Устройство для сопряжения вычислительных машин в многопроцессорной вычислительной системе

СО 1 ОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕ ОНИ ХРЕСПУБЛИН 1бИ 4 ОЛИСАНИЕ ИЭОБРЕТ СТ К АВТОРСКОМГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 778/24-24(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) Авторское свидетельство СССР Мф 924692, кл. С 06 Г 3/04, 1979.Авторское свидетельство СССР У 1108431, кл. С 06 Г 3/04, 1983. (54)(7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН В МНОГОПРОЦЕССОРНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ, содержащее регистр запросов, регистр выдачи информации, триггер установки, дешифратор управления, триггер ответа, регистр приема информации, буферный усилитель информации, буфер. ный усилитель подтверждения, комму-. татор запросов, коммутатор сопровождения, дешифратор разрешения, входной комму.атор, счетчик каналов, генератор синхроимпульсов, элемент ИЛИ, три элемента И, две группы элементов И-.НЕ, группу элементов НЕ, причем выход регистра выдачи информа ции является первым информационным выходоМ устройства, прямой выход триггера установки является выходом оопровождеиия устройства, выход дешифратора управления является входом инструкции управления устройства, выход триггера ответа является выходом квитирования устройства, выход буферного усилителя информации поразрядно объединен с выходом буфер" ного усилителя подтверждения и образует второй информационный выход устройства, информационный вход регистра запросов соединен с информационным входом регистра выдачи информации и с информационным входомсчетчика каналов и образует первыйинформационный вход устройства, входбуферного усилителя подтвержденияявляется входом подтверждения устройства, информационный вход коммутатора запросов является входом запросов устройства, выход коммутатора запросов является первым выходомпрерывания устройства, информационный вход коммутатора сопровожденияявляется входом сопровождения устройства, выход дешифратора разрешения является выходом подтвержденияустройства, информационный вход вход- ф фного коммутатора является вторым С:информационным входом устройства,вход синхронизации регистра выдачиинформации и синхровход триггераМаейустановки соединены с первым выходом)ейдешифратора управления, выход регистра приема информации соединен с входом буферного усилителя информации,вход стробирования которого и син- СФхронный вход сброса триггера ответа файфсоединен с третьим выходом дешифра- ф 3тора управления, четвертый выход которого соединен с входом синхронизации регистра запросов, вход сбросакоторого соединен с пятым выходомдешифратора управления, с первым входом элемента ИЛИ, с входом сбросарегистра приема информации и с асинхронным входом сброса триггера ответа, а выход ьходного коммутатора соединен с информационным входом регистра приема информации, выход счетчика1191915 каналов соединен с информационнымвходом дешифратора разрешения, с адресными входами входного коммутатора,коммутатора сопровождения и коммутатора запросов, шестой выход дешифратора управления соединен с входомсброса счетчика каналов, седьмой выход дешифратора управления соединен свходом стробирования буферного усилителя подтверждения, второй вход ивыход элемента ИЛИ соединены соответственно с выходом первого элемента Ии входом установки триггера установки;инверсный выход которого соединен спервым входом второго элемента И, выход и второй вход которого соединенысоответственно с третьим выходом прерывания устройства и выходом третьегоэлемента И, выходы которого соединеныс выходами элементов И-НЕ первой группы, первые входы которых соединены с пер"выми входами элементов И-НЕ второй груп.пы и с разрядами выхода регистра запросов и образуют выход запросов устройства, выходы и вторые входы элементов И-. НЕ второй группы соединенысоответственно с входами первогоэлемента И и с выходами элементов НЕгруппы, входы которых образуют входквитирования устройства и соединеныс вторыми входами элементов И-НЕ пер"вой группы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены триггеруправления, с четвертого по шестой .элементы И и два элемента НЕ, причемвыход коммутатора сопровождения соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен свходом синхронизации регистра приемаинформации, с входом установки триггера ответа и входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, вто" рой вход и выход которого соединены соответственно с выходом триггера от.вета и с вторым выходом прерывания устройства, выход коммутатора запро сов соединен с информационным входомтриггера управления и с входом второго элемента НЕ, выход которогосоединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора синхроимпульсов, а выход и третий вход соединены соответственно со счетным входом счетчика каналов и с .инверсным выходом триггера управления, пря. мой выход которого соединен с входом стробирования дешифратора разрешенияи с вторым входом шестого элемента И, а синхровход триггера управлениясоединен с вторым выходом. дешифраторауправления,1Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам сопряжения для электронных вычислительных машин ЭВИ)и может найти применение при организации обме 5 на информацией между ЗВИ в многопроцессорных вычислительных системахи локальных вычислительных сетях произвольной конфигурацией.Цель изобретения - повышение быст"О родействия и надежности за счет увеличения пропускной способности приема информации при уменьшении возможности возникновения сбоев,2Устройство сопряжения (фиг, 1) содержит регистр 1 запросов, регистр 2 выдачи информации, триггер 3 установки, дешифратор 4 управления, триггер 5 ответа, регистр 6,приема информации, буферный усилитель 7 информации, буферный усилитель 8 подтверждения, коммутатор 9 запросов, коммутатор 10 сопровождения, входной коммутатор 11, дешифратор 12 разреше" ния, счетчик 13 каналов, генератор 14 синхроимпульсов, элемент ИЛИ 15, первый, второй и третий элементы И 16-18, первая группа. элементов ИНЕ 19, вторая группа элементов И, НЕ 20 группа элементов НЕ 21, триггер 22 управления, четвертый, пятый и шестой элементы И 23-25 первый элемент НЕ 26, второй элемент НЕ 27,15На фиг, 1 показана структурнаясхема устройства сопряжения; нафиг. 2 - временные диаграммы приемаслова информации.з 11919первый выход 28 прерывания устройства, второйинформационный выход 29,вход 30 инструкций управления, второй выход 31 прерывания, первый информационный вход 32, третий выход33 прерывания, выход 34 подтверждения, вход 35 запросов, второй информационный вход 36 устройства, вход37 сопровождения, выход 38 квитирования, выход 39 запросов, вход 40 10подтверждения, вход 41 квитирования,выход 42 сопровождения, первый информационный выход 43.На фиг. 2 приняты следующие .обозначения: А - диаграмма на втором информационном входе устройства; Б -диаграмма на выходе шестого элементаИ 25; В - диаграмма на выходе регистра 6 приема информации; Г - диаграфма на выходе регистра 6 приема информации; Г - диаграмма на выходетриггера 5 ответа; Д - диаграмма навыходе четвертого элемента И 23; Едиаграмма на третьем выходе дешифратора 4 управления; Ж - диаграмма на 25втором информационном выходе устройства.Регистр 1 запросов устройства сопряжения предназначен для хранения втечени всего сеанса связи унитарныхкодов одного или нескольких физических каналов связи с другими ( смежными ).устройствами сопряжения, по которым должна передаваться информация вданном сеансе связи,Регистр 2 выдачи информации используется для выдачи слова информации другим смежным устройствам, Разрядность его выхода, являющегося первым информационным выходом 43 устройства, соответствует разрядности передаваемого слова, которое после записив регистр 2 появляется на его выходе.Первый информационный выход 43 должен подключаться к каждому из смежных 4устройств, а именно к одному из вторых информационных входов каждого изних.Триггер 3 установки обеспечиваетформирование сигнала сопровождения,свидетельствующего для смежных устройств об установке на первом информа"ционном выходе 43 нового передаваемого слова. Прямой выход триггера 3установки является выходом 42 сопровождения и соединен со всеми смежными устройствами, а именно с однимиз входов сопровождения каждого иэ 15 4них, Первый вход триггера 3 установкиявляется синхронным. По заднему фронту управляющего сигнала, поступающегона первый вход, триггер 3 устанавливается в единичное состояние, Дляэтого на вход О (не показан) долженподаваться постоянный сигнал "1",Дешифратор 4 управления предназначен для формирования на своих выходахуправляющих сигналов, обеспечивающихизменение состояния элементов памятиданного устройства,в соответствии суправляющей информацией, поступающейна его вход от собственной ЭВМ через управляющий вход 30 устройства,Триггер 5 ответов предназначендля формирования на своем выходесигнала ответа, свидетельствующегоо приеме очередного слова информации от одного из смежных устройств,Выход триггера 5 ответа, являющийсявыходом 38 квитирования, долженбыть соединен со всеми смежнымиустройствами, а именно с одним изих входов квитирования,.Регистр 6 приема информации обес"печивает хранение принятой извнеинформации.Буферный усилитель 7 информацииобеспечивает передачу принятой информации в ЭВМ для обработки,Буферный усилитель 8 подтверждения предназначен для выдачи в ЭВИ че"реэ второй информационный выход 29устройства состояния группы иэ Нвходов подтверждения.Коммутатор 9 запросов обеспечивает выбор одного иэ сигналов запросана установление сеанса связи, поступивших на один из его внешнихвходовКоммутатор 10 сопровождения предназначен для выбора одного из входов 37 сопровождения, соединенного стем смежным устройством, с которымустановлен сеанс связи и от которогопринимается информация.Входной коммутатор 11 обеспечи-,вает выбор одной из групп входов,образующих второй информационныйвход 36 устройства. Дешифратор 12 разрешения предназначен для формирования на одном из выходов, которые являются выходом 34 подтверждения, сигнала, подтверж" дающего установление сеанса связи с одним из смежных устройств.1 О Счетчик 13 каналов предназначен для выявления запроса, поступающего на вход 35 запросов устройства, а также фиксации кода канала; по которому выявлен запрос, и управления в соответствии с этим кодом дешифратором 12 разрешения, входным коммутатором 11 и коммутатором 10 сопровождения, Счетчик 13 обеспечивает инкремент кода на своем выходе при поступлении на его счетный вход сигнала с выхода пятого элемента И 24,Под управлением ЭВМ устройство сопряжения может работать в двух ре жимах; приема и выдачи информации, Для установления сеанса выдачи информации на управляющий вход 30 устройства из ЭВМ выдается команда загрузки в регистр 1 запросов информа ции через первый информационный вход 32 устройства. Команда дешифрируется на дешифраторе 4 управления, при этом на его четвертом выходе обрабатывается сигнал записи, поступающий 25 на. управляющий вход регистра 1 запросов, По этому сигналу записи в регистр 1 запросов загружается код, выданный ЭВМ в этот же момент времени на первый информационный вход 32 уст- Зо ройства. Загружаемый код представляет собой суперпозицию унитарных кодов тех каналов, в которые необходимо выдать один пакет информации, Наличие "1" в соответствующем разряде регистра 1 запросов означает запрос на установление сеанса связи с одноименным смежным устройством, Загружаемый код представляет, собой супер- позицию унитарных кодов тех каналов, в которые необходимо выдать один пакет информации, Наличие "1" в соответствующем разряде регистра 1 запросов означает запрос на установление сеанса связи с одноименным смежным устройством, Сеанс выдачи может быть установлен одновременно со всеми Б смежными устройствами, Если смежное устройство готово к установлению сеанса связи, оно выдает на свой выход 34 5 О подтверждения единичный сигнал, который поступает на соответствующую линию входа 40 подтверждения устройства, Для считывания состояния входа 40 подтверждения устройства ЭВМ выдает соответствующую команду чтения, которая дешифрируется на дешифраторе 4.На седьмом выходе дешифратора 4 вырабатывается сигналчтения, поступающий на управляющийвход буферного усилителя 8 подтверждения, При этом состояние входа 40подтверждения передается с группывыходов буферного усилителя 8 подтверждения на второй информационныйвыход 29 устройства и поступает вЭВМ, Проверка в ЭВМ на совпадениевыданных на выход 39 запросов иполученных с входа 40 подтвержденияединичных сигналов позволяет определить установление сеанса связи совсеми. адресатами, Сигнал "1" на выхо"де 39 запросов и соответствующем емувходе 40 подтверждения сохраняется втечение всего сеанса связи, По перед"нему фронту единичного управляющегосигнала, вьдаваемого с первого выхода дешифратора 4 управления, передаваемое слово из ЭВМ через первый информационный вход 32 устройствазагружается в регистр 2 выдачи информации и появляется на первом информационном выходе 43 устройства, По заднему фронту того же управляющегосигнала триггер 3 установки переводится в единичное состояние, и на егопервом выходе, являющемся выходом 42сопровождения устройства, появляется"1". Если сеанс связи осуществляетсяс одним смежным устройством, то навсех, кроме одного, входах первогоэлемента И 16 присутсТвует "1", Когдасигнал ответа от смежного устройстваприходит на соответствующую ему линиювхода 41 квитирования, то, проходячерез одноименные элементы НЕ группы21 и элемент И-НЕ второй группы 20,обеспечивает формирование сигнала"1" на последнем входе первого элемента И 16На его выходе появляетсяединичный сигнал, который, проходячерез элемент ИЛИ 15, сбрасываеттриггер 3 установки в нулевое состояние. Нулевой сигнал сопровожденияс выхода 42 сопровождения поступаетна вход 37 сопровождения смежногоустройства,Прием информации происходит следующим образом.Счетчик 13 каналов обеспечиваетсканирование линии запросов для выявления запроса на установление сеанса приема информации от одного изсмежных устройств, При поступленииочередного синхроимпульса от генера1915 8да 36, Дешифратор 12 разрешения,.декодируя код канала, выдает на одну иэ линий выхода 34 подтверждения единичный сигнал, подтверждающий 7 119тора 14 счетчик 13 каналов увеличивает на 1 двоичный код на своем выходе, обеспечивая тем самым подключение к выходу коммутатора 9 запросоводной из Н линий входа 35 запросов,Сигнал запроса, переданный устройством-передатчиком, по одному из входов 35 запроса поступает на входкоммутатора 9 запросов устройстваприемника и при появлении на выходе 10счетчика 13 каналов кода, соответствующего.номеру входа, на котором принят запрос, появляется на выходекоммутатора 9 запросов, Он подаетсячерез второй элемент НЕ 27 в инверсном виде на первый вход пятого элемента И 24, где запрещает подачу син"хроимпульсов на счетный вход счетчика 13 каналов . Кроме того, сигнал свыхода коммутатора 9 запросов поступает на управляющий вход (вход типаП) триггера 22 управления и на первыйвыход 28 прерывания .устройства. Управляющая ЭВМ анализирует сигнал напервом выходе прерывания 28 и в случае отсутствия препятствий к приемусообщения выдает на управляющий вход30 устройства команду на начало сеанса связи. При этом на втором выходе дешифратора 4 управления вырабатывается сигнал, поступающий насинхровход триггера 22 управления.Триггер 22 переводится в единичноесостояние, так как на управляющемвходе присутствует единичный сигнал35запроса. На первом (инверсном ) выходе триггера 22 устанавливается нулевой сигнал, блокирующий изменениесостояния входа счетчика 13 каналовблагодаря чему становится возможным40прием информации от устройства-источника, пославшего запрос на сеанссвязи. Единичный сигнал с второговыхода триггера 22 разрешает выдачу подтверждения дешифратору 12 45и открывает элемент И 25 для прохождения сигналов сопровождения с ,выхода коммутатора 10 сопровожде-ния. Зафиксированный на выходе счет"чика 13 код соответствует номеруканала, по которому должен осуществляться прием информации, Код канала с выхода счетчика 13 поступаетна коммутатор 10 сопровождения ивходной коммутатор 11, обеспечиваяподключение к их выходам необходим мых линий выхода 37 сопровожденияи шины второго информационного вхоустройству-источнику информацииустановление сеанса связи, Послеэтого может быть начат непосредственный прием информации данным устройством, При выявлении на входе сопровождения единичного сигнала установки он.передается на выход шестого элемента И 25 ( диаграмма Б,фиг; 2 ), При этом входное информационное слово уже установлено навтором информационном входе 36 уст. ройства (диаграмма А, фиг, 2), По переднему фронту сигнала сопровождения сразу производится загруэка входного слова с выхода входного коммутатора 1 в регистр 6 приема информации, а триггер 5 ответа уста. навливается в "1". Сигнал ответа с выхода триггера 5 поступает в смеж- ное устройство-источник, Для правиль" ной работы, устройства-источника необходимо, чтобы сигнал ответа держался на выходе 38 квитирования до тех пор, пока не будут получены сигналы ответа от всех потенциальных приемников информации, Каждое устройство-приемник может выявить .этот факт по переходу "1" в 11011 состояния входа сопровождения. Этот факт,выявляется четвертым элементом И 23 ( диаграмма на фиг. 2 ), на выходе ко- торого появляется единичный сигналЭ поступающий на второй выход 31 пре- . рывания устройства, По этому сигналу ЭВМ выдает команду о считывании принятого слова на управляющий вход 30 устройства. При ее декодировании На третьем выходе дешифратора 4 управления формируется сигнал чтения принятого слова. При этом триггер 5 ответа сбрасывается в 11011 (диаграммы 0 и Е9 фиг, 2). Снятие сигнала ответа позволяет устройствуисточнику 1 как это было описано ранее, выдать очередное слово, После окончания сеанса связи устройство-источник снимает свой запрос на своем выходе 39 запросовЭто выявляется в ЭВМ, управляющей устройством-приемником, после чего по команде дешифратор 4 управления вы- рабатывает сигнал на своем втором выходе, Триггер 22 управления переводит.11 11ся в 0 , так как на его управляюшем входе уже присутс твуе т нулевой1191915 сигнал, вследствие чего счетчик 13разблокируется, код на его выходеизменяется, а также снимается сигналподтверждения с соответствующе -1 Ого выхода дешифратора 12 разрешения , что свидетельствует о разъединении смежных уст - ройств,1191915 фиг, г ставитель А. Ушхред М.Кузьма Редактор М, Дылын орректор Г. Решетни 4/5 Филиал ППП "Патент" г, Ужгород, ул. Проектна аказ 7164/4 б ТиражВНИИПИ Госупо делам113035, Москв 09рственноэобретенЖ, Р Подписноекомитета СССи открытийшская наб., д