Устройство для сопряжения цифровых вычислительных машин

СООЭ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИ(5)5 0 06 Г 13/ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТО РСКО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-исследовательский и конструкторско-техйологический институт по разработке контрольно-диагностического испеЦиального обоРУдованил "Тест"(56) Васильев А.Н. и др. Кодер-декодер последовательного мул ьтиплексного каналаК 588 ВГЗ, - Электронная промыШленность,1985, Ь 9, с,7-9.,Авторское свидетельство СССРМг 1571603, кл, 6 06 Р 13/36, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЪН ЫХ МАШИН(57) Изобретение относится к вычислйтельной технике и может использоваться в мноИзобретение относится к вьчислительной технике и может использоваться в многомашинных системах и локальных сетях для организации межмашинного обмена через общуо магистраль,Известно устройство для сопряжения вычислительных машин, содержащее кодер-декодер, два регистра сдвига, а также трансформаторную развязку, усилители, формирователь трансформаторной линии, составляющие узел подключения к магистрали.Устройство характеризуется низкой производительностью из-за программно оргомашинных системах и локальных .сетях для организации межмашинного обмена через общую магистраль, Целью изобретенияявляется повышение производительности за счет сокращения времениарбитража и расширение области применения за счет снятия ограничения на длину передаваемых пакетов. Фиксация захвата: магистрали с блокировкой процедуры арбитража производится при выставлении строба сопровождения,приема данных, Освобождение магистрали осуществляется при передаче последнего слова пакета в виде командного слова. Устройство содержит кодер-декодер, два регистра сдвига, узел подключения к общей магистрали; арбитр, шесть триггеров, три элемента И, два элемента ИЛИ, схему сравнения и магистральный усилитель 3 ил,ганизуемого арбитража (доступа) абонентов к общей магистрали,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сопряжения цифровых вычислительных машин, содержащее К каналов, каждый иэ которых имеет кодер-декодер, два регистра сдвига, узел подключения к общей магистрали, арбитр, три триггера, три элемента И, два элемента ИЛИ, схему сравнения, и магистральный усилитель, при этом вход данных кодера-декодера соединен с выходом переноса пеового регистра сдвига, вход задания режима которого соединен с выходом требования передачи кодера-декодера, выходстроба приема слова и синхровход приема которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен с входом сдвига второго регистра сдвига, вход переноса которого соединен с выходом данных кодера- декодера, первый и второй выходы фазоманипулированного кода, первый и второй входы биполярного кода и вход общего сброса которого соединены соответственно с одноименными входами узла подключения к общей магистрали, вход-выход которого соединен с общей магистралью устройства, выход первого триггера подключен к первому входу второго триггера подключенного вторым входом к выходу схемы сравнения, подключенной первым входом к кодовому входу, а вторым входом к выходу второго регистра и к входу магистрального усилителя, подклюценного выходом к магистрали абонента, подключенной к входу первого регистра, управляющий вход магистрального усилителя подключен к входу чтения данных и к первому входу третьего триггера, подключенного вторым входом к выходу строба приема-слова кодера-декодера, первый вход приема данных подключен к входу запроса арбитра, подключенного выходом к первому входу второго элемента И, выход третьего триггера подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к входу чтения состояния, а выход - к выходу состояйия, выход первого элемента ИЛИ подключен к управляющему входу первого регистра,Однако известное устройство характеризуется низкой производительностью, так как интервал, разделяющий полномочия доступа абонентов при арбитраже, должен быть достаточен для передаци первого адресного слова, даже если очередной абонент, получивший право доступа при переборе состояний счетчика арбитра, не требует захвата магистрали. Это обусловлено тем, цто фиксация состояния занятости магистрали с блокировкой работы арбитра происходит по заднему фронту строба приема слов декодеров.Известное устройство имеет ограницения на длину передаваемых пакетов, вызванные тем, что в первом слове содержится информация и об адресе абонента-приемника, и о числе слов в передаваемом пакете. Кроме того, известное устройство не позволяет проводить циклическое обслуживание абонентов, обеспечивающее их равноправие.Цель изобретения - повышение производительности за счет сокращения времени55 подключенного вторым входом к второмувходу четвертого триггера и второму входу приема данных, а выходом - к первому входу пятого триггера, подключенного выходом к второму входу второго элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, подклю 101520253050 арбитража и расширение области применения за сцет снятия ограничений на длинупередаваемых пакетов.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве, содержащем К каналов, каждый из которых имеет кодер-декодер, дварегистра сдвига,узел подключения к общей магистрали, арбитр, три триггера, три элемента И, два элемента ИЛИ, схему сравнения и магистральный усилитель, при этомвход данных кодера-декодера соединен с выходом переноса первого регистра сдвига,вход задания режима которого соединен с выходом требования передаци кодера-декодера, выход строба приема слова и синхровход приема которого соединены сбответственно с первым и вторым входамипервого элемента И, выход которого соединен с входом сдвига второго регистра сдвига, вход переноса которого соединен с выходом данных кодера-декодера, первый и второй выходы фазоманипулированного кода, первый и второй входы биполярного кода и вход общего сброса которогосоединены соответственно с одноименными входами узла подключения к общей магистрали, вход-выход которого соединен с общей магистралью устройства, выход йервого триггера подкл:очен к первому входу второго триггера, подключенного вторымвходом. к выходу схемы сравнения, подклюценной первым входом к кодовому входу, авторым входом к выходу второго регистра и к входу магистрального усилителя, подключенного выходом к магистралй абонента, подключенной к входу первого регистра, управляющий вход магистрального усилителя подключен к входу чтения данных и кпервому входу третьего триггера, подключенного вторым входом к выходу строба приема слова кодера-декодера, первый вход приема данных подключен к входу запроса арбитра, подключенного выходом к первому входу второго элемента И, выход третьего триггера подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к входу чтения состояния, а выход - к выходу состояния, выход первогоэлемента ИЛИ подкл:очен к управляющему входу первого регистра, в каждый канал введены четвертый, пятый и шестой триггеры,при этом первый вход приема данных подключен к первому входу четвертого триггера и к первому входу второго элемента ИЛИ,ценного вторым входом к выходу синхронизации передачи кодера-декодера, подключенного.выходом требования передачи к второму входу пятого триггера и третьему входу четвертого триггера, подключенного выходом к.входу задайия режима передачи кодера-декодера, выход строба приема данных которого подключен к первым входам первого и шестого триггеров, выход шестого триггера, подключен к первому управляющему входу арбитра, к третьему входу второго триггера и второму входу первого триггера, подключенного выходом к второму управляющему входу арбитра, подключенного входом сброса к второму выходу четвертого триггера, выход строба приема команд кодера-декодера подключен к вто-. рому входу шестоготриггера, выход второго элемента И подключен к входу пуска кодера-декодера, а кодовый вход арбитра - к выходу второго регистра.Фиксация захвата магистрали с блокировкой процедуры арбитража производится при выставлении строба сопровождения приема данных, вырабатываемого кодерами-декодерами всех каналов при передаче первого адресного слова, идентификация ке адресуемой Э ВМ проводится по заднему фронту этого строба. Такое техническое решение позволяет сократить интервалы разделения полномочий доступа абонентов к магистрали. Освобождение магистрали проводится в результате передачи последнего слова пакета как командного, при этом, по заднему фронту строба сопровождения команд, вырабатываемого кодерами-декодерами всех каналов, фиксируется незанятость магистрали.Введение четвертого и пятого триггеров позволяет, освобождать магистраль на основе передачи командного слова, фиксирующего незанятость магистрали, Введение шестого триггера позволяет фиксировать захват магистрали по началу строба сопровождения приема данных, а освобождение магистрали - по заднему фронту строба сои ровождения команды.На фиг,1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 и 3 - варианты выполнения арбитра.Устройство (фиг.1) содержит трансформаторную развязку 1, усилители 2, формирователь трансформаторной линии 3, составляющие узел 4 подключения к маги страли, кодер-декодер 5, регистры сдвига 6,7, арбитр 8, триггеры 9-14, схему сравнения 15, элементы И 16-18, магистральный усилитель 19, элементы ИЛИ 20, 21, вход чтения принятой информации 22, вход чтения состояния 23, магистраль абонента 24, сигнальный выход адресуемости 25, входы приема данных в регистр 26, 27, вход сброса арбитра 28, кодовый вход арбитра 29, выход подтверждения захвата магистрали арбит ра 30, управляющие входы арбитра 31, 32,кодовый вход задания адреса абонента 33, вход 34 пуска кодера-декодера, имеющего входы задания режима передачи команды или данных 35, синхрорход 36, выход требо вания передачи 37, выход строба приема данных 38, команды 39, последовательный биполярный вход 40, выход синхронизации приема 41, биполярный выход 42, синхровыход приема 43, выход строба приема 44, 15 общую магистраль 45, выход соСтоянйя готовности приемника 46.Вход данных 40 кодера-декодера 5 соединен с выходом переноса первого регистра 6, выход задания режима которого 20 соединен с выходом требования передачи 38 кодера-декодера 5, выход строба приема слова 44 и синхровход приема 43 которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И 16, выход которого соединен с входом сдвига второго 25 регистра 7, вход переноса которого соединен с выходом 42 данных кодера-декодера 5, первый и второй выходы фазоманипулированного кода, первый и второй входы би 30 полярного кода и вход общего сброса усилителя 19, подключенного выходомк магистрали абонента 24, йодключенной к входупервого регистра 6. Управляющий вход магистрального усилителя 19 подключен к входу чтения данных 22 и к первому входу третьего триггера 11, подключенного вторым входом к выходу строба приема слова 44 кодера-декодера 5, первый вход приема данных 26 подключен к входу запроса арбитра 8, подключенного выходом 30 к первому входу второго элемента И 17, выход третьего триггера 11 подключен к первому входу третьего элемента И 18, второй вход которого подключен к входу чтения состоя ния 23,.а выход- к выходу 46. Выход первогоэлемента ИЛИ 20 подключен к управляющему входу первого регистра 6. Первый вход прижима запроса 26 подключен к первому входу четвертого триггера 12 и к первомувходу второго элемента ИЛИ 21, подключенкоторого соединены соответственно с Одноименными входами узла 4 подключения к общей магистрали 45, вход-выход соединен с общей магистралью 45 устройства, Выход 35 первого триггера 9 подключен кпервомувходу второготриггера 10, подключенного вторым входом квыходу схемы сравнения 15, подключенной первым входом к кодово-" му входу ЗЗ, а вторым входом к выходу вто рого регистра 7 и к входу магистрального5 результате в триггер 13 записывается "1"., в триггер 12 - "0", а в триггере 48 арбитра 8 10 25 регистре 6 осуществляется по сигналам с 30 35 битра 8. После завершения приема первогоадресного слова в регистры 7 всех каналов по заднему фронту строба на выходе 38 ко 40 45 50 55 ного вторым входом к второму входу четвертого триггера 12 и второму входу приемаданных 27, а выходом - к первому входупятого триггера 13, подключенного выходомк второму входу второго элемента И 17 ипервому входу первого элемента ИЛИ 20,подключенйого вторым входом к выходусинхронизации 41 передачи кодера-декоде. ра 5, подключенного выходом требованияпередачи 37 к второму входу пятого триггера 13 и третьему входу четвертого триггера12, подключенного выходом к входу заданиярежима передачи 35 кодера-декодера 5, выход строба приема данных 38 которого подключен к первым входам первого 9 и 1шестого 14 триггеров. Выход шестого триггера 14 подключен к первому управляюще-му входу,31 арбитра 8, к третьему входу. второго триггера 10 и второму входу первого триггера 9, подключенного выходом к второму управляющему входу 32 арбитра 8,подключенного входам сброса 28 к второмувыходу четвертого триггера 12, выход строба приема команды 39 кодера-декодера 5подключен к второму входу шестого триггера; выход второго элемента И подключен квходу пуска 34 кодера-декодера 5, а кодовый вход арбитра 8- к выходу второго регистра 7,. Арбитр (фиг.2) содержит счетчик 47,триггеры 48, 49, схему сравнения 50, эле-мент И 51, при этом входы арбитра 32, 31подключейы соответственно к первому ивторому входам элемента И 51, подключенного выходом к входу установки счетчика 47,подключенного кодовым входом к входу 29,а выходом к первому входу схемы сравнения 50; подключенной вторым входом к входу задания номера абонента 52, а выходомк первому входу триггера 49, подключенного вторым входом к выходу триггера 48,подключейного первым и вторым входамисоответственно к входам 26, 28; управляющий вход разрешения схемысравнения 50подключен к входу 31. Счетчик 47 имеет. такжевход 53,Вариант арбитра по фиг.3 содержитсчетчик 47, триггеры 48, 49 и элемент НЕ 54.При этом вход 31 через элемент НЕ 54 подключей к входу установки счетчика 47, подключенного выходом переноса к первомувходу триггера 49, подключенного выходомк выходу 30, а вторым входом к выходу триггера 48, подключенного первым и вторымвходами к входам 236, 28, Кодер-декодер 5реализуется на БИС 588 ВГЗ, усилители 2 -на 588 ВАЗ, формирователь трансформаторной линии 3 - на 588 ВА 2,Работа устройства заключается в следующем. При требовании на захват магистралидля передачи пакета абонент выставляетадрес абонента приемника на магистраль 24, сопровождая его сигналом на входе 26, в фиксируется запрос на захват магистрали. При записи "1" в триггер 13 через элемент ИЛ И 20 в регистр 6 с внутренней магистрали абонента 24 записывается .адрес абонента приемника. При предоставлении выставившему запрос абоненту магистрали по сигналу на выходе 30 арбитра 8 на выходе. элемента И 17 при "1" в триггере 13 вырабатывается сигнал запуска кодера-декодера 5,посредством которого адресное слово, записанное в регистре 6, через магистраль записывается в регистры 7 всех каналов устройства. Так как при передаче первого адресного слова в триггере 12 передатчика находился "0", то адресное слово передается как слово данных и сопровождается во всех каналах стробированием на выходах 38, 44. Синхронизация сдвига передачи в выхода 41, а синхронизация сдвига при приеме в регистры 7 - по сигналам с выходов 43. Передача стробируется сигналом требования передачи 37, по которому в триггер 13 записывается "0", а в триггере 12 нулевое состояние подтверкдается. По стробу приема данных в триггер 14 записывается "1", чем фиксируется занятость общей магистрали, и производится блокировка работы ардера-декодера 5 в триггер 9 записывается"1". При переброске триггера 9 по перепаду на С-входе триггеров 10 всех каналов в адресуемом канале, содержащем "1" на выходе схемы сравнения 15, в триггер 10 записывается "1", Запись "1" в триггер 10 сопровождается формированием сигнала на выходе 25.После передачи адресного слова аналогично производится передача информационных слов. пакета, при этом по заднему фронту сигнала стробирования каждого слова 44, после завершения приема в регистр 7, в триггеры 11 всех каналов заносится "1", считываемая адресуемым абонентом через элемент И 18 по сигналу с входа 23 и воспринимаемая как флаг подтверждения приема очередного слова. Считывание принятого в регистр 7 слова проводится по сигналу с входа 22 через магистральный усилитель 19, при атом в триггер 11 автоматически записывается "О", чем подготавливается прием следующего слова, Запись10 1783531 9последнего слова пакета в регистр 6 для хват магистрали, так как при занятой маги- последующей передачи проводится по сиг- страли при "1"-м состоянии триггера 14 проналу на входе 27,. при атом в триггеры 12 и изводится установка счетчиков 47, причем в 13 записываются "1.". При появлении "1" в счетчики 47 постоянно записываются одитриггере 13 производится запуск передачи 5 наковые числа, разные для разных каналов кодера-декодера 5;так как втриггере 12 при (например, эти числа могут совпадать с но- этом находится "1", реализуется передача мерами каналов). Таким образом, после оссодержимого регистра 6 как командного вобождения магистрали при записи "0" в слова. При приеме командного слова коде- триггеры 14 всех каналов первым право дорами-декодерами 5 всех каналов ими выра ступа получает всегда один и тот же наибобатываются стробы сопровождения приема лее приоритетный абонент, при отсутствии на выходе 44 и сопровождения приема ко- требования от которого. полномочия достуманды на выходе 39. По заднему фронту па передаются следующему по приоритету строба приема команды 39 в триггер 14 за- абоненту и т,д.носится "0",при этом после записи "0" триг В арбитрах 8 фиг.2, 3) увеличение состогер 9 также автоматически . яний счетчика 47 и передача полномочий перебрасывается в "О",Такимобразом,фик- . очередному абонейту проводятся при по. сируется состояние "магистраль свободна" ступлении синхроимпульса с входа 53. Заи разрешается процедура арбитража запро- пись подтверждения доступа в арбитре, сов абонентов на захват общей магистрали. 20 показанном на фиг.З, проводится по сигнаПри использовании арбитра, показан- лу переноса счетчика 47, вырабатываемому ного на фиг.2, реализуется циклическое бес- для разных каналов в разные моменты вреи риоритетное обслуживание абонентов, мени (в результате установки). ПодтверждеПри этом в качестве последнего командного ние доступа фиксируется в триггере 4 М, слова передается адрес (номера) абонента 25 сброс которого проводится пофронтуперепервым получающим право захвата магист- броски триггера 12 после передачи команрали после ее освобождения, Для обеспече- ды.ния цикличности обслуживания при Формула изобретения завершении передачи от К-го абонента пе- . Устройство для сопряжения цифровых редается адрес следующего(К+1)-го абонен вычислительных машин, содержащее К ката. Возможны и другие дисциплины налов, каждый из которых содержит кодер- обслуживания абоненты, После передачи декодер, два регистра сдвига, узел последнего командного слова в регистры 7 подключения к общей магистрали, арбитр, в момент записи в триггер 14 "0" до записи три элемента И, два элемента ИЛИ, схему "0" в триггер 9 по сигналу на выходе элемен сравнения и магистральный усилитель, при та И 51 содержимое регистра 7 записывает- этом вход данных кодера-декодера соедися в счетчик 47 арбитра 8. После записи "0" .нен с выходомпереноса первого регистра в триггер 9 сигнал установки счетчика 47 сдвига, вход задания режима которого соеснимается и он переходит в счетный режим, динен с выходом требования передачи.ко-.при этомсигналомс выходатриггера 14 при 40 дера-декодера, выход строба приема слова его нулевом состоянии разрешается работа и сйнхровход приема которого соединены схемы сравнения 50, до фиксации занятости: " соответственно с первым и вторым входами магистрали, сопровождающейся записью первого элемента И, выход которого соеди- "1" в триггере 14. Разделение полномочий нен с входом сдвига второго регистра сдвидоступа к магистралиабонентовпроведено 45 га, вход переноса которого соединен с по времени за счет задания разных кодов навыходом данных кодера-декодера, первый и входах 52 для разных абонентов. Если при второй выходы фазоманипулированного ко- К-м состоянии счетчика 47 разрешен доступ да, первый и второй входы биполярного ко- К-го абонента, выставившего запрос содер- да и вход общего сброса которого соединены жащего "1" в триггере 48), то по сигналу с 50 соответственно с одноименными входами выхода схемы сравнения 50 производится узла подключенйя к общей магистрали, запись "1" в триггер 49. В результате навход-выход которого соединен с общей мавыходе 30 арбитра 8 формируется сигнал, гистралью устройства, выход первого тригпроизводящий запускпередачи первогоад- гера подключен к первому входу второго ресногослова, занесенного абонентом в ре триггера,.подключенного вторым входом к гистр 6. Процесс передачи первого выходу схемы сравненияподключенной адресного слова рассмотрен выше. первым входом к кодовому входу устройстПри использовании арбитра, показан- ва, а вторым входом - к выходу второго ного на фиг.З, реализуется приоритетное регистра сдвига и к входу магистрального обслуживание запросов абонентов на за- усилителя, подключенного выходом к магистрали абонента, подключенной к входупервого регистра сдвига, управляющийвход магистрального усилителя подключенк входу чтения данных устройства и к первому,входу третьего триггера, подключенного 5вторым входом к выходу строба приемаслова кодера-декодера, первый вход приема данных устройства, подключен к входузапроса арбитра, подключенного выходом кпервому входу второго элемента И, выход 10третьего триггера подключен к первому вхо-ду третьего элемента И, второй вход которого подключен к входу чтения состояния, авыход - к выходу состояния устройства, выход первого элемента ИЛИ подключен к управляющему входу первого регистрасдвига; от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения производительности и расширения области применения за счет снятияограничений на.длину передаваемых пакетов, вкакдый канал введены четвертый, пятый и шестой триггеры, причем первый входприема данйых устройства подключен кпервому входу четвертого триггера и к первому входу второго элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к второму входу четвертого триггера и к второму входу приема данных устройства, а выходом - к первому входу пятого триггера, подключенного выходом к второму цходу второго элемента И и к первому входу первого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу синхронизации передачи кодера-декодера, подключенного выходом требования передачи к второму входу пятого трйггера и к третьему входу четвертого триггера, подключенного выходом к входу задания режима передачи кодера-декодера, выход стробаприема данных которого подключен к первым входам первого и шестого триггеров, выход шестого триггера подключен к первому управляющему входу арбитра, к третьему входу второго триггера и второму входу первого триггера, подключенного выходом к второму управляющему входу арбитра, под. ключенного входом сброса к второму выходу четвертого триггера, выход строба приема команд кодера-декодера подключен к второму входу шестого триггера, выход второго элемента И подключен к входу пуска кодера-декодера, а кодовый вход арбитра - к выходу второго регистра сдвига.1783531 Фиг Составитель В.Бо ,Техред М,Моргент ре ская орректор Л,Л Реда кт аказ 4517 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва; Ж.35, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10