Устройство для синхронизации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик о 941976(23) Приоритет 6 06 Р 1/04 Государственный комнтег СССР по делам нзобретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ Изобретение относится к вычислительной технике и средствам передачи данных и может быть использовано при построении обработки и передачи информации.Создание в последнее время новой элементной базы - микропроцессоров привело к интенсивному внедрению в технику сбора и обработки информации вычислительных сетей с распределенным (децентрализованным) управлением. Развитие таких сетей идет, в частности, попути повышения их однородности, обеспечивающей увеличение гибкости и.живучести, возможность наращивания производительности и т,д. В результате повышения однородности для таких сетей характерным становится использование собственной синхронизации в отдельных элементах или группах элементов сети 11 и (2).Недостатком таких устройств является. низкая системная надежность синхронизации, при которой отказ синхронизации в одном элементе (группе элементов) приводит и к выходу системы в целом.Кроме того, наличие разной синхронизации в элементах сети, между которыми должен ирой вглиться обмен,приводит к необходимости в процессе обмена производить привязку сигналов .чтения-записи к обоим источникам синхроимпульсов, что вносит определенную фазовую задержку при обмене. Если обмен осуществляется одиночными словами, то удельный вес указанной задержки в общей времени обмена может оказаться значительным, что приведет к уменьшению пропускной способности канала обмена. Наиболее близким.к изобретению является устройство для синхронизации содержащее генератор, выход .которого подключен к первому входу формирователя временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход " со входом .согласующего блока, сумматор по модулю два, пороговый блок и интегратор, вход которого подключен к выходу согласующего блока и к первому .входу сумматора по модулю два, а выход через пороговый блок - к нулевому входу триггера, выход которого соединен со вторым входом формирователя временных интервалов, а единичный вход - с выходом сумматора помодулю два, второй вход кото(:,:подключен к выходу Формирователявременных интервалов 3 .Однако при включении в линию тактовых импульсов нового генераторадлительность первого импульса в последовательности оказывается ненормированной, так как зависит от моментапоявления разрешения на Формирователе временных интервалов. Наличиеимпульса неполной длительности можетпривести к сбой в работе системы,в которой используется устройстводля синхронизации.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для синхронизации, содержащее генератор, интегратор, пороговый блок и согласующийблок, причем выход интегратора подключен ко входу порогового блока, содержит счетный триггер, ключ, ключсигнала приоритета, узел заданияприоритета и схему сравнения, пороговый блок содержит два пороговыхэлемента и элемент ИЛИ-НЕ, а согласующий блок содержит ключ, дватриггера, четыре элемента И и элемент ИЛИ, причем выход генератора подключен ко входу счетного триггера, выход которого подключен ко входу интегратора, входу ключа согласующего блока и первому входу первого элемента И согласующего блока, выхо. ды первого и второго элементов И согласующего блока соединены с единичными входами соответственно первого и второго триггеровсогласующего блока, выход второго триггера согласующего блока соединен с управляющим входом ключа согласующего блока, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И согласующего блока и шиной общей синхронизации устройства, вход порогового блока подключен ко входам первого и второго пороговых элементов порогового блока, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ-НЕ порогового блока, выход узла задания приоритета соединен со,входом ключа и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом ключа сигнала приоритета и шиной приоритетов устройства, выход схемы сравнения соединен с третьим входом первого и первыми входами третьего и четвертого элементов И согласующего блока, вторые входы третьего .и четвертого элементов И согласующего блока соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ порогового блока и управляющим входом ключа сигнала приоритета, вход которого подключен к выходу ключа, выходы третьего и четвертого элементов И согласующего блока соединены со входами элемента ИЛИ согласующего блока выход элемента ИЛИ согласующего блока соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров согласующего блока, выход счетного триггераподключен к первому входу второго и 5 третьему входу третьего элементов Исогласующего блока, выход первоготриггера согласующего блока подключенко второму входу второго элемента Исогласующего блока.1 О На чертеже показана блок-схемаустройства.Устройство для синхронизации содержит генератор 1 синхроимпульсовподключенный через счетный триггер 2к входу интегратора 3, выход которого соединен со входом пороговогоблока 4, ключ 5, включенный междуключом б сигнала приоритета и узлом7 задания приоритета, схему 8 сравнения, входы которой подключены ковходу ключа 5 и выходу ключа б сигнала приоритета, и согласующий блок 9.Пороговый блок 4 содержит пороговые элементы 10 и 11 и элементИЛИ-НЕ 12, выход которого являетсявыходом блока 4, Входы элементаИЛИ-НЕ соединены с выходами пороговых элементов 10 и 11, входы которых соединены с выходом интегратора 3.Согласующий блок 9 содержит управляемый ключ 13, ВЯ-триггеры 14 и15, элементы И 16-19 и элемент ИЛИ 20.Входы элементов И 16-1 8 соединены свыходом триггера 2. Выход схемы 8сравнения соединен со входами эле ментов И 16, 18 и 19, Выходы элементов И 16 и 17 соединены с Я-входамиВЯ-триггеров 14 и 15 соответственно.Выходы элементов И 18 и 19 соединенысо входами элемента ИЛИ 20, выход ко торого подключен к В-входам ВЯ-триггеров 14 и 15. Выход элемента ИЛИ-НЕ12 соединен со входами элементовИ 18 и 19. Управляемый ключ 13 включен между выходом триггера 2 и шиной 45 21 общей синхронизации, выход ключаб соединен с шиной 22 приоритетов.Выход ключа 13 соединен со входомэлемента И 16, выход триггера 15 соединен со входом. элемента И 17.Интегратор 3 и пороговый блок 4служат для выявления состояния отказавшего генератора 1, При нормальнойработе генератора 1 на выходе интегратора 3 устанавливается уровень 55 х = - х где х; - амплитуда синхро 12 п 1импульсов, соответствующая уровнюлогической единицы. В случае отказагенератора 1 уровень на выходе интегратора 3 устанавливается равньи 6 О уровню на выходе триггера 2 (либох , либо О), С помощью пороговыхэлементов 10 и 11 выделяются оба этисостояния. Именйо на выходах пороговых элементов 10 и 11 Формируются , 65 сигналых ( Г,1 х 7 х ) х ( О, если 1, если О, если 1, если Устройство работает следующимобразом, .Взаимодействуют два устройствасинхронизации Аи В, В процессе взаимодействия осуществляется автоьатическое подключение к шине 21 толькоодного из исправных генераторов 1.Принимается, что приоритет генератора 1 в устройстве А более высокий,чем в устройстве В. Процесс взаимодействия большого числа устройствобобщается простым образом.Рассмотрим три случая, которыемогут иметь место,В подключении генератора 1 к шине 21 могут иметь место три случая.В первом случае оба генератора 1устройств А и В исправны.После включения устройства А навыходе его интегратора 3 формируетсясигнал х = - х . На выходах обоих12 шпороговых элементов 10 и 11 устанавливаетСя уровень 10, а на выходе1 1элемента ИЛИ-НЕ 12 - уровень 1В результате этого открывается ключб и, поскольку приоритет устройства А высокий, то открывается и ключ5, и на шине 22 устанавливается значение приоритета устройства А,где - х (хО (г х1.В результате на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 появляется логический уровень 1, соответствующий работоспособному генератору 1, если( хс., и уровень 10, если сигнал на выходе интегратора 3 выходит из этого интервала.Блок 9 используется для подключения, (отключения) собственного генератора 1 к шине 21.В процессе коммутации осуществляется привязка момента переключения к фронтам либо собственного генератора 1, либо генератора 1, находящегося в другом устройстве и занимающего в данный момент шину 21. Использование указанйой привязки позволяет исключить появление в момент перек" лючения генератора 1 синхроимпульсов укороченной длины, которые .могут приводить к сбоям в синхронизируемых устройствах.Ключ 5 не имеет управляющего входа, а его два полюса специализированы - один является входом, а другой - выходом. Ключ 5 открывается, если уровень на входе превышает уровень сигнала на выходе. Примером такого ключа может служить диод. Схема 8 сравнения фиксирует этособытие, выдавая команду на подключение генератора 1. По этой команде с помощью элементов И 16 и 17 и т игге а 15 ос ествляется и ивязР Р ущ Р5 ка подключения генератора 1 к шине21 по его переднему фронту. По сигналу с выхода элемента И 17, привязанного к переднему фронту генератора 1, триггер 14 устанавливается в1 О состояние ф 1, открывая ключ 13.В результате этого генератор 1 устройства А .оказывается подключенным кшине 21. В устройстве В в описанномслучае ключ 5 остается закрытым икоманда на подключение генератора 1не формируется.. Во втором случае генератор 1 вустройстве А выходит из строя.В зависимости от состояния триггера 2 на момент отказа формируетсяуровень11 на выходе пороговогоэлемента 10 или 11. В результатена выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 уста-навливается уровень Оф. Ключ бзапирается и на шине 22 оказываетсяуровень приоритета, отличный отсобственного приоритета. Посдеднеефиксируется схемой 8 сравнения, навыходе которой устанавливается уровень Оф. Этим уровнем через элемент И 19 и элемент ИЛИ 20 триггер14 сбрасывается в состояние фОф.,Ключ 13 закрывается и генератор 1устройства А отключается от шины 21.В устройстве В снятие с шины 2235 приоритета устройства А приводит ктому, что, если его генератор 1исправлен (ключ 6 открыт), то на шине 22 устанавливается его приоритет.В результате на выходе схемы 8 срав 40 нения Формируется уровень 1, покоторому аналогично предыдущему случаю осуществляется подключение генератора 1 с привязкой к переднемуфронту синхроимпульса,В третьем случае генератор устройства А, ранее отказавший, восстанавливает свою работоспособность.В результате в устройстве А открывается ключ 6 и на шине 22 устанавливается приоритет устройства А.В устройстве В при этом запираетсяключ 5, на выходе схемы 8 сравненияустанавливается уровень0, которым через элементы И и ИЛИ 18 и 20триггер 14 переходит в состояниеОф, запирая ключ 13. Однако, в отличие от предыдущего случая, моментотключения генератора 1 привязываетсяк заднему фронту последнего в последовательности синхроимпульса. Это60 позволяет собственному генератору 1закончить работу, не изменяя длительности последнего синхронмпульса.В свою очередь привязка момента включения генератора 1 в устройстве А на 65 чинается с вки 4 ента отключения гене 94 1976ра гора 1 в устройстве В, что обеспечивается наличием связанного с шиной 21 запрещающего входа в элементе И 16.Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет обес печить работоспособность системы, если хотя бы один генератор 1 в одном из устройств синхронизации функционирует нормально.Используемая же в данном устрой О стве конструкция согласующего блока 9 исключает появление импульсов неполной длительности как при включении, так и при отключении генератора 1, что позволяет повысить надежность устройства.Формула изобретенияУстройство для синхронизации, содержащее генератор, интегратор, пороговый блок и согласующий блок, причем выход интегратора подключен к входу порогового блОка, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, устройство сздержит счетный триггер, ключ, ключ сигнала приоритета, узел задания приоритета и схему сравнения, поро-.говый блок содержит два пороговых элемента и элемент ИЛИ-НЕ, а согласующий блок содержит ключ, два триггера, четыре элемента И и элемент ИЛИ, причем выход генератора подключен к входу счетного триггера, выход которого подключен к входу 35 интегратора, входу ключа согласукщего блокФ и первому входу первого элемента И согласующего бпока, выходы первого и второго элементов И согласующего блока сое динены с единичными входами соответственно первого и второго триггеров согласующего блока, выход второго триггера согласующего блока соединен с управляющим входом ключа согласующего блока, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И согласующего блока и шинойобщей синхронизации устройства, входпорогового блока подключен к входампервого и второго пороговых элементов порогового блока, выходы которых соединены с входами элементаИЛИ-НЕ порогового блока, выход узлазадания приоритета соединен с входомключа и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен свыходом ключа сигнала приоритета ишиной приоритетов устройства, выходсхемы сравнения соединен с третьимвходом первого и первыми входамитретьего и четвертого элементов Исогласующего блока, вторые входытретьего и четвертого элементов Исогласующего блока соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ порогового блокаи управляющим входом ключа сигналаприоритета, вход которого подключенк выходу ключа, выходы третьего ичетвертого элементов И согласующегоблока соединены с входами элементаИЛИ согласующего блока, выход элемента ИЛИ согласующего блока соединен с нулевыми входами первого ивторого триггеров согласующего блока, выход счетного триггера подключен к первому входу второго и третьему входу третьего элементов И согласующего блока, выход первого триггера согласующего блока подключенк второму входу второго элемента Исогласующего блокаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 4021784,кл. 340-172.5, опублик. 1977.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2700938/18-24,кл. 6 06 Р 1/04, 1979,3. Авторское свидетельство СССРР 660043, кл. 6 06 Р 1/04, 1977оставитель В. Береэкинехред Л, Пекарь КорректоР У. Пономаренею ММ м Тираж 731 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 035, Москва, Ж, Ралиал ППП Патентф, г, ужгород, ул. Проектная дактор Л. Луккаэ 4839/37 Подписное комитета. СССР открытий кая наб., д. 4/5