SU1718226A1 - Distributed controlling system data i/o device - Google Patents

Distributed controlling system data i/o device Download PDF

Info

Publication number
SU1718226A1
SU1718226A1 SU904788570A SU4788570A SU1718226A1 SU 1718226 A1 SU1718226 A1 SU 1718226A1 SU 904788570 A SU904788570 A SU 904788570A SU 4788570 A SU4788570 A SU 4788570A SU 1718226 A1 SU1718226 A1 SU 1718226A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
exchange
data
module
inputs
control
Prior art date
Application number
SU904788570A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Константинович Байда
Вячеслав Сергеевич Харченко
Вадим Георгиевич Литвиненко
Григорий Николаевич Тимонькин
Сергей Николаевич Ткаченко
Валерий Николаевич Середа
Original Assignee
Конструкторское Бюро Электроприборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конструкторское Бюро Электроприборостроения filed Critical Конструкторское Бюро Электроприборостроения
Priority to SU904788570A priority Critical patent/SU1718226A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1718226A1 publication Critical patent/SU1718226A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к од282 28/ газ 27 нородным сосредоточенным управл ющим системам, построенным на основе микро- или миниЭВМ, и может найти применение при построении высокопроизводительных распределенных управл ющих и вычислительных систем. Целью изобретени   вл етс  повышение скорости обмена на основе организации магистрально-кольцевого способа обмена данными за счет обмена данными между несколькими парами абонентов общей шины одновременно. Устройство обмена данными распределенной управл ющей системы содержит N модулей 1 обмена и блок управлени . Модуль обмена содержит микроЭВМ 3, у которой 3.1 - вход- выход шины управлени  и данных. 3.2 - выход шины адреса, 3.3 - первый вход прерывани , 3.4 - второй вход прерывани , реП-а-т-О-йЧ Р I 18 1 СО с $ I « -25 х| 00 ю го о -2S Фиг.2 The invention relates to automation and computer technology, in particular to uniform 28 28 / gas 27 native concentrated control systems built on the basis of micro- or mini-computers, and may find application in the construction of high-performance distributed control and computing systems. The aim of the invention is to increase the speed of exchange based on the organization of the trunk-ring method of data exchange due to the exchange of data between several pairs of common bus subscribers simultaneously. The data exchange device of the distributed control system contains N exchange modules 1 and a control unit. The exchange module contains microcomputer 3, in which 3.1 is the input-output of the control and data bus. 3.2 - address bus output, 3.3 - first interrupt input, 3.4 - second interrupt input, reP-a-t-O-jy P I 18 1 CO with $ I "-25 x | 00 th about -2S Figure 2

Description

гистр 4, генератор 5 адреса, элемент 6 сравнени , триггер 7 сброса, одновибратор 8, четвертый блок 9 магистральных элементов, третий блок 10 магистральных элементов, второй блок 11 магистральных элементов, первый блок 12 магистральных элементов, шестой блок 13 магистральных элементов, п тый блок 14 магистральных элементов, седьмой блок 15 магистральных элементов, магистральный элемент 16, третий элемент И 17, первый элемент И 18, второй элемент И 19, четвертый элемент И 20, п тый элемент И 21, второй коммутатор 2.2, первый коммутатор 23, второй (левый) вход - выход 24 шины управлени  и данных модул  1 обмена , первый (правый) вход - выход 25 шины управлени  и данных модул  1 обмена, выход 26 адреса абонента модул  1 ббмена, вход 27 адреса модул  1 обмена, 28.1-28.3 - входы управлени  обменом модул  1 обмена , выход 29 признака окончани  обмена модул  1 обмена и соответствующие св зи. Блок управлени  содержит блок пам ти, счетчик адреса, элемент И-ИЛИ-НЕ, N групп триггеров по три триггера в каждой, первый и второй блоки элементов ИЛИ, элемент И, выход опроса, вход ответа, выход состо ни , первый, второй и третий входы синхронизации устройства, вход сброса и соответствующие св зи. 4 ил., 1 табл.hist 4, address generator 5, comparison element 6, reset trigger 7, one-shot 8, fourth trunk block 9, third trunk block 10, second trunk block 11, first trunk block 12, sixth trunk block 13, fifth block 14 of trunk elements, the seventh block 15 of trunk elements, trunk element 16, the third element And 17, the first element And 18, the second element And 19, the fourth element And 20, the fifth element And 21, the second switch 2.2, the first switch 23, the second (left) entrance - o one 24 control bus and data of exchange module 1, first (right) input - output 25 of control bus and data of exchange module 1, output 26 of subscriber address of module 1 bbmen, input 27 of address of exchange module 1, 28.1-28.3 - exchange control inputs of module 1 exchange, exit 29 of the sign of the end of the exchange module 1 exchange and the corresponding connection. The control unit contains a memory block, an address counter, an AND-OR-NOT element, N trigger groups with three triggers in each, the first and second blocks of the OR elements, the AND element, the polling output, the response input, the output state, first, second and the third device sync inputs, the reset input and the corresponding connections. 4 ill., 1 tab.

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к однородным сосредоточенным управл ющим системам, построенным на основе микро- или миниЭВМ, и может найти применение при построении высокопроизводительных распределенных управл ющих и вычислительных систем.The invention relates to automation and computing, in particular, to homogeneous concentrated control systems built on the basis of micro- or mini-computers, and may find application in the construction of high-performance distributed control and computing systems.

Известно устройство дл  подключени . ЭВМ и абонентов через общую шину, содержащее блок св зи с магистралью, блок пам ти , блок управлени , генератор тактовых импульсов, дешифратор.A device for connecting is known. Computer and subscribers via a common bus containing a communication unit with a trunk, a memory unit, a control unit, a clock generator, a decoder.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  скорость обмена между абонентами.A disadvantage of this device is the low exchange rate between subscribers.

Известно устройство дл  обмена данными на основе вращающейс  шины (петли Пирса), .содержащее регистры, мультиплексор, триггер пуска, элементы И, буферный блок.A device for exchanging data based on a rotating bus (Pierce loop), containing registers, a multiplexer, a trigger trigger, AND elements, a buffer block, is known.

Недостаток этого устройства - большой объем оборудовани .The disadvantage of this device is a large amount of equipment.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эф-, фекту  вл етс  устройство, содержащее микроЭВМ, генератор, счетчик, дешифратор , элемент 2И-М ИЛИ, триггер, блок элементов И, -N внешних устройств, магистраль, выход генератора соединен со счетным входом счетчика, m выходов которого соединены с информационным входом блока элементов И и входом дешифратора, N выходов которого соединены соответственно с первыми входами элемента 2ИтЫ ИЛИ, с вторыми входами этого элемента соединены соответственно выходы запроса N внешних устройств, выход элемента 2H-NThe closest in technical essence and achievable positive effect is the device containing a microcomputer, generator, counter, descrambler, element 2I-M OR, trigger, block of elements AND, -N external devices, highway, generator output connected to the counting input counter, m outputs of which are connected to the information input of the block of elements AND and the input of the decoder, N outputs of which are connected respectively to the first inputs of the element 2ITA OR, to the second inputs of this element are connected respectively to the output of the request N external x devices, an output of 2H-N

ИЛИ соединен с синхровходом триггера, на D-вход которого подаетс  потенциал логической единицы, входы-выходы управлени , адреса и данных микроЭВМ соединены сOR is connected to the trigger synchronous input, to the D input of which the potential of the logical unit is fed, the control inputs, addresses, and microcomputer data are connected to

общей шиной, котора  соединена с входами-выходами внешних устройств, первый разр д общей шины соединен с управл ющим входом блока элементов И, выход которого также соединен с общей шиной, второйthe common bus, which is connected to the inputs-outputs of external devices, the first discharge of the common bus is connected to the control input of the block of elements I, whose output is also connected to the common bus, the second

разр д общей шины соединен с R-входом триггера, выход которого соединен с управл ющим входом счетчика и входом прерывани  микроЭВМ.the common bus bit is connected to the R input of the trigger, the output of which is connected to the control input of the counter and the input of the interrupt of the microcomputer.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  пропускна  способность общей шины при обмене данными. Этот недостаток обусловлен самим магистральным принципом обмена данными, при котором одновременно обмен можетA disadvantage of the known device is the low throughput of the common bus during data exchange. This deficiency is due to the very principle of data exchange, in which the exchange can simultaneously

осуществл тьс  только между двум  абонентами общей шины, и принципом централизованного управлени  обменом. Даже если внешние устройства  вл ютс  самосто тельными микро или миниЭВМ, обмен между ними может быть осуществлен только посредством управл ющей микроЭВМ, что приводит либо к непроизводительному простою последней в случае, если она только управл ет обменом данными в системе (воonly between two common bus subscribers, and the principle of centralized exchange control. Even if the external devices are independent micro or mini computers, the exchange between them can only be carried out by means of a control microcomputer, which leads to either unproductive downtime of the latter if it only controls the data exchange in the system (

врем  обмена управл юща  микроЭВМ простаивает ), либо к дополнительной вычислительной нагрузке при организации обменом между внешними устройствами, котора  снижает производительность микроЭВМ по решению основного класса задач.the time of the exchange of the control microcomputer is idle), or to additional computational load when organizing the exchange between external devices, which reduces the performance of the microcomputer to solve the main class of problems.

Целью изобретени   вл етс  увеличение скорости обмена данными между модул ми обмена за счег организации магист- рально-кольцевого способа обмена данными с обеспечением возможности параллельного обмена между модул ми обмена , что позвол ет, повысить пропускную способность за счет организации обмена данными между несколькими парами абонентов , общей шины одновременно и гибкость устройства за счет возможности организации обходных путей обмена при повреждении магистрали обмена.The aim of the invention is to increase the speed of data exchange between the exchange modules for the organization of the trunk ring method of data exchange with the possibility of parallel exchange between exchange modules, which allows increasing the throughput rate by organizing data exchange between several pairs of subscribers, shared bus at the same time and the flexibility of the device due to the possibility of organizing detours of exchange in case of damage to the trunk line.

Сущность изобретени  заключаетс  в увеличении скорости обмена устройства путем организации одновременного обмена данными между несколькими модул ми об- мена распределенной управл ющей системы . Введение регистра, генератора адреса, элемента сравнени , счетчика, п того элемента И. седьмого блока магистральных элементов и обусловленных ими св зей не- обходимо дл  организаций поочередного опроса модулей обмена и вы влени  тех из них, кто хочет передать данные другому модулю обмена.The essence of the invention is to increase the rate of exchange of the device by organizing the simultaneous exchange of data between several modules of the exchange of a distributed control system. The introduction of the register, address generator, reference element, counter, fifth element I. of the seventh block of trunk elements and the connections they cause is necessary for organizations to sequentially poll the exchange modules and identify those who want to transfer data to another exchange module.

Введение триггера сброса, од нови бра- тора, первого элемента И. магистрального элемента и обусловленных ими св зей необходимо дл  организации обнулени  регистра и, таким образом, сн ти  запроса на обмен данными модулем обмена по. оконча- нии операции обмена. Введение второго элемента И, п того и шестого блоков магистральных элементов и обусловленных ими св зей необходимо дл  организации подключени  шины управлени  и данных мик- роЭВМ к правому входу-выходу шины управлени  и данных модул  обмена.The introduction of the reset trigger, the identifier of the buyer, the first element I. of the trunk element, and the connections due to them is necessary in order to reset the register and, thus, to remove the request for data exchange by the exchange module. the end of the exchange operation. The introduction of the second element And, the fifth and sixth blocks of trunk elements and the connections due to them is necessary to organize the connection of the control bus and microcomputer data to the right input-output of the control bus and the data of the exchange module.

Введение четвертого элемента И. третьего и четвертого блоков магистральных эле- ментов и обусловленных ими св зей необходимо дл  организации подключени  шины управлени  и данных микроЭВМ к левому входу-выходу шины управлени  и данных модул  обмена.The introduction of the fourth element I. of the third and fourth blocks of trunk elements and the connections due to them is necessary for connecting the control and data bus of the microcomputer to the left input-output of the control bus and data of the exchange module.

Введение второго элемента И, первого и второго блоков магистральных элементов и обусловленных ими св зей необходимо дл  организации режима Транзит дл  дан- ного модул , т.е. соединени  между собой правого и левого входов-выходов шины уп- равлени  и данных модул  обмена. }The introduction of the second element And, the first and second blocks of trunk elements and the connections due to them is necessary for the organization of the Transit mode for this module, i.e. connections between the right and left inputs / outputs of the control bus and the data of the exchange module. }

Введение первого и второго коммутаторов и обусловленных ими св зей необходимо дл  получени  сигналов прерывани , начало которых инициирует отработку мик- роЭВМ подпрограмм прерывани , обеспе- чивающих установление св зи, необходимой при обмене данными, между. микроЭВМ двух различных модулей обмена .The introduction of the first and second switches and their associated links is necessary to obtain interrupt signals, the commencement of which initiates the processing of microcomputer interrupt routines that provide the establishment of the communication necessary for data exchange between. microcomputers of two different exchange modules.

В ведение блока пам ти необходимо дл  хранени  и выдачи информации о требуемом состо нии триггеров групп триггеров при обеспечении св зи между любыми двум  модул ми обмена.The maintenance of a memory unit is necessary for storing and issuing information about the required state of triggers of trigger groups while providing communication between any two exchange modules.

Первый и второй блоки элементов ИЛИ, элемент И-ИЛИ-НЕ и обусловленные ими св зи необходимы дл  определени  возможности обеспечени  обмена данными между двум  модул ми обмена, где адрес передающего модул  обмена (инициатора обмена) в данный момент времени стоит на выходе счетчика адреса, а адрес приемного модул  (кому хочет передать) - на входе ответа модул  управлени .The first and second blocks of the OR elements, the AND-OR-NOT element and the connections due to them are necessary to determine the possibility of providing data exchange between two exchange modules, where the address of the transmitting exchange module (exchange initiator) is currently at the output of the address counter, and the address of the receiving module (to whom it wants to transmit) is at the input of the response of the control module.

N групп триггеров по три в каждой и обусловленные ими св зи необходимы дл  хранени  сигналов, требуемых дл  обесепе- чени  св зи между парами модулей обмена. Эти сигналы, поступа  на соответствующие входы управлени  модулей обмена, обеспечивают установку соответствующих режимов работы модулей обмена распределенной вычислительной сети. Элемент И блока управлени  и обусловленные им св зи необходимы дл  обнулени  соответствующих триггеров состо ни  по окончании обмена между модул ми.Three groups of triggers, three in each, and the connections they cause are necessary for storing the signals required to ensure the connection between the pairs of exchange modules. These signals, arriving at the corresponding inputs of the control of the exchange modules, ensure the installation of the corresponding modes of operation of the exchange modules of the distributed computer network. The control unit element and the communications it determines are necessary for zeroing the corresponding state triggers upon completion of the exchange between the modules.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства обмена данными распределенной управл ющей системы; на фиг. 2 - функциональна  схема 1-го модул  обмена распределенной управл ющей системы; на фиг. 3 - функциональна  схема блока управлени  распределенной управл ющей системы; на фиг. 4 - временна  диаграмма исмпульсов синхронизации устройства.FIG. Figure 1 shows a block diagram of a data exchange device of a distributed control system; in fig. 2 - functional diagram of the 1st exchange module of the distributed control system; in fig. 3 is a functional block diagram of a control unit of a distributed control system; in fig. 4 is a timing diagram of device sync pulses.

Устройство обмена данными распределенной управл ющей системы (фиг. 1) содержит N модулей 1.1-1.N обмена (фиг. 2) и блок 2 управлени  (фиг. 3). Модуль обмена содержит микроЭВМ 3, котора  включает вход-выход 3.1 шины управлени  и данных, выход 3.2 шины адреса, первый вход 3.3 прерывани , второй вход 3.4 прерывани , регистр 4, генератор 5 адреса, элемент 6 сравнени , триггер 7 сброса, одновибратор 8, четвертый 9, третий 10, второй 11, первый 12, шестой 13, п тый 14, седьмой 15 блоки магистральных элементов, магистральный элемент 16, третий 17, перв ый 18, второй 19, четвертый 20 и п тый 21 элементы И, второй 22 и первый 23 коммутаторы, второй (левый) вход-выход 24 шины управлени  и данных модул  1 обмена, первый (правый) вход-выход 25 шины управлени  и данных модул  1 обмена, выход 26 адреса абонента модул  1 обмена, вход 27 адреса модул  1 обмена, входы 28.1-28.3 управлени  обменом модул  1 обмена, выход 29 признака окончани  обмена модул  1 обмена.The data exchange device of the distributed control system (Fig. 1) contains N exchange modules 1.1-1.N (Fig. 2) and the control unit 2 (Fig. 3). The exchange module contains a microcomputer 3, which includes the control bus and data bus I / O 3.1, the address bus output 3.2, the first interrupt input 3.3, the second interrupt input 3.4, the register 4, the address generator 5, the reference element 6, the reset trigger 7, the one-shot 8, the fourth 9, the third 10, the second 11, the first 12, the sixth 13, the fifth 14, the seventh 15 blocks of trunk elements, the main element 16, the third 17, the first 18, the second 19, the fourth 20 and the fifth 21 And elements, the second 22 and the first 23 switches, the second (left) input-output 24 of the control and data bus of the exchange module 1, the first (right) stroke output control bus 25 and data exchange module 1, the output unit 26, the subscriber address exchange 1, the address input 27 exchange module 1, the control inputs 28.1-28.3 exchange exchange module 1, yield 29 terminator exchange module 1 exchanges.

Блок 2 управлени  содержит блок 30 пам ти, счетчик 31 адреса, элемент И-ИЛИ- НЕ 32, N групп триггеров 33.1-33.3 N по три триггера в каждой, первый блок 34 элементов 34.1-34.N ИЛИ. второй блок 35 элементов 35.1-35.N ИЛИ, элемент И 36, выход 37 опроса, вход 38 ответа, выход 39 состо ни , первый 40, второй 41 и третий 42 входы синхронизации устройства, вход 43 сброса. МикроЭВМ может быть выполнена, например , на основе микропроцессоров Jnt 8080, МС 6800, которые имеют двунаправленную шину данных (вход-выход 3.1), шину адреса (3.2), управл ющие входы (соответствующие разр ды 3.1) и входы прерывани  (3.3,3.4), захвата и готовности (соответствующие разр ды 3.1). Обработка сигналов прерывани  может осущеставл тьс  в ЭВМ также с использованием блока прерываний и известных программ.The control unit 2 contains a memory block 30, an address counter 31, an AND-OR-NOT 32, N element of the 33.1-33.3 N trigger groups with three triggers in each, the first block 34 of the 34.1-34.N elements OR. the second block 35 elements 35.1-35.N OR, element 36, polling output 37, response input 38, output 39 of the state, first 40, second 41 and third 42 synchronization inputs of the device, reset input 43. The microcomputer can be, for example, based on Jnt 8080 microprocessors, MS 6800, which have a bi-directional data bus (input-output 3.1), an address bus (3.2), control inputs (corresponding bits 3.1) and interrupt inputs (3.3,3.4 ), capture and readiness (corresponding to bits 3.1). Interrupt signal processing can be carried out in a computer using an interrupt block and known programs.

Регистр 4 предназначен дл  хранени  адреса модул  1.1 обмена, которому данный модуль 1.J обмена хочет передать какие-либо данные (, N; , N; jjfci). Генератор 5 адреса вырабатывает адрес данного модул  1.1 обмена. Диапазон адресов модулей-обмена 1 - (2т-1), т.е. модуль обмена с нулевым адресом отсутствует.Register 4 is designed to store the address of the exchange module 1.1 to which the exchange module 1.J wants to transmit any data (, N;, N; jjfci). Address generator 5 generates the address of this exchange module 1.1. The address range of the exchange modules is 1 - (2t-1), i.e. a zero address exchange module is missing.

Элемент 6 сравнени  предназначен дл  организации поочередного опроса всех N. модулей обмена на предмет желани  их передать данные какому-либо другому модулю обмена. Совпадение адресов на его входах означает, что данному модулю разрешаетс  выставить на выход 26 адреса модул  адрес желаемого абонента - модул -приемника, что происходит только в том случае, когда данный модуль обмена не используетс  как транзитный дл  св зи двух других или принимает данные от другого модул . Данную функцию выполн ет элемент И 21.Comparison element 6 is intended to organize the sequential polling of all N. exchange modules to see if they are willing to transfer data to another exchange module. The coincidence of addresses at its inputs means that this module is allowed to output at the output 26 of the module address the address of the desired subscriber — receiver module — which only happens when this exchange module is not used as a transit for communication between the two others or receives data from the other. module This function is performed by the element AND 21.

Триггер 7 сброса, первый элемент И 18, одновибратор 8 служат дл  выработки сигнала обнулени  регистра4 (сн ти  запроса на обмен) по окончании обмена, который инициирован данным модулем.The reset trigger 7, the first element AND 18, the one-shot 8 serves to generate a reset register signal 4 (remove the exchange request) at the end of the exchange, which is initiated by this module.

Первый 12 и второй 11 блоки магистральных элементов предназначены дл  обеспечени  соединени  между собой правого 25 и левого 24 входа- выхода шины управлени  и данных модул  обмена, . обеспечени  режима Транзит -св зи(1-1)- го модул  с (1+1)-м через 1-й по шине .управлени  и данных.The first 12 and second 11 blocks of trunk elements are designed to provide a connection between the right 25 and left 24 inputs and outputs of the control bus and the data of the exchange module,. providing the Transit-communication mode (1-1) -th module with (1 + 1) -th through the 1st bus and data.

Третий 10. четвертый 9, п тый 14 и шестой 13 блоки магистральных элементов предназначены дл  подключени  шины 3.1 управлени  и данных микроЭВМ к левомуThe third 10. fourth 9, fifth 14 and sixth 13 blocks of trunk elements are designed to connect the bus 3.1 control and microcomputer data to the left

24 и правому 25 входу-выходу шины управлени  и данных модул  обмена. Втордй 19, третий 17 и четвертый 20 элементы И служат дл  управлени  соответствующими блоками24 and the right 25 I / O of the control bus and the data of the exchange module. The second 19, the third 17 and the fourth 20 And elements are used to control the corresponding blocks

магистральных элементов.main elements.

Первый коммутатор 23 служит дл  выработки сигнала прерывани , который поступит на вход 3.4 прерывани  микроЭВМ 3 в случае, когда модуль 2 управлени  разреша0 ет данному модулю обмена начать обмен данными в ответ на его запрос.The first switch 23 serves to generate an interrupt signal that arrives at the interrupt input microcomputer 3 3.4 in the case that control module 2 permits this exchange module to start data exchange in response to its request.

Второй коммутатор 22 служит дл  выработки сигнала прерывани , который поступает на первый вход 3.3 прерывани The second switch 22 serves to generate an interrupt signal, which is fed to the first interrupt input 3.3.

5 микроЭВМ 3 в случае, когда к микроЭВМ данного модул  обмена разрешено обращение микроЭВМ какого-либо другого модул  обмена. Счетчик 31 адреса предназначен дл  организации последовательного опроса5 microcomputers 3 in the case when the microcomputers of this exchange module are allowed to access the microcomputers of any other exchange module. The address counter 31 is designed for sequential polling.

0 всех N модулей., он измен ет свое состо ние отОдо(2т-1).0 of all N modules., It changes its state from TODO (2m-1).

Блок 30 пам ти предназначен дл  хранени  требуемых состо ний триггеров 33.1- 33.N групп триггеров, в котороеThe memory unit 30 is designed to store the required states of the triggers 33.1-33.N of the trigger groups, in which

5 необходимо их перевести при организации обмена данными между модул ми распределенной вычислительной системы. Все пространство блока 3, пам ти разбито на сегменты объемом (2m-1)-x 3N. Количе0 ство сегментов зависит от числа модулей обмена в системе, максимальное (2т-2), где (1+М)Г(хГокругление х до большего целого). Разр дность адреса, поступающего на вход блока 30 пам ти, равна 2m:m5 it is necessary to translate them when organizing the exchange of data between modules of a distributed computing system. The entire space of block 3, the memory is divided into segments of volume (2m-1) -x 3N. The number of segments depends on the number of exchange modules in the system, the maximum (2m-2), where (1 + M) T (x Rounding x to a larger integer). The address width of the input to memory 30 is 2m: m

5 старших разр дов, определ ющих номер сегмента (сегмент с нулевым номером отсутствует ), и m младших, определ ющих номер строки в сегменте. Старшие разр ды поступают с выхода счетчика 31, а младшие - сThe 5 most significant bits define the segment number (there is no segment with zero number) and the m least significant numbers define the row number in the segment. The older bits come from the output of counter 31, and the younger ones from

0 выхода 38 ответа, т.е. с выходов 26 адреса модулей 1 обмена. Длина каждой строки равна 3N бит. Это обусловлено тем, что на вход каждого из N модулей 1 обмена системы необходимо подавать три управл ющих0 exit 38 answers, i.e. from the outputs 26 addresses of the modules 1 exchange. The length of each line is 3N bits. This is due to the fact that at the input of each of the N modules 1 of the system exchange it is necessary to supply three control

5 сигнала. Каждый из модулей может находитьс  в одном из шести состо ний, указанных в таблице, в этой же таблице указан и код каждого состо ни .5 signals. Each of the modules can be in one of the six states indicated in the table, and the code of each state is indicated in the same table.

В первой строке каждого сегмента, т.е.0 в строке с нулевым адресом, записаны только нули.In the first line of each segment, ie, in a line with a zero address, only zeros are written.

Рассмотрим таблицу. Код 001 поступает на входы 28.1-28.3 управлени  и того модул  1 обмена, который хотел передать дан5 ные модулю, наход щемус  от него справа. По.кольцу до этого модул  можно добратьс , ид  и влево, но данные передаютс  по кратчайшему пути. Если таких путей два. т.е. модули наход тс  в кольце один напротив другого (по диаметру), то при кодированииConsider the table. Code 001 arrives at the inputs 28.1-28.3 of the control and that exchange module 1, which wanted to transmit data to the module located to the right of it. You can get to this module by going to the left and to the left, but the data is transmitted via the shortest path. If there are two such ways. those. the modules are in the ring one opposite the other (in diameter), then when coding

выбираетс  один из путей. Код 100 поступает на вход модул , который хотел передать соседу слева (не об зательно ближайшему). Коды 001 и 110 поступают на входы 28.1- 28.3 управлени  модулей-получателей данных , т.е. тем, кому передают данные модули-передатчики. Первый и третий разр ды кода определ ют направление приема-передачи: единица в первом разр де - прием-передача осуществл етс  слева, единица в третьем разр де - справа. Второй разр д указывает, что делает данный модуль обмена, если нуль, то передавать данные , а если единица, то принимать. В случае же, когда на все три входа 28.1-28.3 управлени  поступают единицы, то это значит, что данный модуль обеспечивает св зь между своими ближайшими сосед ми. - режим Транзит. Фактически между собой соедин ютс  правый 25 и левый 24 входы-выходы шины управлени  и данных модул  1 обмена .one of the paths is chosen. Code 100 is fed to the input of the module that it wanted to transmit to its neighbor on the left (not necessarily the closest one). Codes 001 and 110 are fed to inputs 28.1-28.3 of the control of the data receiving modules, i.e. those who transmit data modules transmitters. The first and third bits of the code determine the direction of reception and transmission: the unit in the first discharge is the reception and transmission on the left, the unit in the third discharge is on the right. The second bit indicates what the exchange module does, if zero, then transmit data, and if one, then receive. In the case when units arrive at all three inputs 28.1-28.3 of the control, this means that this module provides communication between its nearest neighbors. - Transit mode. In fact, the right 25 and left 24 inputs / outputs of the control and data bus of the exchange module 1 are connected to each other.

Если на входы 28.1-28.3 поступают три нул , то это значит, что данный модуль не задействован на выполнение ни одной из указанных операций, он свободен. Таким образом, дл  обеспечени  св зи, например, между 1-м и J-M модул ми (I j) необходимо, чтобы модули, наход щиес  между ними, по кратчайшему пути были свободны, включа  и сами эти модули. Пусть этот путь лежит по возрастающей номеров модулей. Следовательно , дл  установлени  св зи необходимо в случае, если 1-й передает данные j-му, чтобы все модули с номерами, удовлетвор ют щими условию К К , где К - номер модул , находились в режиме Транзит, на 1-й модуль подаетс  код 001 (100) при передаче вправо (влево), а на J-й - код 110 (011).If the inputs 28.1-28.3 receive three zero, it means that this module is not involved in the execution of any of these operations, it is free. Thus, to provide communication, for example, between the 1st and J-M modules (I j), the modules between them need to be free along the shortest path, including these modules themselves. Let this path be in ascending module numbers. Therefore, to establish a connection, it is necessary if the 1st transmits data to the jth, so that all modules with numbers that satisfy the condition K K, where K is the module number, were in Transit mode, the 1st module is sent code 001 (100) when transmitting to the right (left), and on the J-th - code 110 (011).

Таким образом, в i-м сегменте блока 30 пам ти в j-й строке хранитс  код, в котором в первых (1-1) 3-х разр дах записаны нули, в (3.1-2К (З.М)- и (3. - 001 или 100 (в зависимости от нумерации модулей в кольце), с (3.1+1)-го до (3.j-3)-ro - единицы, в (3.J-2)-, (3.J-1)-, (3.j)-M - 110 или (011), во всех остальных - нули. Все это справедливо при прин тых ранее допущени х.Thus, in the i-th segment of the memory block 30 in the j-th line is stored the code in which zeros are written in the first (1-1) 3 bits, in (3.1-2K (Z.M) - and ( 3. - 001 or 100 (depending on the numbering of the modules in the ring), from (3.1 + 1) -th to (3.j-3) -ro - units, in (3.J-2) -, (3. J-1) -, (3.j) -M - 110 or (011), all others have zeros, all this is true under the previously accepted assumptions.

N групп триггеров 33.1-33.N необходимы дл  непосредственного управлени  модул ми 1.1-1.N обмена, так как выходы триггеров непосредственно соединены с входами 28 управлени  модулей обмена. Управление осуществл етс  путем установки соответствующих триггеров в единичное со сто ние. Кажда  из N групп триггеров соответствует конткретному модулю 1 обмена, т.е. первые три триггера 33.1-33.3 осуществл ют временное хранение сигналов управлени  первого модул  1,1 обмена, вторыеN trigger groups 33.1-33.N are necessary for direct control of the exchange modules 1.1-1.N, since the outputs of the triggers are directly connected to the inputs 28 of the control of the exchange modules. Control is accomplished by installing the appropriate triggers in one-to-one state. Each of the N trigger groups corresponds to a specific exchange module 1, i.e. the first three triggers 33.1-33.3 temporarily store the control signals of the first exchange module 1.1, the second

три триггера 33.4-33.6-второго модул  1,2 обмена и т.д.three trigger 33.4-33.6-second module 1.2 exchange, etc.

Первый 34, второй 35 блоки элементов ИЛИ и элемент И-ИЛИ-НЕ 32 необходимы 5 дл  вы снени  возможности осуществлени  запрошенной коммутации, т.е. возможно ли при данном состо нии модулей обмена распределенной управл ющей системы реализовать обмен, запрашиваемый модулемThe first 34, second 35 blocks of the OR elements and the AND-OR-HE 32 element are necessary 5 to determine the possibility of performing the requested switching, i.e. Is it possible under this state of exchange modules of a distributed control system to realize the exchange requested by the module?

10 обмена, адрес которого в данный момент стоит на выходе 37 опроса.10 exchange, whose address is currently at the exit 37 of the survey.

Элемент И 36 блока 2 управлени  необ- дим дл  установки в нуль всех триггеров состо ни , которые задействованы дл  уп15 равлени  модул ми обмена при реализации обмена, инициатором которого выступил модуль, адрес которого стоит на выходе счетчика.Element AND 36 of control block 2 is necessary to set to zero all state triggers that are used to control the exchange modules when implementing the exchange initiated by the module whose address is located at the output of the counter.

Устройство работает следующим обра0 зом.The device works as follows.

В исходном состо нии триггеры 7 сброса всех модулей 1.1-1 .N обмена наход тс  в нулевом состо нии, в регистрах 4 всех N модулей обмена также записаны нули, всеIn the initial state, the reset triggers 7 of all exchange modules 1.1-1 .N are in the zero state, in registers 4 of all N exchange modules are also written zeros, all

5 триггеры 33.1-33.N в блоке 2 управлени  также наход тс  в нулевом состо нии (цепи установки исходного состо ни  не показаны ).5, the triggers 33.1-33.N in the control unit 2 are also in the zero state (the initial state setting circuits are not shown).

По заднему фронту тактовых импульсов,On the falling edge of clock pulses,

0 поступающих на первый вход 40 синхронизации устройства (фиг. 4), счетчик 31 адреса измен ет состо ние от 0 до (2т-1), производ  поочередный опрос всех модулей обмена , так как выход счетчика 31 адреса0 arriving at the first synchronization input 40 of the device (Fig. 4), the address counter 31 changes the state from 0 to (2m-1), interrogating all exchange modules in turn, since the output of the address counter 31

5 соединен фактически с входами элементов5 is actually connected to the inputs of the elements.

6 сравнени  всех модулей 1 обмена. В том Модуле 1 обмена, в котором совпали комбинации , поступающие с выхода счетчика 316 Comparison of all modules 1 exchange. In that Module 1 of the exchange in which the combinations coming from the output of the counter 31 match

. адреса и выхода генератора 5 адреса данно- 0 го модул , на выходе элемента И 21 по вл етс  единица, так как на инверсный вход этого элемента поступает нуль, все триггеры 33.1-33.N в нуле. Единица с выхода элемента И 21 поступает на управл ющие входы 5 седьмого блока 15 магистральных элементов и магистральный элемент 16, подключа  тем самым выход регистра 4 данного модул . the address and the output of the generator 5 of the address of this module, the unit 21 appears at the output of the element 21, since the inverse input of this element receives zero, all the triggers 33.1-33.N are zero. The unit from the output of the element 21 is fed to the control inputs 5 of the seventh block 15 of trunk elements and the trunk element 16, thereby connecting the output of register 4 of this module

-1 обмена к входу 38 ответа блока 2 управлени , m разр дов регистра 4 станов тс -1 exchange to input 38 of the response of control block 2, m bits of register 4 become

0 младшими разр дами адреса, поступающего на вход блока 30 пам ти, старшие разр ды адреса к этому времени уже поступили с выхода счетчика адреса 31.0 by the lower bits of the address arriving at the input of the memory block 30, the higher bits of the address by this time have already arrived from the output of the counter of address 31.

Таким образом, происходит, обращениеThus, the circulation occurs

5 к сегменту блока 30 пам ти, номер которого соответствует номеру опрашиваемого в данный момент модул  1 обмена, в сегменте обращение происходит к строке, номер которой записан в регистре 4 опрашиваемого модул  1 обмена. Но в этом регистре записаны только нули, следовательно, происходит опрос первой (а именно нулевой, так как нумераци  строк начинаетс  с 0-й до (2т-1)- й) строки сегмента, в которой записаны только нули. Модуль не хочет передавать данные, следовательно/нет необходимости измен ть состо ние каких-либо модулей 1 обмена системы. Все они по-прежнему свободны , т.е. на их входы 28.1-28.3 управлени  обменом поступают одни нули.5, a segment of the memory block 30, the number of which corresponds to the number of the exchange module 1 currently polled, in the segment, access occurs to a line whose number is recorded in register 4 of the exchange module 1 being interrogated. But only zeros are written in this register, therefore, the first (namely, zero) polling takes place, since the numbering of lines starts from the 0th to (2m-1) -th lines of the segment in which only zeros are written. The module does not want to transmit data, therefore / there is no need to change the state of any modules 1 of the system exchange. All of them are still free, i.e. their inputs 28.1-28.3 exchange control received only zeros.

Так продолжаетс  до тех пор, пока какой-либо из модулей 1 обмена не захочет передать данные другому. В этом случае в модуле-передатчике 1.1 обмен микроЭВМ 3 выставл ет на шину 3.2 адреса модул -приемника . По сигналу управлени  с входа-выхода 3.1 шины управлени  и данных этот адрес записываетс  в регистр 4 этого модул  1.1 обмена, т.е. микроЭВМ осуществл ет обычную операцию записи адреса (данных) во внешний по отношению к ней регистр.This continues until one of the exchange modules 1 wants to transfer data to another. In this case, in the module-transmitter 1.1, the exchange of the microcomputer 3 exposes the addresses of the module-receiver to the bus 3.2. According to the control signal from I / O 3.1 of the control bus and data, this address is written to the register 4 of this exchange module 1.1, i.e. The microcomputer performs the usual operation of writing the address (data) to an external register with respect to it.

Далее микроЭВМ может продолжать работу по заданной программе. При очередном опросе данного модул  1.1 обмена на выход 26 адреса абонента этого модул  поступают уже не нули, а конкретный, отличающийс  от нул , адрес. По этому адресу из сегмента с номером I из блока 30 пам ти- считываетс  строка с номером J, где J - номер модул -получател  1.J обмена. В данной строке записываетс  информаци  о том, какие из модулей 1.К обмена сети должны, перейти в режим Транзит дл  обеспечени  св зи по шине управлени  и данных между i-м и j-м модул ми обмена. Кроме того, записываютс  коды управлени  самими этими модул ми, которые предписывают перейти 1-му в режим передачи, а j-му - в режим приема, а также указываютс  направлени , в котором (с которого) осуществл ть передачу (прием) данных. Выбор направлени  (вправо-влево) зависит от взаимного расположени  в кольце данных модулей 1.1, 1.J обмена - по кратчайшему пути между ними.Next, the microcomputer can continue to work on a given program. During the next interrogation of this module 1.1 exchange, the output of the subscriber’s address 26 of this module no longer receives zeros, but a specific address that differs from zero. At this address from the segment with the number I from the memory block 30, the line with the number J is read, where J is the module number of the recipient 1.J of the exchange. This line records information about which of the modules 1. To the network exchange must go into the Transit mode to provide communication over the control bus and data between the i-th and j-th exchange modules. In addition, control codes for these modules themselves are written, which instruct the 1st to go into the transfer mode, and the jth to the receive mode, and also indicate the directions in which (from) to transmit (receive) data. The choice of direction (right-left) depends on the mutual arrangement in the ring of these modules 1.1, 1.J of exchange - by the shortest path between them.

Далее необходимо проверить, возможно ли осуществление данной св зи, не помешает ли она уже существующим. Эта проверка осуществл етс  следующим образом .Next, you need to check whether the implementation of this communication is possible, whether it will interfere with the existing ones. This check is carried out as follows.

Код длиной 3N бит, сто щий на выходе блока 30 пам ти, преобразуетс  с помощью первого блока 34 элемента ИЛИ в код длиной N бит. Этот код несет информацию о том, какие модули обмена должны быть зан ты , т.е. введены в режимы транзита, приема или передачи, дл  осуществлени  требуемой коммутации. К-й разр д этого кода соответствует К-му модулю 1.К обмена (, N), т.е. если на входы 28.1-28.2 модул A code of length 3N bits at the output of memory block 30 is converted using the first block 34 of the OR element into a code of length N bits. This code contains information about which exchange modules should be occupied, i.e. put into transit, reception, or transfer modes to implement the required switching. The Kth bit of this code corresponds to the Kth module 1.K of the exchange (, N), i.e. if the inputs are 28.1-28.2 module

необходимо подать код, в котором есть хот  бы одна единица, то этот модуль считаетс  зан тым. Далее необходимо вы вить уже зан тые модули системы. Это реализуетс  сIf you need to submit a code in which there is at least one unit, then this module is considered busy. Next, you need to identify the already occupied modules of the system. This is realized with

помощью второго блока 35.1-35.N элементов ИЛИ аналогичным образом. В случае, если хот  бы в одном из одноименных разр дов этих двух кодов есть единицы, это означает, что дл  обеспечени  требуемойusing the second block 35.1-35.N elements OR in a similar way. In the event that at least one of the same-named bits of these two codes contains units, this means that in order to provide the required

св зи необходимо задействовать уже зан тый модуль, что невозможно.communication, you must use an already occupied module, which is impossible.

В этом случае на выходе элемента И- ИЛИ-НЕ 32 по вл етс  нулевой сигнал, запрещающий запись в триггеры 33.1-33.3N.In this case, a zero signal appears at the output of the AND-OR-HE element 32, which prohibits writing to the trigger 33.1-33.3N.

Запрос модул  1.1 обмена не удовлетвор етс  и продолжаетс  дальнейший опрос модулей в поисках приемлемого запроса дл  данного состо ни  системы. Таким образом , так как при запросе 1-го модул  1.1 обмена все триггеры 33.1-33.3N в исходном состо нии, то по вление единицы на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 32 невозможно при любом запросе. Следовательно, запрос удовлетворен. .The request of the exchange module 1.1 is not satisfied and further polling of the modules continues in order to find an acceptable request for this system state. Thus, since when the 1st module 1.1 exchange is requested, all the triggers 33.1-33.3N are in the initial state, the appearance of the unit at the output of the AND-OR-32 element is not possible with any request. Therefore, the request is satisfied. .

По очередному тактовому импульсу с второго входа 41 синхронизации устройства (фиг. 4) код с выхода блока 30 пам ти записываетс  в соответствующие триггеры групп триггеров. Как только произошла запись в триггеры, на входы 28.1-28.3 управлени  обменом соответствующих модулей 1 .К обмена поступают сигналы, отличные от нулевых. На модуль 1.1 обмена поступает код 001 (100), а на модуль T.J - 110 (011). наOn the next clock pulse from the second synchronization input 41 of the device (Fig. 4), the code from the output of the memory block 30 is recorded in the corresponding triggers of the trigger groups. As soon as the recording to the triggers occurred, the inputs 28.1-28.3 of the exchange control of the corresponding modules 1. To the exchange, signals other than zero are received. The exchange module 1.1 receives the code 001 (100), and the T.J module receives 110 (011). on

все промежуточные модули, 1 .К обмена - код 111 и все эти модули перевод тс  в режим транзита. Опрос модулей, наход щихс  в режиме транзита или приема, блокируетс  подачей нул  на инверсный вход элементаall intermediate modules, 1. To the exchange, code 111 and all these modules are put into transit mode. Interrogation of modules that are in transit or reception mode is blocked by supplying zero to the inverse input of the element.

И 21, эти модули все равно не могут начать обмен данными.And 21, these modules still can not start data exchange.

Модули перевод тс  в режим транзита с помощью элемента И 17. Если на входах 28.1-28.3 управлени  обменом - три единицы , то на выходе элемента И 17 также по вл етс  единица, котора  выводит первый 12 и второй 11 блоки магистральных элементов из высокоимпедансного состо ни , обеспечива  тем самым режим транзита. ДругихThe modules are transferred to the transit mode using the And 17 element. If there are three units at the exchange control inputs 28.1-28.3, then the And 17 element also shows a unit that outputs the first 12 and second 11 blocks of trunk elements from a high impedance state , thus providing a transit mode. Other

изменений в этих модул х не происходит.no change in these modules.

Сложнее процессы, происход щие в модул х-приемниках 1.J. и передатчике 1.1 обмена. Допустим на входы 28.1-28.3 управлени  обменом модул  1.1 обмена поступает код 001, так как передача вправо (таблица). На выходе элемента И 19 по вл етс  единица, вывод ща  блоки 13 и 14 магистральныхэлементовиз высокоимпедансного состо ни , коммутиру  тем самым вход-выход 3J шины управлени  и данных микроЭВМ 3 с правым вход- выходом 25 шины управлени  и данных модул . Кроме того, единица по вл етс  и на выходе первого коммутатора 23 и поступает на второй вход 3.4 прерываний микроЭВМThe processes occurring in the x-receiver module 1.J are more complicated. and transmitter 1.1 exchange. Suppose that on the inputs 28.1-28.3 of the exchange control of the exchange module 1.1 the code 001 is received, as the transmission is to the right (table). At the output of the element AND 19, a unit appears, outputting the blocks 13 and 14 of the main elements from the high-impedance state, thereby commuting the input-output 3J of the control bus and the data of the microcomputer 3 with the right input-output 25 of the control bus and the data module. In addition, the unit appears at the output of the first switch 23 and arrives at the second input 3.4 of the interrupts of the microcomputer

з. .. ..- ..h .. ..- ..

На входы 28,1-28.3 управлени  обменом модул -приемника 1J обмена должен в этом случае поступить код 110 - прием слева . Тем самым с помощью элемента И 20 вывод тс  из высокоимпедансного состо ни  блоки 9 и 10 магистральных элементов, подключающие вход-выход 3.1 шины управлени  и данных микроЭВМ 3 к левому вход- выходу 24 модул  1.J обмена. На выходе второго коммутатора 22 также по вл етс  единица, поступающа  на первый вход 3.3 прерывани  микроЭВМ 3. Таким образом, входы-выходы 3.1 двух микроЭВМ оказываютс  соединенными между собой.In this case, code 110 is received at the inputs 28.1-28.3 of the exchange control of the module-receiver 1J of the exchange, reception on the left. Thus, using the element 20, the blocks 9 and 10 of the main elements are connected from the high-impedance state, connecting input-output 3.1 of the control and data bus of microcomputer 3 to the left input-output 24 of the exchange module 1.J. At the output of the second switch 22, a unit arriving at the first input 3.3 of the microcomputer 3 also appears. Thus, the inputs-outputs 3.1 of the two microcomputers are interconnected.

Далее микроЭВМ 1-го и j-ro модулей обмена начинает отрабатывать подпрограммы прерываний. Отработка подпрограммы пре рываний как в микроЭВМ - инициаторе обмена , так и в микроЭВМ - получателе данных заключаетс  в выполнении следующих операций: прекращение выполнени  рабочей программы и прин тие мер, исключающих потерю информации, установление синхронизации, а точнее аппаратной св зи между микроЭВМ - источником (инициатором ) и микроЭВМ - получателем данных через общую теперь шину управлени  и данных (шина содержит разр ды управлений и разр ды данных), и прекращение обмена.Next, the microcomputer of the 1st and j-ro exchange modules begins to work out the interrupt routines. The development of interrupt routines both in the microcomputer — the initiator of the exchange, and in the microcomputer — the data recipient consists in performing the following operations: stopping the execution of the work program and adopting measures that prevent information loss, establishing synchronization, or rather hardware connection between the microcomputer — the source ( the initiator) and the microcomputer - the data recipient via the common control and data bus (the bus contains control bits and data bits), and the exchange is stopped.

Перва  операци  типична  при выполнении любой подпрограммы прерывани . Остановимс  на второй. Под операцией установлени  синхронизации подразумеваетс  выполнение всех необходимых операций, выполн емых микроЭВМ программно , необходимых дл  перевода микроэвм в такой режим, в котором она способна передавать (принимать) данные от другой микроЭВМ, использу  имеющиес  аппаратные средства и св зи, осуществл емые с помощью шины управлени .The first operation is typical when executing any interrupt routine. Stop on the second. The synchronization establishment operation means the execution of all necessary operations performed by the microcomputer using software necessary for transferring the microcomputer into a mode in which it is able to transmit (receive) data from another microcomputer using the available hardware and communications .

Например, микроЭВМ может осуществл ть системный обмен, обраща сь к другим микроЭВМ как к периферийному устройству , дл  обращени  к которому необходимо записать какой-либо отличный от нул  адрес во внешний регистр (т.е. регистр 4), и далее, выполн  , если это возможно, рабочую программу , ждать сигнала разрешени  (сигнал, поступающий на второй вход прерывани ) на передачу данных. МикроЭВМ - получатель , получив сигнал на первом входе прерывани , прекращает выполнение основной программы, станов сь периферийным устройством, готовым принимать данные, передаваемые ему процессором. Сигналы, подтверждающие готовность приемной и передающей ЭВМ. и другие сигна- 5 лы, необходимые при такой операции, и вход т в шину управлени . Данные передаютс  теперь по общей дл  двух микроЭВМ шине данных.For example, a microcomputer can perform system exchange by referring to other microcomputers as peripheral devices, in order to access which it is necessary to write some address other than zero into an external register (i.e. register 4), and further, if It is possible, the work program, to wait for the enable signal (the signal arriving at the second interrupt input) for data transfer. The microcomputer - the receiver, having received the signal at the first input of the interrupt, stops the execution of the main program, becoming a peripheral device ready to receive data transmitted by the processor. Signals confirming the readiness of the receiving and transmitting computers. and other signals required for such an operation, and enter the control bus. Data is now transmitted over a common data bus for two microcomputers.

По окончании обмена данными микро10 ЭВМ - инициатор обмена по шине, поступающей на S-вход триггера 7 сброса, подает единичный импульс, который переводит этот триггер в единичное состо ние. При очередном опросе данного модул  1.1 обме15 на на выходе 29 признака окончани  обмена не нулевой, а единичный потенциал, который , поступа  на вход 43 сброса, открывает элемент И 36 модул  управлени . Теперь очередной импульс с третьего входа 42 син 0 хронизации устройства, проход  через открытый элемент И 36, поступает на первые R-входы всех триггеров 33.1-33.N. Но в нулевое (исходное) состо ние устанавливаютс  только те из них, на вторые R-входыAt the end of the data exchange, the micro10 computer — the initiator of the exchange over the bus arriving at the S input of the reset trigger 7, delivers a single impulse that translates this trigger into a single state. During the next interrogation of this module 1.1 exchange on the output 29 of the sign of the end of the exchange is not zero, but a single potential, which, arriving at the input 43 of the reset, opens the control module element 36. Now the next impulse from the third input 42 syn 0 of the device synchronization, the passage through the open element I 36, goes to the first R-inputs of all the triggers 33.1-33.N. But only those of them are set to the zero (initial) state, on the second R-inputs

5 которых также поданы единичные потенциалы , единичные потенциалы в данный момент времени на R-входы тех триггеров, которые участвовали в установлении данной св зи 1-го и j-ro модулей, т.е. на входы5 of which unit potentials are also fed, unit potentials at a given moment of time to the R-inputs of those triggers that participated in the establishment of this connection of the 1st and j-ro modules, i.e. at the entrances

0 тех триггеров, которые переведены в единичное состо ние по запросу 1-го модул . Так как в данный момент времени на выходе счетчика стоит адрес модул  1,i, а на выходе 38 ответа - адрес модул  1.J, то на0 of those triggers that are translated into one state by the request of the 1st module. Since at this point in time, the output of the counter is the address of the module 1, i, and the output 38 of the response is the address of the module 1.J, then

5 выходе блока 30 пам ти стоит та комбина-ци , котора  записана в группы триггеров. Теперь она с приходом очередного импульса с выхода 42 синхронизации уничтожаетс . В исходное состо ние возвращаютс  все5, the output of memory block 30 is the combination that is recorded in the trigger groups. Now, with the arrival of the next pulse from the synchronization output 42, it is destroyed. All are returned to the initial state.

0 задействованные группы триггеров, но только те из них, которые задействованы дл  обеспечени  обмена между i-м и j-м модул ми обмена. Триггеры, обеспечивающие другие обмены, сохран ют свое еди5 ничное состо ние.0 involved groups of triggers, but only those of them that are involved to ensure the exchange between the i-th and j-th exchange modules. Triggers providing other exchanges retain their one state.

Таким образом, на входы 28.1-28.3 управлени  обменом всех модулей 1 обмена,Thus, the inputs 28.1-28.3 control the exchange of all modules 1 exchange,

-участвовавших в этой операции передачи данных, поступают нули - модули свобод0 ны и вновь принимают участие в опросе. В модуле 1.1 обмена единица, по вивша с  на выходе элемента И 18, переводит триггер 7 сброса в исходное нулевое состо ние. Одно- вибратор 8 по единичному перепаду потен5 циала, образовавшемус  на его входе, вырабатывает единичный импульс, который обнул ет регистр 4, снима  тем самым запрос на передачу данного модул  1.1 обмена . Обнуление триггера 7 сброса и регистра 4 происходит еще до прихода очередного- those who participated in this data transfer operation received zeros - the modules are free and again take part in the survey. In the exchange module 1.1, the unit, which appeared on the output of the element And 18, transfers the reset trigger 7 to the initial zero state. A single-vibrator 8 produces a single impulse by a single potential difference that forms at its input, which closes register 4, thereby removing the request to transmit this exchange module 1.1. The reset of the trigger 7 reset and register 4 occurs before the arrival of the next

импульса на первый вход 40 синхронизации устройства.pulse to the first input 40 synchronization device.

Кроме того, с приходом на входы 28.1- 28.3 управлени  обменом 1-го и j-ro модулей 1 обмена нулей снимаютс  единичные сигналы соответственно с второго 3.4 и первого 3.3 входов прерываний данных модулей, сообща  тем самым последним, что они могут вернутьс  к выполнению прерванной программы - обмен данными закончен. Все блоки 9-14 магистральных элементов моду- лей 1 обмена участвовавших в этой передаче данных, переход т в высокоимпедэнсное состо ние. Далее устройство работает аналогично указанному.In addition, with the arrival at the inputs 28.1-28.3 of the exchange control of the 1st and j-ro modules 1 of the zero exchange, single signals are respectively taken from the second 3.4 and first 3.3 inputs of the module data interrupts, thereby giving the latter that they can return to the interrupted programs - data exchange is completed. All blocks 9-14 of the trunk elements of the exchange module 1 participating in this data transfer are transferred to a high impedance state. Next, the device works similarly to the specified.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаетс  в увеличении скорости обмена при обмене данными между мо- дул ми системы. Реализаци  магистрально-кольцевого принципа обмена позвол ет обеспечить одновременный об- мен данными между более чем одной парой модулей системы при общем количестве модулей более трех и осуществить обмен данными по обходному пути при повреждении магистрали на одном месте. В случае повреждени  магистрали.обмена в более чем одном месте система разбиваетс  на несколько независимых систем меньшего объема , внутри которых возможен обмен данными, дл  реализации этого необходима. лишь замена информации блока 30 пам ти на соответствующую данному состо нию системы.The technical and economic advantage of the proposed device in comparison with the known one is to increase the exchange rate when exchanging data between system modules. The implementation of the trunk-ring principle of exchange allows for the simultaneous exchange of data between more than one pair of system modules with a total number of modules more than three and exchange data along a detour route when the trunk is damaged in one place. In the event of damage to the trunk, the exchange in more than one place is broken down into several smaller, independent systems, within which data can be exchanged, to realize this. only the replacement of the information of memory block 30 with the system corresponding to this state.

Например, распределенна  управл юща  система, состо ща  из N микроЭВМ, должна дл  решени  задачи осуществить по одному обмену между каждой парой микро- ЭВМ. Дл  этого требуетс  выполнить N(N-1) обменов данными. Пусть , тогда количество обменов равно 30, общее врем , затрачиваемое на обмен, равно 30t, где t - среднее врем  одного обмена. При реализации магистрально-кольцевого принципа обмена при возможно да трех одновременных обменов в сети. Те же 30 обменов могут быть выполнены за врем , равное 14t. Это число получают исход  из следующих соображений. Если каждый модуль обмена должен обмен тьс  с каждым лишь одним сообщением, то, следовательно , каждый модуль обмена должен передать п ть сообщений, захватыва  при этом участок кольца, длина которого зависит от того, какому модулю передаютс  данные (длина сообщени ). Пусть по количеству передаваемых данных, а следовательно, и времени передачи все сообщени  (t) всех модулей равны. Тогда можем записать, что каждыйFor example, a distributed control system consisting of N microcomputers must, in order to accomplish the task, perform one exchange between each pair of microcomputers. This requires N (N-1) data exchanges. Let, then the number of exchanges is 30, the total time spent on the exchange is 30t, where t is the average time of one exchange. When implementing the trunk-ring principle of exchange, if possible, and three simultaneous exchanges in the network. The same 30 exchanges can be completed in a time equal to 14t. This number is derived from the following considerations. If each exchange module has to exchange only one message with each, then each exchange module must transmit five messages, capturing a section of the ring, the length of which depends on which module the data is being transferred (message length). Let the number of transmitted data, and hence the transmission time, all messages (t) of all modules are equal. Then we can write down that each

модуль должен передать п ть сообщений длиной 4,3.3,2,2: самому дальнему от него, двум расположенным вправо и влево от него через один модуль обмена и двум ближайшим сосед м.the module must transmit five messages with a length of 4.3.3,2,2: the one farthest from it, two located to the right and left of it through one exchange module and the two nearest neighbors.

В устройстве одвременно может осуществл тьс  как минимум два обмена при благопри тном стечении обсто тельств. Например, если первый модуль обмениваетс  с четвертым (через второй, третий), то одновременно может обмениватьс  п тый с шестым. Таким образом, за врем  t может быть выполнено два обмена данными. В случае же обмена первого с вторым, третьего сAt least two exchanges can be carried out simultaneously in the device under favorable circumstances. For example, if the first module exchanges with the fourth (via the second, third), then the fifth one can exchange with the sixth one at the same time. Thus, in time t, two data exchanges can be performed. In the case of the exchange of the first with the second, third with

четвертым, п того с шестым выполн етс  одновременно три обмена за врем  t. Минимально возможное врем  обмена в магист- рально-кольцевой структуре существенно меньше времени обмена аналогичными сообщени ми в структуре с общей шиной (8 и 12 при ,18 и 30 при ). Это максимальный выигрыш, который возможно получить. Статистические исследовани  показывают, что в среднем за один элементарный циклFourth, fifth, and sixth, three exchanges are performed simultaneously during time t. The shortest possible exchange time in the trunk-ring structure is significantly less than the exchange time for similar messages in the structure with a common bus (8 and 12 at, 18 and 30 at). This is the maximum gain that can be obtained. Statistical studies show that, on average, for one elementary cycle

работы устройства может быть удовлетворено два запроса.device operation can be satisfied two requests.

При оптимальном размещении задачи в системе, при котором большие объемы передаютс  на маленькие рассто ни  (в лучшем случае - между ближайшими сосед ми), а на большие передаютс  лишь короткие сообщени , либо в случае поблочного решени  задачи, когда каждый блок задачи решаетс  в рамках нескольких соседних микроЭВМ, а между блоками производитс  лишь обмен короткими результатами, то выигрыш во времени обмена (скорости обмена ) более значительный. Причем.чем больше N, тем больше веро тность и количествоWith optimal placement of the task in the system, in which large volumes are transmitted over small distances (at best, between the nearest neighbors), and only short messages are transmitted over large ones, or in the case of block-by-block solution of the problem, when each block of the task is solved within several neighboring microcomputers, and between the blocks only the exchange of short results is performed, the gain in exchange time (exchange rate) is more significant. Moreover, the greater the N, the greater the likelihood and quantity

одвновременно существующих обменов, но при соответствующем размещении задач, что ведет к увеличению в целом скорости обмена данными в устройстве.at the same time existing exchanges, but with appropriate placement of tasks, which leads to an increase in the overall speed of data exchange in the device.

4545

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство обмена данными распределенной управл ющей системы, содержащее труппу из N (где N - число внешних устройств ) модулей обмена и блок управлени , содержащий счетчик адреса и элемент И- ИЛИ-НЕ. первый вход синхронизации устройства соединен со счетным входом счетчика адреса, отличающеес  тем,A device for exchanging data of a distributed control system containing a troupe of N (where N is the number of external devices) of the exchange modules and a control unit containing an address counter and an AND-OR-NOT element. The first synchronization input of the device is connected to the counting input of the address counter, characterized in that что, с целью увеличени  скорости обмена данными между модул ми обмена за счет организации магистрально-кольцевого способа обмена данными с обеспечением возможности параллельного обмена между модул ми обмена, в блок управлени  введены блок пам ти, N групп триггеров, по три триггера в каждой, перва  и втора  группы из N элементов ИЛИ, элемент И, выход которого соединен с первыми входами сброса всех триггеров всех групп, выходы триггеров каждой группы соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами управлени  обменом соответствующего модул  обмена и с первым, вторым и третьим входами соответствующего элемента ИЛИ первой группы, выход которого соединен с первым входом соответствующего элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первыми 1-еходами: триггеров трупп, второй вход синхронизации устройства соединен с входами синхронизации триггеров групп, третий вход синхронизации устройства соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходами признака окончани  обмена всех модулей обмена, информационные выходы счетчика адреса соединены с входами: старших разр дов адреса блока пам ти и с входами адреса опрашиваемого .модул that, in order to increase the speed of data exchange between exchange modules by organizing the trunk-ring method of data exchange with the possibility of parallel exchange between exchange modules, a memory block, N trigger groups, three triggers each, are entered into the control unit and the second group of N elements OR, the element AND, the output of which is connected to the first reset inputs of all the triggers of all groups, the outputs of the triggers of each group are connected respectively to the first, second and third inputs of the exchange control, respectively exchange module and with the first, second and third inputs of the corresponding element OR of the first group, the output of which is connected to the first input of the corresponding element AND of the AND-OR-NOT element, the output of which is connected to the first 1-way: trigger groups, the second synchronization input of the device is connected with the synchronization inputs of the group triggers, the third synchronization input of the device is connected to the first input of the element I, the second input of which is connected to the outputs of the sign of the end of the exchange of all exchange modules, the information outputs of the address counter Sa is connected to the inputs: the high-order bits of the address of the memory block and the inputs of the address of the respondent. Module 00 5five 00 каждого модул  обмена, входы младших разр дов адреса блока пам ти соединены с выходами адреса абонента модулей обмена, информационные выходы блока пам ти объединены в N групп по три выхода в каждой, выходы каждой из групп информационных выходов блока пам ти соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами соответствующего элемента ИЛИ второй группы и вторыми J-водами соответствующего триггера соответствующей группы триггеров, выход каждого элемента ИЛИ второй группы соединен с вторым входом соответствующего элемента И элемента И- ИЛИ-НЕ, первые (правые) входы-выходы управлени  и данных 1-го (где ... N) модул  обмена соединены соответственно с вторыми (левыми) входами-выходами управлени  и данных (i+1)-ro модул  обмена, а первые входы выходы управлени  и данных N-ro .модул  об- мена соединены с вторыми входами-выходами управлени  и данных первого модул  обмена.each exchange module, the lower-order bits of the address of the memory block are connected to the outputs of the subscriber's address of the exchange modules, the information outputs of the memory block are combined into N groups of three outputs each, the outputs of each of the groups of information outputs of the memory block are connected respectively to the first, second and the third inputs of the corresponding element OR of the second group and the second J-waters of the corresponding trigger of the corresponding group of triggers, the output of each element OR of the second group is connected to the second input of the corresponding element AND el ment AND-OR-NOT, the first (right) inputs-outputs of the control and the data of the 1st (where ... N) exchange module are connected respectively to the second (left) inputs-outputs of the control and data (i + 1) -ro of the module exchange, and the first inputs are the outputs of the control and data N-ro. exchange module connected to the second inputs-outputs of the control and data of the first exchange module. IkIk MM ИAND ИAND Ј1Ј1 ИAND XLXL ПP
SU904788570A 1990-02-05 1990-02-05 Distributed controlling system data i/o device SU1718226A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904788570A SU1718226A1 (en) 1990-02-05 1990-02-05 Distributed controlling system data i/o device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904788570A SU1718226A1 (en) 1990-02-05 1990-02-05 Distributed controlling system data i/o device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1718226A1 true SU1718226A1 (en) 1992-03-07

Family

ID=21494729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904788570A SU1718226A1 (en) 1990-02-05 1990-02-05 Distributed controlling system data i/o device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1718226A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №1410049, кл. G 06 F 15/16, 1988. Авторское свидетельство СССР Мг 1432537. кл. G 06 F 15/12, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4106092A (en) Interface system providing interfaces to central processing unit and modular processor-controllers for an input-output subsystem
US5041971A (en) Memory accessing switch network
US4733390A (en) Data transmission system
US5197065A (en) Distribution mechanism for establishing communications between user interfaces of a communication system
SU1718226A1 (en) Distributed controlling system data i/o device
US4564937A (en) Remote data link address sequencer and a memory arrangement for accessing and storing digital data
US3719930A (en) One-bit data transmission system
US4594712A (en) Remote data link transmit data formatter
SU1001070A1 (en) System for exchange of data between information processors
SU1432537A1 (en) Device for interfacing subscribers with communication channel
SU1388883A1 (en) Inter-module communication device for a message switching system
US4594713A (en) Remote data link receive data reformatter
SU1096643A1 (en) Priority polling device
SU734697A1 (en) Switching device for multiprocessor system
SU1702381A1 (en) Intercomputer data exchange device
SU1508228A1 (en) Device for shaping message route in homogeneous computing system
SU802957A1 (en) Communication system for computing system
SU1157546A1 (en) Multiplex device for exchanging information
SU1529235A1 (en) Device for routing messages
SU857966A1 (en) Information exchange device
SU1474666A1 (en) Intermachine communication unit
SU1160423A1 (en) Interface for multiprocessor computer system
US5010548A (en) Scanner interface for the line adapters of a communication controller
SU1305698A1 (en) Interface for linking electronic computer using equipment
SU1043710A1 (en) Device for receiving and transmitting information