Устройство для сопряжения

Номер патента: 1784984

Авторы: Накалюжный, Швец, Тарасенко, Калиновский, Каримов

Скачать ZIP архив.

Текст

(39) Я.О 6 Р 13/00 Т ч ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ИЕ ИЗОБР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский политехнический институтим.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРМ 1118993, кл. 6 06 Г 15/16, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 1508221, кл, 6 06 Р 13/00. 1987 (прототип),(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения системы обменаинформацией между различными устройстИзобретение относится к области выислительной техники и может быть использовано для построения системы обмена информацией между различными устройствами вычислительных комплексов. например вычислительнь 1 ми машинами и внешними абонентами,Известны устройства, выполняющие функции сопряжения между несколькими процессорами, устройствами ввода-вывода и содержащие блоки согласования, периферийные процессоры, перекрестную коммутационную матрицу и периферийные запоминающие устройства (Мультипроцессорные системы и параллельные вычисления, М,: Мир, 1976, гл. 1),Недостатками известных устройств являются их сложность и большие аппаратурные затраты,вами вычислительных комплексов, например между вычислительными машинами и внешними абонентами. Целью изобретения является уменьшение времени перенастройки устройства при организации мультиплексного режима обмена информацией, Устройстводля сопряжения содержит блоки согласования интерфейсов первой и второй групп, первую матрицу размерностью МхК КЭ, вторую матрицу размерностью МхК КЭ, И+К блоков памяти и М+М дешифраторов. Каждый КЭ содержит два элемента И и шинный формирователь. КЗ настраивается на коммутацию при поступлении на вход разрешения единичного сигнала с выхода дешифратора во время фазы настройки. Одновременно в устройстве может настраиваться, а затем функционировать на фазе обмена К каналов связи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил Известно устройство для сопряжен я, содержащее две группы блоков согласова- ния интерфейсов, первые вход и выход каждого из которьх соединены с соответствующими информациснными входами и выходами устройства, узел настройки и матрицу коммутирующих элементов, причем первые входы и выходы коммутирующих элементов связаны с блоками согласования интерфейсов первой группы, а вторые входы и выходы соединены с блоками согласования интерфейсов второй группы.Недостатками данного устройства являются низкие надежность и функциональн яе возможности.Наиболее близким к изобретению о технической сущности является устройс 1 во для сопряжения, содержащее две группы из И и М блоков согласования интерфейсовментов 1-й строки второй матрицы, вторые информационные входы-выходы коммутирующих элементов )-го столбца второй матрицы= 1, К) соединены через )-ю ин формационную шину устройства с первымиинформационными входами-выходами, коммутирующих элементов )-го столбца первой матрицы, управляющие входы которых подключены через )-ю управляющую шину с уп равляющими выходами коммутирующихэлементов)-го столбца второй матрицы, вторые информационные входы-выходы и управляющиещие выходы коммутирующих элементов р-й строки первой матрицы (р = 1, 15 М) соединены соответственно со вторыминформационным входом-выходом и входом р-го блока согласования интерфейса первой группы, выходы блоков согласования интерфейсов первой группы и входы 20 блоков согласования интерфейсов второйгруппы образуют соответственно группы управляющих выходов и входов устройства, входы настройки коммутирующих элементов первой и второй матриц соединены соответственно, информационные входы- выходы каждого из которых образуют информационные входы-выходы устройства, К регистров адреса, информационные выходы которых подключены к К информационным шинам, первую и вторую матрицу коммутирующих элементов размерностью соответственно(йхК) и МхК), причем управляющие входы" и"выходы всех коммутирующих элементов связаны с управляющими шинами, а информационные входы-выходы всех коммутирующих элементов соединены с информационными шинами.При работе данного устройства предполагается, что символические имена выдаются с вычислительных машин и с внешних абонентов. На соответствующие информационные входы выдача их может производиться как программным, так и аппаратныМ способом; При программном способе настройки устройства сопряжения требуется минимальные дополнительные аппаратные затраты, но этот способ будет значительно уступать по времени аппаратному способу настройки. При аппаратном способе на стройки для выдачи символических имен требуются значительные аппаратные затраты в каждом вычислительном устройстве в отдельности, подключаемом к устройству сопряжения; Для согласования их работы во время настройки каналов связи требуется синхронизация режимов их работы, что приводит к дублировайию значительной части аппаратуры в каждом устройстве и к увеличению времени на передачу сигналов по интерфейсу, Использование вышеприведенных устройств для сопряжения приводит в конечном итоге к непроизводительным затратам в аппаратуре и к увеличению временных задержек передачи сигналов.Цель изобретения - уменьшение времени перенастройки устройства при организации мультиплексорного режима обмена информацией,30 35 40 45 50 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сопряжения, содержащеи две матрицы коммутирующих элементов и две группы блоков согласования интерфейсов, причем первые информационные входы-выходы блоков согласования интерфейсов первой и второй групп образуют первую и вторую группы информационных входов-выходов устройства, второй информационный вход-выход и выход 1-,го блока согласования интерфейса второй группы ( = 1, М) соединены соответственно с первыми информационными входами-выходами и управляющими входами коммутирующих элесо входом настройки устройства, введены счетчик адресов, блоки памяти и группа дешифраторов, причем вход сброса счетчика подключен к входу сброса устройства, вход увеличения содержимого счетчика адресов соединен с входом настройки, информационный выход счетчика адресов подведен к адресным входам блоков памяти группы, информационные выходы которых подключены ко входам соответствующих дешифраторов группы, адресный вход коммутирующего элемента р-й строки и )-го столбца первой матрицы соединен с)-м выходом с р-годешифратора группы, адресный вход коммутирующего элемента 1-й строки и)-го столбца второй матрицы соединен с 3-м выходом (М+)-го дешифратора группы, а коммутирующий элемент содержит первый элемент И, второй элемент И и шинный формирователь, первый и второй информационные входы-выходы которого образуют соответственно первый и второй информационные входы-выходы коммутирующего элемента, первый вход первого элемента И является адресным входом коммутирующего элемента, вход настройки связан со вторым входом первого элемента И. выход которого подведен ко входу выборки шинного формирователя и первому входу второго элемента И. второй вход которого связан со входом задания направления передачи шинного формирователя и Образует управляющий вход коммутирующего элемента, выход второго элемента И образует управляющий выход коммутирующего элемента,1784984 5 6На фиг. 1 представлена блок-схемауст- К 155 ЛН 8. Элементй этих микросхем:имеютройства; на фиг. 2 - функциональная схема три состоянияна выходе и по два независйкоммутирующего элемента, . мых входа, один из которых является управУстройство для сопряжения содержит ляющим (в описании ему соответствует(фиг. 1) две группы блоков согласования ин первый вход), а другой - информационнымтерфейсов 1 (первая группа - из И блоков, ( в описании второй вход). При нуле на упвторая - из М блоков), две матрицы комму- равляющем входе:выход элемента имееттирующих элементов 2 (первая из йхКэле- высокоомное состояние, а при единицементов, вторая из МхК элементов), И+М передаетсянавыходсостояйияинформациблоков 3 памяти; группууправляющихвыхо онного входа. Блоки согласования интердов 4, первую группуинформационныхвхо- - фейсов 1 представляют собой формирова-дов-выходов 5, групйу управляющих входов тели (служат для сотласованйя урбвней сиг 6, и вторую группу информационных вхо- налов, поступающйхот различных устдов-выходов 7. Выход и второй информаци- ройств вычислительных комплексов, числоонный вход-выход 1-го блока согласования 15 которых определяется числом информаци- .интерфейса 1 второй группы ( =1, М) соеди- онных и управляющих линий, необходимыхнены соответственно с управляющимй вхо- длясвязи устройств вычислительного компдами 8 и первыми информационными лекса). Эти блоки могут быть. выполнены с. входами-выходами 9 коммутирующих использованиеммикросхемпреобразоватеэлементов 2 1-й. строки второй матрицы. 20 лей уровней ЭСЛ-ТТЛ (К 500 ПУ 125), ТТЛУправляющие выходы 10 и вторые инфор-ЗСЛ (К 500 ПУ 124), КМДП-ТТЛ (К 176 ПУ 1,мационные входы-выходы 11 коммутирую- К 56 ПУ 4), ТТЛ-КМДП (К 155 ЛНЗ, К 155 ЛН 5) ищих элементов 2 -го столбца второй . др. Счетчик адресов на микросхемематрицы Я = 1, К) соответственно соединены - К 555 ИЕ 10.через -е управляющие шины 12 и информа: Устройство работает следующим обрационные шины 13 с управляющими входами .зом, В исходном состоянии в блоках памяти.8 и первыми информационными входами записана программа коммутации.в видевыходами 9 коммутирующих элементов 2последовательности символйческих имен)-го столбца первой матрицы,"для образования каналов связи.На фиг, 1 показаны вход 14 настройкй и 30 В работе устройства сопряжения можновход сброса 15 устройства, Коммутирующий выделитьФазу настройки и фазу обмена, Наэлемент 2 содержит (фиг. 2) адресный вход . фазе настройки производится образование" 16, элемент И 17, шинный формирователь: тех каналов связи, которые необходимы для:18 и элемент И 19. Адресные входы 20 всех"обмена информацией между. вычислиблоков памяти 3, информационные выходы 35 тельными устройствами на фазе обмена,которых подключены ко входам соответст- Одновременно в устройстве может настравуащихдешифраторов группы 21, образуют. иваться, а затей функционировать на фазе .выход счетчика 22 адресов(фиг. 1)," обмена К каналов связи. Причем связьпредлагаемое устройство сопряжения . между любыми двумя вычислительнымй усможетбыть выполнено с использованием 40. тройствами может быть образована К раз-элементовразличныхсерий.Так, например, личными способами путем подключения ихв качестве первого элемента И 17 могут к одной и той же паре соединительнйх шинбыть использованы микросхемы К 155 ЛЕ 1 из К возможных.Блоки памяти 3 могут быть реализованы на: Перед началом работы устройства сомикросхемах К 541 РУ 2 идешифратор 12 - на 45 пряжения на вход сброса устройства,15микросхеме К 555 ИД 4. Шинный формирова-: выдается сигнал сброса, который устайавтель. 18 используется для отключения или." ливает счетчик адресов 22 в нулевое состоподключения источников и приемников ий- яние,формации к шинам, так как их информаци-.: Во время фазы настройки каналов связионные выходы имеют три выходных 50 по входу настройки 14 поступает нулевойсостояния. Шинный формирователь 18 мо- . сигнал, который действует на протяженйижет быть реализован:на микросхеме: всего времени настройки-и через элемент,ИК 580 ВА 86. Для управления работой микро-. 17 подается на входы выборки шинногосхемы К 580 ВА 86 имеется два входа:.вход, формирователя 18 и элемента И 19, Подкоторый управляет выборкой кристалла (в 55 воздействием нулевого сигнала выходопиСании ему соответствует вход выборки) элемента И 19 и входы-выходы шинйогои вход, который определяет направлейие формирователя 18 переводятся в высокопередачи информации (в описании - вход . импедансное состояние, при этом запрещазадания направления), Вторые элементы И ется передача информаций через.19 могут быть реализованы на микросхемах коммутирующий элемент 2, Одновременнонулевой сигнал настройки подается на вход счетчика адресов 22 и увеличивает содержимое счетчика адресов 22, устанавливая 1-й адрес,С выхода 20 счетчика адресов 22 1-й 5 адрес поступает на адресные входы блоков памяти 3, С информационных выходов блоков памяти 3 на вход дешифратора 21 будет поступать символическое имя,соответствующее фазе настройки. В результате де шифрации символического имени в дешифраторе 21 на соответствующем выходе будет единица, а на остальных выходах нули. Этот единичный сигнал поступает на адресный вход 16 коммутирующего элемен та 2 1-й строки )-го столбца и далее подается на первый вход первого элемента И 17 и тем самым настраивает коммутирующий эле- . мент 2 1-й строки на работу. При этом коммутирующий элемент 2, на который 2 поступает единичный сигнал, будет подготовлен к передаче информации между вычислительными устройствами;Нулевые сигналы с остальных выходов дешифратора 21 1-й строки поступают на 2 адресные входы остальных коммутирующих элементов 2 1-й строкй, которые отключаются тем самым от информационных шин 13.По окончании настройки на входе на стрбйки 14 устанавливается единичный сигнал, который подается на второй вход первого элемента И 17 йа йротяжении всего времени обмена. На первьй вхоД элеМента И 17 в зависимости от программы коммутации йодается из выходов дешифратора 21 единичный или нулевой сигналы. При поступлении нулевого сигнала на первый вход элемента И 17 на выходе его формируется нулевой сигнал, который подается на входы выборки шинного формирователя 18 и пер- . вый вход элемента И 19, запрещая обмен информации. При поступленииединичного сигнала на первый вход элемента И 17 выход элемента И 17 переводится в единичное состояние, Единичный сигнал поступает на входы выборки шинного формирователя 18 и первый вход элемента И 19 и тем открывает их для обмена информаций, т.е, осуществляется подключение вычислительных устройств к информационным шинам 13 и управляющим шинам 12.Устройство сопряжения обеспечивает образование каналов связи между парами (вычислительная машина - внешний абонент), при этом коммутируются как информационные, так и управляющие сигналы. В каждом коммутирующем элементе 2 осуществляется управляемая передача информации между первым 9 и вторым 11 информационными входами-выходами, Направление передачи информации через коммутирующий элемент задают сигналы, поступающиена его управляющий вход 8 и далее на входзадания направления передачи шинногоформирователя 18. При единичном сигналена управляющем входе 8 информация передается в направлении с первого информационного входа-выхода 9 на второй 11, а при0 нулевом сигнале-со второго информационного входа-выхода 11 на первый 9,На фазе обмена будет производитьсяобмен информацией по тем каналам связи,которые были образованы на фазе настрой 5 ки. Так, например, если.на фазе настройкибыл образован канал связи между 1-й вычислительной машиной (ВМ) и р-м внешнимабонентом (ВА) через информационные иуправляющие шины )-го столбца, то управ 0 ляющие сигналы будут постуйать по следующему пути, управляющий вход 6, вход ивыход 1-го блока согласования интерфейсов1 второй группы, управляющий вход 8, второй элемент И 19, управляющий выход 105 коммутирующего элемента 2 1-йстроки 1-гостолбца (КЭЦ) второй матрицы, )-я управляющая шина 12, управляющийвход 8, второй.элемент И 19, управляющий выход 10 коммутирующего элемента 2 р-й строки )-гоО столбца (КЭр первой матрицы, вход и выход р-го блока согласования интерфейсов 1.первой группы, информационный выход 4.При единичйом сигнале на управляющемвходе 6 информации будет передавагься35 от ВМ к ВА по следующему пути. информационный вход-выход 7, первый вход-выходи второй вход-выход блока согласования интерфейсов 1 1-й строки второй группы, первый информационный вход-выход 9,40 шинный формирователь 18, второй информационный вход-выход 11 КЭЦ, )-я информационная шина 13,.первый информационныйвход-выход 9, шинный формирователь 18,второй информационный вход-выход 11 КЭр),45 второй вход-выход и первый вход-выход блока согласовайия интерфейсовпервой группы и информационный вход-выход 5 р-йстроки; При нулевом сигнале на управляющем входе 6 информация будет передаваться50 от ВА к ВМ только в обратном порядке следования вышеприведенного пути;.В случае невозможности образованиясвязи между 1-й ВМ и р-м ВА через 1-е информационную и управляющую шины из-за55 неисправности одного из коммутирующихэлементов КЭЦ первой матрицы или КЭр)второй матрицы, устройство позволяет организовать подобную связь через любуюдругую г-ю информационную и управляющую шины (г = 1, К; г Ф ). Это может быть10 20 25 .с первыми информационными входами-вы 30 ющую шину с управляющими выходами коммутирующих элементов )-го столбца второй матрицы, вторые информационные входы-выходы и управляющие выходы ком, мутирующих элементов р-й строки первойматрицы р = 1, К) соединекы соответственно с вторым информационным входом-выходом и входом р-го блока согласования интерфейса первой группы, выходь 1 блоков 45 согласования интерфейсов первой группы ивходы блоков согласования интерфейсов второй группы образуют соответственна группы управляющих выходов и входов устройства, входы настройки коммутирующих 50 элементов первой и второй групп соединены с входом настройки устройства, а т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени перенастройки устройства при организации мультиплекснога режима абме на информацией, в устройство введень 1счетчик адресов, группа блоков памяти и группа дешифраторов. причем вход сброса счетчика подключен к входу сброса устройства, вход увеличения содержимого достигнуто путем изменения символических имен в программе коммутации соответствующих взаимодействующих устройств, При этом функции)-х шин не теряются, Они могут быть использованы для коммутации любой другой пары устройств вычислительного комплекса для установления связи между которыми не используются исправные коммутирующие элементы,Технико-экономический эффект заключается в следующем. Использование предлагаемого устройства сопряжения позволяет уменьшить время перенастройки в вычислителькых комплексах с системой связи, производящей обмен информации в мультиплексном режиме, по сравнению с использованием для этой цели устройства прототипа.Время перенастройки устройства в основном определяется количеством временных тактов вСех необходимых сигналов. Количество времекнь 1 х тактов для перенастройки в устройстве прототипа определяется . следующими сигналами: 1. "выдать сброс и начало настройки", 2. "выдать символическое ймя", 3."выдать сигнал синхрониза.ции", 4. "выдать конец настройки". Итого получается 4 временных такта, а для предлагаемого устройства необходимы всего 2 такта; 1. "выдать начало настройки", 2. "выдать конец настройки", Сигнал сброса вданном устройстве является общим и подается для всего устройства перед началом работы, Таким образом, время перенастройки сокращается в,д= 4 г/2 т= 2 раза; 3Кроме того, предлагаемое устройство йозволяет существенно упростить схему и уменьшить аппаратуркые затраты. Аппаратурные затраты устройства сопряжения в основном определяются количеством коммутирующих элементов (ч+М)К. Количество коммутирующих элементов в устройстве- прототипе и в предлагаемом устройстве одинаковое, а сложность же самих коммутирующих элементов 2 в значительной мере зависит от разрядностипередаваемой информации. Кроме коммутирующих элементов, в предлагаемом устройстве дополнительно введены И+М блоков памяти и й+М дешифраторов. Аппаратурные затраты для прототипа получим в виде формулы 81= = ЗБСИ + ЗКЭ + ЗРГ + Зсх.ср,тр., ГДЕ ЗБСИ - затраты на блоки согласования интерфейсов, Зкэ - затраты на коммутирующие элементы, Зрг - затраты на регистры, Зсх,ср.тр. - затраты на схемы сравнения и триггеры. Аппаратурные затраты для предлагаемого устройства Зг =ЗБси+Зкэ+3дш где Ззу,дш - затраты на блоки памяти и дешифраторы. Таким образом, аппаратуркые затраты прий = М: К уменьшаются вз и+м г+ м+ к +1+к+м+нкуак+ид % к+м +(м+1+ )+(м+щк+ьк 1г+ьд= - =1,3 раза Ф ар мул а изобретения 1. Устройство для сопряжения, содержащее две матрицы"коммутиру 1 ащих злементов и две группы блоков согласования интерфейсов, причем первые информационные входы-выходы блоков согласования интерфейсов первой и второй групп образуют первую и вторую группы информациокных входов-выходов устройства, второй информационный вход-выход и выход )-га блока согласования интерфейса второй группы= 1, М) соединены соответственна ходами и управляющими входами коммутирующих элементов -й строки второй Матрицы, вторые информационные входы- выходы коммутирующих элементов )-го столбца второй матрицы Д = 1. К) соединены через )-ю информационную шику устройства с первыми информационными входами- выходами коммутирующих элементов )-го столбца первой матрицы, управляющие входы которых подключены через )-ю управлясчетчика адресов - с входом настройки, информационйый выход счетчика адресов подведен к адресным входам блоков памяти группы, информационные выходы которых подключены к входам соответствующих де шифраторов группы, адресный вход коммутирующего элемента р-й строки и -го столбцапервой матрицы соединен с -м выходом р-го дешифратора группй, адресный вход коммутирующего элемента 1-й строки и 10 -го столбца второйматрицы соедйнен с -м выходом (М+)-го дешифратора группы.2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что коммутирующий элемент содержит первый и второй элементы И и шинный 15 формйрователь. первый и второй информационные входы-выходы которого образуют соответственно первый и второй информацйонные входы-выходы коммутирующего элемента, йервый вход первого элемента И является адресньм входом коммутирую- щего элемента, вход настройки связан с вторым входом первогоэлемента И, выход которого подведен к входу выборки шинного формирователя и первому входу вто-; рого элемента И, второй вход которого связанс входом задания направления передачишинного формирователя и образуют управляющий вход коммутирующего элемента, выход второго элемента И образует управляющий выход коммутирующвго зламента.1784984 Яи Ре рГКНТ СССР оизво Заказ 4365 ВНИРПИ Госу Составила 4. ИакалюжныйТехред М,Моргентал Корректор Е, Пап Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1

Смотреть

Заявка

4793325, 14.02.1990

КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. 50-ЛЕТИЯ ВЕЛИКОЙ ОКТЯБРЬСКОЙ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

НАКАЛЮЖНЫЙ АНДРЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ, КАРИМОВ БАКТЫБЕК ТАКТОМУРАТОВИЧ, ТАРАСЕНКО ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ, ШВЕЦ ЕВГЕНИЙ МИХАЙЛОВИЧ, КАЛИНОВСКИЙ АЛЕКСАНДР КОНСТАНТИНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G06F 13/00

Метки: сопряжения

Опубликовано: 30.12.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/7-1784984-ustrojjstvo-dlya-sopryazheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для сопряжения</a>

Похожие патенты