Устройство для сопряжения процессора с абонентами

( 54) УСТРОЙСТВ ЦБССОРА С М АБ (57) Изобретени вычислительной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ АНИЕ ИЗОРСИОМУ СВИДЕТЕ. М 760098, кл, 0 06 Р ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ПРОНЕНТАМИе относится к области техники, в частности к устройствам управления, передачейинформации между каналом ввода-вывода и внешними устройстваю; Основной целью изобретения авляетсв повышение быстродействия. Устройство содервит блок усилителей-передатчиковканала, блок усилителей-приемниковканала, М блоков усилителей-лередатчиков абонента, М блоков уснлителейприемников абонента, узел коммутации, М узлов триггеров подключения,М коммутаторов выборки, М узлов блокировки, М элементов И, узел элементов ИЛИ. 1 з.п. ф-лы, 1 О. ил.257652 10 15 20 25 30 35 40 45 0 55Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления передачей информациимежду каналом ввода-вывода ивнешними устройствами.Целью изобретения является увеличение быстродействия,На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг2 в .функциональная схема узла коммутации;на фиг. 3 и 4 - функциональные схемы блоков усилителей-приемников иусилителей-передатчиков канала соответственно; на фиг, 5 и 6 - функциональные схемы блоков усилителей-пе,редатчиков и усилителей-приемников.абонента; на фиг7 - электрическаясхема узла триггера подключения;на фиг. 8 - электрическая схема коммутатора выборки; на фиг. 9 - элект-.рическая схема узла блокировки; нафйг. 1.0 - электрическая схема узлаэлементов ИЛИ.Устройство содержит (фиг. 1) блоки усилителей-приемников 1 и усили. телей-передатчиков 2 канала, узел 3коммутации, М блоков усилителей-передатчиков 4-6 и усилителей-приемников 7-9 абонента, узел 10 элементов ИЛИ, М узлов 11-13 триггеровподключения, М коммутаторов 14-16выборки, М узлов 17-19 блокировки.,и М элементов И 20-22. Кроме того,устройство содержит первые линиивыборки 23 и обратной выборки 24,,вторые линии выборки 25 и обратнойвыборки 26, основные шины сигналовканала 27 и абонента 28, М шин сигналов канала 29-31 и абонента 32-34.Узел 3 коммутации (фиг. 2) состоит из переключателя приоритета .35и нормально разомкнутых 36 и нормально замкнутых 37 контактов реле (обмотки реле условно не показаны),Блок 1 усилителей-приемников канала (фиг, 3) содержит усилители-приемники 38"44. Блок 2 усилителей-передатчиков канала (фнг. 4) содержит усилители-передатчики 45-48. Каждый из М блоков 4-6 усилителей-передатчиков абонента (фиг. 5) содержит усилители-передатчики 49-53, а каждый из М блоков 7-9 усилителей-приемников абонента (фиг. 6) содержит усилители-приемники 54-59.Узлы 11-13 триггеров подключения (фиг. 7) содержит триггер 60, элементы И 61 и 62, элементы НЕ 63 и 64, переключатель 65 и резистор 66,Коммутаторы 14-16 выборки (фиг. 8) содержит четыре элемента И 67-70, четыре элемента ИЛИ 71-74, элементы И-НЕ 75 и 76 и элементы НЕ 7 и 78.Узлы 17-19 блокировки (фиг. 9) содержат элемент НЕ 79 и элемент ИЛИ 80,Узел 1 О элементов ИЛИ (фиг. О)содержит элементы ИЛИ 81-83,Устройство работает следующим образом.Устройство подключается к каналуввода-вывода посредством основныхшин и первых и вторых линий выборки и обратной выборки аналогично внешнему устройству. При этом устройствоможет быть подключено к каналу первым, считая от канала, либо междуним и каналом могут находиться другиевнешние устройства. К первым (29,32)М-ым (31, 34) шинам подключаютсявнешние устройства любых типов, каки к основным шинам, При выключенномустройстве канал работает только свнешними устройствами, подключеннымик основным шинам. При этом обеспечивается прохождение сигнала выборкипо линии 23 от канала на узел 3устройства, через верхний контактпереключателя 35, контакты 37 реле,нижний контакт переключателя 35 в линию 25, а сигнала обратной выборки с линии 24, через средний контакт переключателя 35 в линию 26. Положение переключателя 35 в этом случае соответствует высокому приоритету устройства. Если переключатель 35 переключить в нижнее положение, то устройство имеет низкий приоритет.В дальнейшем работа устройства описана для высокого приоритета.При включении устройства контакта 36 реле замкнутся, а контакты 37 1разомкнутся. В этом случае сигнал выборки с линии 23 через узел 3 поступит на первый вход блока 1 усилителЕй-приемников канала, пройдет через усилитель-приемник 44 на вход элементов И 67 и коммутаторов выборки 14-16 и вход элементов И 68-70 коммутатора 4 выборки. Если переключатели 65 узлов 11-13 триггеров подключения замкнуты, то триггеры 60этих узлов установлены в нулевоесостояние и на их выходе будет уровень логического нуля, которым бу 1257652дут заблокированы первые в . М-ные блоки 4-9 и элементы ИЛИ-НЕ 75 коммутаторов 14-16, Таким образом, внешние устройства, подключенные к первым - М-м шинам устройства, не сопряжены с каналом ввода-вывода, Сигнал выборки выдается каналом вместе с сигналом разрешения выборки, поступающим через усилитель 41 блока 1 на входы элементов И-НЕ 76 и элементов И 67-69 коммутаторов 14- 16. На выходе элемента И-НЕ 76 будет уровень логического нуля, так как на его другой вход поступает уровень логической .единицы с выхода элемента И-НЕ 75. В результате на выходе элемента НЕ 78 будет уровень логической единицы, который разрешает прохождение сигнала выборки через элемент И 70. Сигнал выборки с выхода усилителя 44 блока 1 через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 коммутатора 14 поступит на коммутатор 5, где он также через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 пройдет на следующий коммутатор выборки. С выхода элемента ИЛИ 74 последнего коммутатора 16 сигнал выборки поступит на вход усилителя 45 блока 2, а с его выхода через нижние контакты переключателя 35 блока 3 поступит в линию 25. Таким образом обеспечивается прохождение сигнала выборки при отключенных первой М-й шин устройства,Если необходимо подключить к каналу какую-либо из шин устройства, с подключенными к ней внешними устройствами, то нужно в соответствующем узле 11-13 установить переключатель 65 в верхнее положение. В этом случае, если в канале отсутствует сигнал смены состояния, триггер 60 соответствующего узла 11-13 установится в единичное состояние, в результате чего разблокируются соответствующие блоки усилителей, Например, переключатель 65 узла 12 установлен в верхнее положение, Этим самым разблокированы блоки усилителей 5, 8 и на первом управляющем входе коммутатора 15 будет уровень логической единицы. При отключении вторых шин 30-33 переключатель 65 узла 12 необходимо замкнуть. При этом, когда канал снимет сигнал смены состояния, триггер 60 узла 12 установится в.нулевое состояние, блоки усилителей 5, 8 заблокированы51 О15 20253035 40 455055 тупил сигнал требования абонента, на выходе элемента И- НЕ 75 будет и на первый управляющий вход коммутатора 15 поступит уровень логического нуля. Таким образом, подключение и отключение любой из первой - М-й шин происходит при снятом сигнале смены состояния, т.е. в тот момент, когда канал разрешает внешним устройствам изменить свое состояние, а не в произвольный момент времени.Рассмотрим работу устройства, когда во всех узлах 11-13 переключатели 65 находятся в верхнем поло-. жении, т.е. подключены к каналу первая - М-я шины, Сигналы канала (кроме сигналов выборки и разрешения выборки) с основной шины 27 через блок 1 и блоки 4-6 поступают в первую - М-ю шину 29-31, а сигналы абонента (кроме сигналов обратной выборки) с первой - М-й шин 32-34 и блоки 7-9 поступают на элементы ИЛИ 81- 83 узла 1 О, где происходит объединение одноименных сигналов абонента. С выхода узла 10 сигналы абонентапоступают через блок 2 на основную шину 28 сигналов абонента. Сигнал разрешения выборки с выхода усилителя 41 блока 1 через элементы И 20- 22 поступает на вход усилителей 52блоков 4-6 и далее на первую - М-юшины сигналов канала,Прохождение сигнала выборки рассмотрим отдельно для последовательности сигналов выборки по требованию абонента и начальной выборки. ВОпервом случае внешние устройства,которым необходимо подключиться кканалу, выдают сигналы требованияабонента, которые через усилители 58блоков 7-9, узел 10 и блок 2 поступают в основную шину 28 сигналовабонента, чем становятся доступныканалу. Кроме того, эти сигналы поступают на вход элемента И-НЕ 75 через элемент ИЛИ 72 в соответствующем коммутаторе 14-16. Канал в ответ на сигнал требования абонента выдает сигналы разрешения выборки и выборки. Сигнал разрешения выборки поступает в первую - М-ю шины сигналов канала, как описано выше. Кроме того, этот сигнал поступает на входы элементов И-НЕ 76 и элементов И 67- 69 коммутаторов 14-15, В тех коммутаторах 14-15, на вход которых пос57652 е 45 50 55 12 уровень логического нуг я, блокирующий элемент И-НЕ 76. Поэтому в этих коммутаторах элемент И-РЕ 76 нри поступлении сигнала разрешения выборки не изменит уровня логической единицы на выходе, а в коммутаторах 14-16, где нет сигнала требования абонента, на выходе элемента И-НЕ 75 будет уровень логической единицы и при поступлении сигнала разрешения выборки на выходе элемента И-НЕ 76 установится уровень логического нуля. Таким образом, в коммутаторах 14-6, где присутствует сигнал требования абонента с выхода элемента НЕ 77, уровень логической единицы поступает на входы элементов И 68, 69, а в тех коммутаторах 14-16, где сигнала требования абонента нет, уровень логической единицы поступает с элемента НЕ 78 на элемент И 70. При этом сигнал требования абонента присутствует на входе коммутаторов 15-16 Сигнал выборки с линии 23 через узел 3 и усилитель 44 блока 1 поступает на входы элементов И 68-70 коммутатора 14. Так как ца входе последнего нет сигнала требования абонента, то сигнал выборки пройдет через элемент И 70 и элемент ИЛИ 74 и поступит на входы элементов И 68-70 коммутатора 15, На входе этого коммутатора присутствует сигнал требования абонента, поэтому сигнал выборки пройдет через элемент И 68, элемент ИЛИ 73 и поступит на входы элементов ИЛИ 71 - 72 этого коммутатора и через усилитель 53 блока 5 во вторую шину 30 сигналов канала. Подключившееся внешнее устройство выдаст сигнал работы абонента и снимет сигнал требования абонента. Снятие сигнала требования абонента не изменит состояния коммутатора 15, так как этот сигнал теперь задублирован сигналом выборки, поступившим с выхода элемента ИЛИ 73 на вход элемент ИЛИ 2. Сигнал работы або-, нента поступит через элемент ИЛИ 80 узла 17 на элемент И 21, подтверждая его открытое состояние, а через элемент НЕ 79 узла 17 он уровнем логического нуля поступит на входыэлементов ИЛИ 80 узлов 17 и 19, блокируя тем самым элементы И 20 и 22, чем запрещается выдача через них сигнала разрешения выборки, Б дальнейшем устройство осуществляет транс 5 10 5 20 25 30 35 40 ляцию сигналов сопряжения между каналом и подключнвшимся внешним устройством в соответствии с требованиями интерфейса ввода-вывода, Если внешнее устройство, подключенное к шинам 30, 33, по каким-либо причинам (например, в результате неисправности) не подключится к каналу, а распространит сигнал выборки, то последний поступит через усилитель 59 блока 8 на элемент И 69 коммутатора 5 и, пройдя через него и элемент ИЛИ 74, поступит на входы элементов И 68-70 коммутатора 16, С выхода элемента И 70 коммутатора 16 через элемент ИЛИ 74 он выдается на усилитель 53 блока б и далее в шину 31, Если внешние устройства этой шины также не подключатся к каналу, а распространят сигнал выборки, то он с шины 34 через усилитель 59 блока 9, элемент И 69 и элемент ИЛИ 74 коммутатора 16, усилитель 45 блока 2, узел коммутации 3 поступит на линию 25 выборки для обеспечения возможности подключения внешних устройств, приоритет которых ниже приоритета устройства.Таким образом, в последовательности подключения по требованию абонента устройство обеспечивает выдачу сигнала выборки в те из шин 29-31, которая имеет высший приоритет при наличии сигнала требования абонента. Б шины более высокого приоритета, внешние устройства которых не выдавали сигнала требования абонента, сигнал выборки не поступает, что обеспечивает сокращение времени подключения внешних устройств в последовательности сигналов подключения по требованию абонента и ведет,к увеличению пропускной способности устройства. Б последовательности сигналов начальной выборки канал выставляет на основных шинах адрес внешнего устройства в сопровождении сигнала идентификации адреса. Эти сигналы доступны всем внешним устройствам, подключенным к каналу. Кроме того, сигнал идентификации адреса с выхода усилителя 42 блока 1 поступает и на элементы ИЛ 71 и 72 коммутаторов 14-16, в результате чего открывается по одному входу элемент И 67 коммутаторов 4-16 и уровнем логической единицы - элементы И 68, 125765269 с выхода элемента НЕ 77, Черезвремя, достаточное для опознаниявнешним устройством своего адреса,канал выдает сигнал выборки в сопровождении сигнала разрешения выборки. 5Сигнал разрешения выборки поступает(кроме элементов И 20-22) на элементы И 67-69 и элементы И-НЕ 76коммутаторов 14-16, Элементы И-НЕ 76не изменяют своего состояния, так Окак на выходе элемента И-НЕ 75 будетуровень логического нуля, а элементы И 67-69 открыты и по вторым вхо;дам. Сигнал выборки поступает навходы элементов .И 68-70 коммутатора 14 и входы элементов И 67 коммутаторов 14-16В результате сигналвыборки, пройдя через открытые элементы И 67 и элемент ИЛИ 73 коммутаторов 14-16 и усилителя 53 блоков 204-6, поступит в шины 29-31, где онбудет доступен внешним устройствам.Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 73сигнал выборки в каждом коммутаторе 14-16 поступит на элементы ИЛИ 71 25и 72, подтверждая состояние коммутатора. Если внешние устройства, подключенные к какой-либо из шин 29-31,не опознали адреса, то они распространят сигнал выборки, который 30поступит через усилитель 59 соответствующего блока 7-9 на вход элеменга И 69 своего коммутатора выборки,Элемент И 69 открыт для прохожденияэтогосигнала только в коммутаторе 14, И если с шины 32 поступитсигнал обратной выборки, то он пройдет через элемент И 69 коммутатора 14на вход элементов И 68-70 коммутатора 15. Таким образом, сигнал обратной выборки распространяется черезкоммутаторы 14-16, блоки 2 и 3 в линию 25 или его распространение за-держится в одном из коммутаторов14-16, если одно из внешних устройств, подключенных к соответствующимшинам, опознало адрес. Допустим,опознало адрес внешнее устройство,подключенное к шинам 31 и 34. В этомслучае элемент И 69 коммутатора 16закрыт, подключившееся устройствовыдает сигнал работы абонента, который поступает в канал, а также навход узла 19, в результате чего блокируется выдача сигнала разрешениявыборки через элементы И 20, 21,чем запрещается подключение внешнихустройств, подключенных к шинам 29 и 32, 30 и 33. Получив сигнал работы абонента, канал снимает сигнал идентификации адреса, но состояние коммутатора 6 не изменится, так как этот сигнал задублирован сигналом выборки, поступающим с выхода элемента ИЛИ 73 на элементы ИЛИ 71 и 72, Дальнейшая работа внешнего устройства осуществляется в соответ" ствии с требованиями интерфейса ввода-вывода.Таким образом, в последовательности сигналов начальной выборки данное устройство обеспечивает параллельное распространение сигнала выборки во все шины, что приводит к повышению пропускной способности устройства, так как время подключения одинаково со временем подключения только одной группы внешних устройств. Кроме .того, узлы 17-19 блокируют распространение сигнала выборки во все внешние устройствакроме тех,которые подключены к шине, где находится внешнее устройство, опознавшее адрес, вследствие чего повышается надежность, так как при подключении, например, первого внешнего устройства в одной группе, канал снимает сигнал идентификации адреса, что приводит к тому, что последние устройства могут получить сигнал выборки при отсутствии сигнала идентификации адреса и расшифруют эту ситуацию как последовательность сигналов подключения по требованию абонента, Если устройства вьщали сигнал требования абонента, то они могут также подключиться к каналу, что ведет к сбою работы интерферейса.Формула изобретения1, Устройство для сопряжения процессора с М абонентами, содержащее узел коммутации, блок усилителей- приемников канала, блок усилителей- передатчиков канала, блок усилителей-передатчиков абонента, блок усилителей-приемников абонента, причем группа информационных входов блока усилителей-приемников канала подключена к группе выходных информационных шин процессора, группа информационных выходов блока усилителей- передатчиков канала подключена кгруппе входных информационных шинпроцессора, первый и второй информационные входы узла коммутации подключены к первым шинам выборки и обратной выборки процессора соответственно, первый и второй информационные выходы узла коммутации подключены ко вторым шинам выборки и обратной выборки процессора соответственно, группы информационных выходов 10и входов первых блоков усилителейпередатчиков абонента и усилителейприемников абонента подключены кгруппе информационных входов и выходов первого абонента, при этом 5группа ин 4 юрмационных выходов блокаусилителей-приемников канала соединена с группой информационных входов первдго блока усилителей-передатчиков абонента, о т л и ч а ю -щ в е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены М коммутаторов выборки, М узловтриггеров подключения, М узлов блокировки, Мблоков усилителей-передатчиков абонента и Мблоков усилителей-приемников абонента, М элементов И, узел элементов ИЛИ, причемгруппы информационных выходов и входов Мблоков усилителей-передатчи- зОков абонента и усилителей-приемников абонента подключены к Минформационным входам и выходам соответствующих Мабонентов, при этом первый ин 4 юрмационный выход блока усилителей-приемников канала соединенс первыми входами М элементов И ипервыми информационными входами Мкоммутаторов выборки, вторые информационные входы которых соединены свторыми информационными выходамиблока усилителей-приемников канала,третий информационный выход которогосоединен с информационным входом Музлов триггеров подключения, выходыкоторых соединены с первыми управляющими входами соответствующих Мкоммутаторов выборки и входами выборки соответствующих М блоков усилителей-передатчиков абонента и усилителей-приемников абонента, группыин 4 юрмационных выходов М блоков усилителей-приемников абонента соединены с соответствующими М группамивходов узла элементов ИЛИ, группавыходов которых соединена с группойинформационных входов блока усилитеней-передатчиков канала, информационный выход которого соединен стретьим информационным входом узлакоммутации, третий информационныйвыход которого соединен с информационным входом блока усилителейприемников канала, четвертый информационный выход которого соединенс третьими информационными входамиМ коммутаторов выборки, первые информационные выходы которых соединены с первьми информационными входами соответствующих М блоков усилителей-передатчиков абонента, вторыеинформационные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующихМ узлов блокировки, входы которыхсоединены с первыми информационнымивыходами соответствующих М блоковусилителей-приемников абонента, вторые и третьи информационные выходыкоторых соединены с вторыми и третьими управляющими входами соответствующих М коммутаторов выборки,четвертый информационный выход блокаусилителей-приемников канала соединен с четвертым информационным входом первого коммутатора выборки,второй информационный выход которого соединен с четвертым информационным входом второго коммутатора выборки и так далее до М-го коммутаторавыборки, второй информационный выходкоторого соединен с информационнымвходом блока усилителей-передатчиков канала, вход-выход первого узлаблокировки соединен с входами-выходами остальных Музлов блокировки,группы информационных входов М-блоков усилителей-передатчиков абонента соединены с группой информационных выходов блока усилителей-приемников канала,2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел блокировки содержит элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем первый вход элемента ИЛИ соединен с входом элемента НЕ и является входом узла блокировки, выход элемента ИЛИ является вь 1 ходом узла блокировки, выход элемента НЕ соединен с вторым входом элемента ИЛИ и является входом-выходом узла блокировки.1257652 Фиг оставит ехред Л ь С. Пестмердюкова Редактор М. Нед е орректо Подписи тета СССкрытий аб., д. оиз аказ 4958/48 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035 Москва, Ж, Раушс