Устройство для обмена информацией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ДЗГ 13/ р лкрс Ет Е И ОП Ъ стСВИДЕТЕ ВТОРСМ СССР 1983. ИНфОРМА СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56).ЕС ЭВМ. Интерфейс ввода-вывода.г Параметры, схемы и конструкции элект ронных связей, ОСТ 4 Г.0.304, 001-72.Авторское свидетельствоР 1149239, кл, С 06 Р 13/00(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНАЦИЕЙ(57) Изобретение относится к вычисли тельной технике, а конкретнее к цифровым системам обмена информацией, Цель изобретения - расширение области применения устройства эа счет увеличения максимально допустимого удаления абонента. Устройство содержит блок памяти, блок управления обменом, блок сопряжения, блок задержки, блок управления имитатором и имитатор ответных сигналов. Введе ние в устройство четырех последних блоков позволило сократить время выработки ответных сигналов канала на запросы абонента и за счет эвого увеличить длину линии связи абонент канал при заданном быстродействии (период следования данных)Ответные сигналы канала, подтверждающие обработку запроса абонента, вырабаты ваются имитатором ответных сигналов, что уменьшает время выработки ответного сигнала (время обработки запроса). Размещение имитатора ближе к абоненту на линии связи абонент - канал также позволяет сократить время выработки ответного сигнала канала за счет эффективного уменьшения длины линии связи для ответного сигнала. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.8 2ла ИНФ-А устройства, второй 30 и третий 31 выходы блока сопряжения (с.".гналы конца обмена и сброса), вход 32сигнала ДАН-А устройства.На фиг2 обозначены регистр 33приема от абонента (РСАП), буферныйрегистр записи в блок 1 - БЗП 34,буферный регистр чтения из блока 1БЧТ 35, регистр 36 выдачи абоненту(РСАВ), регистр 37 маски прерывания,триггер 38 фиксации импульса сопровождения (ФРИ), триггер 39 синхронизации импульса сопровождения (ТС),триггер 40 запроса (ТЗС), элементыИЛИ 41-43, счетчик 44 задержки фронта импульса сопровождения (Сч ЗФ),счетчик 45 формирования адреса обращения к блоку 1, счетчик 46 формирования сигнала конца обмена, элементы И 47-51, регистр 52 сигналов управления (РСУ), регистр 53 командного,слова обмена (РКСО).На фиг. 3 обозначены регистр 54команды, триггеры 55 адреса, триггеры 56 кода операции, дешифратор 57операций, коммутационное поле 58 адресов прерываний, три коммутатора 5961 адресов, счетчик 62 команд, арифметико-логический узел 63, две схемы 64 и 65 приоритетов, элементыИЛИ 66 и 67, генератор 68 синхросигналов.На фиг. 4 обозначены триггер 69,элемент И 70 коммутатор 71, Индексыпри названиях сигналов на Фиг.5 и 6обозначают: а - сигнал на входных(выходных) контактах абонента; к -сигнал на входных (выходных) контактах канала,Устройство работает следующим образом.Блок 2 работает так, что запросыот абонентов к блоку 1 имеют высшийприоритет, что обеспечивается с помощью третьего коммутатора 61 адреса,приоритетных схем 64 и 65, коммутаторов записи и чтения 66 и 67.При передаче данных от канала кабоненту первый байт данных поступает на выходные шины канала до появления первого запроса от абонентаи по каждому 1-му запросу от абонента в ВУ принимается байт данных, прочитанный из блока 1 канала по 1-1-музапросу (д=01, ,и), Правильноеотносительное расположение во времени запросов и байтов данных, разнесенных в разные такты обмена, обеспечивается блоком 4 задержки. 1 131082Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к цифровымсистемам обмена информацией,Цель изобретения - расширение области применения устройства за счетувеличения максимально допустимогоудаления абонента.На фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства; на Фиг. 2 -пример реализации блока сопряжения; 1 Она Фиг. 3 - пример реализации блокауправления обменом; на Фиг. 4 - вариант реализации узла задержки; нафиг. 5 - временная диаграмма взаимодействующих сигналов для случая пере.дачи данных от канала к абоненту,когда увеличение длины линии связидостигается только за счет сокращениявремени обработки запросов абонента вканале; на Фиг. 6 - временная диаграм ма для случая, когда увеличение длинылинии связи достигается как за счетсокращения длины пробега запросовабонента и ответных сигналов канала,так и за счет сокращения времени ихобработки в канале,Временные диаграммы иллюстрируютпримеры работы предложенного технического решения с конкретным быстродействующим внешним устройством - 30100-Мбайтным накопителем на магнитных дисках и его УВУ типа ЕС.На фиг. 1 обозначены блок 1 памяти, блок 2 управления обменом, блок 3сопряжения, блок 4 задержки блок 5 35управления имитатором, имитатор 6 ответных сигналов, два триггера 7 и 8,два элемента НЕ 9 и 10, четыре элемента И 11 - 14 элемент ИЛИ 15, трехвходовый элемент ИЛИ 16, входы 17 40группы блока памяти (сигналы обращения к блоку 1), двунаправленная инФормационная шина 18, входы 19 группы блока управления обменом (сигналы .адреса, запросов и прерывания), входы 4520 группы блока сопряжения (сигналыразрешения приема и синхронизации),первый 21 и второй 22 выходы блока 2(задержанный импульс сопровождения 55данных абонента),.информационные входы-выходы 26. устройства, выход 27и вход 28 сигналов управления иидентификации устройства, вход 29 сигна 3 13108При передаче данных от абонента к каналу сохраняется естественная связь между запросами и байтами передаваемых данных, т.е, х-му запросу соответствует передача -го байта.Рассмотрим процесс передачи данных от канала к абоненту, когда абонентом является УВУ ЕСс накопителем на магнитных дисках (ВУ) ЕС, В соответствии с этим взаи модействие в системе происходит по алгоритму ЕС ЭВМ. В конце фазы начальной выборки до прихода первого запроса абонента на выдачу данных по программе блока 2 управления из 15 блока 1 передается начальная информация для предстоящего обмена: через РСУ по линии 3 1 устанавливаются в"0" триггера 7 и 8, в регистр 53 засыпается командное слово обмена, 20в счетчик 45 - начальный адрес ЗУ, в счетчик 46 - код числа обменов, а в регистр БУТ - начальный (нулевой) байт выдаваемого массива данных.Командное слово обмена с абонен том состоит из нескольких полей. Поле "Зад, 1" управляет работой блока 4 задержки, поле "Зад, 2" - счетчиком 44, а поле "Ввод-вывод" - записью и чтением в блок 1 (остальные поля ЗО на фиг. 2 не обозначены). На следующем шаге программы в РСУ взводится разряд, предназначенный для фиксации запроса абонента ИНФ-А. При этом инициируется передача подготовленного байта данных из БЧТ в. РСАВ и попадание его на выходные шины данных . (ШИН-К)Одновременно в БЧТ передается следующий (первый) байт массива данных и автоматически модифицируют ся состояния счетчиков адресов 45 и числа обменов 46. После этого начинается фаза передачи данных.Первый запрос абонента ИНФ-А через элементы И 11 и ИЛИ 15 имитатора б 45 возвращается к абоненту в качестве ответного сигнала канала ИНФ-К и обеспечивает прием с ШИН-К в УВУ нулевого байта данных. Этот же ИНФ-А поступает по линии 29 в блок 3 сопряжения и взводит соответствующий разряд регистра РСУ 52. Выходной сигнал разряда ИНФ-А РСУ через ИЛИ 42 поступает на счетчик 44 задержки (в рассматриваемом примере быстродействующего 55 абонента заданная задержка счетчика равна нулю), а с его выхода - на схему синхронизации, образованную триггерами 38, 39 и элементом И 50. Син 28 4хрониэированный сигнал с выхода триггера ТС 39 взводит триггер 40 запроса, на котором формируется запроск блоку 1. В рассматриваемом примере(передача данных к абоненту) запрос,пройдя через элемент И 49, инициирует передачу из БЧТ в РСАВ 36 первогобайта данных и чтение из блока 1 вБЧТ второго байта данных. Указанныйпроцесс повторяется с появлением каждого нового загроса абонента, Приэтом запросы ДАН-А возвращаются кабоненту в качестве ответного сигнала ДАН-К, пройдя через находящийсяв имитаторе 6 элемент И 14, и обеспечивают прием с ШИН-К в УВУ соответствующего байта данныхЗапросДАН-А, поступая по линии 32 в блок3 сопряжения, взводит соответствующий разряд регистра РСУ 52, выходнойсигнал которого (ДАН-А) попадает наэлемент ИЛИ 42. Далее процесс развивается так же, как и от ИНФ-А,Для обеспечения правильного относительного расположения во временизапросов и байтов данных на ШИН-Кпредусмотрена задержка стробов приема в РСАВ 36 относительно запросовабонента, Указанная задержка вводится в цепь, в которой строб приемав РСАВ в блоке 4 задержки формируется из выходного сигнала счетчика44 (выходной сигнал счетчика 44 вданном случае повторяет запрос абонента). Величина задержки задаетсяв поле "Зад. 1" командного слова обмена 53. Сигналы ТС, СИ и СИС на линии 23 являются вспомогательными приреализации блока задержки по варианту, показанному на фиг. 4. Выбор величины задержки определяется условиями эксплуатации устройства.В процессе передачи данных происходит модификация состояний счетчика 46, который пересчитывает запросыабонента. После выполнения заданного числа обменов на выходе счетчика46 вырабатывается сигнал конца обмена, который по линии 30 поступаетв блок 5 управления имитатором на информационные входы триггеров 7 и 8.Первым после этого момента сигналомзапроса ИНФ-А или ДАН-А устанавливается в единицу соответствующий триггер 8 или 7, перенося разрешение соответственно с элемента И 14 на элемент И 13 или с элемента И 11 на элемент И 12. Следующий сигнал запроса проходит через получивший разрешение5 13108 элемент И 12 или 13 на элемент ИЛИ 16, возвращаясь к абоненту в качестве сигналаУПР-К. Сигналы ИНФ-К и ДАН-К при этом не вырабатываются, что соответствует протоколу обмена. 5Сигналы ИНФ-К и, УПР-К инициируются сигналами на линиях 21 и 22, которые вырабатываются гю программе управляющего процессора в других фазах и режимах обмена, предусмотренных ин терфейсом,При передаче данных от абонента к каналу байты данных на ШИН-А 26, сопровождаемые сигналами ИНФ-А (ДАН-А) на линии 29 (32), поступают 15 в блок 3, где принимаются в РСАП 33 по сигналу с выхода счетчика 44. При этом заданная задержка в счетчике 44 равна нулю, так как мы рассматриваем работу с абонентом, не требующим по 20 своей временной диаграмме смещения импульса сопровождения.Сигналом ТС с выхода синхронизирующей схемы, прошедшим через элемент И 48, синхронно с внутренней рабочей частотой устройства информация из РСАД переписывается в БЗП 34, Затем происходит выработка запроса к блоку 1 таким путем, как было описано выше, за исключениемтого, что 30 под управлением поля "Ввод-вывод" РКСО 53 запрос на запись в, блок 1 проходит через элемент И 51Работа счетчиков адресов 45 и чис- . ла обменов 46 и выработка ответных сигналов ИНФ-К ДАН-К и УПР-К происходит так же, как при передаче в сторону абонента.Рассматриваемый протокол обмена (интерфейса ЕС ЭВМ) предусматривает дуппексный характер обмена служебными сигналами, т,е. запросы (идентификаторы и сигналы управления) сохра-. няются на линиях связи до появления соответствующих ответных сигналов. Вследствие этого длительность служебных сигналов зависит от времени задержки распространения и обработки взаимодействующих сигналов,т,е, в частности, и от расстояния между абонен,том и каналом.Минимально допустимый период следования запросов (например, ИНФ-А) можно оценить по следующей формуле:55г,=с у 8+с ц+е к+2 ЬУ, (1) где С, - время обработки запросав УВУ; 28 6время обработки запросав канале,"1ариан - задержка в канале для компенсации разбросов отдельных разрядов;Ь - длина пинии связи;у - посонная задержка сигналаэ линии связи,Очевидно, что период следования данных Т не должен быть меньше Гми. Следовательно, для каждого значения периода следования данных, т.е. для заданного. быстродействия, максимальная длина линии. связи между абонентом и каналом может быть оценена по формулеТ гсйи кУиЬЬЩ (2)монс 2Предложенное техническое решение (применение имитатора ответных сигналов канала) позволяет переписать формулу.(2) в видеТ-имиг-тувуЬ (3)максгде 1 , - задержка сигналов в имитаторе ответных сигналов;С - коэффициент,учитывающийотносительное положениеимитатора на линии связиабонент - канал.Ь-рС= -- , (4)1 а-кгде Ьд и - длина линии абонент - имитатор;Ьс,- длина линии связи абонент -канал..Таким образом, изобретение позволяет значительно увеличить максимальную длину линии связи абонент - канал за счет сокращения времени обработки сигналов в канале (с иИмия с, +С ) и за счет уменьшения пути, проходимого сигналами управления по линии связи (С ( 1).Формула изобретения1.,Устройство для обмена информацией, содержащее соединенные между собой двунаправленной информационной шиной блок памяти, блок управления оЬменом и блок сопряжения, выходы первой группы блока упразления обменом соединены с входами группы Ьлока памяти, выходы первой группы блока сопряжения соединены с входами группы блока управления обменом, выходы второй группы которого соеди 7 1 З 108 иены с входами группы блока сопряжения, входы-выходы которого являются информационными входами-выходами устройства, первый выход. блока сопряжения является выходом сигналов управ ления и идентификации устройства, первый вход блока сопряжения является входом сигналов управления и идентификации устройства, второй и третий входы блока сопряжения являются 10 соответственно входами сигналов ИНФ-А и ДАН-А устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет увеличения максимально до пустимого удаления абонента, устрой" ство содержит имитатор ответных сигналов, блок управления имитатором и блок задержки, выход которого соединен с четвертым входом блока сопряжения, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами блока управления имитатором, первый и четвертый входы которого объединены соответ ственно с вторым и третьим входами блока сопряжения, четвертый выход и выходы второй группы которого соединены соответственно с входом и входами группы блока задержки, первый и 30 второй выходы блока управления обменом соединены соответственно с пятым и шестым входами имитатора ответных сигналов, первый и четвертый входы которого объединены соответственно с первым и четвертым входами блока управления имитатором, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входа- . ми имитатора ответных сигналов, пер вый, второй и третий выходы которого являются соответственно выходами сигналов ИНФ-К, УПР-К, ДАН-К устрой 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что имитатор 45 28ответных сигналов содержит два элемента НЕ, четыре элемента И, элемент ИЛИ и трехвходовый элемент ИЛИ, выход которого является вторым выходом имитатора, вход .первого элемента НЕ объединен с вторым входом второго элемента И и является вторым входом имитатора, вход второго элемента НЕ объединен с первым входом третьего элемента И и является третьим входом имитатора, выходы первого и второго 9 лементов НЕ,соединены соответственно с вторым входом первого элемента И и первым входом четвертого элемента И, выход которого является третьим выходом имитатора, первые входы первого и второго элементов И объединены и являются первым входом имитатора, вторые входы третьего и четвертого элементов И объединены и являются четвертым входом имитатора, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход и выход которого являются соответственно пятым входом и первым выходом имитатора, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым вкодами трехвходового элемента ИЛИ, третий вход которого является шестым входом имитатора. 3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления имитаторомсодержит два триггера, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока, входы сброски триггеров объединены и являются третьим входом блока, информационные входы триггеров объединены и являются вторым входом блока, входы стробирования первого и второго триггеров являются соответственно четвертым и первым входамиблока.13 10828 8 4 6 дУЮ;Ч 1 ГОЯ 6517 ИЮЕдОЫ 1 60 ис По РГМ ЯУ-И .аюю ИIЮ-Мп ииФ у,в д а с Ф 15 я 7 т Б гд г 1 гЕ С таорс 1-37 ИВАГО Составитель Б,Верховскийшын Техред Л.Олейник Корректор М.Пож едакт о аказ ушская наб,Проектна 1 роизводственно в полиграфическ предприятие, г.Ужгород 93/,б Тираж б 73 БИИИПИ Государственного по делам изоОретений 113035, Москва, Ж, Р