Устройство для сопряжения внешнего устройства с магистралью вводавывода

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии 968799 Союз СоветскихСоциалкстическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 25.05.81(21) 3290869/18-24 Р 1 М К 1 з О 06 Р 3/04 с присоединением заявки 11 оГосударствеииый комитет СССР по делам изобретениИ и открытийОпубликовано 2310,82. Бюллетень М 39 Дата оПубликования описания 23.10.82 Ю.П; Рукоданов, Е.ф. Генералов и В.Б. Путилс 1 в 72) Авторыизобретения(71) Заявитель,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА С МАГИСТРАЛЬЮ ВВОДА/ВЫВОДА 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для подключения внешних устройств к линиям связи (линиям интерфейса ввода/вывода)Известны устройства для сопряжениявычислительной машины с каналом связи, содержащие коммутаторы, преобразователь кода, блок буфернойпамяти, блоки контроля, блок управле ния, распределитель импульсов, регистры, блоки элементов согласования и элементов И (11.Недостаток этих устройств состоит в больших аппаратурных затратах.Наиболее близким к изобретению по сущности технического решения является устройство для отключения внешних устройств от линий связи, содержащее детектор неисправности линий связи, четыре элемента И, два элемента ИЛЙ, три элемента НЕ, элемент задержки и первый коммутатор, причем входы детектора неисправности линий связи соединены с линиями связи, выход детектора неисправности линий связи соединен с управляющим выходом устройства и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым управляющим входом устройства, выход первого элемента И соединен с йервым входомпервого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второгоэлемента И, первый вход которого сое динен с выходом элемента задержки,вход которого соединен с вторым управляющим входом устройства и с вторым входом второго элемента И, третийвход которого соединен с выходом 10 первогО элемента НЕ, вход которогосоединен с третьим управляющим входомустройства, четвертый управляющийвход устройства соединен через второй элемент НЕ с четвертым входомвторого элемента И, пятый вход которого соединен с первым входом третьего элемента И и с выходом третьегоэлемента НЕ, вход которого соединен спятым управляющим входом устройстваи с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен сшестым управляющим входом .устройства,первая группа информационных входовустройства соединена с первой группойинформационных входов первого коммутатора и через второй элемент ИЛИ свторым входом третьего элемента И,выход которого соединен с третьимвходом первого элемента ИЛИ, четвертый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, втораягруппа информационных входов устройства соединена с второй группой информационных входов первого коммутатора, выходы которого соединены слиниями связи 2 . Недостатком этого устройства является низкая надежность работы, поскольку оно отключает соответствующее внешнее устройство от линий связи даже от случайного сбоя, не приводящего к отказу данного внешнего устройства и всего вычислительного комплек" са. Внешние устройства постоянно под" ключены к линиям связи, что является дополнительным источником логических помех, выдаваемых в общие линии связи. После возникновения неисправности внешнее устройство отключается от линий связи, но через время, определенное быстродействием коммутатора и логических элементов, управляющих 20 работой коммутатора. За это времякратковременная логическая помеха успевает появиться в линиях связи, что может привести к искажению передаваемой по линиям связи инФормации 25 или сбою в работе вычислительного комплекса. Устройство также не позволяет осуществлять отключение неисправного внешнего устройства, если неисправность появляется в процессе об- З 0 мена между каналом ввода-вывода ЭВМ и внешним устройством.Целью изобретения является повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее детектор неисправности линий, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента НЕ, элемент задержки и первый коммутатор, причем вход детекторанеисправности линий связи соединен с 40 линиями связи магистрали ввода/выво" да, а выход соединен с выходом исправности линий устройства и первым входом первого элемента И, подключен- ного вторым входом к входу исправнос ти линий устройства, а выходом - к первому входу первого элемента ИЛИ, второй, третий, четвертый входы кото.рого соединены соответственно с выходами второго, третьего и четвертого элементов И, первый вход второгоэлемента И через элемент задержки,второй вход непосредственно соединеныс входом выборки устройства, третийчетерй и пятый входы торо элеМента И подключены соответственно через первый, второй и третий элементы НЕ к входу обратной выборки, входу управления абонента и входу работы абонента устройства, входытретьего элемента И соединены соответственно с выходами третьего элемента НЕ и второго элемента ИЛИ, группа входов которого подключена к первым группам информационных входов устройства и первого коммутатора, 65 вторая группа информационных входов и выход которого соединены соответственно с второй группой информационных входов устройства и линиями связи магистрали анода/вывода, первый и второй входы четвертого элемента .И соединены соответственно с входом работы абонента и входом требования абонента устройства, введены блок статистической обработки, два коммутатора, пять элементов И и элемент ИЛИ, причем управляющий вход первого коммутатора соединен свыходом пятого элемента И, пятый, шестой и седьмой входы первого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами шестого, седьмого и восьмого элементов И, первые входы, шестого и седьмого элементов И подключены к входу адРеса абонента устройства, первый вход восьмого элеМента И соединен с входом информации абонента устройства и вторым входом шестого элементаИ, а второй вход - с входом управленияабонента Устройства, вторым входом седьмого элемента И и первым входом третьегО элемента ИЗЫДИ, вторым входом подключенного к входу работы абонента устройства, выход первого элемента ИЛИ соединен с информационным входом блока статистической обработки, вход начальной установки которого соединен с входом начальной установки устройства, а выход - с первыми входами пятого и девятого элементов И, второй вход пятого элемента И под-ключен к выходу третьего элемента ИЛИ,второй вход девятого элемента И соединен с входом требования абонента и информационным входом второго коммутатора, выход и управляющий вход которого подключены соответственно к линиям связи магистрали ввода/вывода и выходу девятого элемента И, первым входом подключенного к управляющему входу третьего коммутатора, первый и второй информационные входы и выход которого соединены соответственно с входами выборки,и обратной выборки устройства и линиями связи магистрали ввода/вывода. Кроме того, блок статистической обработки. содержит элемент ИЛИ,счетчик, триггер, генератор импульсов об"нуления, формирователь импульса игенератор импульсов, входы которыхсоединены с входом начальной установки блока, а выходы - соответственнос первым и вторым входами элементаИЛИ, выход которого и выход генератора импульсов обнуления соединены с соответствующими входами счетчика, выходом подключенного к первому входу триггера, второй вход и выход которого являются соответственно информационным входом и выходом блока.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства;на фиг. 2 и 3 - примерынии 22 связи сопровождается наличием управляющего сигнала Работа абонента, на вход 34 - сигналы от внешнего устройства, выдача которых н общие линии 22 связи не обусловлена наличием управляющих сигналов.Коммутаторы 18, 19 и 20 могут представлять собой элементы с тремя состояниями на выходе или группу электромеханических реле. Коммутаторы 18 и 19 обеспечивают подключение передатчиков внешнего устройства к линиям 22 связи лишь на время обмена информацией с каналом ввода-вывода ЭВМ, а коммутатор 20 замыкает обходной путь управляющего сигнала фВыборка,. который поступает на вход 25 при неисправности или отключении данного внешнего устройства. При исправном внешнем устройстве и исправных линиях 22 связи все.сигналы, поступающие по входам 33 и 34, отключены от линий 22 связи при помощи коммутатора 18, а сигнал Требование абонентаф, поступающий на вход 29, - при помощи коммутатора 19. При обращении к ннешнему устройству канала ввода-вывода ЭВМ с последовательностью сигналов начальной выборки внешнее устройство присылает на вход 27 или 28 один из управ-. ляющих сигналов Управление абонента или Работа абонента, Этот сигнал, пройдя элемент ИЛИ 8 и элемент И 17, подключает с помощью коммутатора 18 нсе сигналы, поступающие по информационным нходам 33 и 34, к линиям 22 связи.В случае выставления требования на обслуживание от данного внешнего устройства, т.е. при наличии сигнала Требование абонента на входе 29, этот сигнал через элемент И 21 подключает коммутатор 19 таким образом, что сигнал с его входа подключается к вы" ходу. После этого происходит стандартный обмен сигналами между каналом ввода-нывода ЭВМ и внешним устройством, которое присылает на вход 27 или 28 один из управляющих сигналов Управ" ление абонента или Работа абонента, подключая нсе сигналы, поступающие по информационным входам 33 и 34 через коммутатор 18, к выдаче н линии 22 связи.По окончании стандартного обмена между внешним устройством и каналом ввода-вывода ЭВМ внешнее устройство отключается от общих линий связи при помощи коммутатора 18.При Неисправностях линий 22 связи внешние устройства начинают отключаться от линий 22 связи последовательно по цепочке, начиная с внешнего устройства, имеющего низший приоритет в обслуживании (т.е. внешнего устройства, подключенного последним по линии Выборка). Таким образом, когда детектор 1 внешнего устройства, имеющего низкий приорифункциональных схем детектора неисправности линий и блока статистичес. кой обработкиустройство содержит (фиг. 1) детектор 1 неисправности линий связи, элемент И 2, элемент ИЛИ 3, элемент 5 И 4, элемент 5 задержки, элементы НЕ 6 и 7, третий элемент ИЛИ 8, четвертый элемент И 9, элемент НЕ 10, третий элемент И 11, второй элемент ИЛИ 12, шестой, седьмой и восьмой элементы И 13-15, блок 16 статистической обработки, пятый элемент И 17, коммутаторы 18-20, девятый элемент И 21, линии 22 связи магистрали ввода/вывода, выход 23 и вход 24 исправности линий устройства, управляющие входы устройства: вход 25 выборки, вход 26 обратной выборки, вход 27 уп-. равления абонента, нход 28 работы абонента, вход 29 требования абонента, 20вход 30 начальной установки, вход 31 .адреса абонента, вход 32 информацииабонента, входы 33 и 34 первой и второй групп информационных входов.Детектор 1 неисправности линий связи (фиг.2 ) содержит приемники 35,дешифратор 36, элемент И-НЕ 37 и элемент И 38.Блок 16 статистической обработки (фиг. 3) содержит формирователь 39 импульсов, формирующий импульсы из фронта сигнала, генератор 40 импульсов, элемент ИЛИ 41, счетчик 42, генератор 43 импульсов обнуления и триггер 44.Входы детектора 1 подключены к ли 35 ниям 22 связи (линиям интерфейса нвода/вывода) . Выход 23 подключается к входу 24 устройства, сопрягающаго с магистралью внешнее устройство., имеющее более высокий приоритет в обслу О живании, так как все внешние устройства подсоединяются к каналу ввода/вывода ЭВМ посредством общих. линий связи, к которым они подключаются параллельно, а по линии Выборка все 45 внешние устройства подключены к каналу ввода-нывода ЭВМ последовательно по цепочке, начиная с внешнего устройстваимеющего высший приоритет н обслужинании, и кончая внешним уст ройством, имеющим низший приоритет в обслуживании, На вход 25 подается управляющий сигнал .Выборка, на вход 26 - управляющий сигнал Обратная выборка, на вход 27 - управ ляющий сигнал Управление абонента, . на вход 28 - управляющий сигнал Работа абонента, на вход 29 - управляющий сигнал Требование абонента, на вход 30 - управляющий сигнал начальной установки, на вход 31 - сигнал идентификации Адрес абонентаф, на вход 32 - сигнал идентификации Информация абонента. На вход 33 поступают сигналы от внешнего устройства, выдача которых в общие ли55 тет,. определил неисправность линий22 связи, на его выходе появляетсялогическая ф 1, поступающая на входэлемента И 2. На втором входе элемента И 2 постоянно присутствует логическая 1 ф (так как это внешнееустройство подключено последним налинии Выборка) . В результате логического умножения на выходе элемента И 2 появляется логическая 1,которая, пройдя элемент ИЛИ 3 и блок 1016, воздействует на управляющий входкоммутатора 20 таким образом, чтопоступающий на вход 25 сигнал Выборка проходит на выход коммутато.ра 20, передавая сигнал Выборкас входа на выход внешнего устройства,предотвращая зависание сигнала"Выборка на данном внешнем устройстве. Одновременно, сигнал с выходаблока 16 статистической обработки, 20поступая на вход элемента И 17 и входэлемента И 21, запрещает подключениесигналов, поступающих на входы комму-,таторов 18 и 19, к линиям 22 связи,Таким образом, внешнее устройство остается отключенным от неисправных линий 22 связи,С выхода 23 выдается логическая1, которая поступает на вход 24устройства, сопрягающего с.магистральюз 0смежное с данным внешнее устройство,имеющее более высокий приоритет, и ес.ли детектор 1 этого внешнего устройства также определит неисправностьлиний 22 связи, то оно аналогично опи- Зсанному отключается от .линий 22 .связи, а с выхода 23 поступает сигналразрешения на отключение от линии 22связи следующего более приоритетноговнешнего устройства. Таким образом,все внешние устройства низкого приоритета, детекторы 1 которых определили неисправность магистрали, несмогут подключиться к линиям 22 связи.В результате этого внешние устройства, подключенные к линиям 22 связи на участке от места подключенияканала ввода-вывода ЭВМ до места неисправности линий 22 связи, могутподключаться к линиям 22 связи на время обмена информацией с каналом ввода-вывода ЭВМ.При поступлении на вход внешнегоустройства управляющего сигналаВыборка., он одновременно поступает на вход 25.и, если на выходахвнешнего устройства не появится ниодин из ответных сигналов Обратнаявыборка", Управление абонентаили Работа абонента, которыепоступают также на входы 26, 27 или28 устройства, то в результате ло- б 0гического умножения на выходе элемента И 4 появится сигнал, который через элемент ИЛИ 3, блок 16 и элементы И 17 и 21 поступает на управляющиевходы коммутаторов 18 и 19, запрещая б 5 подключение неисправного внешнегоустройства к линиям связи. Одновременно сигнал с выхода блока 16 поступаетна управляющий вход коммутатора 20,который перемыкает управляющий сигнал Выборка с входа 25 на выходкоммутатора 20.В случае, когда внешнее устройствологически подключается к линиям 22связи, но не снимает сигнала требования на обслуживание, его необходимо отключить от линий 22 связи. Вэтом случае сигналы Требование абонента и Работа абонента с выходов внешнего устройства поступаютна входы 29 и 28, в результате ихлогического умножения сигнал с выхода элемента И 9 аналогично описанномупоступает на управляющие входы коммутаторов 18 и 19, отключая неисправноевнешнее устройство от линий 22 связи, и перемыкает коммутатором 20 сигнал Выборка. Если на выходахвнешнего устройства, подключенногок входу 33, появляются сигналы, несопровождаемые управляющим сигналомпо входу 28 (сигнал Работа або 1кента ), то сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 аналогично описанному отключает внешнее устройство от линий22 связи, Одновременное появление любых двух И более сигналов на входах27, 31 и 32 (сигналы Управлениеабонента, Адрес абонента иИнформация абонента) является также сбойной ситуацией и вызывает отключение внешнего устройства при появлении на выходе какого-либо из элементов И 13, 14 или 15 соответствующего сигнала.Детектор 1 неисправности линий связи работает следующим образом.На линии 22 связи выдается адресвнешнего устройства и проверочнаякомбинация сигналов, Адрес внешнегоустройства опознается дешифратором36, а проверочная комбинация поступает на элемент И-НЕ 37. В случаекакой-либо неисправности линий 22связи на выходе элемента И 38 появится соответствующий сигнал.Блок 16 статистической обработкиработает следующим образом,При сбросе системы триггер 44 устанавливается в исходное состояниесигналом начальной установки который приходит на вход 30. При появлении на входе блока 16 импульса (случайный сбой) формирователь 39 формирует импульс из фронта входного сигнала и через элемент ИЛИ 41 записывает в счетчик 42 единицу. Счетчик42 периодически обнуляется генератором 43, Если за период между импульсами обнуления сбоев будет несколько, то все они запишутся в счетчик 42. Если количество импульсов,соответствующее количеству сбоев,Формула изобретения 65 которых соединены с входом начальной превысит объем счетчика 42, то на . выходе его появится сигнал, устанавливающий триггер 44 в состояние, соответствующее команде на отключение данного внешнего устройства от линий 22 связи. Если на входе блока 16 появится постоянный потенциал, соответствующий постоянной ошибке, то этот потенциал запускает генератор 40, импульсы с выхода которого, пройдя элемент ИЛИ 41, переполнят счетчик 42 и установят триггер 44 в состояние, соответствующее команде на отключение данного внешнего устройства.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы сопряжения, поскольку дает возможность отключать неисправные внешние устройства, препятствующие нормальному обмену между каналом ввода-вывода ЭВМ и другими исправными внешними устройствами. Отключение неисправных внешних устройств происходит по ее единичному сбою, а в случае постоянной неисправности внеш- негО устройства или по часто повторяющимся случайным сбоям. Кроме того, устройство позволяет подключать,внешнее устройство к общим линиям связи лишь на время обмена информацией с каналом ввода-вывода ЭВМ, что позволяет уменьшить вероятность возник- новения помех и выдачу их в общие линии связи. Тем самым повышается надежность работы сопряжения и вычислительного комплекса, включающего в себя внешние устройства, подключаемые к общим линиям связи. 1. Устройство для сопряжения внешнего устройства с магистралью ввода/вы" вода, содержащее детектор неисправности линий, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента НЕ, элемент задержки и первый коммутатор, причем вход детектора неисправности линий связи соединен с линиями связи магистрали ввода/вывода, а выход соединен с выходом исправности линий устройства и первым входом первого элем нта И, подключенного вторым входом к входу исправности линий устройства, а выходом - к первому входу первого элемента ИЛИ, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами второго, третьего и четвертого элементов И, первый вход второго элемента И через элемент задержки, а второй вход непосредственно соединен с входОм выборки устройства, третий, четвертый и пятый входы второго элемента И подключены соответственно через первый, второй и третий элементы НЕ к входу обратной выборки, входу управления абонента и входу работы абонента устройства,зходы третьего элемента И соединены;оответственно с выходами третьегоэлемента НЕ и второго элемент. ИЛИ,группа входов которого подключена к 5 первый группам информационных входовустройства и первого коммутатора,вторая группа информационных входови выход которого соединены соответственно с второй группой информационных входов устройства и линиямисвязи магистрали ввода/вывода, первыйи второй входы четвертого элемента Исоединены соответственно с входом ра"боты абонента и входом требованияабонента устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышениянадежности устройства, в него введены блок статистической обработки, двакоммутатора, пять элементов И и элемент ИЛИ,.причем управляющий входпервого коммутатора соединен с выходом пятого элемента И, пятый, шестойи седьмой входы первого элемента ИЛИсоединены соответственно с выходамишестого, седьмого и восьмого элемен.тов И, первые входы шестого и седьмого .элементов И подключены к входуадреса абонента .устройства, первыйвход восьмого элемента .И соединен свходом информации абонента устройства 30 и вторым входом шестого элемента И,а второй вход - с входом управленияабонента устройства, вторым входомседьмого элемента И и первым входомтретьего элемента ИЛИ, вторым вхо дом подключенного к входу работыабонента устройства, выход первогоэлемента ИЛИ соединен с информационным входом блока статистическойобработки, вход начальной установки 40 которого соединен с входом начальнойустановки устройства, а выход - спервыми входами пятого и девятогоэлементов И, второй вход пятого элемента И подключен к выходу третьегоэлемента ИЛИ, второй вход девятогоэлемента И соединен с входом требования абонента и информационным входом второго коммутатора, выход и управляющий вход которого подключенысоответственно к линиям связи магистрали ввода/вывода и выхощу девятого элемента И, первым входом подключенного к управляющему входу треть. его коммутатора, первый и второй информационные входы и выход которого 55 соединень соответственно с входамивыборки и обратной выборки устройства и линиями связи магистрали ввода/выьода.2, Устройство по и. 1,о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок статистической обработки содержит элемент ИЛИ, счетчик, триггер, генератор импульсов-обнуления, формирователь импульса и генератор импульссв, входыустановки блока, а выходы - соответственно с первым и вторым входамиэлементов ИЛИ, выход которого и выходгенератора импульсов обнуления соеди"нены с соотвЕтствующими входами счетчика, выходом .подключенного к первому5входу триггера, второй вход и выходкоторого является соответственно информационным входом и выходом блока. Источники информации,принятые во внимание при,экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2893518/18"24,кл. 6 06 Р 3/04, 1980.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2977595/18-24,кл. 6 06 Р 3/04, 1980 (прототип).968799 Составитель Техред Л. Пек ертлибКорректо Редактор И. Николайч емч каз 81 н Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул, Проектная,6 Тираж ВНИИПИ Государ по делам изо 13035, Москва, Ж 731 Подй твенного комитета ССС ретений и открытий 5, Раушская наб., д.