Устройство связи для вычислительной системы

что в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов и М каналовобмена, каждый иэ которых включает первый и второй приемные регистры, первый и второй передающие регистры, буферный регистр, узел коммутации управляющих каналов, узел сравнения, регистр состояния и регистр адреса, выход которого связан с первыми информационными входами буферного регистра и узла сравнения, вторым информационным входом соединенного с бО 65 пульсов подключен к управляющим входам приемного регистра и второму выходу блока синхронизации, группы информационных и управляющих входовкоммутатора информации являются соответственно группами информационныхи управляющих входов устройства,а первый и второй управляющие выходыкоммутатора информации соединены соответственно с первым управляющим входом узла синхронизации и входом 10 регистра состояния, вход-выход которого подключен к третьему выходу- входу узла коммутации управляющих сигналов, четвертый вход-выход которого соединен с выходом-входом комму татора информации, первым и вторым информационными выходами подключенного соответственно к выходу из первой группы информационных выходов устройства и второму информационному входу первого буферного регистра, третий выход узла коммутации управляющих сигналов является выходом из второй группы управляющих выходов устройства, четвертый и пятый выход подключены соответственно к управляющим входам второго и третьего буферных регистров, информационные входы которых соединены с выходом передающего регистра, а выходы - соответственно с вторым входом элемента ИЛИ и с выходом иэ второй группы информационных выходов устройства, второй управляющий вход узла синхронизации соединен с входом управляющего регистра и первым управляющим входом передающего регистра, а третий управляющий вход - с шестым выходом узла коммутации управляющих сигналов (2.Недостаток этого устрЬйства заключается в низкой пропускной способности, поскольку из-эа отсутствия возможности сообщениям проходить беэанализа свободные блоки сопряжения,обмен между модулями, подключеннымик устрОЙстВу, ОсущестВляется эа цикл 45работы устройства (произведение числа каналов обмена на время такта устройства). Кроме того, устройство непозволяет автоматически отключать неисправные или резервные модули,50Цель изобретения - повышение пропускной способности и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем,информационными входами первого приемного регистра и второго приемногорегистра, информационный выход которого связан с информационным входомвторого передающего регистра, управляющим входом соединенного с выходом генератора тактовых импульсов,первыми управляющими входами регистра состояния, первого приемного регистра и буферного регистра, управляющими входами второго приемного регистра и первого передающего регистра, информационный вход которого подключен к выходу буферного регистра,вторым управляющим входом связанного с первым выходом узла коюпутацииуправляющих сигналов, второй выходкоторого соединен с вторым управляющим входом регистра состояния, выхоцом подключенного к первому входуузла коммутации управляющих сигналов,второй вход которого связан с первымвыходом узла сравнения,. вторым выходом соединенного с третьим вхсдомузла коммутатции управляющих сигналов, третий выход которого подключенко второму управляющему входу первого приемного регистра, первый и третий выходы, четвертый и шестой входыузла коммутации управляющих сигналов,выход первого приемного регистра ивторой информационный вход буферногорегистра К-го канала обмена (К=1,М)являются соответствующими управляющими выходами и входами и информационными Выходом и входом К-Ой группывходов и выходов устройства, в каждыйканал обмена введены три коммутатораи узел запрета записи, причем первый,второй и третий входы узла запретазаписи соединены соответственно сседьмым, третьим и четвертым входамиузла коммутации управляющих сигналов,четвертым выходом соединенного с четвертым входом узла запрета записи,пятый вход которого подключен к выходу регистра состояния и управляющему входу первого коммутатора, информационный вход которого соединен свыходом второго передающего регистра,информационный вход второго коммутатора соединен с информационным входом второго приемного регистра, управляющий вход с пятым выходом узлакоммутации управляющих сигналов, шестым выходом соединенного с управляющим входом третьего коммутатора, инФормационный вход которого подключенк выходу первого передающего регистра, выход узла запрета записи К-гоканала обмена связан с первым входомузла запрета записи.(К-й)-го каналаобмена, выход узла запрета записипервого канала обмена связан с первымвходом узла запрета записи М-го ка. -нала обмена, выходы первого, второгои третьего коммутаторов К-го каналаобмена соединены с информационным20 триггера, третьего триггера и второмму- го триггера в состоянияСвободени Занят. Из узла 12.К сравненияЯ 5 в узел 9.К коммутации управляющихсигналов поступают сигналыЧужойи Свой . С модуля 15,К вычислительной системы в узел 9.К коммутацииуправляющих сигналов поступают сиг 30 налы Принятои Запрос на передачу, и ОтключениефИз узла б.(К+1) запрета записи в узел 9.К коммутации управляющих сигналов поступает сигнал Запрет записи, Из уз 35 ла 9.К коммутации управляющих сигналов в узел 6.К запрета записи посту-,пает сигнал Запрет, по которомув узле 6.К запрета записи формируется сигнал Запрет записи, в коммутатор 1 К поступает сигнал, по которому информация со входа коммутатора1.К поступает на выход. В первый приемный регистр 10.К поступает сигналприема информации, а в модуль .15Квычислительной системы - сигнал фПриф 5 нять. В буферный регистр 7.К поступает сигнал приема информации, а в 55 60 65 входом второго приемного регистра(К)-го канала обмена, выходы первого, второго и третьего коммутаторов первого канала обмена соединены с информационным входом второго приемного регистра М-го канала обмена,Причем узел запрета записи содержит три элемента И и элемент ИЛИ, выходом соединенный с выходом узла, первым, вторым и третьим входами соответственно с выходами первого, второго и третьего элементов И, первыевходы которых соединены с четвертым входом узла, вторые входы соответственно с первым, пятым и третьим входами узла, третьи входы второго и третьего элементов И подключены к второму входу узла.На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на Фиг. 2 - функциональные схемы узла коммутации управляющих сиг налов и узла запрета записи.В состав устройства (фиг. 1) входят М каналов обмена, включающие ко таторы 1-3, регистры 4 состояния, пер вые передающие регистры 5, узлы б запрета записи, буферные регистры 7,вторые передающие регистры 8,узлы 9 коммутации управляющихсигналов, первые приемные регистры 10, вторые приемные регистры 11, узлы 12 сравнения и регистры 13 адреса, генератор 14 тактовых импульсов. Информационные вход и выход, управляющие входы и выходы каждого канала обмена соединены соответственно с информационным выходом и входом, управляющими выходами и зходами соответствующего модуля 15 вычислительной системы (эти же позиции встречаются в описании с индексом К для К-го канала обмена, гдеК=1,М)Первые, вторые и третьи коммутаторы 1-3 содержат буферные элемейты . (ИС 155 ЛП 8) с выходами на три состояния. Регистры 4 состояния содержат элементы занесения, сброса и выдачи информации и три триггера типа в 4 ф (основной-вспомогательный), указывающие состояние (Занят/Свободен.) соответственно вторых передающих регистров 8, первых передающих регистров 5 и первых приемных регистров 10.Узлы б запрета записи предназначены для формирования сигнала (Запрет записиф, запрещающего запись принятого сообщения К-м каналом обмена в приемные регистры (К)-го канала обмена. Сигнал Запрет записи Формируется узлами б запрета записи также при наличии сигнала Запрет записи на входах узлов б запрета записи.В состав узла б запрета записи К-го канала обмена (Фиг. 2) входят , первый элемент И 16, элемент ИЛИ 17, второй элемент И 18, третий элемент И 19Узлы 9 коммутации управляющих сигналов предназначены для коммутации управляющих сигналов, поступающих на их входы. Узлы 9 коммутации уп. равляющих сигналов (фиг. 2) содержат:первый элемент И 20, элемент ИЛИ 21,второй элемент И 22, третий элементИ 23, элемент НЕ 24, первый элементИ-НЕ 25, первый элемент ИЛИ 26, четвертый элемент И 27, пятый элемент 10 И 28, второй элемент ИЛИ 29, второйэлемент И-НБ 30, шестой элемент И 31,третий элемент Й-НЕ 32.Из регистра 4,К состояния в узел;9.К коммутации управляющих сигналов .15 поступают (фиг. 2) сигналы состоянияСвободен третьего триггера, Свободенфи Занят второго триггера,Свободен и Занят первогэ триггера,Из узла 9. К коммутации управляющих сигналов в регистр 4,К состояния поступают сигналы установки первого модуль 15.К вычислительной систеьысигнал Запрос удовлетворенФВкоммутатор З.К из узла 9,К коммутации управляющих сигналов поступаетсигнал, по которому информация совхода поступает на выход коммутатораЗ.К. Узлы 12 сравнения содержат элементы сложения по модулю 2, элемент ИЛИ и элемент НЕ и предназначены для сравнения полей адресов получателей в формате сообщения с адресами модулей 15 вычислительной системы, хранящимися в регистрах 13 адреса.Регистры 13 адреса предназначены для хранения адресов отправителей (адресов модулей 15 вычислительной системы). Адреса заносятся в регист ры 13 адреса спомощью тумблерногонабора с пульта управления (не показан).В. качестве модуля 15 вычислительной системы могут использоваться про" цессоры, блоки памяти и т.п.Формат сообщения, передаваемого между каналами обмена, содержит следующие поля: адрес получателя; адрес отправителя; данные (адрес ячейки памяти, признак Запрос/10 твет, признак Чтение/Запись, соб ственно данные).устройство работает следующим образом.В исходном состоянии все триггеры регистров 4 состояния находятся в 15 состоянии Свободен. По пуску устройства генератор 14 начинает вырабатывать тактовые импульсы, под управлением которых между каналами обмена,начинают циркулировать информационные сообщения. По каждому тактовомуимпульсу сообщение с выхода (К+1)-го 20 канала обмена передается в один иэприемных регистров К-го канала обме на, и состояние триггеров регистра4.К состояния изменяется. До поступления тактового импульса поле адреса получателя сообщения сравнивается в узле 12.К сравнения с адресом модуля 15.К, хранящимся в регистре 13.К адреса, в результате чего на выходе узла 12,К сравнения появляется один из счгналов СВой 1, Чужойф.Работу устройства рассмотрим на примере работы К-го канала обмена (К:1,М), так как работа всех каналов обмена аналогична. При этом индекс канала в позициях узлов опущен там, где это не вызывает неоднозначности. Каждый канал обмена может работать 30 в четырех режимах: ЗАПИСЬ 1, ЧТЕНИЕ, ПЕРЕДАЧАф, ТРАНЗИТ.В режиме ЗАПИСЬ производится прием сообщения устройством от модуля 15. Он выполняется в два этапа: рой - в подключении буферного регистра 5 к выходу К-го канала обмена через коммутатор 3,При необходимости передать сообщение модуль 15 выставляет его (адрес получателя, данные) на своем ин. формационномвыходе и посылает сигнал Запрос на передачуф в узел 9. Если второй триггер регистра 4 состоя 50 55 ния находится в состоянии 1 Свободен" и есть сигнал Запрос на передачу" узел 9 вырабатывает сигнал, разреша ющий запись в буферный регистр 7 по переднему фронту тактового сигнала сообщения из модуля 15 и адреса от-правителя из регистра 13 адреса, а по заднему фронту тактового импульса это сообщение переписывается в передающий регистр 5 и сигнал устапервый этап заключается в приеме сообщения от модуля 15 в буферный регистр 7 и передающий регистр 5, втоновки второго триггера 4 в состояниеЗанят. Сигнал, разрешающий записьв буферный регистр 7, посылается также в мопсюль 15 ссобщая последнемучто Запрос удовлетворен. По.лучив этот сигнал, модуль 15 снимаетсигнал Запрос на передачу и сообщение со своего выхода.Второй этап режима фЗАПИСЬ выполняется при условии нахожденияпервого триггера регистра 4 в состоянии Свободен и второго триггерарегистра 4 в состоянии фЗанят. Вэтом случае узел 9 вырабатывает сигнал, разрешающий. прохождение информации через коммутатор 3., и снимаетсигнал устанавливающий второй триггер состояния регистра 4 в состояниеЗанятф. По переднему фронту тактового импульса второй триггер регистра 4 переходит в состояние Свободен,Возможно одновременное выполнениеобоих этапов, если первый триггер регистра 4 находится в состоянии Свободен, второй триггер регистра 4 всостоянии Занят, т.е. в передаю,щем регистре 5 находится предыдущеесообщение, и есть сигнал Запрос напередачу. В этом случае узел 9 вырабатывает сигнал, разрешающий записьв буферный регистр 7, сигнал установки второго триггера регистра 4 в состояние Занят и сигнал, разрешающий прохождение сообщения из передающего регистра 5 через коммутатор 3.В режиме ЧТЕНИЕ производитсяприем сообщения, предназначенногодля модуля 15, в приемный регистр 10,Если третий триггер регистра 4 находится в состоянии Свободен илиот модуля 15 поступит сигнал Принятоф об окончании обработки предыдущего сообщения и узел 12 выработалсигнал Свой, то узел 9 вырабатывает сигнал, разрешающий запись вприемный регистр 10 сообщения (адресотправителя, данные), и сигнал установки третьего регистра 4 в состояние Занят, Если третий триггеррегистра 4 находится в состоянии "За- ..нят и нет сигнала Принятоф,узел 9 вырабатывает сигнал, подтверждающий состояние фЗанятф третьеготриггера регистра 4,Если третий триггер регистра 4 находится в состоянииСвободен или есть сигнал Принятоф, и узел 12 выработал сигналЧужой, то узел 9 не вырабатываетсигнала установки третьего триггерарегистра 4 в состояние Занятф.В режиме фПЕРЕДАЧА осуществляется передача сообщения со входаК-го канала на его выход с записьюсообщения в приемный регистр 11 ипередающий регистр 8 по тактовому импульсу. Два регистра необходим дляразвязки записи предыдущего сообщения в один иэ регистров следующегоканала и записи сообщения со входаК-го канала.Узел 9 не вырабатывает сигнал установки первого триггера регистра 4 всостояние Занято в следующих 5случаях: если на вход узла 9 коммутации управляющих сигналов поступаетсигналЗапрет записи; если узел12 сравнения выработал сигналСвойкаи третий триггер регистра 4 находится 10в состоянии Свободенф, или от модуля 15 поступил сигнал Принято,т.е. выполняется режим ЧТЕНИЕ;если первый триггер регистра 4 находится в состоянии Свободен ,и второй триггер регистра 4 находится в состоянии Свободенф, т.е.выполняется режим ТРАНЗИТ.Во всех остальных случаях узел 9вырабатывает сигнал установки первого триггера регистра 4 в состояниеЗанят. Если первый триггер регистра 4 состояния находится в состоянии Занят, то это разрешаетпрохождение информации через коммутатор 2 на выход К-го канала.В режиме ТРАНЗИТ осуществляется передача сообщения со входа К-гоканала на его выход в обход приемного регистра 11 и передающего регистра 8 через кбммутатор 1.Если первыйи второй триггеры регистра 4 состояния находятся в состоянии Свободен, то узел 9 вырабатывает сигнал, разрешающий прохождение информации через коммутатор 1.Если при этом выполняется такжережим ЧТЕНИЕ, то узел б вырабатывает и передает на выход К-го канала сигналЗапрет записи, запрещающий запись принятого К-ым каналом 40сообщения в приемный регистр следующего канала, Сигнал Запрет записивырабатывается узлом б также при наличии сигнала Запрет записи" навходе К-го канала ( в режиме ТРАНЗИТ ) .Кроме того, имеется возможностьотключения модуля 15 от системы засчет постоянного открытия коммутатора 1. Такое отключение происходит посигналу от модуля 15 Отключение,по которому первый триггер регистра4 переходит в состояние фСвободен.",в зависимости от которого коммутатор. . 1 открыт для прохождения сообщений совхода К-го канала обмена на его выход,а коммутаторы 2 и 3 закрыты.Таким образом устройство позволяет производить статистический обмен сообщениями между модулями вычислительной системы и повысить пропускнуюспособность устройства.Формула изобретения 1.устройство связи для вычислитель-,ной системы, содержащее генератор тактовых импульсов и М каналов обмена, каждый из которых включает первый и второй приемные регистры, первый и второй передающие регистры, буферный регистр, узел коммутации управляющих сигналов, узел сравнения, регистр состояния и регистр адреса, выход которого связан с первыми информационнымивходами буферного регистра и узла сравнения, вторым информационным входом соедиченного с информационными входами первого приемного регистра и второго приемного регистра, информационный выход которого связан с информационным входом второго передающего регистра, управляющим входом соединенного с выходом генератора тактовых импульсов, первыми управляющими входами регистра состояния, первого приемного регистра и буферного регистра, управляющими входами второго приемного регистра и первого передающего регистра, информационный вход которого подключен к выходу буферного регистра, вторым управляющим входом связанного с первым выходом узла коммутации управляющих сигналов,второй выход которого соединен с вторым управляющим входом регистра состояния, выходом подключенного к пер. еому входу узла коммутации управляющих сигналов, второй вход которого связан с первым выходом узла сравнения, вторым выходом соединенного с третьим входом узла коммутации управляющих сигналов, третий выход которого подключен к второму управляющему входу первого приемного регистра, первый и третий выходы , четвертый, пятый и шестой входы узла коммутации управляющих сигналов, выход первого приемного регистра и второй ин"формационный вход буферного регистраК-го канала (К 1,М) обмена являютсясоответствующими управляющими выхода"ми и входами н информационными выходом и входом К-ой группы входов и выходов устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности устройства, в каждый канал обмена введены три коммутатора и узел запрета записи, причем первый, второй и третий входы узла запрета записи соединены соответственно с седьмым , третьим и четвертым входамн узла кожутации управляющих сигналов, четвертым выходом соединенного с четвертым входом узла запрета записи, пятый вход которого подключен к выходу регистра состояния и управляющему входупервого коммутатора, информационныйвход которого соединен с выходом второго передающего регистра , информационный вход второго коммутатора соединен с информационным входом второго приемного регистра, управляющийвход с пятым выходом узла коммутации(Риг.1 управляющих сигналов, шестым выходомсоединенного с управляющим входомтретьего коммутатора, информационныйвход которого подключен к выходу первого передающего регистра, выход узла запрета записи К-го канала обмена 5связан с первым входом узла запретазаписи (К)-го канала обмена, выходузла запрета записи первого канала обмена связан с первым входом узла запрета записи М-го канала обмена, выходы первого, второго и третьего коммутаторов К-го канала обмена соединены с информационным входом второгоприемного регистра (К"1)"го каналаобмена, выходы первого, второго итретьего коммутаторов первого каналаобмена соединены с информационнымвходом второго приемного регистраМ-го канала обмена. 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что узел запретазаписи содержит три элемента И и элемент ИЛИ, выходом соединенный с выходом узла, а первым, вторым и третьим входами соответственно с выходами первого, второго и третьего эле"ментов И, первые входы которых соединены с четвертым входом узла, вторыевходы соответственно с первым, пятыми третьим входами узла, третьи входы второго и третьего элементов Иподключены к второму входу узла.Источники информации,принятые во внимание.при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 734654, кл. 6 06 Р 3/04, 1977.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2765316/18-24,кл, С 06 Р 3/04, 1979 (прототип).. Составитель В.Вертлибовальчук Техред И.Гайду Корректор О. Билак Редакто Зака 7512/6 ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная ил ВНИИПИ по д 130 35, МоТираж 731 Подписное осударственного комитета СССРам изобретений и открытий ква, Ж, Раушская наб., д. 4/5