Устройство для обмена информацией между электронными вычислительными машинами

(М 4 С 06 Р 13/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 748401, кл. С 06 Р 31/04, 1978.Авторское свидетельство СССРЯф 1005018, кл, С 06 Г 3/04, 1981(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ИНфОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОННЫМИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь,801262513 А 1 зовано в высоконадежных вычислительных комплексах для обмена информацией вычислительной машины с другими машинами комплекса через интерфейс ввода-вывода, Целью изобретения является расширениекласса решаемых задач за счет обеспечениявозможности независи,мого обмена с группой вычислительных машин, Цель достигается тем, что в устрой" ство, содержащее входной коммутатор информации, блок обработки запросов, коммутатор запросов приема, дешифратор адреса, таймер, триггер прерывания и группу элементов И, введены выходной коммутатор информации, усили". а тель-приемник и блок передающих усилителей, 5 ил. 1 табл.1262513 1 О 15 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высоконадежных вычислительных комплексах для обмена вычислительной машины (ЭВМ) с другими машинамикомплекса через интерфейс нвода-вывода,Целью изобретения является расширение класса решаемых задач путемобеспечения воэможности независимогообмена с группой ЭВМ,На фиг,1 представлена структуравычислительного комплекса, состоящегоиз четырех ЭВМ и использующего предлагаемое устройство; на Фиг.2 - блоксхема устройства; на фиг.3 - функциональная схема узла дешифрации команд;на фиг. 4 и 5 - блок-схема алгоритмов функционирования ЭВМ комплекса.Вычислительный комплекс (фиг,1)содержит ЭВМ 1-4 и устройства 5-8.Каждое устройство 5-8 (Фиг.2)содержит дешифратор 9 адреса, блок 10обработки запросов, таймер 11, коммутатор 12 запросов приема, триггер 13прерывания, группы элементов И 1416 выходного коммутатора информации,группу элементов И 17, группу элеменФтов И-ИЛИ 18 входного коммутатора информации, усилитель-приемник 9 блока20 передающих усилителей,Блок 10 обработки запросов состоит .из элемента ИЛИ 21, элементов И 22 иузла 23 дешифрации команд.На фиг,1 позициями 24-68 показанывысшие входы и выходы устройства илинии, связывающие между собой узлыустройства. При этом. входом 25 и выходом 30 устройство соединяется с инФормационными выходом и входом ЭВМ,.выходами 28 и 29 - с входами прерывания ЭВМ, входом 26 - с адресно"командным входом ЭВМ, входом 27 и выходом начальной установки и входомсигнала работы таймера ЭВМ, Входы 24,43 и 47 образуют адресно-командныйвход устройства, входы 36, 42 и 68группу информационных входов устройства, выходы 34, 40 и 45 - группу информационных выходов устройства, выходы 37, 39 и 33 - группу адреснокомандных выходов устройства, выходы32, 38 и 44 - группу выходных сигналов запроса передачи устройства, авыходы 35, 41 и 46 в группу входовсигналов запроса приема устройства,Узел 23 состоит из. элементов И-НЕ69 и 70, элементон ИЛИ-НЕ 71-73, элементов НЕ 74-78,2Поскольку устройства 5-8 одинаковы, то далее, если не оговорено, рас" сматринается устройство 5.Входы и выходы 25-31 устройства 5 соединяются с интерфейсом вычислительной машины 1, На вход 26 поступа" ют адресные и командные сигналы, определяющие направление приема и передачи информации ЭВМ 1, На вход 25 передается выходная информация, а с выхода 30 снимается входная информация. Сигналами по входу 27 таймер 11и триггер 13 устанавливается в исходное состояние, На вход 27 поступаютсигнал общего сброса и сигнал окончания цикла ввода информации, На выходе 28 формируется сигнал прерывания при поступлении запросов от другихЭВМ, На выходе 29 формируется сигналщ прерывания от таймера 11, На выходах31 формируется таймером 11 сигнал переменной .частоты,Входы и выходы 24, 32-36 устройства 5 соединяются соответственно с25 входами и выходами 39, 41, 43, 43, 38и 40 устройства 6; входы ивыходы 3843 устройства 5 - соответственно свходами и выходами 35, 24, 36, 32, 34и 33 устройства 7, входы и выходы 37,Зо 44 - 47, 68 устройства 5 " соответственно с входами и выходами 24, 35,36, 32, 33 и 34 устройства 8,На входы 24, 43 и 47 поступают адресные сигналы от устройств 6-8, Свыходов 33, 39 и 37 передаются адресные сигналы, формируемые и передаваемые соответственно в устройства 6-8.На выходах 32, 38 и 44 формируютсясигналы запросов на передачу информа 40 ции соответственно в ЭВМ 2,3 и 4. Навходы 35, 41 и 46 устройстна 5 поступают запросы на прием информации соответственно от вычислительных машин2-4, На входы 36, 42 и 68 устройства5 поступает информация соответственноот ЭВМ 2-4. На выходах 34, 40 и 45содержится информация, адресуемая соответственно к ЭВМ 2"4.Устройства 5-8 функционируют поодинаковым алгоритмам. В зависимостиот программного обеспечения ЭВМ 1-4.могут иметь равный или различный уровень приоритета,Для каждой.из ЭВМ 1-4 наивысший55приоритет имеет таймер 11 соответственно устройств 5-8, По команде прерывания от таймера 11 (выход 29 соотнетствующая ЭВМ безусловно переключается на обслуживание таймера 11,.Обмен информацией с ЭВМ 2,Обмен информацией с таймером 11 устройства 5. ЗО 1В зависимости от адресных сигналов ,А и А узел 23 на своих выходах формирует сигналы в соответствии с табл,2,35При выборе другого алгоритма эта таблица будет иметь другой вид Структура узла 23 Фиг,3) определяется табл,2.Таблица 2 Адресныесигналы Номера линий11 50 51 52 57 58 59 А у 45 0 0 11 0 0 1 00 0 1 1 0 О 50О 0 1 О 0О 1 1 0 0 0 0 0 0 Примечание.1," сигнал высокого уровня логи"ческая единица),з 12625Адресация ЭЗМ 1 к сопрягаемым ЭВМ и таймеру 11 осуществляется передачей адресных сигналов на вход 26 устройства 5.11 ри сопряжении четырех ЭВМ воэмож 5 но управление многоканальными устройствами для сопряжения ЭВМ двумя адресными разрядами А , и А (линии 60 и 61) . При этом, комбинации адресных сигналов различных уровней могут о характеризовать следующие состояния, например ЭВМтабл.1Таблица 1 13 42 - сигнал низкого уровня логическйй нуль),Сигнал высокого уровня на линии 50разрешает прохождение запроса с входа 46 устройства 5 от ЭВМ 4 в режиме,когда ЭВМ 1 ожидает запрос от другихЭВМ,Сигнал высокого уровня на линии 59разрешает прохождение запроса на выход 44 устройства 5 в режиме обменаинформацией между ЭВМ 1 и 4.Сигнал высокого уровня на линии58 разрешает прохождение запроса навыход 38 устройства 5 в режиме обменаинформацией между ЭВМ 1 и 3Сигнал высокого уровня на линии57 разрешает прохождение запроса навыход 32 устройства 5 в режиме обменаинформацией между ЭВМи 2,Сигнал высокого уровня на линии 51разрешает прохождение запроса с входа 41 устройства 5 в режиме обменаинформацией между ЭВМи 3, а такжепри А 1 = 0 и А, = О,Сигнал высокого уровня на линии 52разрешает прохождение запроса с входа35 устройства 5 в режиме обмена ин-.формацией между ЭВИ 1 и 2, а такжепри А, = О и Л = О,По представленному алгоритму ЭВМ 4имеет более низкий уровень приоритета, чем все остальные устройства системы, При использовании трех адресныхразрядов вместо предложенных вышедвух ЭВМ 4 может иметь приоритет,равный приоритетам ЭВМ 1-3,Устройство работает следующим образом,При наличии на входе 26 адресных сигналов А, = А= 0 на линиях 50-52 установлены разрешающие сигналы высокого уровня. При поступлении в этот момент от ЭВМ 2, 3 или 4 запроса соответственно на входы 35, 41 или 46 блок 12 формирует на своем выходе сигнал, устанавливающий триггер 13 в единичное состояние, и с выхода 28 в ЭВМпоступает сигнал прерывания, При наличии на входе 26 в какой-либо мной комбинации сигналов высокого уровня, только на одной из линий 50- 52 будет разрешающий сигнал, и сигнал прерывания на входы 28 будет формироваться только от запросов ЭВМ, соответствующей данному адресному сигналу. Адресные сигналы от ЭВМчерез вход 26 поступают на вход дешифратора 9 и на одном из его выходовбирает направление обмена - формирует иа входе 26 устройства 5 соответствующие адресные сигналы, допустим, к ЭВМ 2. По этим сигналам узел 23 ус-. танавливает на линии 52 разрешающий сигнал высокого уровня, а на линиях 50 - 51 - запрещающие сигналы низкого уровня, дешифратор 9 формирует на выходе 53 разрешающий сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение информации, поступающей на вход 36. Через блок 20 адресные сигналы от ЭВМ 1 передаются на выходы 37, 33 и 39.ЭВМ 1 считывает информацию с выхода 30 и по окончании считьвания формирует сигнал на входе 27 устройства 5, который сбрасывает. триггер 13 и снимает сигнал прерывания на выходе 28. После этого ЭВМ 1 помещает свою информацию на вход 25, которая через элементы И 14 поступает на выход 34, При появлении информации на входе 25 блок 10 формирует сигнал запроса на выходе 32 устройства 5, В устройстве 6 формируется сигнал пре, Грьвания к ЭВМ 2. По этомусигналу вычислительная машина 2 снимает свою выходную информацию и считьвает входную. При снятии ЭВМ 2 ее выходной информации на входе 35 устройства 5 снимается запрос и на выходе блока 12 устанавливается сигнал низкого уровня, После этого ЭВМ 2 вьводит новую информацию, которая поступает на вход 36 устройства 5 и далее через элементы И-ИЛИ 18 - на выход 30. Одновременно с этим на вход 35 устройства 5 поступает сигнал запроса от устройства 6, на выходе 28 устройства 5 формируется сигнал прерьвания, По этому сигналу ЭВМ 1 снимает информацию с входа 25 устройства 5 (при этом снимается сигнал запроса с выхода 32 устройства 5), считывает информацию с выхода 30 (при этом сигналом по входу 27 снимается сигнал прерывания на выходе 28), помещает на вход 25 новую информацию при этом на выходе 32 формируется сигнал запроса), Таким образом, ЭВМ 1 и 2 обмени" ваются информацией, При окончании обмена ЭВМ 1 и 2 передают одна другой соответствующую командную информацию, после чего обе ЭВМ формируют адресные сигналы низкого уровня, Если обмен порцией информации между ЭВМ 1 и 2 продолжается больше определенного времени, то таймер 11 форми 3 1262513 6формируется разрешающий сигнал высокого уровня, который в свою очередьпоступает на управляющие входы элементов И-ИЛИ 18 и И 4-7, В соответствии с этим на выход 30 поступаетинформация от ЭВМ 2-4 или таймера 11,а информация ЭВМ 1, поступающая навход 25, передается через соответсвующие элементы И 14-17 в ЭВМ 2, 3или 4 или таймер 11, 10В зависимости от адресных сигналовна входе 26 узел 23 вырабатывает разрешающий сигнал, поступающий на входодного из элементов И 22, и при появлении на входе 25 на соответствующем 15выходе 32, 38 или 44 формируется зап-.рос соответственно к ЭВМ 2-4,На фиг.4 и 5 показан один из возможных алгоритмов обмена информациеймежду ЭВМ 1 и 2 через предлагаемое 2 Оустройство на фиг,4 - алгоритм функционирования ЭВМ 2, на фиг. 5 - ЭВМ 1),Пусть устройство 5 находится в исходном состоянии; на входе 26 сигналы низкого уровня, ЭВМ 1 производит 25вычисления Допустим, ЭВМ 2 и 3 потребовалось обменяться информацией сЭВМ 1, тогда они задают своим таймерам 11 отсчет различного для каждойЭВМ первого интервала времени и ана- ЗОлизируют состояние ЭВМ 1, Если втечение заданного времени ЭВМ 2 и 3 принимают с выходов 33 и 39 устройства5 сигналы готовности ЭВМ 1 к обмену,то они задают своим таймерам 11 отсчет второго интервала времени ивыставляют свои адресные сигналы кЭВМ 1, по которым формируются соответственно на входах 35 и 41 устройства 5 сигналы запросов, а информация 4 Оот этих ЭВМ поступает соответственнона входы 36 и 42, а адресные сигналыот ЭВМ 2 и 3, поступающие соответственно на входы 24 и 43, через элементы И-ИЛИ 18 проходят на выход 30. 45В исходном состоянии на линиях .5052 присутствуют разрешающие сигналывысокого уровня, поэтому по сигналамзапросов на входах 35 и 41 блок 12формирует на своем выходе сигнал,устанавливающий триггер 13 в единичное состояние, и на выходе 28 формируется сигнал прерывания к ЭВМ 1(фиг,5). Согласно программе ЭВМ 1 переходит к режиму обмена. По информа- .55ции с выхода 30 устройства 5 ЭВМ 1определяет адрес обратившихся к нейЭВМ и в соответствии с программой вы53 1262 рует сигнал прерывания на выходе 29, после чего ЗВМ 1 прерывает обмен и действует в соответствии со своей программой.После включения системы таймеру 11 задается время начала обмена между ЭВМ, При отсчете этого интервала времени таймер 11 формирует на выходе 29 стройства 5 сигнал прерыванияПо этому сигналу ЭВМ 1 устанавливает на О входе 26 устройства 5 сигналы низкого уровня, С выхода 30 устройства 5 ЗВМ 1 принимает адресные сигналы других ЭВМ, поступающие на входы 24, 47 и 43 устройства 5, и по ним определяют,15 какая ЭВМ готова к обмену. Так как каждая ЭВМ сама управляет дешифратором 9 своего устройства и каждая ЭВМ сопрягается с отдельным таймером 11,Г то система сопрягаемых ЗВМ защищена 20от заклинивания введением различныхвременных задержек для разных ЭВМ наотдельных этапах функционирования,После определения направления обмена ЭВМ 1 устанавливает на входе 26 5адресные сигналы к таймеру .11, а навходе 25 код временного интервала,длительность которого несколько боль-.ше, чем необходимо для обмена с другой ЭВМ (в случае, если длительностьобмена превьппает определенное время,то обе ЭВМ по сигналам своих таймеров11 регистрируют сбой и определяют егоисточник), После ввода информации втаймер 11 и его пуска ЗВМ 1 устанавливает на входе 26 устройства 5 ад 35ресные сигналы, соответствующие выбранной ЭВМ, и начинается обмен информацией алгоритм обмена описан),Если какая-либо,ЭВМ не принимает40участие в обмене в заданное время, тодругие ЭВМ по адресным сигналам этойЗВМ могут определить режим ее работы,а цо длительности данного режима и поизменении адресных сигналов этой ЭВМ45в ответ на адресацию к ней другихЭВМ могут определить возможную неис-правность,формула изобретения50 Устройство для обмена информацией между электронными вычислительными машинами, содержащее входной коммутатор информации, группа информационных55 входов которого является группой инФормационных входов устройства, блок обработки запросов, первая группа выходов которого является группой выходов сигналов запроса передачи устройства, коммутатор запросов приема,группа информационных входов которогоявляется группой входов сигналов запроса приема устройства, а группа адресных входов соединена с второйгруппой выходов блока обработки запросов, первый и второй входы которогосоединены соответственно с информационным и адресно-командным выходамиэлектронной вычислительной машины,триггер прерывания, выход которогосоединен с первым входом прерыванияэлектронной вычислительной машины, авход установки соединен с выходомкоммутатора запросов приема, таймер,информационным входом подключенный квыходам элементов И группы, и дешифратор адреса, группа выходов которогоподключена к группе адресных входоввходного коммутатора информации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения класса решаемых задач устройства, в него введены выходной коммутатор информации, усилитель-приемник и блок передающих усилителей,причем первый и второй информационныевходы входного коммутатора информациисоединены соответственно с адреснокомандным входом устройства и информационным выходом таймера, а выход -с информационным входом электроннойвычислительной машины, вход дешифратора адреса подключен к адресно-командному выходу электронной вычислительной машины и входу блока передающих усилителей, группа выходов которого является группой адресно-командных выходов устройства, информационный и адресный входы выходного коммутатора информации подключены соответственно к информационному выходуэлектронной вычислительной машины ипервым входам элементов И группы и кгруппе выходов дешифратора адреса,вторые входы элементов И группы соединены с соответствующим выходомгруппы выходов дешифратора адреса,группа выходов выходного коммутатораинформации является группой информационных выходов устройства, входсброса таймера соединен с выходомсигнала сброса электронной вычислительной машины и через усилитель приемник - с входом сброса триггера прерывания, индикаторный выход и выходсигнала окончания счета таймера сое"126253 2,Ф 4 3541 И Ри динены соответственно с входом сигнала работы таймера, электронной вычислительной машины и вторым входом прерывания электронной вычислительной машины, 126253