Мультипроцессорный крейтконтроллер

(50 С Об Г 15 16 ГОСУДАРОТВЕНННЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИ я ., )3(46) 07.02.84. Бюл. Р 5 . . .цессорной магистралью. , рт алью 3 причем лро(72) Любомир Йордаиов Антонов, граммная память дмять 5 соединена с микМ й Тренев ропроцессорной магистралью , с. реАнгел Иаринов Ангелов и Костадингистром 8 страниц, с(НРБ) . ром б и с адресным регистром Димиров Янев ( )с б соединен с( 4)(57) МУЛЬТИПРОЦЕССОРНЫЙ КРЕЙГ- памяти, которой соединен . КОНТРОЛЛЕР, который содержит микро- процессорной ма р5с о ной магистралью 3 и с маиз ко- гистралью 12: КУМАК, а процессор 9 процессор с памятью, каждый из о- : ссто ннюю связь с . обработки прерывани , р микропроцессорной магистралью, ха-гистр даессо 4 соединены и с микропроце ссорной маалью 3 К магистралью 12 КАИАК. ;,управления каналом данных соединен гистралью имагисИзобретение относится к микропроцессорному крейтконтроллеру,который находит применение в, системах автоматизации и построения научных приборов.Известен микропроцессорный крейтконтроллер, который содержит микропроцессор, программную и оперативнуюпамять, связанные между собой припомощи интерфейсных линий, содержащих генератор стробов системы КАМАК,регистр КАМАК-инструкций и блок управления безадресными инструкциямитипа КАМАК, с .магистралью системыКАМАК. Передача данных между магистральюКАМАК и памятью крейтконтроллераорганизована при помощи ЗК 8-битовой памяти, где 1 К является 24-бито.вой памятью, Этот массив памяти используется микропроцессором как8-битовый, а магистраль снстемыКАМАК обменивается 24-битовыми словами,Такое решение обеспечивает бь 1 стрый обмен информации между модулями и микропроцессором, но сильнообременяет обработку в реальном времени из-за многократного удлинениявремени получения одной переменнойввода/вывода, Это неэффективно прииспользовании памяти, потому чтоне всегда используются 24-битовыеслова.Известен также микропроцессорный крейтконтроллер, в котором используются три 8-логические вентили, при помощи которых осуще-.ствляется обмен помагистрали.В отношении чистого времени для выПолнения операций ввода-вывода этотметод является более медленным, нопредпочтительным, потому что представляет широкие возможности быстрой обработки в реальном времени.Недостатками известных МикрОпроцессорных крейтконтроллеров являются большое время органиэацииодного: цикла, фиксйрованные приоритеты станций в крейте, обработказапросов для прерываний осуществляется программным способом, котораядополнительно замедляет цикл; про:граммная реализация специфическихрежимов, при этом передача блоковданных организована программнымспособом.Цель изобретения - создание многопроцессорного крейтконтроллера.в системе КАМАК, где отдельные.процессоры имеют специализированныефункции, что обеспечивает. большоебыстродействие.Поставленная цель достигаетсясозданием многопроцессорного крейтконтроллера, содержащего управляющий микропроцессор с памятью, каждый из которых имеет двустороннююсвязь с микропроцессорной магистралью, где процессор управления ка- .налом данных связан с программнойпамятью с мультиплексором, с адресами адресного регистра, с регистром страниц, с процессором обработки прерываний, с адресным регистромданных и микропроцессорной магистралью, со своей стороныпрограммная память соединена с микропроцессорной магистралью, с регистром 10 страниц, с мультиплексором и садресным регистром данных, а мультиплексор - с микропроцессорной магистралью и адресным регистром программной памяти, который соединен 15 микропроцессорной магистралью, причем регистр страниц соединен такжес магистралью КАМАК, а процессоробработки прерываний, адресный регистр данных и регистр данных - смикропроцессорной магистралью имагистралью КАМАК.Преимуществами мультипроцессорного крейтконтроллера являются осуществление быстрого обмена информацией между разными модулямиКАМАК-а и мультипроцессорного крейтконтроллера, который при помощи небольших дополнительных средствспектрального анализатора можно реализовать, приоритеты запросов для З 0 прерываний с модулей задаются программно, причем динамически изменяются приоритеты и программы их обслуживания.35На чертеже показана блок-схемамногопроцессорного крейтконтроллера.Многопроцессорный крейтконтроллерсостоит из управляющего микропроцессора 1 с памятью 2, каждый из. нихсвязан двусторонней связью с микропро 40 цессорной магистралью 3. Процессор 4управления каналом данных связан спрограммной памятью 5, мультиплексором 6, адресным регистром 7, регистром 8 страниц, процессором 9 об работки прерываний, адресным регистром 10 данных, регистром 11 данных,микропроцессорной магистралью 3, магистралью 12 системы КАМАК, причемпрограммная память 5 соединена с 50 микропроцессорной магистралью 3, регистром 8 страниц, мультиплексоромб и адресным регистром 10 данных,мультиплексор б соединен с микропроцессорной магистралью 3 н адреснымрегистром 7 программной памятью,при этом адресный регистр 7 программной памяти соединен с микропроцессорной магистралью 3; регистр 8 страниц связан и с магистралью 12 КАМАК;процессор 9 обработки прерываний, 60 адресный регистр 10 данных и регистр11 данных соединены и с микропроцессорной магистралью 3 и магистралью12 КАМАК.управляющий микропроцессор 1 и па мять 2 представляют полную микроком1072054 Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Заказ 127/41 ваававаа вавав Ва вавФилиап ППП "Патентф, г. Ужгород, Ул. Проектная,4 пъютерную конфигурацию, обладавшую большими вычислительными и программными возможностями. Процессор управления каналом данных имеет доступ к памяти 2. Оба процессора работают с памятью 2 в режиме разделения време ни, К программной памяти 5 имеет доступ микропроцессор 1, т,е. в этом случае она является частью его собственной памяти и процессора .Управления каналом данных. Управлявший мик- щ ропроцессор 1 может совершать записи и считывания в программную память 5, .а процессор 4 управления каналом данных может только считывать из нее. Программная память 5 адресуется и выбирается с одного из двух процессоров при помощи мультиплексора б. Регистр 8 страниц определяет модуль, к которому обращается процессор 4 управления каналом данных.Процессор 9 обработки прерываний 20 обрабатывает асинхройно все запросы, которые поступают с модулей крейта . ,при помощи магистрали 12 КАМАК и посылает управляюйему мультиплексору сигнал прерывания и начальный адрес 25 . обслуживающей программы, Адресный регистр 10 данных адресует ячейки ,памяти 12, где записываются данные, поступающие из регистра 11 данных, или считываются данные, которые 30 записываются в регистр 11 данных, .информация с которого получается Или посылается по магистрали КАМАК 12 с различных модулей крейта.Управляющий микропроцессор и его 35 операционная система загружают программу работы процессора 4 управле,ния каналом данных и программной памяти 5. Процессор 9 обработки прерываний получает все запросы (23 по 40 рчету) с модулей при помощи магистрали КАМАК 12, В его памяти предварительно загружены управляющим микропроцессором приоритеты всех запро" сов. Процессор 9 обработки прерываний выбирает из всех запросов запрос с наивысшим приоритетом и передает сигнал прерывания управляющему микропроцессору 1, Если процессор 4 управления каналом данных в этот момент занят выполнением определен ной программы, управляющий микропро" цессор 1 обрабатывает запросы прерыванйй и ожидает сигнал об окончании программы процессора 4 управления каналом данных, после которого по ;сылает сигнал для начала обработки новых запросов,.причем одновременно./ посылает и начальный адрес программз. Процессор 4 управления каналом данных начинает выполнение програм-. мы, записанной в программной памяти 5 в естественном. порядке. Формат команд ориентирован к системе КАМАК, т.е. содержит информацию о типе КАМАК операции (стандарт ЕОВ 4600) и номере модуля, с которым будет ра 4 ботать крейтконтроллер.Режим работы (5 ТОР ИООЕ, АООВЕ 55 5 САМ, ВЕРЕАТ ИООЕ, В.ОСК ТВАМ 5 ГЕЙ АСТ 10 й 5) содержит .начальный адрес ячейки памяти, где будетсчитываться или записываться информация, длину блока данных, которые должны быть пересланы, или конечные условия для некоторых режимов. Каждая кЬманда выполняется в следувщем порядке: после считывания команды с программной памяти 5 процессор 4 управления каналом данных запоминает КАМАК функциюпо адресу регистра или блока модуля, посылает номер модуля К для дешифрации в регистр 8 страниц и, если есть команда "Считыванием или "Запись", посылает адрес ячейки памяти в адресный регистр данных. В зависимости от команды (например "Считывание) процессор управлейия каналом данных прежде всего генериру" ет последовательность операций - считывание с памяти 2 по начальному адресу адресного регистра 10 данных и запись в регистр 11 данных, увеличивает адрес на единицу, считывание и запись нового байта памяти, следующее увеличение адреса на единицу и снова считывание и запись. Это так, потому что длина микропроцессорного слова один байт (8 битов), а длина слова КАМАКа 24 бита. После предварительной подготовки процессор 4 управления каналом данных генерирует КАМАК инструкцию, .т.е. по магистрали КАМАК 12 посылает номер модуля, который послал запрос для обслуживания, двоичный код функции и адрес модульного блока. Если команда выполняется в каком-либо режиме, эта последовательность повторяется столько раз, сколько необходимо для выполнения конечных условий. Все это время процессор 9 обработки прерываний обрабатывает запросы и :посылает соответствующую информацию к управляющему процессору 1.Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной 1 ведомством по изобретательству Народной Республики Болгарии.