Устройство для сопряжения модулей вычислительной системы с общей шиной

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИН 5)4 С 06 Р 13/00 ТЕН уканов тво СССР1983,о СССР4, 1983. И%е- еСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИПИСАНИЕ ИЗ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯМОДУЛЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С ОЬ.ЩЕЙ ШИНОЙ, содержащее элемент ИЛИ,дешифратор, первый триггер, первыйэлемент И, первый блок сравненияи первый регистр, причем группавыходов дешифратора образует информационный выход устройства, первыйвход первого блока сравнения соединен с первым входом первого регистра и является информационныи входомустройства, выход элемента ИЛИ является выходом записи устройства, первый выход дешифратора соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с вторыи выходом дешифратора, выход первого регистра соединен с вторым входои первого блока сравнения, выходкоторого соединен с первым входомпервого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первоготриггера, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в.него введены второйблок сравнения, второй регистр, одновибратор, два триггера и семь элементов И, причем первый вход второ"го регистра соединен с первым входом,801179357 второго блока сравнения и первымвходом первого регистра, второй входвторого блока сравнения являетсявходом задания адреса устройства,вход одновибратора соединен с вторым входом второго регистра и нулевым входом второго триггера и является входом обмена устройства, выходвторого элемента И является выходомчтения устройства, нулевой вход третьего триггера соединен с первым входом третьего элемента И и являетсявходом ответа устройства, первыйвход второго элемента И соединен свыходом четвертсго элемента И и является входом чтения данных устройства, выход третьего элемента И соединен с первым входом пятого элемента И и является выходом ответаустройства, первый вход шестого элмента И соединен с первым входомседьмого элемента И и является входомзаписи данных устройства, выход второго блока сравнения соединен с первым входом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с выходомодновибратора, третьим входом первого элемента И и первым входом четвер-,того элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом третьего триггера й вторым входом пятогоэлемента И, выход которого соединенс первым входом элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с выходом седьмого элемента И, второй вход которогосоединен с вторыми входами второгои третьего элементов И и выходом второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом восьмого элемента И и третьим входом второго регистра, выход которого соединен свходом дешифратора, второй вход шестого элемента И соединен с единичнымвходом первого триггера, второй входпервого регистра соединен с выходом 1179357шестого элемента И, выход первогоэлемента И соединен с единичным входом третьего триггера, нулевой выход,которого соединен с третьим входомвторого элемента И, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обмена информацией междумодулями вычислительной системы собщей шиной, в частности, по интерфейсу межмодульному МПЙ(ОСТ 11 305.903-80),Цель изобретения - повышение быстродействия путем совмещения операцийчтения и записи при трансляции инфор Омации,На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2временная диаграмма сигналов магистра.ли интерфейса МПИ (ОСТ 11 365.903-80);15на фиг. 3 -. структурная схема систе .мы с использованием предлагаемогоустройства.Устройство содержит блоки 1 и 2сравнения, одновибратор 3, регистры 4 20и 5, дешифратор 6, триггеры 7-9, элементы И 10-17 элемент ИЛИ 18, шинуАД 19, вход 20 задания адреса, линия ОБМ(" Обмен" ) 21, ДЧТ (" Чтение данных")22, ОТВ (" Ответ" ) 23 и ДЗП "Запись 25данных") 24 магистрали интерфейсаМПИ, линии управляющих сигналов 25,"Чтение" 26"Ответ", 27 и "Запись"28 исполнительного устройства.Устройство в целом обеспечиваетсопряжение произвольного модуля смагистралью ИПИ и формирование управляющих сигналов для исполнительнойчасти модуля в соответствии с командой, принятой из магистрали.Обмен информацией между двумя модулями, подключенньви к магистрали,строится по принципу: ведуший модуль (ведущий) - ведомый модуль(ведомый).ЮШина адресов и данных АД является двунаправленной и используетсяведушим как адресная для выбора ведомого и как линия данных при обме,не информацией между модулями, подключенными к магистрали,Передача адресов и данных производится асинхронным способом с использованием управляющих сигналов ОБМ, ДЧТ, ДЗП и ОТВ. Интерфейс предусматривает адресный обмен посредством операций "Чтение" и "Запись",Адресный ормен начинается с общей для всех операцийпередачи адреса, выполняемой в следующей последовательности (фиг. 2);- ведущий устанавливает на линиях АД адрес, определяющий ведомого (моменты е и Сн), и сигнал ОБМ (моменты й, и С,);- модули, подключенные к магистрали, опознают адрес методом сравнеййя определенных полей АД с собственным адресом и при сравнении запоминают по переднему фронту сигналаОБМ необходимые поля АД. Иодуль,опознавшнй адрес, становится ведомым;- ведущий через фиксированное время после переднего фронта сигнала ОБМ снимает адрес с линий АД (момен,),- ведущий выполняет одну из операций "Чтение" или "Запись".В операции "Чтение" устанавливается следующая последовательность (фиг. 2):- ведушнй устанавливает сигнал ДЧТ (момент с);- ведомый в ответ на сигнад ДЧТ устанавливает данные на линиях АД (момент С 5). и с некоторой задержкой сигнал ОТВ (момент С);- ведущий принимает данные с линий АД и снимает сигнал ДЧТ (момент е );- ведомый после снятия сигнала ДЧТ снимает сигнал ОТВ (момент Св) и данные (момент с);- ведущий снимает сигнал ОБМ (момент й,р).(фиг. 2):- ведущий устанавливает данныена линиях АД (момент 5) и сигнал 5ДЗП (момент т 4);- ведомый принимает информациюс линий АД и устанавливает сигналОТВ (момент С, );- ведущий снимает сигнал ДЗП(момент ,) и данные (момент 1 );- ведомый снимает сигнал ОТВ(момент й,);- ведущий снимает сигнал ОБМ (момент е, ),15Устройство работает в двух режимахф разделенном и совмещенном,В разделенном режиме в каждомцикле обмена выполняется одна изопераций "Чтение" или "Запись", задаваемая ведущим. В совмещенном режиме выполняется одна из операций разделенного режима (" Чтение" или "Запись") или совмещенная операция"Чтение - запись".В разделенном режиме по шинеАД 19 от ведущего модуля (процессора) передается адрес выбираемогомодуля одновременно с сигналом полинии ОБМ 21, По переднему фронту 30сигчала ОБМ одновибратором 3 формируется одиночный импульс, длительность которого должна быть равнойустановленному дисциплиной обменапо магистрали МПИ времени передачи З 5адреса. При сравнении адреса, находящегося на шине АД 19, с собственным адресом, находящимся. на входезадания адреса 20 устройства, посигналу с выхода блока 1 сравнения 40и сформированному одновибратором 3одиночному импульсу через элементИ 11 устанавливается триггер 8,Сигнал с выхода этого триггера разрешает прохождение сигнала с линии 45ДЧТ 22 через элемент И 15 на линию26 "Чтение" для исполнительного уст;,ойства в операции "Чтение", сигнала с линии ДЗП 24 через элемент И 17и элемент ИЛИ 18 на линйю 28 "Запись 150в операции "Запись" и сигнала слинии 27 "Ответ" от исполнительногоустройства через элемент И 16 налинию 23 ОТВ магистрали в обеих операциях, По переднему фронту сигнала 55ОБМ при сравнении адреса через элемент И 11 записываются с шины АД 19в регистр необходимые поля, содержащие информацию для управления. В соответствии с принятым содержимымрегистра 5 дешифратор 6 формируетуправляющие сигналы, часть из которых используется в устройстве, ачасть выдается в исполнительное устройство по линиям 25,По сигналу с первого выхода дешифратора 6 включается триггер 7, зада"ющий совмещенный режим, через элементИ 10 разрешается ввод с шины АД 19во время операции "Запись" дополнительного адреса в регистр 4, По сигналу с второго выхода триггер 7 выключается, запрещая совмещенный режим.Таким образом,в разделенном режиме устройство участвует в обменев качестве ведомого и только в циклах, в которых опознается собственный адрес на шине АД магистралиМПИ, При этом транслируются управляющие сигналы ДЧТ, ДЗП и ОТВ междумагистралью и исполнительным устройством, принимается управляющая информация с шины АД, по которой фоРмируется множество управляющих сигналов по линиям 25 для исполнительного устройства и задается режим работы (разделенный или совмещенный)для следующих циклов обмена информ;. -цией.В совмещенном режиме (включентриггер 7) при опознанчи блоком 1сравнения собственного адреса на шине АД устройство выполняет операциюразделенного режима (как описановыше, а при опознании блоком 2 сравнения дополнительного адреса выполняет совмещенную операцию.Выполнение совмещенной операциипредставлено на фиг, 3.Система содержит модули процессора 29, оперативного запоминающегоустройства 30 (ОЗУ) и интерфейсныхкарт 31 и 32. Модули 30-32 состоятиз устройств 33 - 35 для сопряжения,накопителей 36 и исполнительных час"тей 37 и 38. Все модули объединеныединой магистралью 39 МПИ, а исполнительные части содержат линии 40и 41 внешних интерфейсов.Процессор обрабатывает данныеи управляет обменом, ОЗУ служит дляхранения данных и команд, интерфейсные карты используются для преобра-зования интерфейса МПИ в интерфейсывчешннх устройств. В качестве уст 1179357ройств 33 - 35 для сопряжения применено предлагаемое устройство.Система обеспечивает обмен данными между модулями под управлением 5 процессора. При этом каждому из модулей 29 - 32 в системе присвоен собственный адрес.При стандартной дисциплине обмена по магистрали 39 И 1 И, если необходи мо передать данные из ОЗУ 30 на внешнее устройство через одну из интерфейсных карт 31 (или 32), то выполняются операции "Чтение" и "Запись" (прочитать данные из ОЗУ 30 в процес сор 29 и затем передать их из процессора 29 на интерфейсную карту 31), В каждой из операций участвуют только по два модуля - ведущий и ведомый. Введение совмещенного режима позволя ет с помощью совмещенной операции "Чтение - запись".задействовать в обмене не менее трех модулей - ведущий, первый ведомый и один (или более) второй ведомый. В данном случае при передаче данных из ОЗУ на внешнее устройство ведущим является процессор 29; первым ведомым - ОЗУ 30, вторым ведомым - интерфейсная карта 31. При этом в регистр 4 (фиг, 1) уст ройства 34 для сопряжения в качестведополнительного адреса введен собственный адрес первого ведомого (ОЗУ),Процессор 29 (ведущий) устанавливает на магистраль 39 адрес ОЗУ 30, 35 который опознается устройством 33 для сопряжения как собственный адрес, а устройством 34 для сопряжения - как дополнительный, В дальнейшем устройство 33 работает в разделенном 40 режиме, устройство 34 - в совмещенном (фиг. 1). По сигналу с блока 2. сравнения через элемент И 12 включается триггер 9. По окончании сигнала с одновибратора 3 элементом И 13 формируется и выдается сигнал в линию ДЧТ 22, который через магистраль 39 воспринимается первым ведомым (ОЗУ 30) В ответ на сигнал ДЧТ от первого ведомого поступают данные одновременно с 50 сигналом по линии ОТВ 23, по которому в устройстве 34 через элементы И 14 и ИЛИ 18 сигнал формируется на линии "Запись" 28 и выдается в исполни тельную часть 37. В исполнительной части по сигналу "Запись" воспринимаются данные с магистрали 39 и поокончании приема формируется сигнална линии 27 "Ответ". По этому сигна-лу выключается триггер 9, что вызывает последовательное снятие сигналов ДЧТ и "Запись" в устройстве 34, сигнала "Ответ" в исполнительной части 37, сигнала ОТВ и данных в первом ведомом модуле и сигнала ОБМ в ведущем модуле, Этим операция "Чтение- запись" завершается.Таким образом,. в совмещенной операции "Чтение - запись" функции обмена распределены между тремя модулями: ведущий инициирует операцию ипередает адрес в магистраль МПИ, первый ведомый выполняет операцию "Чте-. ние" по управляющему сигналу от второго ведомого, второй ведомый выполняет операцию "Запись",Если собственный адрес первоговедомого заносят в регистры 4 нескольких устройств для сопряжения,то все эти устройства одновременноучаствуют в совмещенной операции обмена в качестве вторых ведомых. Поскольку сигнал ДЧТ от всех устройсявдля сопряжения объединен в магистрали по методу МОНТАЖНОГО ИЛИ, то сигнал в линии ДЧТ снимается по моменту снятия его самым медленно действующим модулем и, следовательно, сигнал ОТВ и данные удерживаются первым ведомым до этого момента, что обеспечивает устойчивый прием данных исполнительными частями всех модулей независимо от их быстродействия.Совмещенная операция "Чтение - запись" не требует добавления цепей в магистрали МПИ, заменяет две стандартные операции при необходимости обмена данными между ведомыми модулями по программному каналу (подуправлением процессора) и выполняетсяэа время одной стандартной операции.За счет этого существенно (примернов два раза) увепичивается скоростьпередачи данных по унифицированноймагистрали МПИ.1179357 г. Ю ставитель хред Т.Фан аказ 5678/52 0 Подпикомитета СССРи открытийкая наб д,о 4/ филиал ППП "Патент", г. Узгоро роектная,дактор Л. Пчелинская ВН.%ПИ Государст по делам изоб13035Москва, ЖногенийРаув Пестмал Корректор В. Бутяга е