Многоканальная система обмена для управления электропитанием вычислительного комплекса

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И СР198 БМЕНАМ ВЫЧИС 57) Изобретельной техни сл ван обработки да является рас озможност плексного р ычислиисполь стемах шифрации управляющих сигналов; на ;фиг. 4 и 5 - функциональная схема матрицы блока шифрации; на фиг. 6 - прин 4 ипиальная схема формирователя сигнала управления; на фиг. 7 - функциональная схема блока памяти,Многоканальная система обмена для управления электропитания вычислительного комплекса (фиг. 1) содержит ка- . аве 3 ь нал 1 обмена центральной ЭВМ, в состав которого входят блоки 2 ввода-вывода, информационно- управляющую магистраль 3 центральной ЭВМ и И каналов 4 обмена периферийной ЭВМ, в сосение фун чет обес деленносами элект окального ения рес опитания,На фиг. хема многон ктурная нальной систе мы; на ма блока ия; на ма блока цион и эл ьная сх тропита фиг.реконфиг. гур ункцио ная сх ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ние относится к вычислие и может быть испольых циФровых системах ых. Целью изобретения рение функциональных а счет обеспечения комределенно-локального упИзобретение относится к тельной технике и может быт зовано в сложных цифровых с обработки данных.Цель изобретения - расши циональных возможностей за ечения комплексного рас 51)5 С 06 Р 13/00, 11/22 2равления ресурсами электропитания, Система содержит канал обмена центральной ЭВМ, в состав которого входят блоки ввода-вывода, информационно-управляющую магистраль в центральной ЭВМ и 11 каналов обмена периферийной ЭВМ, в состав каждого иэ которых входят двунаправленный коммутатор, магистральный приемопередатчик ответного слова, блок памяти, блок реконфигурации электропитания, шина данных и управляющая шинаКроме того, канал обмена центральной ЭВМ содержит контроллер мультиплексной магистрали, генератор импульсов, демультиплексор, а каждый канал обмена переферийной ЭВМ - контроллер мультиплексной магистрали, блок информации управляющих сигналов, генератор тактовых импульсовСистема также содержит периферийную ЭВМ, магистраль управления питанием, шину первичного питания с со ответствующими связями. 7 ил.1 б 54830 Ренская . ли актор О. Голова ррект каз 1952 Тираж 413 В НИИПИ ударстве н113 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг ул. Гагарина, 1 О оставитель В, В ехред Л,Кравчу го комитета по изобретени 5, Иосква, Ж, Раушская Подписноеи открытиям при ГКНТ СССб., д. 4/53 165483тав каждого из которых входят двунаправленный коммутатор 5, магистральныйприемопередатчик 6 ответного слова,блок 7 памяти, блок 8 реконфигурацииэлектропитания, шину 9 данных канала5и управляющую шину 10 канала. Крометого, канал 1 обмена центральной ЭВМсодержит контроллер 11 мультиплексноймагистрали, генератор 12 импульсов,демультиплексор 13, каждый канал 4обмена периферийной ЭВМ содержит контроллер 14 мультиплексной магистрали,блок 15 шифрации управляющих сигналов, генератор 16 тактовых импульсов.Система содержит периферийную ЭВМ 17,магистраль 18 управления питанием ишину 19 первичного питания,Блок 8 реконфигурации электропитания (фиг. 2) содержит буферный регистр 20, элемент И 21, триггер 22,две интегрирующие цепи 23 и 24, гене"ратор 25, счетчики 26 и 27, узел 28логических ключей и реле 29.Блок 15 шифрации (Фиг, 3) управления сигналов содержит сдвиговый регистр 30, мультиплексор 31, делитель32 частоты и матрицу 33 управления.Матрица 33 управления (Фиг. 4 и 5)содержит двадцать формирователей 34 30сигналов управлейия, семь элементовИЛИ 35-41, семь элементов И 42-48,элемент НЕ 49 и элемент И 50.Формирователь 34:сигналов управления (фиг. 6) содержит два элемента35И 51 и.52, триггер 53 и элемент НЕ 54.Блок 7 памяти (фиг. 7) содержит двамагистральных приемопередатчика 55-56,оперативный запоминающий узел 57,счетчик 58 адреса (СА), компаратор 59, щрегистр 60 конца массива (РКМ), коммутатор 61, формирователь 62 стробов иформирователь 63 кода,На фиг. 1-7 показаны линии 64-71внутренних связей устройства, 45Информационно-управляющая маги"страль 3 центральной ЭВМ объединяетканал 1 обмена центральной ЭВМ икаждый Н канал 4 обмена перифериинойЭВМ представляет собой мультиплексный у 0канал обмена (МКО), Контроллер 11 канала обмена центральной ЭВМ и контроллеры 14 периферийных каналов обмена, атакже блоки 2 ввода-вывода входами-вы;ходами соединены с информационно-управляющей магистралью 3 центральнойЭВМ.Шина 9 данных канала представляетсобой шестнадцатиразрядную шину данных параллельного кода и соединена двунаправленными шинами обмена информацией через периферийные блоки ввода-вывода с периферийной ЭВМ 17, бло" ком 7 памяти и двунаправленным коммутатором 5.Связь между периферийной ЭВМ 17 и каналом 4 обмена осуществляется через унифицировакную асинхронную систему связи параллельного интерфейса, содержащую шину адреса данных и шину управ. ляющих сигналов, Контроллер 14 связан двунаправленной шестнадцатиразрядной шиной с двунаправленным коммутатором 5.Выход генератора 12 импульсов сое-, динен с входами контроллера 11 и демультиплексора 13, выходы которого через магистраль 18 управления питанием (МУП) соединены с входами блока 8 реконфигурации электропитания каждого из 11 каналов 4 обмена периферийной ЭВМ,Система работает следующим образом.На входе сигналов управления де-.мультиплексора 13 устанавливается код,соответствующий включению или выключению аппаратуры заданного канала 4оомена периферийной ЭВМ. По командецентрального процессора демультиплексор 13 пропускает на соответствующуюлинию магистрали 18 импульсную посьцгку заданной длительности и амплитуды, которая поступает на вход соответствующего блока 8 реконфигурации. Вход блока 8 каждого канала 4 обмена соединен с двумя линиями магистрали 18 линией:включения и линией выключенияпитания данного канала.При поступлении импульсной посылки "Включение" (" Выключение" ) блок 8 подает (снимает) напряжение первично" го питания на пику 19 питания канала 4 обмена. При подаче питания на функциональные блоки канала 4 обмена происходит запуск генератора 16 тактовых импульсов, сброс ЭВМ 17 и установка в исходное состояние логическойсхемы блока 8. Периферийная ЭВМ 17 формирует поадресу сигнал управления "Сброс" на шине управляющих .сигналов параллельного интерфейса, по которому канал 4 обмена устанавливается в исходное состояние.Для включения группы периферийной аппаратуры, необходимой для работы, периферийная ЭВМ 17 должна подать5 16548на информационные входы 8 блока реконфигурации код Б, соответствующийзаданной группе, и ио команде, которая через управляющую шину 10 каналапоступает на управляющий вход блока8, подать напряжение первичного питания на один из выходов блока 8,Выключение периферийнои аппаратурыпроисходит аналогично. 10Обращение периферийной ЭВМ 17 кблоку 8 и к всем блокам канала 4 обмена происходит по шине данных канала9 и управляющий шине 10 канала.После включения и компоновки вычислительного комплекса согласно заданной программы центральная ЭВМ черезконтроллер 11 проводит обмен информацией по инФормационно-управляющей магистрали 3 центральной ЭВМ между каналами 4 обмена периферийной ЭВМ и блоками 2 ввода-вывода.Блоки 2. ввода-вывода обобщают в себе любые устройства, обеспечивающиеобмен по МКО. Могут быть использованы контроллеры 14 периферийных каналов или подобные устройства на осйовеИМС 588 ВГ 6.В качестве периферийной аппаратурыблоков 2 ввода-вывода могут быть использованы подсистемы сбора аналоговои информации, вычислительные системы, память, печатающие устройства,дисплеи и т,п,Одновременно периферийная ЭВМ 17проводит информационный обмен с периферийной аппаратурой своего канала 4обмена. Такой периферийной аппаратурой могут быть внешняя память, допол-.нительные устройства ввода-вывода, регистры датчиков и т,п,При обмене информацией с каналом1 обмена центральной ЭВМ канал 4 обмена може работать в следующих режимах; прием от контроллера 11 информационного массива с собственным адресом оконечного устройства (ОУ); приемот контроллера 11 командного словауправления с собственным адресом ОУ;прием сигналов от контроллера 11 в об щем режиме; передача в информационноуправляющую магистраль 3 информационного массива.Для осуществления приема от контроллера 11 информационного массиванеобходимо записать по соответствующему адресу в регистры состояний блока 15 информацию для формирования"Ответного слова" (ОС),30Пусть контроллер 11 формирует последовательно командное слово (КС) сопровождения с собственным адресом оконечного устройства (ОУ) и массив информационных слов,.Сигналы последовательного кода поступают по информационно-управляющей магистрали 3 на входы контроллера 14, где дешифрируются и запоминаются.Приняв КС, контроллер 14 выдает в ьлок 15 по шине 10 управляющие сигналы, свидетельствующие, что принято КС и что код адреса в нем совпадает с кодом собственного адреса данногоканала 4 "обмена. По этим сигналам блок 15 вырабатывает серию сигналов управления (СУ), сдвинутых по фазе и задающих работу всего канала 4 обмена, При этом выраьатывается сигнал состояния, запрещающий те процедуры оЬмена с периферийной ЭВМ 17, которые требуют, выхода на шину 9 данных. канала. Далее блок 15 вырабатывает сигналы СУ, по которым в ячейкуОЗУ 57 блока 7 памяти с адресом 0000000 записывается содер-. жимое КС.Если в процессе приема слова по информационно-управляющей магистрали 3 в нем обнаружена ошиька, то контроллер 14 вырабатывает управляющий сиг-. нал, который по шине 10 поступает в блок 15 и фиксирует соответствующее состояние.Далее проводится запись в регистр 60 конца массива (РКМ) блока 7 памяти В, равного коду числа информационных слов, следующих по магистрали 3 за КС и подлежащих запоминанию, и происходит увеличение на единицу содержимого СА ОЗУ 57 блока 7 памяти.Логический компаратор сравнивает содержимое счетчика адреса 58 (СА) и регистра (РКМ) 60. Непосредственно после обработки КС условие (РКМ)С.(СА) не выполняется, поэтому блок 15 переходит в режим ожидания окончания процесса приема из МКО первого информационного слова (ИС 1).Процесс обработки КС производится одновременно с приемом от магистрали 3 следующего слова, что позволяет осуществлять передачу слов слитно.Принятое ИС 1 выводится из контроллера 14 на шину 9 данных канала и записывается в ОЗУ 57 блока 7 памяти. Содержимое счетчика 58 увеличивается на единицу и фиксируется результат сравнения (РКМ) и (СА). Если условие(РКМ) ( (СА) не выполняется, то следует пауза, затем запись содержимогоИС 2 в ОЗБ и т.д., до тех пор, пока.не выполнится условие (РКМ) ( (СА).После этого канал 4 обмена периферийнойЭВМ должен передать контроллеру 11 помагистрали 3 заранее подготовленноеответное слово (ОС). После вьдачи ОСв магистраль 3 периферийной ЭВМ 17 1 рвыставляется сигнал требования прерывания и отрабатывает прерывание,.Да-,лее периферийная ЭВМ 17 считывает содержимое регистров состояния блока15 и анализирует его. В результате пе риферийной ЭВМ 17 сообщается, что вОЗУ 57 содержится информация, принятая по магистрали 3, и происходит еесчитывание. Для этого записывается всчетчик 58 адреса блока 7 памяти начальный адрес ОЗБ "0000000".Затем, многократно обращаясь к периферийной ЭВМ 17, последовательносчитывается содержимое ячеек ОЗУ 57в том порядке, в котором слова поступают из. магистрали 3. Инкрементация счетчика 58 происходит автоматически по окончании чтения очередногослова, Число считываемых слов равно(1+и), где п - число принятых из магистрали 3 слов информационного массива.Рассмотрим прием из магистрали 3командного слова управления собственным адресом ОУ. 35Пусть контроллер 11 формирует КСуправления с собственным адресом канала 4 обмена, Приняв КС, контроллер14 выдает по шине 10 в блок 15 сигналы, свидетельствующие, что принято КС,0По этим сигналам КС записывается вОЗБ 57 по адресу "0000000".По сигналу СУ блока 15 содержимоесчетчика 58 увеличивается на единицу.Поскольку (РКМ)=0, то выполняется условие (СА)(РКМ).Таким образом,канал 4 обмена переходит из режима приема в режим передачи ОС в магистраль3. По окончании процесса вьдачи ОС вмагистраль 3 канал 4 обмена вырабатывает сигнал прерывания ЭВМ 17.Рассмотрим прием сигналов из магистрали 3 в общем режиме (ОР),Если контроллер 11 ведет передачув ОР, т.е. передаваемые им сигналыадресованы одновременно всем абонентам магистрали 3, то передаваемые имблоки ИС сопровождаются КС общегоназначения, а передаваемые команды управления передаются также КС общегоназначения. Отличительным признакомОР является наличие в адресном полеКС Д 11 Д 15 кода "11111".Факт приема из магистрали 3 КС общего назначения определяется соответствующей комбинацией признаков состояния, записываемых в регистры блока 15.Периферийный канал 4, приняв сообщение, переданное контроллером 11 вОР, ОС не вьдает, но выставляет периФерийной ЭВМ 17 требование прерывания.Для осуществления передачи в магистраль 3 информационного массива после установки исходного состояния ЭВМ17 необходимо записать в счетчик 58начальный адрес зоны ячеек ОЗУ 57. Затем дословно записать в ОЗУ 5 подлежащий передаче в магистраль 3 информационный массив. Инкрементация счетчика 58 происходит автоматически поокончании записи в ОЗУ 57 очередногослова. Слова записывают в ОЗУ 57 впорядке их выдачи в магистраль 3. Первым записывают слово ОС, затем и информационных слов,ф.Затем ЭВМ 17 записывают в регистры;состояний блока 15 комбинацию сигналов, по которой канал 4 обмена переходит в режим ожидания обмена по магист-.рали 3.Для инициации обмена контроллер передает через магистраль: 3 КС требова-ния на выдачу информации, Сигналы пос.ледовательного кода поступают на входконтроллера 14, где дешифрируются изапоминаются. 11 риняв сигналы КС, конт-.роллер 14 устанавливает на управляющую шину 10 канала серию сигналов СУ,При этом в ОЗУ 57 по адресу"0000000" записывается содержимое КС,происходит запись в регистр 60 кодачисла информационных слов, подлежащихпередаче в магистраль 3. Далее блок15 устанавливает режим передачи в магистраль 3 массива информационныхслов в сопровождении ОС. ОС записывается во внутренние регистры контроллера 14, который начинает вьдачу вмагистраль 3. Контроллер 14 вьдает вуправляющую шину 10 управляющий сигнал, после этого соцержимое счетчика 58 увеличивается на единицу. Посколькумассив информационных слов, вьдаваемых в магистраль 3, содержит хотя бы одно слово, то условие (РКМ) ( (СА)не выполняется. Во внутренние регистры контроллера 14 записывается из16548ОЗУ 57 первое слово ИС 1 массива ин" Формационных слон, и инициируется выдача этого слова в магистраль 3 сразу же за ОС без паузы, Контроллер 14 выдает в шину 10 управляющий сигнал, по которому производится выдача в магистраль 3 содержимого второго ИС 2 и т.д. Процесс повторяется до тех пор, пока не выполнится условие (РКМ) ( (СА).)По окончании выдачи последнего ИСп информационного слова канал 4 обмена переходит в режим работы с периФерийной ЭВМ 17.5Таким образом, процесс выдачи в магистраль 3 информационного массива выполняется автономно, слова передаются слитно.Формула изобретенияМногоканальная система обмена для управления электропитанием вычисли-. тельного комплекса, содержащая канал 25 обмена центральной ЭВМ, включающий. группу блоков ввода-вывода, линейные входы-выходы которых являются входами- выходами устройства для соединения с информационно-управляющей магистралью 30 центральной ЭВМ, а группы входов-выходов образуют группы входов-выходов устройства для подключения информационно-управляющих входов-выходов абонентов центральной ЭВМ и группу ка 35 налов обмена периферийной ЭВМ, каждый из которых включает ьлок реконфигурации электропитания, двунаправленный коммутатор и Ьлок памяти, причем в каждом канале оЬмена периферийной ЗВМ первый информационный вход-выход двунаправленного коммутатора соединен через шину данных канала с входом блока реконфигурации электропитанияр информационным ВхОдОм Выходом 45блока памяти и является входом-выходом устройства для подключения к шине данных соответствующей периферийной ЭВМ, управляющие входы двунаправленного коммутатора и блока реконфигура ции электропитания соединены через управляющую шину канала с управляющим , входом блока памяти и являются входом- выходом устройства для подключения к управляющей шине соответствующей пери 55 Ферийной ЗВМ, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения комплексного распределенно-локаль 30 оного управления ресурсами электропитания, в каждый канал обмена периферийной ЭВМ групывведены контроллермультиплексной магистрали,блокшифрации управляющих сигналов, генератор тактовых импульсов и магистральныйприемопередатчик ответного слова, а в канал обмена центральной ЭВМ введены генератор импульсов,демультиплексор и контроллер мультиплексной магистрали,причемв канале обмена центральной ЭВМинформационный вход демультиплексора соединен с выходом генератора импульсов, группа управляющих входов является группой входов устройства для подключения к группе управляющих выходов центральной ЭВМ, а группа выходов соединена через магистраль управления с командными входами блоков реконфигурации электропитания каналов обмена периферийной ЭВМ группы, группа информационно-управляющих входов-выходов контроллера мультиплексной магистрали канала обмена центральной ЭВМ является группой входов-выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов центральной ЭВМ, а вход- выход через информационно-управляющую магистраль . центральной ЭВМ соединены с линейными входами-выходами контроллеров мультиплексной магистрали каналов обмена периферийной ЭВМ группы, причем в каждом канале обмена периферийной ЗВМ группы тактовый вход и адресный выход контроллера мультиплексного канала соединены соответственно с, выходом генератора тактовых импульсов и информационным входом магистрального приемопередатчика ответного слова, выходом подключенного через шину данных канала к первому информационному входу блока шифрации управляющих сигналов, выход которого является выходом устройствадля подключенияк ши. не управления периферийной ЭВМ, а второй и третийинформационные входы являются соответственно входами состояния ирежима устройствадля подключения к шинам состояния и режима соответствующей периферийной ЭВМ, вход режима блока памяти соединен с входом режима системы, а выход - с выходом устройства для подключения к шине управления периферийной ЭВМ, второй информационный вход-выхад двунаправленного коммутатора соединен с информационным входом-выходом контроллера мультиплексной магистрали, управляющие вход:и выход которого подключены к входу и выходу устройства для подключения к шине управления периферийной ЭВМ, а вход режима подключен к входу режима системы, тактовый вход блока инФормации управляющих сигналов соединен с выходом генератора тактовых имфльсов, управляющий вход магистрального приемопередатчика ответного слова соединен с входом режима системы,силовой вход блока реконфигурации эле 5ктропитания соединен с шиной первичного питания системы, а группа выходовявляется соответствующей группой выходов питания системы,