Устройство для сопряжения

Изобретение относится к вычисли,тельной технике и может быть исполь зовано для сопряжения мультипроцессорных средств предварительной обработки телеметрической информации с универсальными вычислительнымн машинаья или с периферийными средствами регистрации .и отображения.Известны устройства для сопряжения, содержащие блок адреса данных, соединенный с блоком приема информации, блок выдачи данных, подключенный к блоку приема инорма ции и блоку объема данных 1.Недостаток этих устройств состоит в их сложности и низкой производительности.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для сопряжения, содержащее блок приема информации, первый вход которого подключен к выходу блока адреса данных, а первый выход - к блоку выдачи данных, выходом которого соединен с первым входом блока адреса данных и с первым входом блока объема данных, выход которого соединен со вторым входом блока адреса данных и первым вход ф блока формирования номера очереди,первьвю выходом соединенного с первым входом ассоциативного буфер У- ного блока, второй вход которого подключен ко второму выходу блока приема информации, а выход соединен с третьим входом блока адреса данных и вторым входом блока объема данных, второй вход и второй выход блока формирования номера оче-реди соединены, соответственно, со входом и выходом блока анааиза состояний 2.Недостатки данного устройства состоят в его сложности и низкой производительности, что обусловлено необходимостью работы с номером очереди, а также больаим объемом, сложностью построения и функциони 903853903853 гзьеа/ЯЯЛ е е4 РЯ 4 ЯСоставитель В.Вертлибо Техред М.Гергель Корр ктор Реда Тираж 733 1 ИИПИ Государствен по делам изобрете 3035, Москва, Жаз 121/4/ 1243 41 1213 Подписноого комитета СССРий и открытийРауаская наб д.903853 3рования буферного запоминающего блока, выполненного на базе ассоциативной памяти.Кроме того, устройство обладает низкой надежностью, вследствие не.возможности выполнения своих функций при искажении номера очереди.Цель изобретения - упрощение устройства, повышение его производительности и надежности. 10 11 оставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащееблок приема информации, вход-выходкоторого является первым входомвыходом устройства, первый входподключен к выходу блока храненияадреса данных, а первый выход - ковходу блока выдачи данных, вход-вы. ход которого является вторым входом- выходом устройства, выход соединен с первыми входами блока хранения адреса данных и блока хранения объема данных, выход которого соединен со вторым входом блока хранения25 адреса данных, введены группа блоков буферных накопителей, блок хранения очередности обработки и блок формирования последовательности, причем первый вход блока хранения очеред.ности обработки соединен, со вторым выходом блока приема информации, группа выходов которого соединена с первыми входами соответствующих блоков буферных накопителей группы, первые35 выходы и вторые входы которых подключены соответственно к группе входов и выходов блока Формирования последовательности, а вторые выходы - к третьему входу блока хранения40 адреса данных и второму входу блока хранения объема данных, выход которого соединен с первым входом блока формирования последовательности, выход и второй вход которого соединены45 соответственно со вторым входом и выходом блока хранения очередности обработки, а также тем, что блок формирования последовательности содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и дешифратор, причем выходы элементов И группы соединены с соответствующими выходами группы выходов блока и соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока, первые входы элементов И группы соединены с первым входом блока, вторые входы - с соответствующими входами группы входов блока,4а третьи входы - с соответствующими выходами дешифратора, входом соединенного со вторым входом блока.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства в составе Фрагмента системы, на фиг. 2 - блок-схема блоков буферных накопителей и блока хранения очередности обработки, на фиг. 3 и 4 - диаграммы, поясняющие работу устройства..Предлагаемое устройство содержит устройство 1, блоки 2 предварительной.обработки и блок 3 оперативной памяти.Устройство 1 содержит блок 4 приема информации, блок 5 хранения очередности обработки, блоки 6 и 7 буферных накопителей группы, блок 8 формирования последовательности, блок 9 хранения адреса данных блок 10 хранения объема данных и блок 11 выдачи данных, первый 12 и второй 13 входы-выходы устройства, шины 14-27 для передачи информации и управляющих сигналов между блоками устройства. Блок 4 приема информации содержитузел 28 Формирования запроса к оперативной памяти, включающий регистры 29 адреса, номера блока 30 оперативной памяти и команды 31 считывания триггер 32, элементы И 33-36,элемент 37 задержки и ждущий мультивибратор 38, узел 39 связи с информационно-командной магистралью 12,дешифратор 40, кодер 4 элементыИ 42 и 43 и узел 44 управления,состоящий из триггера 45, элементовИ 46 и 47, элемента ИЛИ 48, элемента 49 задержки, ждущего мультивибратора 50 и элемента НЕ 51.Блок 8 формирования последовательности содержит элементы И 52 и53,элемент ИЛИ 54 и дешифратор 55.Блок 9 хранения адреса данных включает элемент И 56, элемент НЕ 57и счетчик 58 адреса. Блок 10 объемаданных состоит из счетчика 59 объема данных, триггера 60 и дешифратора 61 нуля.Блок 11 выдачи данных содержитузел 62 связи с магистралью ЗВИ,регистр 63 информации и узел 64управления, включающий элемент И 65,триггер 66, элемент 67 задержки иждущий мультивибратор 68,Блоки 5, 6 и 7 содержат (фиг. 2)входной регистр 69, регистры 70,3853 55 По шинам 16 в блок 8 из блока 5 поступает:код номера блока 2 предварительной обработки (который находится на "верхушке "пузырькового" 5 90элементы И 71, элементы НЕ 72,элементы ИЛИ 73, триггеры 74, элементы И 75, шину 76 тактовых импульсов, шину 77 считывания и шину78 записи.Если накопитель пуст, а на еговход поступает слово, то при подачесигнала записи и тактовых импульсов это слово помещается на верхний регистр (на "верхушку" буФера),о чем сигнализирует Флажковый триггер этого регистра. Если на входнакопителя затем поступает второеслово, то оно продвигается по направлению к "верхушке" буфера и занимает самый верхний свободный регистр и т.д. Таким образом, записываемое в буфер слово всегда автоматически помещается на самый верхний свободный регистр. Такой буферный накопитель уместно назватьбуферным накопителем "пузырькового типа", поскольку записываемыев него слова как бы "сами всплывают" вверх.При подаче сигнала считывания итактовых импульсов из буфера считывается слово, находящееся на верхнем регистре(на верхушке" буФера),а все остальные слова продвигаются вверх, как бы "всплывают". Посостоянию флажкового триггера верхнего регистра можно судить о наличииинформации в буфере. Следует отметить одно немаловажное свойство буферного накопителя, а именно, возможность проведения записи и считывания слов одновременно, причем независимыми асинхронными блоками.11 одключение обоих независимых блоков к шине тактовых импульсов про" изводится при этом через схему сборки.Устройство работает следующим образом.Перед началом сеанса предварительной обработки через блок 4 по ши" нам 25 в блок 5 записываются номера блоков 2 предварительной обработки. участвующих в данном сеансе,обработки, в таком порядке, в каком загружаются блоки предварительной обработки в начале сеанса обработки.Каждому из блоков 2 в устройствосопряжения соответствует (вьщелен) один из блоков буферных накопителей. Перед началом сеанса все блоки 6 и 7 пусты. Поток телеметрической информации, представляющий собой 5 10 15 20 25 50 35 40 45 50 совокупность упорядоченных измерений нескольких каналов, распределяется по блокам предварительной обработки устройством диспетчеризации (на фиг; 1 не показано) в соответствии с дисциплинойпервый блокпредварительной обработки освободилЮся - первый загрузился, т.е. порядок окончания работы блоков пред"варительной обработки соответствует порядку поступления измерений.Блоки 2 обеспечивают обработку каждого измерения по одному из фиксированного набора алгоритмов. РезульЧтат обработки каждого измерения запоминается в определенных буферныхзонах блока 3 бперативной памяти,закрепленных за каждым блоком 2.Блок 2 Формирует управляющее слово, характеризующее массив результатов обработки и содержащее поле адреса и поле объема массива, и выставляет запрос на обслуживание по ин"Формационно-командной магистралина первый вход-выход 12. При этомпорядок следования заявок на обслуживание, порожденных окончаниемпредварительной обработки каждого измерения, представляет собой случайную величину, зависящую от конкрет"ного алгоритма.Блок 4 осуществляет поиск заявокна обслуживание, поступающих по информационно-командной магистрали,При поступлении заявки блок 4 записывает принятое управляющее слово по шинам 14 и 15 в тот из блоков 6 и 7, буферных накопителей, который соответствует номеру обслуживаемого блока 2. Одновременно номер обслуживаемого блока предварительной обработ" ки записывается, по шинам 25 в блок 5.Таким образом, в блоках 6 и 7 накапливаются управляющие слова от соответствукщих блоков предварительной обработки, а в блоке 5 - последовательность номеров обслуживаемых блоков предварительной обработки,Наличие управляющих слов в блоках буферных накопителей Фиксируется Флажковыми триггерами, состояния которых по нинам 17 и 20 поступают в блок 8 формирования последовательности.7 9038 буферного накопителя). Блок 8 определяет, имеется ли для блока 2, номер которого поступает по шинам 16, управляющее слово в соответствующем буферном накопителе 6(7) . Если 5 имеется, то блок 8 выдает в этот буферный накопитель 6(7) по одной из шин 16 или 21 сигнал считывания, в результате чего содержимое буферного накопителя 6(7) продвигается 0 вверх (" всплывает" ) а считанное ("вытолкнутое" ) управляющее слово по шинам 22 поступает в блок 9 (разряды поля адреса) и в блок 1 О (разряды поля объема) . Одновременно блок 15 8 выдает сигнал считывания по шине 19 в блок 5, в результате. чего содержимое этого блока продвигается вверх (" всплывает" ), считанный номер блока предварительной обработки 20 теряется, а на "верхушке" появляется следующий номер блока 2 предварительной обработки.Адрес данных по шинам 26 поступает из блока 9 в блок 4, который ор ганизует обращения за информацией по данному адресу в блок 3. Данные по информационно-командной магистрали подаются в блок 4, из.которого по шинам 27 направляются в блок 11 30 выдачи данных.Блок 11 выдачи данных передает данные в требуемом формате по шинам 13 в ЗВМ. По окончании передачи данных в ЭВМ вырабатывается сигнал, З 5 который через блок 11 по шине 23 поступает в блоки 9 и 10. Если массив данных передан не полностью, то адрес увеличивается, а код объема данных уменьшается на единицу. Мо дифицированный адрес попадает в блок 4, который организует считывание очередного слова из блока 3 и передачу его в блок 11 выдачи данных. Считывание данных из блока 3 оперативной па мяти и выдача данных в ЭВМ продолж. мается до тех пор, пока заданный массив информации не исчерпывается,Момент окончания выдачи данных по текущему управляющему слову фикси руется сигналом на шине 24, который запрещает дальнейшую модификацию адреса данных и передачу его в блок 4, а также разрешает блоку 8 начать следующий цикл работы.55Во время выдачи данных в ЭВМ блок 4 осуществляет прием управляющих слов от блоков 2 и запись их в блоки 6 и 7 буферных накопителей, а соот 53 8ветствующих номеров бЛоков предварительной обработки - в блок 5. Процессывыдачи данных и приема управляющихслов совмещаются во времени.Если в процессе функционированияустройства сопряжения происходит потеря одного или даже нескольких управляющих слов, то работоспособностьустройства может сохраниться полностью или частично (в зависимостиот того, где произошла потеря - вблоке предварительной обработки, магистрали или в устройстве сопряжения),Пусть, например, в данном сеансеработы участвуют четыре блока предварительной обработки с номерами 14. Пусть порядок начальной загрузкиэтих слов соответствует их номерам,т.е. первым в сеансе загружаетсяблок предварительной обработки сномером 1, затеи соответственноблоки с номерами 2, 3 и 4. Пусть диаграмма работы блоков предварительной обработки на некотором интервале времени имеет вид, изображенныйна фиг. 3, где й - текущее время,а Т - интервал обработки одноготелеметрического измерения.В исходном состоянии содержимоеблока 5 имеет вид, изображенный нафиг. 4. Блок 8 находится в состоянии ожидания появления управляющего слова в буферном накопителе, соответствующем блоку предварительной обработки с нрмером 1. Первымв рассматриваемом случае заканчивает обработку телеметрическогоизмерения в момент 1=1 третий блокпредварительной обработки, которыйвыдает сформированное им управляющее слово в блок 4, Блок 4 записывает это управляющее слово в буферный накопитель для третьего блокапредварительной обработки, а номерэтого блока - в блок 5 (фиг. 4 б).В момент С и 1 (фиг.3) заканчивает обработку четвертый и третийблоки предварительной обработки. Ичетвертый и третий буферные накопители записывается соответствующие управляющее слово, а в блок Ьномера блока предварительной обработки (фиг. 4 в). Наконец, в момент 1,1 обработку заканчивает первый блок предварительной обработки (фиг. 3), управляющее слово записывается в первый10 ки, записывает его в первый буферный накопитель, а номер блока предварительной обработки - в блок 5 очередности обработки (Фиг. 4 к),В момент С передача массива данных в ЭНМ заканчивается, и блок8 начинает новый цикл работы, в результате чего производится трансляция следующего массива данных по управляющему слову, считанному из четвертого буферного накопителя, а содержимое блока 5 сдвигается (фиг. 4 л).Дальнейшая работа устройства сопряжения происходит аналогичным образом и иллюстрируется фиг. 3 и Григ. 4.Фун:.ционирование блоков устройства происходит следующим образом.При поступлении в блок 4 приема инФормации посылки иэ информационно- командной магистрали по входу-выходу 12 узел 39 выдает в узел 44 сигнал "Данные поступили", инициирующий начало работы узла 44, В ко" дер 41 нз узла 39 поступает код номера устройства, от которого поступила посылка. Кодер 41 вырабатывает "1" в том случае, если посылка поступила от любого блока 2 предварительной обработки, и "О" - если посылка поступила от блока 3.Узел 44 вырабатывает управляющие сигналы в зависимости от сигнала с выхода кодера 41. Если из кодера 4 поступает "1", то узел 44 выраба" тывает на выходе элемента И 46 сигнал "Запись 1", который опрашивает элементы И 42 и 43, другие входы которых подключены к выходам дешифратора 40, определяющего номера устройства, от которого пришла посылка (данном случае это номер одного из блоков 2 предварительной обработки). На выходе одного из элементов И 42 н 43 появляется сигнал, и в соответствующий блок 6 или 7 записывается содержимое посылки, т.е. управляющее слово. Одновременно сигнал "Зались 1", осуществляет необходимую запись кода номера блока предварительной обработки в блок 5 через шины 25.Если на вход узла 44 из кодера 41 поступает "О", то в узле 41 вырабатывается сигнал "Запись", который вместе с. содержимым посылки поступает по шинам 27 в блок 11.После выработки сигнала "Запись " или "Запись 2" узел 44 выдает с выхо" 55 9 903853буферный накопитель (при этом взводится его Флажковый триггер), аномер блока предварительной обработки - в блок 5 (фиг. 4 ),Так как на "верхушке" блока 5записан код первого блока предварительной обработки, и в первомбуферном накопителе появилось управляющее слово (о чем свидетельствует Флажковый триггер), то блок 108 считывает управляющее слово иэпервого буферного накопителя в блоки9 и 10. При этом первый буферныйнакопитель опустошается, и Флажковый триггер "гаснет". Одновременно блок 8 осуществляет сдвиг содержимого блока 5 (Фиг. 4 е). Блок8 прекращает свою работу до момента, пока не будет введен массивданных вЭНМ (по управляющему сло- юву, считанному из первого буферного накопителя).Блок 4 совместно с блоком 11 организуют передачу слов массива данных из соответствующего блока в опе Юративной памяти. По окончании процесса передачи массива данных вЭВМ в момент С (Фиг. 3) блок 10; выдает сигнал разрешения по нине 24в блок 8, которьй начинает новый З 0цикл работы.Так как на "верхушке" блока 5 теперь имеется код второго блока предварительной обработки (Фиг. 4 е),а во втором буферном накопителе -Оинформация (о чем свидетельствуетФлажковый триггер), то блок 8 считывает управляющее слово иэ второго буФерного накопителя в блоки9 и 1 О. При этом второй буферныйнакопитель опустошается, и Флажовый триггер "гаснет". Одновременноблок 8 осуществляет сдвиг содержимого блока 5 (Фиг, 4 ж).По окончании процесса передачи 45массива данных в ЭВМ в момент С(фиг. 3) блок 10 выдает сигнал раз-.решения по шине 24 в блок 8, который начинает новый цикл работы.Блок 8 обслуживает третий буферный накопитель, в результате чего50начинается считывание очередногомассива данных из блоков оперативной памяти, а блок 5 принимает состояние, изображенное на Фиг. 4 и.В процессе передачи массива данных в момент Т (фиг. 3) блок 4принимает управляющее слово от первого блока предварительной обработ40 11 9038дов элемента 49 задержки в узел 39сигнал "Конец цикла", приняв которыйузел 39 может осуществлять работу синформационно-командной магистралью.На вход дешифратора 55 из блока5 поступает код номера блока 2,предварительной обработки, в результате чего на соответствующем выходедешифратора появляется разрешающийпотенциал. На входы элементов И 52 и 1 О53 поступает сигнал по шине 24 изблока. Этот сигнал разрешающий, еслиблоки 9 10 и 11 не функционируют,т,е. из системного ОЗУ данные несчитываются. Если же блоки 9, 10 и 1511 Функционируют и производят считывание данных из ОИРУ и выдачу их вЭВМ, то на шине 24 присутствует запрещающий потенциал. На третий входэлементов И 52 и 53 поступают сиг- щкалы с шин 17 и 20 соответствующего буферного накопителя 6(7). Этотсигнал несет информацию о том,пуст буфер или нет.Как только происходит совпадение 25на одном из элементов И 52 или 53то вырабатывается соответствующийсигнал на шинах 18 или 21, и в результате из соответствующего буферного накопителя 6(7) считывается зо"верхнее слово и выдается"в шины22. Одновременно элемент И 1 И 54вырабатывает сигнал в шину 19, в результате действия которого осуществляется продвижение инФормации вблоке 5, и на вход дешифратора 55поступает новый номер блока 2 предварительной обработки.Информация по шинам 22 поступаетв блоки 9 и 10. В блоке 9 на счетчике 58 фиксируется значение поляадреса управляющего слова, а в блоке10 на счетчике 59 - значение объемаданных. В этот момент в блоке 10взводится триггер 60, и на шине 24появляется запрещающий потенциал.11 отенциал же на выходе элементаНЕ 57 становится разрешающим, и поэтому через элемент И 56 зйаченияадреса ячейку ОЗУ со счетчика 58выдаются в шины 26. Узел 28, получив в регистр 29 данные из шины 26,готовит команду считывания для ОЗУи номер устройства ОЗУ и все этовместе с адресом ячейки выдает вузел 39, если тот свободен (т.е.если из узла 39 поступает соответствующий сигнал на вход элементаИ 33), Если же узел 39 занят, то 53 12узел 28 ждет его освобождения Узел 39, получив данные. из узла 28, производит обращение к ОЗУ.Информация, считанная из ОЗУ, поступает на вход узла 39, кодер 41 фиксирует сигнал "0", и узел 44 вырабатывает сигнал "Запись 2", который совместно с содержимым посылки поступает по шинам 27 на регистр 63, Узел 64 запускается сигналом "Запись 2" и, в свою очередь, запускает узел 62 сигналом с выхода элемента И 65 "Выдача в ЭВМ" (если узел 62 свободен). Узел 62 по сигналу "Выдача в ЭВМ" считывает данные с регистра 63 и организует их пересылку в ЭВМ.Одновременно сигнал на шине 23 поступает в блоки 9 и 1 О. В результате действия этого сигнала адрес ячейки памяти ОЗУ модифицируется в счетчиках 58 и 59, причем к содержимому счетчика 58 прибавляется единица, а в счетчике 59 она вычитается. Модифицированный адрес поступает в шины 26, и начинается новый цикл работы с памятью.Когда весь массив данных из ОЗУ считан и состояние счетчика 59 равно нулю, это положениЬ фиксируется дешифратором 61, и сигналом с его выхода сбрасывается в исходное состояние триггера 60, в результате чего на шине 24 появляется разрешающий потенциал, а на выходе элемента НЕ 57 - запрещающий, и блок 9 прекращает выдачу адресов ячеек памяти в шины 26.Таким образом, предлагаемое устройство за счет исключения ассоциативной памяти имеет более простую конструкцию, по сравнению с известным исключает необходимость работы с присвоением и учетом нарастающих номеров сообщения, что сокращает обработку сообщений и повь 1 шает производительность устройства.Кроме того, потеря одного или нескольких управляющих слов приводит лишь к потере соответствующих сообщений, не создавая при этом хаоса с последовательностью обработки и нарушений соответствия между управляющими словами и информацией.формула изобретения1. Устройство для сопряжени, содержащее блок приема информации,13 9038вход-выход которого является первымвходом-выходом устройства, первыйвход подключен к выходу блока хранения адреса данных, а первый выход -ко входу блока выдачи данных, входвыход которого является вторым входомвыходом устройства, выход соединенс первыми входами блока хранения адреса данных и блока хранения объемаданных, выход которого соединен со 10вторым входом блока хранения адресаданных, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения устройства, в него введены группа блоковбуферных накопителей,блок храненияочередности обработки и блок формирования последовательности, причемпервый вход блока хранения очередности обработки соединен со вторымвыходом блока приема информации,20группа выходов которого соединенас первыми входами соответствующихблоков буферных накопителей группы,первые выходы и вторые входы которых подключены соответственно к груп пе входов и выходов блока Формирования последовательности, а вторыевыходы - к третьему входу блока хранения адреса данных и второму входублока хранения объема данных, выход 53 14которого соединен с первым входом блока формирования последовательности, выход и второй вход которого соединены соответственно со вторым входом и выходом блока хранения очередности обработки.2. Устройство по и. 1, о т л и -/ ч а ю щ е е с я тем, чтоблок Формирования последовательности содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и дешифратор, причем выходы элементов И группы соединены с соответствующими выходами группы выходов блока и соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока, первые входы элементов И группы соединены с первым входом блока, вторые входы с соответствующими входами группы входов блока, а третьи входы - с соответствующими выходами дешифратора, входом соединенного с вторым входом блока.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 11 404088, кл. 6 06 Г 9/19, 1971.2. Авторское свидетельство СССР В 560220, кл. б 06 Г 304, 1977 (прототип).