, выход переноса последнего разр да которого подключен к входу переноса первого разр да регистра сдвига и к первому входу первого элемента И, информационный выход счетчика подключен к входу дешифратора , отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  времени ожидани  начала передачи сообщени  путем обеспечени  возможности источникам сообщени  выхода на обмен вне собственного интервала , в него введены блок синхронизации, элемент ИЛИ, два триггера, мультиплексор, счетчик, узел сравнени , регистр, группа элементов Pi, причем управл ющий вход ключа соединен с выходом первого элемента ИЛИ и  вл етс  выходом разрешени  передачи устройства, информационный вход ключа подключен к первому информационному входу узла сравнени , второй информационный вход которого соединен с выходом адаптера, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом блокировки блока запуска и первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента И, первым входам второго и третьего элементов И, первым входам элементов И группы и  вл етс  входом запроса передачи устройства , третий вход второго элемента И соединен с вторым выходом дешифратора , первый выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, третий выход дешифратора подключен к второму входу третьего элемента И, четвертый вход дешифратора подключен к второму входу четвертого элемента И, выходы дешифратора с п то- го по К-й подключены к вторым входам элементов И группы, последний выход дешифратора подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход второго элемента И. соединен с входом установки первого триггера, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с входом начальной установки первого счетчика , установочным входом второго

   счетчика, установочным входом регистра и выходом блока запуска, вход сдвига регистра сдвига соединен с входом запуска блока запуска, вход делител  частоты соединен со счетным входом первого счетчика и подключен к выходу блока синхронизации, первый вход которого подключен к выходу генератора , а второй вход  вл етс  вхо- дом тактовых импульсов устройства, выход первого элемента И соединен с входом установки второго триггера, вход сброса которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ,входами сброса первого и третьего триггеров, выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, вход установ-

   С выхода делител  7

   С Выхода

   элемента 4 И-не обнаружены паузы

   ки которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И и выходами элементов И группы, выход мультиплексора соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов И и третьими входами элементов И группы, информационный вход мультиплексора подключен к выходу регистра, управл ющий вход мультиплексора подключен к выходу второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу узла сравнени  и  вл етс  выходом признака столкновени  устройства, выход третьего триггера соединен с четвертыми входами третьего и четвертого элементов И и четвертыми входами элементов И группы0

   А ус/пановомь/м Јходам

   t T f/ rw/jw

   элемента 13ИМ , Входа начальной ус/поноем счетчи/ а 9

   Фиг 2