Устройство для сопряжения электронных вычислительных машин

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 3 2 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ О Е И ОБРЕТЕНЛЬСТВУ юл. Р 3ев и Л..8)видете,п ван аство СССР 4, 1980. во СССР 4, 1980. е Р 3тель Р 3 ПРЯЖЕ Н МАШИН тся к вычисли быть исполь- ногопроцессор и. АВТОРСКОМУ СВИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СО ТРОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ (57) Изобретение относ тельной технике и може зовано при построении ных и многомашинных вычислительныхсистем. 11 елью изобретения являетсяупрощение устройства за счет обменачерез один приемный и передающийблок буФерной памяти со всеми ЭВМ,подключаемыми к общей межмашинной мгистрали. Устройство содержит два дшифратора 1, 2 адреса, два блока 34 буферной памяти, два счетчика 5,регистр 7, три триггера 8-10, тримагистральных усилителя 11-13, генератор 14 импульсов, элемент ИЛИ 15шесть элементов И 16-21, узел 22 захвата магистрали, два одновибратор85485 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 12Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении многопроцессорных и многомашинных вычислительныхсистем.Цель изобретения - упрощение устройства, за счет обмена через одинприемный и передающий блок буфернойпамяти со всеми ЭВМ, подключаемыми кобщей межмашинной магистрали,На фиг,1,представлена структурнаясхема устройства, на фиг.2 - примерреализации узла захвата магистрали;на фиг.З - схема первого дешифратораадреса, на фиг.4 в . пример объединения ЭВМ с помощью предлагаемого устройства в многомашинную систему.Устройство (Лиг.1) содержит двадешифратора 1 и 2 адреса, два блока3 и 4 буферной памяти, два счетчика5 и 6, регистр 7, триггеры 8-10, магистральные усилители 11-13, генератор 14 импульсов, элемент ИЛИ 15,элементы И 16-21, узел 22 захвата магистрали, одновибраторы 23 и 24,На фиг.1 обозначены также внутренняя шина 25 ЭВМ, входы 26-28 устройства, общая информационная шина 29,вход 30 устройства, вход 31 узла 22,общие шины 33 и 34 управления, перваяобщая шина 35 синхронизации, выход36 запроса прерывания устройства,1третий установочный вход 38 устройства.3"зел 22 захвата магистрали (фиг.2)содержит триггер 39, элемент 40 задержки, элемент И 41 и магистральныйусилитель 42, счетчик 43, дешифратор 44,Первый дешифратор адреса (фиг.З)содержит элемент 45 сравнения, элемент НЕ 4 Ь, элементы И 47 й 47,триггеры 481 и 48 , регистр 49.Многомашинная система с использованием устройства представлена нафиг.4 и содержит ЭВМ 50 и предлагаемое устройство 51 для сопряжения,Устройство работает следующим образом.Обмен между парой ЭВМ 50, и 50через устройства 51; и 51 и межмашинную магистраль 29 включает следующие этапы: проверка машиной-инициатором 50; обмена занятости своегоустройства 51; и при необходимостиожидание его освобождения, занесениепакета данных по магистрали 25 изЭВХ 50.; в блок 3 буферной памяти устройства 51;, захват устройством 51,межмашинной магистрали 29, проверказанятости блока буферной памяти устройства 51 и в случае необходимостиожидание его освобождения, передачапакета данных из блока 3 буфернойпамяти устройства 51, в блок 4 буферной памяти устройства 51, передача пакета из блока буферной памятиlустройства 51 по магистрали 25 вЭВМ 50,На первом и втором этапах управление происходит от ЭВМ 50, напоследнем этапе от ЭВМ 50, а на остальных этапах от устройства 51; .В устройстве 51 регистр 7 доступен с магистрали 25 как по записи,так и по чтению, Блок 3 буферной памяти доступен только по записи, аблок 4 буферной памяти - только почтению. Соответственно на магистрали25 выделено два адреса устройства 51первый адрес - адрес регистра 7второй адрес - адрес блоков 3 и 4буферной памяти. Первый и второй адреса устройства 51 воспринимаются вфазе адреса магистрали 25 первым дешифратором 1 адреса. При этом в фазеданных магистрали 25 на первом иливтором выходе дешифратора 1 адресаподдерживается высокий уровень.Запись в регистр 7 и блок 3 буферной памяти сопровождается в фазеданных сигналом на линии 28, а .чтение из регистра 7 или блока 4 буфернойпамяти - сигналом на линии 30. Чтение с регистра 7 проводится .через мамагистральный усилитель 11 при возбуждении выхода элемента И 17. Записьв блок 3 буферной памяти проводитсяпри возбуждении, выхода элемента И18, а чтение из блока 4 памяти -при возбуждении выхода элемента И19, По заднему фронту сигнала с элемента И,18 (19) происходит увеличение (уменьшение) на "1" содержимого счетчика 5 (6). С блока 3 буферной памяти на магистраль 29 межмашинного обмена осуществляется только чтение, а в блок 4 памяти - только запись данных,Межмашинный обмен начинается с проверки машиной-инициатором 50 обмена готовности своего устройства 511, Для этого ЭВМ 50 по своей магистрали 25 считывает содержимое регистра 7, Если первый разряд регистра 7 содержит "0", то устройство 51;3 12 готово для обмена данными (не занято). Если в первом разряде регистра 7 находится "1", то устройство 511 занято и ЗВМ 50;периодически опрашивает регистр 7 до момента готовностиустройства 51 . После установления готовности устройства 51, ЭВМ 50 заносит, в первый разряд регистра 7"1". По Фронту сигнала на.выходе первого Разряда регистравырабатывается импульс на выходе одновибратора 23 и происходит обнуление счетчика 5После этого начинается занесение пакета данных иэ ЭВМ 50; в блок 3 буФерной памяти устройства 511. Для записи пакета в блок 3 памяти в Фазе адреса на магистрали 25 устанавливается второй адрес устройства 51, а в15 ва пакета с блока 3 буФерной памятипо адресу, определенному счетчиком5. Содержимое счетчика 5 уменьшаетсяпо заднему Фронту импульса с гене 85485 4ти, на выходе элемента И 16 вырабатывается сигнал, по которому обнуляется счетчик 6 и триггер 9 и, кроме того, через магистральный усилитель 13 на линию 33 выдается сигнал подтверждения. Пе сигналу на линии 33 производится обнуление триггеров 8 всех устройств 51 и через элемент И 20 запуск генератора 14 импульсов 10 активного устройства 51; .Синхроимпульсы с генератора 14,проходя через элемент ИЛИ 15 активного устройства 51 производят выдачу на магистраль 29 очередного сло55 Фазе данных передаются слова пакета.После записи каждого слова. в блок 3памяти по сигналу с выхода элементаИ 18 происходит. автоматическое наращивание содержимого счетчика 5, задающего адрес блока 3 памяти. После завершения передачи пакета в блок 3 буФерной памяти ЭВМ 5 О записываетво второй разряд регистра 7, при этомвырабатывается запрос на захват межмашинной магистрали 29, поступающий на вход 31 узла захвата магистрали 22, После разрешения возможных конФликтов по захвату межмашинной магистрали от различных устройст 51 и предоставления магистрали 29 устройству 51; на выходе 32 узла 22 вырабатывается сигнал, кроме этого узел 22 устройства 511 выставляет уровень на линию 34, по переднему Фронту которого триггеры 8 и 9 всех устройств 51 устанавливаются в единичное положение. По сигналу с выхода 32 узла захвата магистрали 22 через одновибратор 24 по переднему Фронту и элемент ИЛИ 15 производится выдача яа магистраль 29 последнего слова пакета, соответствующего адресу устройства 51 (адрес этого слова содержится в счетчике 5) пассивной ЗВМ 50. Адрес на магистрали 29 при единичном состоянии триггеров 8 воспринимается всеми устройствами 51, но только в адресуемом устройстве 511 на входе дешиФратора 2 адреса Формируется сигнал, По сигналу с выхода дешиФратора 2 при "0" на третьем выходе регистра 7 (выход третьего разряда регистра 7), в котором находится "1" при незанятости блока 4 памя 20253550 ратора 14. Синхроимпульсы с генератора 14 активного устройства 51;,проходя через магистральный усилитель 12, линию 35 синхронизации и элемент И 21 пассивного устройства 51 (в триггере 9 которого записан "0 ) - осуществляют запись слова смагистрали 29 в блок 4 буФерной памяти по адресу, определяемому счетчиком 6. По заднему Фронту синхроимпульсов содержимое счетчика 6 увеличивается на "1". Таким образом,весь пакет данных из блока 3 буФерной памяти устройства 51, через магистраль 29 переписывается в блок 4 буФерной памяти пассивного устройства 51 . При передаче последнего слова пакета на сигнальном выходесчетчика 5 Формируется сигнал переноса (обнуления счетчика 5), по которому останавливается генератор 14импульсов и в первый и второй разряды регистра 7 записывается "0". В.результате этого устройство готоводля передачи следующего пакета и его узел захвата магистрали 22 освобождает магистраль 29 для обмена между другими ЭВМ, снимая уровень с линии 34,По заднему Фронту сигнала занятости на линии 34 осуществляется эапись "1" в .триггер 10 постояннЬгоустройства 51 из триггера 9, в котором находится "О" (инверсный выход триггера 9 подключен к П-входу триг-,гера 10, его С-вход подключен к линии 34). При переброске триггера 10происходит запись "1" в третий разряд регистра 7. При единичном состоянин триггера 10 на сигнальном выходе2836 устройства 51 Аормируется сигналзапроса в ЭВМ 50 , которая начинаетЭчтение пакета данных из блока 4 буферной памяти (возможна инициацияприема пакета ЭВМ 50 не только попрерыванию, но и при ее периодическойпроверке третьего разряда регистрасостояния 7, доступного по чтению смагистрали 25). При чтении первогослова с блока 4 памяти сигналом свыхода элемента И 19 триггер 10 обнуляется. ИнАормация о количестве словв пакете ЭВМ 50 получает из первыхслов пакета, занесенного в блок 4памяти.Если требуется осуществить передачу пакета из пассивной ЭВМ 50 в ак 3тивную ЭВМ 501 , то, как было рассмо.трено вьнче, ЭВМ 50, передает в ЭВМ50 пакет, содержащий инАормацию онеобходимости чтения пакета из ЭВМ50 заголовок пакета (либо начальныйадрес пакета и при необходимости число передаваемых слов), а также адресЭВМ-приемника пакета, Заметим, чтоприемником пакета может быть как ЭВМинициатор 50; обмена, так и некотораятретья ЭВМ 50,Рассмотрим работу узла 22 захватамагистрали (Аиг.2).Запросы на захват магистрали 29межмашинного обмена поступают на вход31 и по синхровходу 37 заносятся втриггер 39. При незанятости магистрали 29 налинии 34 нет сигнала иблокировки поступления синхроимпульсов с входа 37 через элемент И 41на вход счетчика 43 не происходитПри этом осуществляется увеличениесодержимого счетчика 43 и последовательная проверка (при поступлениикаждого синхроимпульса с входа 37)1,2,3Ктго устройства 51 на наличие запроса (1" в триггере 39)В результате того, что в первом устройстве 51 к входу усилителя 42 подключен первый выход дешифратора 44,во втором - второй и т.д., в каждыймомент времени происходит проверканаличия запроса только в одном устройстве 51, Если оно запрашиваетзахват магистрали, то на выходе 43формируется сигнал и на линию 34 через усилитель 42 выставляется сигналзанятости, по которому блокируетсяпрохождение синхроимпульсов с входа37 на счетный вход счетчиков 43, чемфиксируется захват общей магистрали 6одним 1-м устройством (номеркоторого определяется содержимым счетчика 43), Если -е устройство 51 не требует обмена через общую магистраль то при следующем синхроимпульсе содержимое счетчиков 43 увеличивается и происходит проверка следующего (1+1)-го устройства и т.д. (наращивание содержимого счетчиков происходит, если на линии 34 нет сигнала занятости), При завершении процедуры обмена в устройстве 51 снимается запрос с входа 31 узла 22 и по синхроимпульсу с входа 37 триггер 39 обнуляется и сигнал занятости с магистра ли 34 и выхода 32 снимается, в результате чего общая магистраль может быть представлена для обмена между другими машинами 50. Задержка на эле.менте 40 определяется временем срабатывания счетчика 43.Рассмотрим работу дешиАратора 1адреса. Предварительно в регистре 49(фиг.3) задается адрес устройства 51на магистрали 25. На элементе 45 сравнения происходит сравнения кода срегистра 49 и кода на линиях магистрали 25, начиная с второй. Если навыходе элемента 45 сравнения формируется сигнал, то на элементах И 47и НЕ 46 по первой линии магистрали25 идентифицируется первый или второйадрес устройства 51. При идентифика ции первого адреса сигналом с элемента И 47, в Ааэе адреса ("1" на линии 25) в триггер 48 заносится единица, а при идентиАикации второго адреса единица заносится в триггер 482.40 Обнуление триггеров 48 происходит позаднему Аронту сигнала сопровожденияданных на линии 27,Ф о р м у л а и з о б р е т,е н и я451. Устройство для сопряжения электронных вычислительных машин, содержащее два блока буАерной памяти, два дешиАратора адреса, два счетчика, ре" 50 гистр, три магистральных усилителя,генератор импульсов, первый триггер, первый элемент И, причем информационные входы первого дешиАратора адре са, первого блока буферной памяти, 55 информационные выходы первого магистрального усилителя, второго блока буферной памяти образуют первый информационный вход-выход устройства124547для подключения к информационному входу-выходу ЭВМ, информационный выход первого блока буферной памяти, информационные входы второго блока буферной памяти и второго дешифратора адреса образуют второй информационный вход-выход устройства для подключения к общей информационной шине, первый и второй управляющие входы первого дешифратора адреса являются 1 О первым и вторым стробирующим входами устройства для подключения к первому и второму стробирующим выходам ЭВМ, первый вход записи регистра .является входом записи устройства для 15 подключения к выходу записи ЭВМ, при этом выходы первого и второго счетчиков соединены с адресными входами первого и второго блоков буферной памяти соответственно, первый, второй д) и третий информационные выходы регистра соединены с первым, вторым и третьим информационнъми входами первого магистрального усилителя соответственно, выход первого элемента 25 И соединен с установочным входом второго счетчика и информационным входом второго магистрального усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него Зо введены узел захвата магистрали, два одновибратора, два триггера, пять элементов И, элемент ИЛИ, причем первый вход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И.и является входом чтения устройства для подключения к выходу чтения ЭВМ, выход второго триггера соединен с вторым входом записи регистра и является выходом запроса прерывания устройства для подключения к входу запроса прерывания ЭВМ, информационный выход второго магистрального уси-, лителя, нулевой вход первого триггера и первый вход четвертого элемента И являются выходом подтверждения, первым входом установки и входом запуска устройства для подключения к,первой общей управляющей шине,.информационный выход третьего магистраль ного усилителя, первый вход пятого элемента И являются синхровыходом и первым синхровходом устройства для подключения к первой общей шине синхронизации, первый выход узла захвата магистраи, синхровход второго . триггера, единичные входы первого и третьего триггеров являются выходом захвата, вторым синхровходом и вторым 85 8входом установки устройства соответственно для подключения к второй общей управляющей шине, синхровход и установочный вход узла захвата магистрали являются третьим синхровходомю и третьим установочным входом устроиства соответственно для подключения к второй общей шине синхронизации и к обшей шине установки соответственно, при этом первый информационный выход первого дешифратора адреса соединен с информационным входом. регистра и с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с управляющим входом первого магистрального усилителя, второй информационный выход дешифратора адреса соединен с вторым входом третьего элемента И и первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом записи регистра, первый информационный выход которого соединен с входом запроса узла захвата магистрали, второй выход которого соединен с входом первого одновибратора и с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй .вход которого соединен с выходом первого одновибратора, второй информационный выход регистра соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика, выход переноса которого соединен с запрещающим входом генератора импульсов и с третьим входом записи регистра, третий информационный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, выход которого соединен с информационным входом второго триггера и с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с входом "записи второго блока буферной памяти и с входом прямого счета второго счетчика, вход обратного счета которого соединен с входом чтения второго блока буферной памяти, с выходом третьего элемента И и с нулевым входом второго триггера, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом третьего магистрального усилителя, с входом чтения первого блока буферной памяти и с входом обратного счета первого. счетчика, вход прямого счета которого соединен свходом записи второго блока буфернойпамяти и с выходом шестого элементаИ, второй вход первого элемента И со.единен с выходом второго дешифратораадреса, управляющий вход которого соединен свыходом первого триггера. 2, Устройство по.п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел захвата магистрали содержит триггер, счетчик, дешифратор, магистральный усилитель, элемент И, элемент задержки, причем выход магистрального усилителя соединен с первым входом элемента И и является первым выходом . узла захвата магистрали, выход дешифратора соединен с информационным входом магистрального усилителя иявляется вторым выходом узла захватамагистрали, синхровход.триггера сое.динен с вторым входом элемента И и 5 является синхровходом узла захватамагистрали, информационный вход триггера и установочный вход счетчикаявляются входом запроса и установочным входом узла захвата магистралисоответственно, при этом в узле захвата магистрали выход триггера соединен с входом элемента задержки,выход которого соединен с управляющим входом дешифратора, информацион-ный вход которого соединен с выходомсчетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента И.13 285485 Пестм Составител Техред А.К Корректор.,М.Пожо Редактор К .Папп ук аказ 7526/ 670 исное енного етений5, Ра 3035 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,ТирГосударст делам изоб Москва, Жмитета СССРоткрытийая наб д.