Устройство для сопряжения

)5, О Об Г 13/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР . ОПИСАНИЕ ИЗО ЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построений систем передачи данных. Целью изобретения является сокращение аппаратурнмхзатрат устройства за счет организации мультиплексного режима оомена тО фИзобретение относится к вычислитель- . Наиболее близким к йзобретению по ной технике и может быть использовано прис технической сущйости является устройствопостроении систем передачи данных. :для сопряжения, содержащее И блоков соИзвесгно устройство для сопряжения;гласованияинтерфейса(И - требуемоечис- (Я содержащее две группы блоков согласова- ло абонентов), первые входы-выходы ния интерфейсов, первые вход и вйход кта)к- . которых образуют входй-вйходы устройстдого из которых соединен ц с ва, М регистров адреса(М - требуемое число соответствующими информационными вхо- каналов связи между абонентами) и матридами и выходами устройства, узел настрой- цу коммутирующих элемейтов "размерно О ки и матрицу коммутирующих элементов; . стью ЙХМ, причем первые"входы-выходы причем первые входы и выходы коммутиру.всех коммутирующих элементов склеены с ),э . ющих элементов связаны с блоками согла- вторыми входами-выходами соответствую- а сования интерфейсов первой группы, ащих блоков согласования интерфейсов, втовторые входы и выходы соединены с блока- рые входы-втычходхыкоммутирующих ми согласования интерфейсов второй груп- элементов соединены с соответствующими пы.: -,: первой и второй информационными шинаНедостаткаМи дуаннбго устройства явля- ми, информационные выходы регистров адются низкие надежность и функциональные ресов соединеныс первыми воэможности. информационными шинами,(21) 4793220/24(71) Киевский политехническйй институт им;50-летия Великой Октябрьской социалистической революцйи(56) Авторское свидетельство СССРМ 1118993, кл. 6 06 Р 13/00, 1984,Авторское свидетельство СССРЬЬ 1424022, кл. 6 06 Р 13/00, 1987,.2информацией так, что для сопряжений двух различных устройств используется одинуправляемый двунаправленный канал связи, а также эа счет изменений соединений между различными элементами устройства "и струк э,трных изменений самих коммутирующих элемхентбе. Устройство для сопряжения содержит й блоков согласовайия интерфейса; матрицу размерностью йхМ коммутирующих устройств, М регистров адреса, информационные, управляющие, служебные группы входов-выходов и,задающие входы. Каждый коммутирующий элемент содержит схему сравнения, элемент ИЛИ-НЕ, триггер запроса, элемент И и три шинных формирователя. Коммутирующий элемент настраивается на коммутацию во время фазы настройки, Направление передачи ин- . формации устанавливается с йбмЬщью задающего входа. 1 э.п, ф-лы, 2 ил,дены первые служебные входы-выходы коммутирующих элементов Е-го столбцаматрицы объединены через 1-ю служебнуюшину, первые информационные, управляющие и служебные входы-выходы блоков сотласования интерфейсов группы образуютсоответствующие информационные, управляющие и служебные руппы входов-выходов устройства, вторые информационные, управляющие и служебные группы входы-выходы 1-го блока согласования интерфейса соединены соответственно с вторыми информационными, управляющими и служебными входами-выходами коммутирующих элементов 1-й строки матрицы,Коммутирующий элемент содержит схему сравнения, триггер, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ и три шинных формирователя, причем первые информационные входы-выходы первого, второго и третьего шинных формирователей являются соответственно 40 50 Однако это устройство обеспечиваетсвязь между произвольными парами абонентов в дуплексном режиме, при котороминформация в различных направлениях передается по различным линиям,.Для современного этапа развития вычислительнойтехники характерно применение микрОпроцессоров, которые используют двунаправленные лийии передачи. Связь междуэлементами систем в этом случае осуществляется в йультиплексном режиме, Использовайие в т;йих"системах приведенныхустройств для сопряжеййя приводит к большим аппаратурным затратам.Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат устройства,Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для сопряжения, сОдержащемгруппу блоков согласования интерфейсов,группу регистров адреса и матрицу коммутирующих элементов, причем задающийвход 1-го (1 = 1, К) блока согласования интерфейса является 1-м задающим входом устройства, задающий вход коммутирующегоэлемента 1-й строки соединен с задающим 25выходом 1-го блока согласования интерфейса, входы настройки, синхронизации и начальной установки всех коммутирующихэлементов матрицы соединены соответственно с входами настройки, синхронизации 30и начальной установки устройства, входывыборки всех регистров адреса соединеныс входом настройки устройства, выход Е-горегистра адреса (К = 1, М) соединен через1-ю информационную шину с первыми информационными входами-выходами коммутирующих элементов 1-го столбца матрицы,управляющие входы-выходы которых объединены через М-ю управляющую шину, ввевторым информационным входом-выходом, вторым управляющим входом-выходом и вторым служебным входом-выходом и вторым служебным входом-выходом коммутирующего элемента, вторые информационные входы-выходы первого, второй и третьего шинных формирователей являются соответственно первым информационным входом-выходом, первым управляющим входом-выходом и первым служебным входом-выходом коммутирующего элемента, первый и второй входы схемы сравнения подключены соответственно к первому информационному входу-выходу и второму информационному входу-выходу коммутирующего элемента, выход схемы сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу установки триггера, выход триггера связан с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с входом настройки коммутирующего элемента, входы сброса и синхронизации триггера являются входами начальной установки и синхронизации коммутирующего элемента, выход элемента И подключен к входам выборки первого, второго и третьего шинных формирователей, вход направления передачи данных первого шинного формирователя соединен с вторым информационнык 1 входом-выходом второго шинного формирователя, входы направления передачи данных второго и третьего шинных формирователей соединены с задающим входом коммутирующего элемента,На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема коммутирующего элемента.Устройство содержит(фиг, 1) М блоков 1 согласования интерфейсов, матрицу из МхМ коммутирующих элементов 2, М регистров 3 адреса.Первые входы-выходы блоков 1 согласования интерфейсов образуют соответственно информационные 4, управляющие 5 и служебные 6 группы входов-выходов устройства. Задающие входы 7 блоков согласования интерфейсов являются задающими входами устройства,Линии настройки 8, начальной установки 9 и синхронизации 10 подключены соответственно к входам настройки, начальной установки и синхронизации всех коммутирующих элементов 2. Линия 8 настройки подведена к входам выборки всех регистров 3 адреса,Коммутирующий элемент 2 1-й строки (1 = 1, й) своими вторым и информационным 11, управляющим 12 и служебным 13 входами-выходами и задающим входом 14 связансоответственно с вторым информационным входом-выходом, вторым управляющим входом-выходом, вторым служебным входом-выходом и задающим выходом 1-го блока 1 согласования интерфейсов,Инуормационная шина 18 к-го столбца к = 1, М) подключена к первым информационным входам-выходам 15 коммутирующих элементов 2 к-го столбца и к информационным выходам К-го ф = 1, М) регистра 3 адреса, Управляющая шина 19 и служебная шина 20 соединены соответственно с первыми управляющими 16 и с первыми служебными 17 10 выход схемы 21 сравнения через первый вход элемента ИЛИ-НЕ 22 подключен к синхронному входу установки триггера 23 запроса в единицу. Выход триггера 23 запроса связан с первым входом элемента И 24, Вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 22 и И 24 соединены и образуют вход настройки 8 коммутирующего элемента 2. Выход эле 20 мента И 24 подведен к входам выборки первого 25, второго 26 и третьего 27 шинных формирователейвход направления передачи данных первого шинного формирователя 25 соединен с первым информационным 30 входом-выходом 16 коммутирующего элемента 2, входы направления передачи данных второго 26 и третьего 27 шинных формирователей образуют задающий вход 14 коммутирующего элемента 2, Первый и 35 второй информационные входы-выходы первого шинного формирователя 25 образуют соответственно первый 15, второй 11 информационные входы-выходы коммутирующего элемента 2, первый и второй входы схемы 22 сравнения подключены соответственно к первому информационному входу-выходу 15 и к второму информационному входу-выходу 11 коммутирующего элемента 2, первые и вторые информационные входы-выходы второго шинного формирователя 26 являются соответственно первым управляющим входом-выходом 16 и вторым управляющим входом-выходом 12 коммутирующего элемента, первые и вторые информационные входы-выходы треть его шинного формирователя 27 образуют соответственно первый служебный вход-выход 17 и второй служебный вход-выход 13, Вход синхронизации и асинхронный вход сброса триггера 23 запроса образуют соответственно вход 10 синхронизации и вход 9 начальной установки коммутирующего элемента 2.Предлагаемое устройство сопряжения может быть выполнено с использованием 55 входами-вьсходами коммутирующих элементов 2 сс-го столбца, . 15В каждом коммутирую.цем элементе 2 элементов различных серий. Так, например, в качестве схемы 21 сравнения могут быть использованы микросхемы К 555 СП 1, которые позволяют строить схемы сравнения с разрядностью, кратной четырем, В качестве триггера 23 может быть использован триггер с установкой в "0", выполненный, например, на микросхеме К 531 ТВ 9. Элементы ИЛИ-НЕ 22 и И 24 могут быть реализованы соответственно на микросхемах К 155 ЛИ 1 и К 155 ЛЕ 1, Шинные формирователи 25 - 27 могут быть реализованы на микросхемах К 580 ВА 86, Шинные формирователи используются для отключения или подключения источников и приемников информации к шинам, так как их информационные выходы имеют три выходных состояния, Для управления работой микросхемы К 580 ВА 86 имеется два входа; вход, который управляет выборкой кристалла (в описании ему соответствует вход выборки), и вход, который определяет направление передачи информации (в описании - вход задания направления), Регистры 3 адреса могут быть выполнены на микросхемах К 589 ИР 12, выходы которых имеют три состояния. Блоки 1 согласования интерфейсов представляют собой формирователи (служат для согласования уровней сигналов, поступающих от различных устройств вычислительных комплексов), число которых определяется числом информационных, управляющих и служебных линий, необходимых для связи устройств вычислительного комплекса. Эти блоки могут быть выполнены с использованием микросхем преобразователей уровней Э СЛ-ТТЛ (К 500 ПУ 125), ТТЛ-Э СЛ .с,К 500 ПУ 124), КМДП-ТТЛ с,К 176 ПУ 1, К 564 ПУ 4), ТТЛ-КМДП (К 155 ЛНЗ, К 155 ЛН 5) и дрУстройство работает следующим образом,В исходном состоянии в Ь-м регистре адреса записан логический адрес информационных шин К-го столбца.В работе устройства сопряжения можно выделить фазу настройки и фазу обмена. На фазе настройки производится образование каналов связи, необходимых для информационного обмена между абонентами на фазе обмена, Одновременно в устройстве может настраиваться, а затем функционировать на фазе обмена М каналов связи. Причем связь между любыми двумя абонентами может быть образована М различными способами путем подключения их к одной и той жеинформационнойпареинформационных шин из М возможных.Во время фазы настройки каналов связи по линии 8 настройки поступает нулевой5 10 15 20 25 30 35 40 50 сигнал, который действует на протяжении всего времени настройки и через элемент И 24 подается на входы выборки шинных формирователей 25 - 27. Под воздействием нулевого сигнала входы-выходы шинных формирователей 25 - 27 переводятся в высокоимпедансное состояние, при этом запрещается передача информации через коммутирующий элемент 2, Для подготовки устройства к настройке каналов связи по линии 8 начальной установки выдается единичный импульс, который поступает на асинхронные входы всех триггеров 23 запроса и сбрасывает их в нулевое состояние. Под воздействием сигнала, подаваемого по линии 8 настройки, из регистров 3 адреса на информационные шины 18 поступают их логические адреса, Одновременно те абоненты, между которыми необходимо образовать каналы связи, выдают одинаковый логический адрес какой-то одной информационной шины 18. Таким образом, на одни информационные входы - выходы коммутирующих элементов 2 поступают логические адреса из регистров 3, а на другие информационные входы-выходы коммутирующих элементов 2 от абонентов поступают логические адреса информационных шин, через которые требуется производить обмен информацией, В схеме 21 сравнения каждого коммутирующего элемента 2 происходит сравнение логических адресов, поступающих на его входы. При несовпадении разрядов на выходе схемы 21 сравнения формируется нулевой сигнал неравенства,который поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 22 и при нулевом сигнаяе на линии 8 настройки формирует на еговыходе единичный сигнал, Этот сигнал подается на синхронизируемый вход триггера 23 запроса и устанавливает его в единичное состояние по синхросигналу, подаваемому по линии 7 синхронизации.По окончании настройки на линии 8 настройки устанавливается единичный сигнал, который через элемент ИЛИ-НЕ 22 запрещает дальнейшее изменение состояний триггеров 23 запроса, одновременно регистры 3 адреса отключаются от информационных шин 18. В результате настройки в нулевом состоянии останутся триггеры 23 запросов только тех коммутирующих элементов 2, на информационные входы-выходы которых поступили одинаковые логические адреса, Триггеры 23 запросов остальных коммутирующих элементов 2 будут установлены в единичное состояние и нулевой сигнал с их инверсного выхода через элемент И 24 будет поступать на входы выборки первого 25, второго 26 и третьего 27 шинных формирователей, запрещая обмен информацией, Если триггер 23 запроса сохранил нулевое значение, то единичный сигнал с их инверсного выхода после снятия нулевого сигнала с линии 8 настройки переводит выход элемента И 24 в единичное состояние. Единичный сигнал поступает на входы выборки первого 25, второго 26 и третьего 27 шинных формирователей, тем самым открывает их для обмена информа-. ции, при этом осуществляется подключение абонентов к информационной 18, управляющей 19 и служебной 20 шинам.Устройство сопряжения обеспечивает образование всевозможных связей между любыми парами входов и выходов, Направление передачи информации через шинные формирователи 26 и 27 устанавливается с помощью задающего входа 14. Единичный сигнал на задающем входе 14 разрешает передачу информации с второго управляющего входа-выхода 12 через второй шинный формирователь 26 на первый управляющий вход-выход 16, а с первого служебного входа-выхода 17 через третий шинный формирователь 27 на второй служебный вход-выход 13, При нулевом сигнале на задающем входе 14 информация передается с первого управляющего входа-выхода.16 через второй шинный формирователь 26 на второй управляющий вход-выход 12, а с второго служебного входа-выхода 13 через третий шинный формирователь 27 - на первый служебный вход-выход 17, С первого управляющего входа-выхода 16 отходит линия, которая подключена к входу задания направления передачи информации первого шинного формирователя 25. Если по этой линии поступает единичный сигнал, то информация передается с второго информационного входа-выхода 11 на первый информационный вход-выход 15 шинного формирователя 25, а если поступает нулевой сигнал, то - в обратном направлении,Из двух вычислительных устройств, подключающихся между собой, одно должно быть ведущим (на задающем входе 14 - единичный сигнал), а второе вычислительное устройство должно быть ведомым (на задающем входе 14 - нулевой сигнал).На фазе обмена будет производиться обмен информацией по тем каналам связи, которые были образованы во время настройки,Так, например, если на фазе настройки был образован канал связи между 1-м ведущим вычислительным устройством и )-м ведомым вычислительным устройством через информационную, управляющую и служебную шины К-го столбца, то сигналы управления (например, сигналы чтения, записи, ввод-вывод, столб записи) от ведущего устройства к ведомому будут поступать по следующему пути: первый управляющий вход-выход 5 1-го блока согласования интерфейсов, второй управляющий вход-выход 12, второй шинный формирователь 26, первь:й уг равляющий вход-выход 16 коммутирующего элемента 2 1-й строки к-го столбца (За), управляющая шина 19 1-.го столбца, первый управляющий вход-выход 16, второй шинный формирователь 26, второй управляющий вход-выход 12 коммутирующего элемента 2 )-й строки, к-го столбца (КЭ 1), первый управляющий вход-выход 1-го блока согласования интерфейсов, Служебные сигналы (например, сигналы готовности, запроса на прерывания, запроса прямого доступа) от ведомого устройства к ведущему устройству будет проходить по следующему пути: первый служебн ы й вход-выход 6 )-го блока 1 согласования интерфейсов, второй служебный вход-выход 13, третий шинный формирователь 27, первый служебный вход- выход 17 КЭ 1 ь служебная шина 20 К-го столбца, первый служебный вход-выход 17, третий шинный формирователь 27, второй служебный вход-выход 13 КЭа, первый служебный вход-выход 6 1-го блока 1 согласования интерфейсов, Направление передачи информации, представляющей собой адреса и данные, через первый шинный формирователь 25 зависит от сигнала (обычно сигнала ввода-вывода), поступающего по линии из первого управляющего входа-выхода 16. При единичном сигнале на линий, соединяющей первый управляющий вход- выход 16 КЭ и вход задания направления передачи информации первого шинного формирователя 25, информация (адреса и данные) будет передаваться по следующему пути; первый информационный вход-выход 4 1-го блока 1 согласования интерфейсов, второй информационный вход-выход 11, первый формирователь 25, первый информационный вход-выход 15 КЭа, информационная шина 18 М-го столбца, первый информационный вход-выход 15, первый шинный формирователь 25, второй информационный вход-выход 11 КЭ 1, первый информационный вход-выход 5 1-го блока 1 согласования интерфейсов. При нулевом сигнале на линии информация (адреса и данные) будет передаваться в обратном порядке следования приведенного пути.В случае невозможности образования связи между 1-м и 1-м абонентами через информационную шину 1-го столбца из-за неисправности одного из коммутирующих элементов КЭа и КЭ 1 устройство позволяет50 согласования интерфейса группы соединены соответственно с вторыми информаци 55 онными, управляющими и служебнымивходами-выходами коммутирующих элементов 1-й строки матрицы.2. Устройство по п.1, отл и ч а ю щеес я тем, что коммутирующий элемент содержит схему сравнения, триггер, элемент И,10 20 25 30 35 40 организовать подобную связь через любую другую г-ю информационную шину (г = 1, М, г = 1), Это может быть достигнуто двумя способами: путем изменения логических адресов в программах работы соответствующих 1-го и 1-го абонентов или путем изменения логических адресов в регистрах адреса М-го и г-го столбца. При этом функции 1-й шины не теряются. Она может быть использована для коммутации любой другой пары абонентов, для установления связи между которыми не используются неисправные коммутирующие элементы. Сигналы на линии настройки синхронизации и начальной установки могут поступать от одногоиз абонентов, выполняющего в системе роль управляющего,Формула изобретения 1, Устройство для сопряжения, содержащее группу блоков согласования интерфейсов, группу регистров адреса и матрицу коммутирующих элементов, причем задающий вход 1-го (1 = 1, Ы) блока согласования интерфейса является 1-м задающим йходом устройства, задающий вход коммутирующего элемента 1-й строки соединен с задающим выходом 1-го блока согласования интерфейса, входы настройки, синхронизации и начальной установки всех коммутирующих элементов матрицы соедин"ены соответственнос входами настройки, синхронизации и начальной установки устройства, входы выборки всех регистров адреса соединены с входом настройки устройства, выход 1-го регистра адреса (к = 1, М) соединен через 1-ю информационную шину с первыми информационными входами-выходами коммутирующих элементов 1-го столбца матрицы, управляющие входы-выходы -которых обьединены через К-ю управляющую шину,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат устройства, первые служебные входы-выходы коммутируащих элементов 1-го столбца матрицыобъединены через 1-ю служебную шину,первые информационные, управляющие и служебные входы-выходы блоков согласования интерфейсов группы образуют соответствующие информационные, управляющиеи служебные группы входов-выходов устройства, вторые информационный, управляющий и служебный входц-выходы 1-го блокаэлемент ИЛИ-НЕ и три шинных формирователя, причем первые информационные входы-выходы первого, второго и третьего шинных формирователей являются соответственно вторым информационным входом- выходом, вторым управляющим входом-выходом и вторым служебным входом-выходом коммутирующего элемента, вторые информационные входы-выходы первого, второго и третьего шинных формирователей являются соответственно первым информационным входом-выходом, первым управляющим входом-выходом и первым служебным входом-выходом коммутирующего элемента, первый и второй входы схемы сравнения подключены соответственно к первому информационному входу-выходу и второму информационному входу-выходу коммутирующего элемента, выход схемы сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу установки триггера, выход триггера связан с первым входом элемента И, второй вход которого 5 соединен с вторым входом элемента ИЛИНЕ и с входом настройки коммутирующего элемента, входы сброса и синхронизации триггера являются входами начальной установки и синхронизации коммутирующе го элемента, выход элемента И подключенк входам выборки первого, второго итретьего шинных формирователей, вход направления передачи данных первогошинного формирователя соединен с вто рым информационным входом-выходомвторого шинного формирователя, входы направления передачи данных второго и третьего шинных формирователей соединены с задающим входом коммутирующе го элемента.1753478 ктор Л.Гратилло Составитель Б.КаримовТехред М.Моргентал Коррек фил э 2769 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,