Устройство для приоритетного опроса

(56) 1.Патент США Ркл. 0 06 Р 9/18, 192.Авторское свидР 2394392/18-24, кл1976 (прототип),Р 21 А.В.Вой .8) 3710351, 3 ан тельство ССС С 06 Р 9/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИД(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИОРИТЕТНОГО ОПРОСА, содержащее триггер опроса,триггер наличия адреса, три элементаИ, первый элемент ИЛИ, два элементаНЕ, формирователь импульсов и первый элемент задержки, причем выходпервого элемента И соединен с единичным входом триггера наличия адреса, нулевой вход и выход которогоявляются соответственно входом сбро.са и выходом состояния устройства,выход первого элемента задержки,соединен с первым входом второго элемента И, выход первого элемента НЕ подключен к первому входу третьего элемента И, соединенного выходом с пер.вым входом первого элемента ИЛИ,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействияустройства, в него введены три элемента И, тои элемента ИЛИ, три элемента задержки, две схемы сравнения,два формирователя импульсов, регистрприоритета, группа элементов И ирегистр сдвига, причем первый входпервого элемента И подключен черезвторой элемент НЕ к входу непосредственного адресования устройства ивходу первого формирователя импульсов, подключенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, входыкоторого являются соответственновходом команды и входом запроса устройства, выход второго элемента ИЛИ подключен соответственно через первый элемент ИЛИ и второй элемент задержки к нулевому и едничному входам триггера опроса, соединенного выходом с первым входом пятого элемента И и через второй формирователь импульсов - с входом третьего элемента задержки, первым входом третьего элемента И и управляющими входами элементов И группы, выход регистра приоритета, вход которого является выходом записи приоритетов, соединен через группу элементов И с входом регистра сдвига, вход сдвига которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ первый вход коУД торого соединен с выходом третьего элемента задержки, а второй вход - .с входом продолжения опроса устройства и входом первого элемента задержки, выход первого разряда регист- С ,ра сдвига и первый вход уровня опроса устройства подключены к соответствующим входам первой схемы сравнения, выход которой соединенс вторым входом пятого элемента И, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И и первым входом шестого элемента И, выход которого соединен через третий формирователь импульсов с вторым выходом устройства, выход второго разряда регистра сдвига и второй вход уровня опроса устройства соединены с соответствующими входами второй схемы сравнения,подключенной выходом к входу первого элемента НЕ и второму входу второго элемента И, выход которого сое- фЬ динен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом через четвертый элемент задержки к .третьему входу пятого элемента И, а третьим входом - к второму входу шестого элемента И и входу команды адреса устройства, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента задержки.10 Изобретение оТносится к вычислительной технике и может быть исполь зовано для органиэации совместной работы группы автономных устройств, подключенных к общей магистрали,Известны устройства приоритетного опроса, содержащие регистр приоритета, регистр данных, логические элементы И, ИЛИ, НЕ, что позволяет децентрализовано производить определение наиболее приоритетного абонента таким образом, что адреса всехабонентов, имеющих требование напередачу данных, в момент времени,когда канал связи освобождается от предыдущей передачи данных, одновре. менно начинают сравниваться на об"щих шинах адреса. Причем, если данное. устройство абонента в процессесравнения обнаружит в каком-либо разряде своего адреса значение логического нуля, в то время как на общей шине этого разряда адреса имеется значение логической единицы,то оно прекращает выставление значений"последующих своих младших разрядов на соответствующие общие шины адреса. Таким образом, если в системе большим значениям адресов соответст вуют высшие уровни приоритетов, то всегда обнаруживается одно наибольшее значение адреса, которое выставляется полностью на общих шинах, а абонент, которому принадлежит указанный адрес, получает право на передачу данных ЦНедостатком данного устройства является то, что оно вследствие ограниченных функциональных возможностей не позволяет организовать управление передачей данных с приоритетами в магистрали с покедова. тельной побитой передачей информации. При децентрализованном управлении в распределенных магистралях даже при наличии шин параллельной передачи адреса для предотвращения ложных обрабатываний логических схем в указанные устройства необходимо вводить специальные задержки на время распространения.по шинам адреса истинных логических значений, В противном случае отдельные локальные группировки абонентов будут успевать определять наиболее приоритетный абонент внутри своей группы,В случае же поразрядного сравнения адресов, т.е. в случае магистрали с последовательной побитой передачей информации, каждый абонент также должен был.:.бы синхронно выдерживать паузы между передачами значений отдельных разрядов адреса в ма-гистраль, что ведет к увеличению аппаратуры у абонента, трудностям перенастройки указанных задержек у всех абонентов при реконфигурации 15 20 25 ЗО 35 4 О 50 55 бО 65 и изменении длины магистрали и, вобщем случае, к снижению эффективности использования магистрали. При.децентрализованном управлении абонентом необходимо еще и как-то различать расстояния занятости и освобождения канала связи, что такжетребует усложнения аппаратуры або"нента или введения отдельной шинысостояния канала связиУказанноеустройство не совмещает также выполнение функции непосредственного адресования абонента, что и в этом отношении влечет за собой увеличение объема аппаратуры у абонента.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устрой ство для приоритетного подключения, источника информации к магистрали, содержащее два триггера, формирователь импульсов, подключенный через первый элемент И к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и первым входом второго триггера, а выход - с первым выходом устройства, и через элемент задержки - к первому входу второго элемента И и входу первого элемента НЕ, выходом соединенного с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом устройства и вторым входом второго элемента И, третий вход которого через второй элемент НЕ подключен к первому входу устройства и третьему входу третьего элемента И 21Недостатками такого устройства являются низкое быстродействие и невозможность оперативного изменения уровней приоритета подключаемых внешних устройств.Цель изобретения -повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее триггер опроса, триггер наличия адреса, три элемента И, первый элемент ИЛИ, два элемента НЕ, Формирователь импульсов и первый элемент задержки; причем выход первого элемента И соединен с единичным входом триггера наличия адреса, нулевой вход и выход которого являются соответствен" но входом сброса и выходом состояния .устройства, выход первого элемента задержки соединен с первым входом второго элемента И, выход первого элемента НЕ подключен к первому входу третьего элемента И соединенного выходом с первым входом элемента ИЛИ, введены три элемента И, три элемента ИЛИ, три элемента задержки, две схемы сравнения, два формирователя импульсов, регистр приоритета, группа элементов И и регистр сдвига, причем первый вход первого элемента И подключен черезвторой элемент НЕ к входу непосредственного адресования устройства и входу первого формирователя импульсон, подключенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, входы которого являются соответственно входом команды и входом запроса устройства, выход второго элемента. ИЛИ подключенсоответственно через первый элемент 10ИЛИ и нторой элемент задержки к нулевому и единичному входам триггера опроса,соединенного выходом с первым входом пятого элемента И и через второй формирователь импульсов - с входом третьего элемента задержки, первыМ входом третьего элемента И и управляющими входами элементов И группы, выход регистра приоритета, вход которого является входом записи приоритетов, соединен через группу элементов И с входом регистра сдвига, вход сдвига .которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, перный вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, а второй вход - с входом продолжения опросаустройства и входом первого элемента задержки, выход первого разряда регистра сдвига и первый вход уровня опроса устройства подключен к соответствующим входам перной схемы срав 35 40 нения, выход которой соединен с вторым входом пятого элемента И, соеди" ненного выходом с вторым входом первого элемента И и первым входом шестого элемента И, выход которого соединен через третий формирователь импульсов с вторым выходом устройства, выход второго разряда регистра сдвига и второй вход уровня опроса устройства соединены с соответствующими входами второй схемы сравнения, подключенной выходом к входу первого элемента НЕ и второму. входу второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом через четвертый элемент задержки к третьему входу пятого элемента И, а третьим входом - к второму входу шестого элемента И и входу команды адреса устройства, второй вход третьего элемента И соединен с выходом перво. го элемента задержки.На чертеже показана блок-схема устройства.Схема содержит регистр 1 приоритета, группу 2 элементов И, регистр 3 сдвига, четвертый, пятый, третий, второй, шестой и первый элементы И 4-9, четвертый, второй, первый и третий элементы ИЛИ 10-13, элементы НЕ 14 и 15, второй, третий, четвертый и первый элементы 16-19 задержки, третий, первый и второй формирователи 20-22 импульсов, триггер 23 45 50 55 60 65 наличия адреса, триггер 24 опроса, вторую и первую схеия 25 и 26 срав-, нения, входы 27 и 28 уровня опроса, вход 29 команды, вход 30 запроса, вход 31 команды адреса, вход 32 сигнала непосредственного адресования, выход 33 ответных сигналов, выход 34 состояния, вход 35 сброса, вход 36 продолжения опроса и вход 37 записи приоритетов.Устройство работает следующим образом.Предположим, что число абонентов, подключенных к общей магистрали передачи данных, не превышает 16 и число разрядон регистров адресов равно четырем. Считаем также, что в рассматриваемой системе уронни приорите тов возрастают в направлении уменьшения значений адресов абонентов. Пусть три абонента с уровнями приоритетов, например, 9, 14 и 15 одновременно требуют обслуживания. Значения адресов данных абонентов составляют 1000,1101 и 1110 соответственно. Начало процесса сравнения адресов абонентов, имеющих требование на передачу данных, произойдет после передачи центральной станцией в магистраль (не показаны) команды начала поразрядного опроса адресов абонентов. По этой команде начинается опрос старших разрядов адреса по нулю, так как в рассматриваемом примере менЬшим значениям адресон соответствуют высшие уровни приоритетов. На устройства каждого абонента указанная команда поступит в виде уровней сигналов на входы 27, 29 и 30, причем вход 27 указывает уровень сигнала, по которому ведется опрос абонента в данном разряде. Поскольку лишь абоненты 9, 14 и 15 имеют в данный момент требования на передачу, то только на устройствах этих абонентов имеется на входе 30 единичный сигнал запроса и на выходе элементов И 4 появится сигнал логической единицы, который через элементы ИЛИ 11 и 12 поступит на нулевой выход триггера 24 и на вход элемента 16 задержки, с выхода которого через время, достаточное для сброса триггера, - на единичный вход триггера 24. В результате на единичном выходе триггера 24 появит ся перепад, запускающий формирователь 22. Содержимое регистра 1 приоритетачерез открытые элементы И группы 2записывается в регистр 3. Импульсс формирователя 22 поступает такжена вход элемента 17 задержки и черезвремя, достаточное для перезаписисодержимого регистра 1 н регистр 3,через элемент ИЛИ 10 Подается навходы сдвига регистра 3. В резуль 1096643тате происходит сдвиг на один разряд, причем содержимое старшего раз ряда 3-4 переносится в самый младши разряд 3"1. Зйачение разряда 3-1 сравнивается с уровнем сигнала опроса на входе 27 схемой 26 сравнения и, если сигналы совпадают, на выходе схемы.26 сравнения появляется единичный сигнал, который через элемент И 5, открытый триггером 24 и стробируеькм Формирователем 22 через элементы ИЛИ 13 и элемент 18 задержки, поступает на вход элемента И 9. Если на втором входе этого элемента имеет ся сигнал отсутствия команды адреса, поступающий с входа 32 через элемент 15 НЕ 15, элемент И 9 запускает Формиро ватель 20, передающий на выход 33 устройства в магистраль единичный импульсный сигнал.Так как в рассматриваемом случае значения старшего разряда всех трех абонентов равны логической единице, а опрос ведется по нулю, то ни одно из устройств данных абонентов не передаст в магистраль ответный сигнал, подтверждающий сравнение. Создается ситуация, когда центральная станция не имеет возможности определить, имеются ли требования иа передачу или у всех абонентов, имеющих требо- ЗО ванне, значения старших разрядов рав. ны единице. Для того, чтобы установить, имеют ли абоненты требования на передачу данных, центральная станция по истечении времени тайм-аута 35 посылает повторную команду начала поразрядного опроса абонентов с сигналом опроса старших (четвертых) раз. рядов адреса не по нулю, как было в предыдущей команде, а по единице. 4 О В этом случае все, три устройства указанных абонентов передадут в магистраль сигнал ответа, причем сигнал от наиболее близкого к центральной станции абонента принимается 45 указанной станцией, Независимо от того, зафиксировала ли центральная станция ответные сигналы абонента на посланную ею в магистраль команду опроса или указанные ответные сиг налы не поступали, центральная станция перед посылкой любой следующей команды управления в магистраль должна выдерживать некоторый тайм-аут. Этот тайм-аут должен учитывать время прямого и обратного распространения.команд опроса и сигналов между центральной станцией и устройством самого удаленного абонента, а также время, необходимое для срабатывания соответствующих логических схем 60 абонента и центральной станции. Самый высокий уровень приоритета из трех рассматриваеж 1 х абонентов имеет абонент 9, код адреса которого равен 1000. Для осуществления выбора данного абонента из группы рассматриваемых абонентов, имеющих требования на передачу данных, центральная станция передает в магистраль команду продол. жения поразрядного опроса абонентов, требующую установления предыдущего (четвертого) разряда адреса в единицу и опросить абоненты в следующем (третьем) разряде по нулю. Таким образом может быть продолжен в системе опрос абонентов, где безусловно меньшим значениям адресов соответствуют высшие приоритеты.Устройство позволяет гибко производить изменения уровней приоритетов и выполняет это следующим образом. Пусть имеется необходимость поменять в данное время местами группы уровней приоритетов, отличающиеся значениями в третьем разряде адреса, т.е, имеется необходимость уровни приоритетов абонентов с кодами адресов 1100, 1101, 1110 и 1111 считать более высокими, чем соответственно уровни приоритетов абонентов с кодами адресов 1000, 1001, 1010 и 1011, а не наоборот, как было оговорено выше.В рассматриваемом устройстве указанная замена уровней проритетов осуществляется путем изменения последовательности команд опроса разрядов адреса абонентов. При этом изменение указанной последовательности заключается и том, что центральная станция пошлет следующую команду продолжения поразрядного опроса абонентов, указывающую установить предыдущий разряд адреса в единицу, но спрашивающую абоненты в третьем разряде не по нулю, а по единице. Непосредственно признак самой команды продолжения опроса поступит в виде сигнала на вход 36 устройства и че" рез элемент ИЛИ 10 попадает на входы сдвига регистра 3, в результате чего значение предыдущего опрашивающего разряда адреса абонента, находившееся до этого в первом разряде регистра 3-1, поступит во второй разряд 3-2 и т.д. Сигнал команды продолжения опроса со входа 36 устройства поступит также через элемент 19 задержки, который задерживает сигнал до завершения сдвига в регистре 3, на вход элемента И 7, другой вход которого подключен к выходу схемы 25 сравнения, сравнивающей значения третьего разряда сдвигового регистра с уровнем, поступа ющим со входа 28. Если имеет местс совпадение, то сигнал с выхода элемента И 7 через элемент ИЛИ 13 и элемент 18 задержки подается на вход элемента И 5, Эатем, как и при выполнении предыдущей команды, если на выходе схемы 26 сравнения имеется единичный сигнал и установлентриггер 24, то на выходе элемента И 5 появится единичный сигнал, который через элемент И 9 запустит форми. рователь 20 для выдачи в магистраль по выходу 33 ответного сигнала абонента. В случае,если на выходе схе мы 25 сравнения имеется нулевой сигнал несравнения,то он через элемент НЕ 14 и элемент И 6 при наличии надругом входе элемента И 6 потенциала кома вды продолже ни я опроса вызовет 10 ,сброс триггера 24. После этого пока не поступит новая команда опроса абонентов, начиная со старшего разря. да адреса, устройство будет блокировано. 15В рассматриваемом случае централь. ная станция воспримет сигналы от абонентов 14 и 15, у которых значения третьих разрядов совпадают, и выдаст в магистраль команду продолжения поразрядиого опроса абонента.По этой команде третий разряд адреса установится в единицу и произойдет опрос абонентов в следующем (втором) разРяде по нулю, так как 25 внутри групп уровни приоритетов не изменились. В результате в устройстве абонента триггер 23 сбросится в нуль и устройство не будет отвечать до новой команды опроса. Так как абонент 14 имеет во втором разря,де адреса нуль, то после этой команды от него снова поступит ответный сигнал.Далее центральная станция передаст в магистраль команду продолже ния поразрядного опроса абонентов, указывающую установить предыдущий (второй) разряд в нуль и опросить абонентов в следующем (первом) разряде по нулючто приведет к сбросу 40 триггера опроса в устройстве абонента 15. Значение первого абонента .14 Равно единице и ответного сигнала на данную команду от него в магистраль не поступит. Поскольку первый раз ряд является саьым младшим, то следующей командой будет команда завершения опроса, после поступления которой на вход 31 устройства абонента 14 в магистраль снова будет передан ответный сигнал, Формируемый на выходе 33 через элементы ИЛИ 13, элемент 18 задержки, элементы И 5 и 8, формирователем 20. Кроме того, сигнал команды с входа 31 устройства переключает триггер 23. Сигнал с единичного выхода этого триггера выводится на выход 34 устройства, Сброс триггера 23 производится сигнаЛом, поступающим на вход 35 устройства.Центральная станция может вызвать нужный абонент, подключенный к магистрали, непосредственно, т,е. независимо от его требования на передачу данных. Вызов производится сигналом, подаваемым на вход 32 устройства в виде .единичного уровня, который через формирователь 21 и элемент ИЛИ 11 вызывает такое же действие, как и команда поразрядного опроса абонентов при наличии требования на передачу у дан ного абонента, Однако, если потенциал на входе 32 сохраняется в течение всей процедуры адресования, то ответные сигналы от абонентов не поступают и вся последовательность команд, необ. ходимая для адресования абонента, может быть передана в магистраль без тайм-аута. Причем, если последняя команда последовательности, указывающая, что опрос окончен, вызовет сброс сигнала на входе 32, то абонент, которого адресовала укаэанная последовательность, передаст в магистраль ответный сигнал, свидетельствующий, ,что адрес, переданный центральной станцией, опознан и воспринят абонентом. Таким образом, предлагаемое устройство совмещает функции непосредственного адресовайия с поразрядным опросом абонентов. Кроме того, такое устройство обеспечивает возможность оперативного перераспределения уровней приоритета. Все это позволяет в целом повысить быстродействие устрой ст ва,1096643 дактор С Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д