Устройство для ретрансляции сигналов между каналом ввода вывода и внешними устройствами

(72) Авторы иэобретени ехнической кибернетики 1 АН Белорусс Инс Заявител 4) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕТРАНСЛЯЦИИ СИГНАЛОВ МЕЖДУ КАНАЛОМ ВВОДА - ВЫВОДА И ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМ устросхемь2 внешн ств, усилит схемыэлементы за хемы ИЛИ ешние Изобретение относится к электронно-вычислительной технике, в частности, к устройствамуправления передачей информации от цифровыхвычислительных машин к устройствам вводавывода,В известных системах управления внустройства, работающие квазипараллельно, переключаются через интерфейс 11).Однако количество подключенных внешнихустройств ввода-вывода ограничено.Для исключения этого недостатка применя 1ются групповые устройства управления внешними устройствами, но эти устройства дорогостоящие и сложные, и, кроме того, они управляют определенным набором (по типу и количеству) внешних устройств, что ограничивает сферу их применения.Наиболее близким по технической сущностик предлагаемому является устройство дляретранслирования сигналов управления и ин 2формационных сигналов, содержащее шины подключения к интерфейсу ввода-вывода каналаи к основной цепочке внешних устройств, шины подключения к дополнительной цепочке При работе известного устроиства в первом случае канал вьщает сигнал по шине выборки от канала и обращается к внешним устройствам, подключенным к основной цепочке внеш них устройств (или обслуживается, требование от абонента одного из внешних устройств основной цепочки). Этот сигнал распространя. ется как по основной, так и по дополнительной цепочке внешних устройств, .Если внешнее устройство дополнительной цейочки, на которое сигнал выборки от канала пока не поступич, выставляет сигнал требования от абонента по шине требований от абонента, то этот сигнал, проходя через усилитель-прием. ник, схему ИЛИ и схему НЕ поступает на вход схемы совпадения и тем самым бло.кнрует дальнейшее распространение сигнала выборки от канала по основной цепочке внешних устройств, Таким образом, срывается об. мен между внешним устройством основной цепочки и каналом, что является нарушением3 94964 стандартного интерфейса ввода. вывода. В слу.чае обслуживания требования одного из внеш них устройств дополнительной цепочки, сигнал выборки от канала распространяется только по дополнительной цепочке внешних устройств, а на основную цепочку сигнал не проходит.Соответственно отсутствует сигнал выборки от абонента основной цепочки внешних уст.ройств что блокирует схему совпадения и запрещает прохождение сигнала выборки от 1 о абонента дополнительной цепочки внешних устройств, Этот сигнал может появиться, например, в случае сбоя во внешнем устрой.стве, вьщавшем требование, Блокировка зто.го сигнала создает неопределенность в процессе обмена между абонентом и каналом, так как на посланный сигнал выборки от канала обратно в канал не поступают нисигнал выборки от абонента, ни сигнал работы от абонента, что нарушает требование к стандартному интерфейсу.Таким образом, недостатком устройства является нарушение стандартной системы обме. на между каналом и абонентом, что приводит" к снижению надежности работы всей подсистемы.Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ретранслирования сигналов меж ду каналом ввода-вывода и внешними устройствами, содержащее первый, второй элементы И, первый элемент ИЛИ, группу усилителей.приемщиков, группу усилителей. передатчиков, три элемента задержки, три входных усилителя выборки, три выходных усилителя выборки, причем первый информационный вход35 устройства, второй информационный вход устройства, вход управляющих ситналов устрой.ства, вход требования устройства через соответствующие последовательно соединенные уси 40 литель-приемники усилитель. передатчик соединены соответственно с первым информационным выходом устройства, со вторым инфор.мационным выходом устройства, с выходом управляющих сигналов устройства и с вы.45 ходом требования устройства, первый вход сигналов идентификации устройства, второй вход сигналов идентификации .устройства и вход идентификации адреса устройства через соответствующие последовательно соединенные усилитель-приемник, элемент задержки, уси.литель-передатчик соединены соответственно с первым выходом сигналов идентификации уст ройства, со вторым выходом сигналов иден.тификации устройства, с выходом идентификации. адреса устройства, вход выборки устройства 55 соединен через первый размыкающий элемент коммутации со входом первого входного уси.лителя выборки, а через первый замыкающий элемент .коммутации - с выходом первоговыходного усилителя выборки и с основнымвыходом выборки устройства, основной входвыборки устройства через второй размыкающийэлемент коммутации соединен со входом второго входного усилителя выборки, а черезвторой замыкающий элемент коммутации - свыходом второго выходного усилителя вы.борки и с выходом выборки устройства, вы.ход третьего выходного усилителя выборкисоединен с дополнительным выходом выборки устройства, а дополнительный вход выборки устройства через третий входной усилитель выборки соединен с первым входомпервого элемента И, введены два О.триггера,третий-шестой элементы,И, второй и третийэлементы ИЛИ и дополнительный элементзадержки, причем выходы усилителя-приемни.ка сигнала идентификации адреса канала ввода.вывода и усилителя-приемника сигналатребования абонента соединены с О-входамисоответственно первого и второго О-триггеров, С.входы которых соединены с выходомпервого входного усилителя выборки, прямойвыход первого О.триггера соединен с первымивходами второго и .третьего элементов И, инверсный выход первого О-триггера соединенсо вторым входом первого элемента И, и спервыми входами четвертого, пятого и шестого элементов И, прямой выход второго Отриггера соединен с третьим входом первогои со вторым входом шестого элементов И,инверсный выход второго Р-триггера соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого входногоусилителя выборки через дополнительныйэлемент задержки соединен со вторым входомтретьего элемента И и с третьими входамипятого и шестого элементов И, выход тре.тьего входного усилигеля выборки соединенсо вторым входом второго элемента И, выход второго входного усилителя выборкисоединен с третьими входами второго и чет.вертого элементов И, выходы третьего ишестого элементов И через первый элементИЛИ соединены со входом третьего выходного усилителя выборки, выходы третьего и пятого элементов И через второй элемент ИЛИсоединены со входом первого выходногоусилителя выборки, а выходы первого, второго и четвертого элементов И через третийэлемент ИЛИ соединены со входом второговыходного усилителя выборки,На чертеже представлена структурная схемаустройства.Устройство 1 для ретранслирования содерит первый информационный выход (шину)2, второй информационный вход (шину) 3,первый выход 4 сигналов идентификации,5 94964 второй вход 5 сигналов идентификации, вход 6 управляющих сигналов, вход 7 идентифика. ции адреса, выход 8 требования, основной выход 9 выборки, вход 10 выборки, основной вход 11 выборки, выход 12 выборки, первый информационный вход 13, второй информационный выход 14, первый вход 15 сигналов идентификации, второй выход 16 сигналов идентификации, выход 17 управляющих сигналов, выход 18 идентификации 10 адреса, вход 19 требования, дополнительный выход 20 выборки, дополнительный вход 21 выборки, усилитель-передатчик 22, усилитель- приемник 23, усилитель-передатчик 24, усили. тели-приемники 25 - 27, усилитель-передатчик 13 28, первый выходной усилитель 29 выборки, первый входной усилитель 30 выборки, второй усилитель 31 выборки, второй выходной усилитель 32 выборки, усилитель-приемник 33, усилитель-передатчик 34, усилитель. приемник 20 35, усилители-передатчики 36 - 39, третий выходной усилитель 40 выборки, третий входной усилитель 41 выборки, дополнительный элемент 42 задержки, элементы 43 - 45 задержки, второй 46 и первый 47 О.триггеры, эч третий 48, шестой 49, пятый 50, четвертый 51 второй 52 и первый 53,элементы И, пер. вый 54, второй 55 и третий 56 элементы ИЛИ, второй и первый замыкающие элемен. ты коммутации 57 и 58, второй и первый размыкающие элементы 59 и 60,коммутации.Устройство 1 выполняет следующие функции: увеличивая количество внешних устройств ввода-вывода, подключенных к интерфейсу, оно управляет информацией, проходящей междуч35 устроиствами ввода-вьвода и каналом, посредством набора функционально разделенных линий интерфейсов (см. таблицу), обеспечивая общепринятый формат информации и необходимую последовательность сигналов для всех40 внешних устройств. Устройство работает следующимобразом.Все связи с каналом осуществляются по общим шинам так что любой сигнал, поступающий из канала, доступен любому блоку управления внешним устройством, кроме сиг 1 нала, используемого для установления приори. тета между блоками управления внешними устройствами основной и дополнительной цепочки внешних устройств. Однако в каждый мо мент времени с каналом логически связан только один блок управления внешним устройством. Сигнал выборки, осуществляющий под. ключение внешних устройств в соответствии с заранее установленным приоритетом, последовательно проходят через все блоки управле 35 ния внешними устройствами в каждой из ос. новной и дополнительной цепочек внешних устройств, однако в соответствующие шины 9 6этих цепочек сигнал выборки поступает параллельно, сокращая тем самым время поискаи подключения определенного внешнего устройства. При этом учитывается, что как восновной, так и в дополнительной цепочкахне может быть внешних устройств с одинаковыми адресами,В случае необходимости подключения внешнего устройства по инициативе самого устройства, т.е, по сигналу требования от абонента, сиг/нал выборки от канала распространяетсявтуцепочку внешних устройств, из которой поступил сигнал требования от абонента, Припоступлении сигналов требований от абонентов одновременно из двух цепочек внешнихустройств, устройство 1 обеспечивает приоритет сигналу, поступившему из дополнительнойцепочки внешних устройств.Устройство 1 обеспечивает также отключение дополнительной цепочки внешних устройствпри необходимости или при снятии питанияс устройства 1 с помощью элементов коммутации 57 - 60 (контактов реле),.При этом ра.бота канала ввода-вывода с основной цепоч.кой внешних устройств не нарушается,В зависимости от поступающих сигналовустройство 1 может работать в несколькихрежимах,1 режим - работа по инициативе каналас основной или дополнительной цепочкамивнешних устройств,В этом режиме на входы 7 и 10 устройства 1 поступают соответственно сигналы адреса от канала и выборки от канала, причем, согласно требованиям к интерфейсу вводавьвода сигнал адреса от канала предшествует сигналу выборки от канала. Таким образом, сигнал со входа 7 через усилитель-приемник 27 поступает на О-вход триггера 47, затем сигнал со входа 10 через замкнутые контакты 60 реле и усилитель-приемник 30 поступает на С-вход триггера 47 и устанавливает его по передйему фронту сигнала выборки в единичное состояние, Единичный выход триггера 47 открьвает элементы И 48 и И 52, а нулевой выход закрьвает элементы И 49 - 51, 53, сигнал выборки от канала с выхода усилителя-приемника 30 поступает через элемент задержки 42 и элемент И 48 на входы элементов ИЛИ 54 и 55. С выхода элемента ИЛИ 54 сигнал выборки от канала через усилитель-передатчик 40 поступает с выхода 20 в дополнительную цепочку внешних устройств, а с выхода элемента ИЛИ 55 через усилитель-передатчик 29 на выход 9 - в ос. новную цепочку внешних устройств. Сигналы выборки от канала в каждой цепочке последовательно обходят внешние устройства до тех пор, пока одно из внешних устройствне распознает свой адрес. При этом, распространение сигнала выборки от канала в цепочке, где находится это устройство (например, в дополнительной), прекращается и . выдается сигнал работы абонента на вход 13, 5 который через усилитель приемник 33 и усилитель-передатчик 22 поступает с выхода 2в канал, а из основной цепочки на вход 11 и далее через замкнутые контакты 59 реле и усилитеЛь-приемник 31 сигнал выборки от О абонента основной цепочки внешних устройств поступает на первый вход элемента И 52, однако дальше не распространяется так как на третий вход этого элемента сигнал не поступил) и в канал с выхода 12 сигнал выборки от абонента не поступает.В этом случае, когда ни одно из устройств в основной и дополнительной цепочках не распознало свой адрес, но на входы 11 и 21 аа элемент И 52 поступят оба сигнала выборки от абонентов основной и дополнительной цепо. чек, выходной сигнал которого через усилитель передатчик 32 поступит на выход 12 выборки от абонента.режим - работа по инициативе абонента основной цепочки внешних устройств.В этом режиме в канал с выхода 8 посту. пает сигнал требования от абонента основной цепочки внешних устройств. Если канал в это время свободен, то при получении этого сигнала из канала на вход 10 поступает сигнал выборки от канала, который через замкну. тые контакты 60 реле и усилитель-приемник 30 поступает на С-входы триггеров 46 и 47, Так как сигналы адреса от канала со входа35 7 и требования от абонента дополнительнои цепочки со входа 19 не поступают, то триггеры 46 и 47 установятся в нулевые состояния, при этом сигналы разрешения поступают на входы элементов И 50 и 51. Сигнал вы 40 борки от канала с выхода усилителя-приемника 30 через элемент 42 задержки, элемент И 50, элемент ИЛИ 55, усилитель-передатчик 29 и выход 9 поступает только в основную цепочку внешних устройств. Если соединения внешнего устройства с каналом по каким-ли.45 бо причинам не произошло, то сигнал выборки от абонента основной цепочки внешних устройств со входа 11 через контакты 58 реле; усилитель-цриемник 31, элементы И 51, ИЛИ 56 и усилительпередатчик 32 поступает 50 на выход 12 как сигнал выборки от або. нента.режим - работа по инициативе абонен. та дополнительной цепочки внешних устройств.В этом режиме в канал поступает сигнал 55 требования от абонента дополнительной це 9 8почки внешних устройств со входа 19 через усилитель-приемник 39, усилитель-передатчик 28 и далее на выход 8. Кроме того, этот сигнал во время поступления сигнала не работает с абонентом, то иэ канала на вход 10 поступает сигнал выборки от канала через контакты 59 реле, усилитель-приемник 30 поступает на С.входы триггеров 46 и 47, При этом триггер 46 устанавливается по переднему фронту сигнала выборки в единичное со. стояние, а триггер 47 - в нулевое, так как на О-входе триггера 47 сигнал адреса от канала отсутствует, В таком состоянии триггеров сигналы разрешения поступают на входы элементов И 49, 53, Сигнал выборки от ка. нала с выхода усилителя-приемника 30 через элемент 42 задержки, элемент И 49, элемент ИЛИ 54, усилитель-передатчик 40 поступает на выход 20 только в дополнительную цепочку внешних устройств, Если соединения внешнего устройства с каналом по каким-либо причинам не произошло, то сигнал выборки от абонента дополнительной цепочки внешних устройств со входа 21 через усилитель- приемник 41, элементы И 53, ИЛИ 56 и усилитель-передатчик 32 поступает на выход 12 как сигнал выборки от абонента.При одновременном поступлении в канал сигналов требований от абонентов как от ос. новной, так и от дополнительной цепочек внешних устройств, устройство будет работать в описанном вышережиме, так как со. стояние триггеров 46 и 47 остается неизменным, что обеспечивает приоритет дополни. тельной цепочки внешних устройств,Устройство 1 позволяет осуществить точнуюи своевременную коммутацию цепей выборки от канала и выборки от абонента, так какпереключение цепей происходит только по переднему фронту сигнала выборки от канала,что значительно улучшает надежность и одно. значность работы известной подсистемы управленки внешними устройствами ввода. вывода. Повышение надежности работы устройства позволяет повысить надежность работы,ЭВМ с внешними устройствами, а также сократить время обращения ЭВМ к этим устройствам,что увеличивает эффективность работы вычислительной машины.Устройство может быть использовано для расширения возможности подключения внешних устройств и одному стандартному интерфейсу .ввода. вывода мультиплексного или селекторного каналов всех моделей ЕС ЭВМ,10 949649 Название линий и сигналов Шина абонента (9 линий), работа абонента, измерениеот абонентаШина канала (9 линий) Адрес от абонента, управление от абонента, информацияот абонентаУправление от канала, блокировка, информация от канала Работа канала, разрешение выборки, измерение от канала,Фсмена состояния Адрес от канала Требование абонента1Выборка от канала основной цепочки внешних устройств 9 10 Выборка от каналаВыборка от.абонента основной цепочки внешних устройствВыборка от абонента 12 Шина абонента (9 линий), работа абонента, измерениеот абонента Шина канала (9 линий) 14 Адрес от абонента, управление от абонента, информацияот абонента Управление от канала, блокировка, информация от канала 16 17 Работа канала, разрешение выборки, измерение от капала,смена состояния Адрес от канала Требование абонента 18 19 Выборка от канала дополнительной цепочки внешнихустройств 20 Выборка от абонента дополнительной цепочки внешнихустройств 21 П р и м е ч а н и я, Шины 2-8 связаны с интерфейсом ввода-вывода каналаи основной цепочкой внешних устройств.Шины 13 - 21 связаны с дополнительной цепочкойвнешних устройств.Шины 9, 11 связаны только с основной цепочкойвнешних устройств.Шины 10, 12 связаны только с интерфейсом ввода-вывода канала11 949649 12Формула изобретения элемента И, о т л и ч а Устройство для ретрансляции сигналов между каналом ввода-вывода и внешними устройствами, содержащее первый, второй элементы И, э первый элемент ИЛИ, группу усилителей-приемников, группу усилителей-передатчиков, три элемента задержки, три входных усилителя выборки, три выходных усилителя выборки, причем первый информационный вход устрой О ства, второй информационный вход устройства,вход управляющих сигналов устройства вход требования устройства через соответствующие последовательно соединенные усилитель-приемник и усилитель-передатчик соединены соот 1 ветственно с первым информационным выхоцом устройства, со вторым информационным выходом устройства, с. выходом управляющих сигналов устройства и с выходом требовэния устройства, первый вход сигналов идентифи кацни устройства,. второй вход сигналов иден тификации устройства и вход идентификации адреса устройства через соответствующие по.следовательно соединенные усилитель-приемник элемент задержки, усилитель-передатчик соеди З иены соответственно с первым выходом сигна. лов идентификации устройства, со вторым выходом сигналов идентификации устройства, с выходом идентификации адреса устройства, вход выборки устройства соединен через пер. ЗО вый размыкающий элемент коммутации со входом первого входного усилителя выборки, а через первый замыкающий элемент коммутации - с выходом первого выходного уси.лителя выборки и с основным выходом выборки устройства, основной вход выборки устройства через второй размыкающий элемент коммутации соединен со входом второ.го входного усилителя выборки, а через второй замыкающий элемент коммутации - с выходом второго выходного усилителя выборки и с выходом выборки. устройства, выход третьего выходного усилителя выборки соединен с дополнительным выходом выборки устройства, а дополнительный вход выборки устройства через третий входной усилитель выборки соединен с первым входом первого,ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности оно со.держит два О-триггера, третий-шестой элементыИ, второй и третий элементы ИЛИ и дополнительный элемент задержки, причем выходыусилителя-приемника сигнала идентификацииадреса и усилителя-приемника сигнала требования соединены с О-входами соответственнопервого и второго О-триггеров, С-входы, которых соединены с выходом первого входного усилителя выборки, прямой выход первого О-триггера соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, инверсный выход первого О-триггера соединен совторым входом первого элемента И и с первыми входами четвертого, пятого и шестогоэлементов И, прямой выход второго О-триггера соединен с третьим входом первого исо вторым входом шестого элементов Иинверсный выход второго О-триггера соединенсо вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого входного усилителявыборки через дополнительный элемент за.держки соединен со вторым входом третьегоэлемента И и с третьими входами пятого ишестого элементов И, выход третьего вход.ного усилителя выборки соединен со вторымвходом второго элемента И, выход второговходного усилителя выборки соединен с третьими входами второго и четвертого эле.ментов И, выходы третьего и шестого элементов И через первый элемент ИЛИ соединенысо входом третьего выходного усилителя выборки, выходы третьего и пятого элементовИ через второй элемент ИЛИ соединены совходом первого выходного усилителя выборки,,а выходы первого, второго и четвертого элементов Й через третий элемент ИЛИ соединены со входом второго выходного усилителявыборки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Кагем Б, М., Каневский М, М, Цифровыевычислительные машины и системы. М., "Энергия", 1974, с. 547, рис, 10-1 б.2, Авторское свидетельство СССР И 389503,кл, 6 06 Е 9100, 1973 (прототип),949649 едактор Е. Лушникова 731 Подписное,каз 5755/39 ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам иэобретений и открмтий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ фил ППП "Патент ул, Проектная, 4