Устройство для управления обменом по асинхронной магистрали вычислительной системы

(19) (11) Р 3/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ РОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕАСИНХРОННОЙ МАГИСТРАЛИСИСТЕЮ, содержащеек, вход которого подй шине синхронизации(54)(57) 1. УС НИЯ ОБИЕНОИ ПО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ входной приемн ключен к входи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССВ 1012233, кл. С 06 Р 3/04, 198 1.2. Авторское свидетельство СССР9 803143, кл. С 06 Г 3/04, 1979(прототип). магистрали устроиства, выходнои усилитель, выход которого подключен к выходной шине синхронизации магистрали устройства, два элемента И и два триггера, причем первый вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого является входом синхронизации устройства, первый вход второго элемента И соединен с выходом входного приемника, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности системной магистрали, в него введены регистр управления, шифратор уставки времени, узел счета времени и три элемента И-ИЛИ, причем информационный вход шифратора уставки времени через регистр управления соединен с командным входом устройства, управляющий вход - с выходом первого триггера и входом выходного усилителя, а выход - с информационным входом узла счета времени, выход которого соединен с вторым входом первого триггера, а управляющийвход - с входом задания псевдоасинхронного режима обмена устройства,первым входом первого элемента И-ИЛИи первыми и втОрыми входами второгои третьего элементов И-ИЛИ, третьивходы второго и третьего элементовИ-ИЛИ подключены к выходу входногоприемника, а выходы - соответственно к первому и второму входам второго триггера, выход которого являетсявыходом синхронизации устройства,третий вход подключен к шине логичес.кого нуля, а четвертый вход - к выходу второго элемента И, вторым входом соединенного с четвертым и пятым ф6входами третьего элемента И-ИЛИ, входом задания асинхронного режима обмена устройства, вторым входом первого Сеэлемента И и вторым и третьим входами первого элемента И-ИЛИ, четвертыйвход которого соединен с входом синхронизации устройства и шестым входомтретьего элемента И-ИЛИ, а выход - стретьим входом первого триггера,четвертый вход первого элемента И-ИЛИподключен к выходу первого триггера,а пятый и шестой входы - соответственно к входам режима приема и передачиустройства 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности передачи ин-. формации, в него введен узел контроля содержащий третий и четвертый триггеры, причем первый вход третьего триггера соединен с первым входом четвертого триггера и входом задания псевдоасинхронного режима обмена устройства, второй вход - с выходом1117 б 24 входного приемника, а третий и четвертый входы - с выходом первоготриггера и вторым входом четвертоготриггера, третий вход которого подключен к выходу третьего триггера,а выход является выходом сигнала сбояустройства,3, Устройство по пц, 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что уэл Изобретение отцоситст к, тзсцтц- тельной технике и лцжет быть ис.цоль -зо вано в вычистяите тт ттзых с ис тмд х,построенных на .базе с бщй лтдгттсггрдэттт,Известно мцогокдцдльцо устртйство для подклкчеция источников информации к обшей маги грани, содрждщее в каждом кдцлчс три прс кэпвчитепьных элемента, пять трттт гров,семь элементов И три .элслтептд злдержки, двл элемента НЕ, гецердторсигналов опроса, три зземецтд ИЛИ 1Недостлтск утростцд с отситнизкой пропускной е пссцб тос тц,Наиболее близким к трсдлдгаемому 15 является узц управцтя утрсцттлдля сопряжения с обей мд т ттстр;зт ьквычислительной систс лтот, сотерклщийчетыре элемента И, двд цемсцтд НЕ,элемент И 31 И, элемент здд ржки, двд 20триггера, прттемцьс и персддющие уивлители, причем первые входы цс рногои второго .элементов И соеднена спервым входом синхронизации, второйвход которьгх соединен через первыйэлемент НЕ с первым входом првогсэлемента И и управляющим зходом устройства, а выходы - соответственнос первым входом элемента ИЛИ и первым входом первого триггера, выходом 30подключенного к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединенчерез элемент задержки с входом псре.дающего усилителя, выход которогоподключен к соответствующей выходной шине синхронизации магистраливход приемного усилителя соединен свходной циной синхронизации, а выход - с первым входом третьегозпеметттл И и вторым входом первого 40 счета времени содержит генератор импульсон, счетчик и элемент задержки,причем иттформационнь 1 вход и входцлчлльцой установки счетчика являютсясоотвсэтствейно информационным и управляющим входами узла, тактовый входсоединен с выходом генератора импульсов, выход счетчика соединен с выходсм узла и через элемент задержкис своим управляющим входом записи. тртГрд ттетэвый Вхогс четвс 1 того злсмецтд И соединен с вторым входом синхронизации устройства, второй вход - с выходом синхронизации устройства и выходом третьего элемента И, это 1 ьтм ходом ттодкэтютетттого к выходу второго триггера. Устройство обеспечивает обмс ц по магистрали клк в лсикровном, тдк и в синхронном режимдх обмена 2 .Недостдтком устройства является ци.экая пропускная способность, так кдк ттоддержание постоянного темпа обмена при работе тз синхронном режиме осуществляется с задержками, постоянными для всех абонентов, а не ицдитзидуальными для каждого абонента, Кромс тоГо, при работе в синхронном режиме необходимо переключать в этот режим и абонент.Цсль изобретения - повышение пропускной способности системной магистрали, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управленияобменом по асинхронной магистраливычислительнойсистемы, содержащеевходной приемник, вход которого подключен к входной шине синхронизациимагистрали устройства, выходной усилитль, выход которого подключен квыходной шине синхронизации магистра.ли устройствд, два элемента И и дватриггера, причем первый вход первоготриггерасоединен с выходом первогоэлемента И, первый вход которого является входом синхронизации .устройства, первый вход второго элемента Исоединен с выходом входного приемника, введены регистр управления,11176шифратор уставки времени, узел счета времени и три элемента И-ИЛИ причем информационный вход шифратора уставки времени через регистр управления соединен с командным входолг устройства, управнящщий вход - с вгяходом первого триггера и входом выходного усилителя, а выход - с информационным входом узла счета времени, выход которого соедгггг н с вторым входом первого триггера, а управляющий вход - с входгм задания псевдоасинхронного режима обмена устройства, первым входом первого элемента И-ИЛИ и первыми и вторыми входами второго и третьего элементов 11-11 Г 11 Третьи входы второго и третьего .лем итон И ИЛИ нодключеггзг к выходу нхогногО приемника, а выходы - соответственно к первому и второму входам второго триггера, выход которогс янчяется выходом синхронизации устройства, третий вход подключен к шине логического нуля, а четвертый вход - к выходу второго элемента И, вторым входом соединенного с четвертым и пятым входами третьего .лемента И-ИЛИ, входом задания асинхронного режима обмена устройства, вторым входом первого элемента И и вторнм и третьим входами первого элемеггта И-ИЛИ, четвертый вход которого сое - динен с входом синхронизации устройства и шестым входом третьего элемента И-ИЛИ, а выход - с третьим входом первого триггера, четвертыи вход первого элемента И-ИЛИ подключен к выходу первого триггера, а пятый и шестой входы - соответственно к входам режима приема и передачи устройства.С целью повышения достоверности передачи информации, в него введен узел контроля, содержащий третий и четвертый триггеры, причем первый 45 вход третьего триггера соединен с первым входом четвертого триггера и входом задания псевдоасинхронного режима обмена устройства; второй вход - с выходом входного приемника, а третий и четвертый входы - с выходом первого триггера и вторым входом четвертого триггера, третий вход которого подключен к выходутретьего триггера, а выход является 55выходом сигнала сбоя устройства.Узел счета времени содержит генератор импульсов, счетчик и элемент 24 4задержки, причем информационныйвход и вход начальной установкисчетчика являются соответственно информационным и управляющим входамиузла, тактовьй вход соединен с выходом генератора импульсов, выходсчетчика соединен с выходом узлаи через элемент задержки - с своимуправляющим входом записи. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства;, на фиг. 2временная диаграмма работы устройства в псевдоасинхронном режиме;на фиг, 3 - то же, в асинхронном режиме,Устройство (фиг. 1) содержит регистр 1 управления, гпгфратор 2 уставки времени, узел 3 счета времени,блк 4 сопряжения с магистралью,блок 5 сопряжения с устройством,выходной усилитель 6, входной приемник 7, узел 8 контроля, содержащийтретий 9 и четвертый 10 триггеры,узел 3 счета времени содержит генератор 11 импульсов, счетчик 12 и эле.мент 13 задержки. Блок 4 сопряженияс магистралью содержит первый триггер 14, первые элементы И 15 иИ-И 1 И 16. Блок 5 сопряжения с устройством содержит второй триггер17, второй элемент И 18, второй 19и третий 20 элементы И-ИЛИ.На фиг. 1 показаны также шины 21и 22 входов задания псевдоасинхронного и асинхронного режимов устройства, шины 23 и 24 входа и вьгходасинхронизации устройства, шины 25и 26 входов режима передачи и приемаустройства и шина 27 выхода сигналасбоя устройства, шины 28 и 29 синхронизации магистрали устройства.Через шины 28 и 29 устройствоподключается к шинам синхронизациисистемной магистрали, к которой подключены абоненты (внешние устройства)системы, а через шины 21-27 - кустройству, обслуживающему системную магистраль, например ЭВМ.При комплектовании устройства вшифраторе 2, который может быть выполнен, например, на базе постоянной памяти, для каждого абонента ко-дируются времена выполнения операцийввода-вывода с учетом времени распределения сигналов в системной магистрали.Устройство работает следующимобразом.1117624 ком единичной фазы (интервал времени Т -Т 2 на фиг, 2, в течение которого поддзржйвается единичное значение сигнала на шине 28) операции5 ввода-вывода,Помимо того, по сигналу переносас выхода счетчика 12, поступающемучерез элемент 13 задержки на входзаписи счетчика 12, в последний изшифратора 2 заносится код временивыполнения единичной фазы операцииввода-вывода с данным абонентом,Это соответствует моменту Т временоной диаграммы фиг. 2.На временной диаграмме (фиг. 2)приняты следующие обозначения; 28и 29 - последовательность сигналовсоответственно на шинах 28 и 29128-1 и 29-1 - последовательностьсигналов на шинах 28 и 29 со стороны абонента, 23-1 и 24-1 - последовательность сигналов соответственнона шинах 23 и 24 устройства в режиме приема информации, 23-2 и 24-2последовательность сигналов соответственно на шинах 23 и 24 в режимепередачи информации.После установления начального кода времени счетчик 12 осуществляетвычитание импульсов до появленияследующего сигнала переноса, который переключает триггер 14, послечего на шине 28 устанавливается нулевой уровень. (интервал Т -Т 2,фиг, 2). 10 15В асинхронный режим работы устройство переходит при поступлении сигнала на шину 22. Указанный сигнал поступает на элемент И 18 и элемент И-ИЛИ 20, разрешая прохождение через них на входы триггера 17 сигнала синхронизации с выхода входного приемника 7. При этом триггер 17 переключается при каждом изменении сигнала .на шине 29 и этот сигнал транслируется на шину 24 устройства. Кроме того, сигнал с шины 22, поступая на элементы И 15 и И-ИЛИ 16, разрешает прохождение сигналов синхронизации с шины 23 на входы триггера 14. Триггер 14 переключается, при каждом изменений сигнала на шине 23. Таким образом, сигнал с шины синхронизации 23 без изменения транслируется на шину 28.В псевдоасинхронный режим устройство включается при поступлении сигнала на шину 21, одновременно в зависимости от необходимости передачи или приема информации подается сигнал на шину 25 или 26. Кроме то 40 го, ЭВМ выставляет сигнал на шину 23, а в регистр 1 заносится код номе. ра абонента, с которым производится сеанс обмена, и код операции ввода- вывода. После подачи сигнала на шину 21 на входе начального установа счетчика 12 появляется разрешающий уровень, и счетчик 12 начинает обратный счет импульсов, поступающих с генератора 11. После первого же импульса на выходе счетчика 12 появляется сигнал переноса, переключающий триггер 14, с выхода которого смгнал поступает на шину 28 и через выходной усилитель 6 в шину синхронизации системной магистрали, Кроме того, указанный сигнал поступает на вход шифратора 2 и является призна 45 Устройство обеспечивает возможность работы в двух режимах - асинхроннвм и псевдоасинхронном. В асинхронном режиме работы устройство транслирует сигналы между ЭВМ и ма- гистралью без преобразования. В псевдоасинхронном режиме устройство формирует последовательность сигналов синхронной передачи информации на шине 28, при этом сигналы на шинах как абонента, так и обслуживаемого вычислительного средства соответствуют временной диаграмме асинхронной обмена. Сигнал на шине 28 достигает абонента через время 1 , требуемое для распространения сигнала по магистрали (момент Т 1 фиг; 2). Снимается сигнал на шине 28 со стороны абонента также с задержкой 1 . При этом длительность интервала Т -То 2 выбирается (при кодировании в шифраторе 2) с таким расчетом, что сигнал снимается с шины 28 абонента (28-1, Т 3, фиг, 2) через некоторое время ь (интервал Т 2-Т 3, фиг, 2) после появления сигнала квитированияот абонента на шине 29 (29-1, фиг. 2). Сигнал квитирования на шине 24 для ЭВМ формируется по-разному в режимах. приема (сигнал на шине 26) и передачи (сигнал на шине 25) информации. В режиме приема информации выдача сигнала на шину 28 означает готовность ЭВМ к приему информации; снятие сигнала с шины 28 означает, что информационная посыл50 ка принята. При этом единичное значение сигнала на шине 29 означает достоверность информационной посыпки абонента на шинах данных. В режиме передачи информации выдача сигнала 5 на шину 28 означает достоверность информационной посылки ЭВМ на шинах данных. Наличие сигнала на шине 29 означает подтверждение абонентом приема информационной посыпкиф отсутствие сигнала на шине 29 означает готовность абонента к приему следующей информационной посылки. При наличии сигнала на шине 2 б приема информации квитирующий сигнал на шине 24 формируется триггером 17 по переднему фронту сигнала от абонента на шине 29 (24-1, Т, фиг. 2). Указанный сигнал проходит через элемент И-ИЛИ 19, и переключает триггер 20 17. Сбрасывается сигнал на шине 24 сбросом сигнала на шине 23. Указанный сигнал проходит через элемент И-ИЛИ 20 на второй вход триггера 17 и сбрасывает его. При наличии сигнала на шине 25 сигнал на шине 24 устанавливается по заднему фронту сигнала на шине 28 (24 - 2, Т 2, Фиг. 2). Указанный сигнал проходит через элемент И-ИЛИ 19 на первый вход тригге ра 17, переключая его. Сброс сигнала на шине 21 в режиме передачи информации осуществляется по сбросу сигнала на шине 23 так же, как и в режиме приема информации. 35В нулевую фазу (интервал Т 2-Т, фиг. 2) выполнения операции ввода- вывода устройство переключается по сигналу переноса со счетчика 12. При этом, как указывалось выше, пе реключается триггер 14, сбрасывая сигнал на шине 28 и извлекая из шифратора 2 код времени нулевой фазы для данной операции ввода-вывода данного абонента. Код с выхода шиф ратора 2 заносится в счетчик 12 задержанным импульсом переноса с выхода элемента 13 задержки, и начинается вновь отсчет времени до возникновения следующего импульса переноса и т.д.В псевдоасинхронном режиме, в отличие от асинхронного режима, сигнал квитирования от абонента не исполь.зуется в цикле синхронизации обмена. Поэтому при псевдоасинхронном режиме работы желательно использование узла 8 контроля, который осуществляет контроль наличия и времени поступления сигнала квитирования от абонента.Узел 8 работает следующим образом,В исходном состоянии триггер 9находится в единичном состоянии, атриггер 10 в нулевом. При правильнойпоследовательности сигналов триггер9 сбрасывается в нуль сигналом с выхода триггера 14 и устанавливаетсяв единицу по переднему Фронту сигнала квитирования (Т, фиг. 2), посту"пающему через входной приемник 7 навторой вход триггера 9 при нулевомзначении сигнала на третьем входетриггера 9, поступающему с выходатриггера 14,В триггер 1 О по положительномуфронту импульса с выхода триггера 14(Т, Фиг. 2) переписывается с инверсией содержимое триггера 9. При отсутствии или неправильном временипоступления сигнала квитированияна шину 27 с выхода триггера 10 поступает единичный уровень сигнала"Сбой".В отключенное состояние устройствопереходит при отсутствии сигналовна шинах 22 и 21. При этом сигналамина соответствующих установочныхвходах триггеры 9, О, 14, 17 и счетчик 12 устанавливаются в исходноесостояние; В этом режиме устройствоне выдает и не принимает никакихсигналов.Таким образом, устройство обеспечивает работу как в режиме стандартного асинхронного обмена, так и врежиме псевдоасинхронного обмена.В режиме псевдоасинхронного обменапередача информации осуществляется,по существу, в синхронном режиме, чтосущественно повышает пропускную способность магистрали, особенно при передачах массивов информации.Поскольку устройство имитируетасинхронность обмена как со стороныЭВМ, так и со стороны магистрали,его применение не требует каких-либоизменений в схемах стандартного под-.ключения абонентов к магистрали. Учетиндивидуальных скоростей .работы изадержек в магистрали для каждогоотдельного абонента позволяет получать максимальные скорости обмена врежиме псевдоасинхронного обмена.