Могистральный приемо-передатчик

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в высоконадежных отказоустойчивых системах цифрового управления технологическими процессами. Магистральный приемопередатчик отличается высокой надежностью в работе за счет защищаемости от сбоев, наличием достоверного контроля, исправности всех элементов и связей. Это достигнуто благодаря тому, что в магистрал ьном приемопередатчике информация хранится в учетверенном виде, в него введены четыре схемы сравнения, два мультиплексора и регистры с соответствующими связями. 2 ил. W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 G 06 F !3/20, 11 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ жв;я 1р, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j,— Ц

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 4 140873/24-24 (22) 27.10.86 (46) 23.04.88. Бюл. ¹ 15 (71} Институт проблем управления (автоматики и телемеханики) (72) В.В.Белявский, А.А.Амбарцумян, С.К.Кузнецов и А.И.Потехин (53) 681.3(088.8) (56) Белоус А.И. и др. Интерфейсные интегральные микросхемы серии К 583.—

Микропроцессорные средства и системы, 1986, ¹- 2, с. 9.

Advanced micro Devices Bipolar

Microprocessor. — Logic and Interface

Data Book, 1981, р. 6-343.

„„SU,» 1390614 А1 (54) МАГИСТРАЛЬНЬЙ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь/ зовано в высоконадежных отказоустойчивых системах цифрового управления технологическими процессами. Магистральный приемопередатчик отличается высокой надежностью в работе за счет защищаемости от сбоев, наличием достоверного контроля, исправности всех элементов и связей. Это достигнуто благодаря тому, что в магистральном приемопередатчике информация хранится в учетверенном виде, в него введены четыре схемы сравнения, два мультиплексора и регистры с соответствующи- Я ми связями. 2 ил.

1390614

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в качестве буферного регистра с управлением обменом инфор- 5 мацией по магистрали как с синхрон-., ной, так и асинхронной дисциплиной обмена, для организации межмагистрального обмена, внутрипроцессорного и внепроцессорного обмена данными, для организации интерфейсов при построении отказоусто|лчивых цифровых систем управления, ориентировано на технологию больших интегральных схем (БИС) и может найти применение при 15 проектировании самопроверяемых и самотекстируемых логических устройств, которые не только обнаруживают ошибки, вызываемые отказами, но также выявляют отказы за гарантированный 20 промежуток времени путеM o epK B ходе нормальной работы логических состояний, необходимых для того, чтобы возможные скрытые отказы вызва— ли обнаруживаемые ошибки. 25

Цель изобретения — повышение достоверности обмена информацией между двумя магистралями.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого приемопередатчика; на ЗО фиг. 2 — пример возможного использования приемопередатчика.

Приемопередатчик 1 содержит первый регистр 2, четвертый регистр 3, второй регистр 4, третий регистр 5, второй мультиплексор 6,, первый мультиI плексор 7, второй шинный формирователь 8, первый шинный формирователь

9, третью схему 10 сравнения, первую схему l1 сравнения„ четвертую схему 40 l2 сравнения, вторую схему 13 сравнения. Приемопередатчик имеет также вторую двунаправленную магистраль

14 (А), первую двунаправленную магистраль 15 (B) второй вход 16 зада- 45 ния режима контроля, второй вход 1? чтения, четвертый вход 18 задания режима контроля, пятый вход 19 задания режима контроля, третий вход 20 задания режима контроля, первый вход

21 чтения, первый вход 22 задания режима контроля, второй вхсд 23 записи, первый вход 24 записи,.четвертый выход 25 исправности, третий выход 26 исправности, первый выход 27 исправ55 ности, второй выход 28 исправности.

Приемопередатчик работает следующим образом.

Процедура обмена информацией по магистралям одинакова, поэтому рассмотрим режимы записи информации из второй магистрали А и чтения информации во вторую магистраль. Эти режимы для первой магистрали В аналогичны.

В исходном состоянии шинные формирователи 8 и 9 закрыты единичными сигналами с входов 17 и 21, т.е. информация с выходов регистров 2 и 4 не пос гупает на магистрали. Схемы

10 и 11 сравнения открыты нулевым сигналом с входа 19 и соответственно сравнивают состояния пар регистров

3, 5 и 2, 4. В случае совпадения состояний пар регистров на выходах схем сравнения установлены нулевые сигналы, поступающие на выходы 26 и

27. Схемы 12 и 13 сравнения закрыты единичными сигналами с входов 16 и 22 и на их выходах установлены единичные сигналы. Мультиплексоры 6 и 7 по нулевым сигналам с входов 17 и 20 проводят информацию от регистров.

Считывание данных в магистраль происходит следующим образом. По нулевому сигналу с входа 17 регистр 4 через шинный формирователь 8 подключается к магистрали А. Затем по нулевому сигналу с входа !6 открывается схема 12 сравнения и сравнивает информацию на магистрали А с содержимым регистра 3. При равенстве вырабатываетея нулевой сигнал, который поступает на выход 25, что является подтверждением правильного считывания информации в магистраль. После того, как данные переданы потребителю, подается единичный сигнал на вход 17 ,и выходы регистра 4 отключаются от магистрали А. После этого осуществляется "эхо-передача": приемник данных возвращает их в магистраль и по нулевому сигналу с входа 16 информация на магистрали сравнивается с содержимым регистра 3. В случае равенства устанавливается нулевой сигнал на выходе 25, что является подтверждением правильной передачи данных. После этого по единичному сигналу на входе

16 схема l2 сравнения закрывается.

Запись данных из магистрали А происходит следующим образом.

Для того, чтобы избежать ложных переключений схем 10 и -11 сравнения во время записи данных в регистры, они запираются единичным сигналом с входа 19, в результате чего на выходах 26 и 27 устанавливаются единичные сигналы-, После этого нулевым сигналом на входе 16 открывается схема 12 сравне5 ния, а единичным сигналом на входе 18 к магистрали А через мультиплексор 6 подключаются входы регистра 4. Затем подаются синхросигналы на входы 23 и 24 и происходит запись информации из магистрали А в регистр 4 и далее по кольцу в остальные регистры. После того, как информация запишется в регистр 3, на выходе схемы 12 сравнения15 установится нулевой сигнал (на выходе 25), после чего снимаются синхросигналы записи, а затем подаются нулевой сигнал на входе 18 и единичный сигнал на входе 16, в результате чего входы регистра 4 отключаются от мвгистрали, а схема сравнения запирается. После этого осуществляется эхо-передача", для чего подается нулевой сигнал на вход 17, в резуль- 25 тате чего выходы регистра 4 подключаются к магистрали, и нулевой сигнал на входе 16, по которому схема 12 сравнения сравнивает информацию на магистрали с содержимым регистра 3.

В случае равенства на выходе схемы сравнения устанавливается нулевой сигнал. После этого регистр 3 отключается от магистрали единичным сигналом с входа 17, далее подается нулевой сигнал на вход 19 и схемы

10 и 11 сравнения проверяют совпадение содержимого в парах регистров

3, 5 и 2, 4. Нулевые сигналы на выходах 26 и 27 контролируют правиль40 ность хранения данных. Если один из этих сигналов не принимает нулевого значения, то производится коррекция содержимого тай пары регистров, в которой произошло несравнение. В случае, если на выходе 26 единичный сигнал, подается сигнал записи на вход 23, если на выходе 27 единичный сигнал, то подается сигнал записи ,на вход 24. Если на выходах 26 и 27 единичные сигналы, то необходимо осу- 0 ществить повторную запись данных в устройство, как описано выше.

После коррекции, если на выходе схем 10 или 1 1 сравнения не устанавливается нулевой сигнал, значит, в устройстве присутствует отказ и оно не работоспособно.

Интерфейс обмена па магистрали с использованием магистрального rpu:- ìîïeðåäàò÷èKà (фиг. 2) межцу внешними устройствами (например, процессор, порт ввода-вывода) выглядит следуюшим образам.

Устройство управления выбирает приемопередатчик — источник и приемопередатчик — приемник. На источник подаются нулевые сигналы на входы

17 и 16, а на приемник — единичный сигнал на вход 19.

После получения нулевага сигнала с выхода 25 ат источника (инфармация на магистрали) устройство управления подает на приемник нулевой сигнал на вход 16 и единичный сигнал «а вход

18, а затем сигналы записи на входы

23 и 24. Происходит запись данных в приемник, который после окончания записи и проверки ее правильности выставляет нулевой сигнал на выходе

25, получив который устройство управ

""eíêÿ сбрасывает сигналы записи и подает нулевой сигнал на вход 18 и единичный сигнал на вход 16. Получением ат приемника этага сигнала заканчивается процесс пересылки., После этого устройство управления проводит эха-передачу . На приемник подаются нулевые сигналы на входы 17 и 16, на которые ан отвечает нулевым сигналам на выхаде 25, чта гаварит о там, чта записанные данные возвращены в магистраль. Далее устройство управления подает на истачник нулевой сигнал на вход 16, па которому тат приводит сравнение содержимого своего регистра с информацией на магистрали и в слу— чае совпадения выставляет нулевой сигнал на выходе ?5. Получив ат источника и приемника нулевые сигналы, подтверждающие правильность произведенной пересылки, устройства управления заканчивает эхо-передачу, подавая на источник единичный сигнал на вход 16, а на приемник — единичные сигналы на вхсды 16 и 17. B ответ от источника и приемника должны прийти единичные сигналы на выходах 27, что патверждает исправность элементов сравнения в приемопередатчиках. Таким образам, при работе с магистралью реализуется интерфейс с квитираванием. При этом магистральный приемопередатчик, выступающий в качестве истаччика информации, проверяет при считывании данных в магкстрапь савпа1 390614 дение содержимого магистрали с содер,жимым своего регистра, а в режиме эхо-передачи" проверяет правильность прохождения данных по магистрали и получения данных приемником.

В качестве приемника информации приемопередатчик проверяет правильность записи данных в свои регистры, в случае сбоев проводит коррекцию путем, 0 перезаписи. формула и з обретения

Магистральный приемопередатчик,, содержащий первый и второй регистры, два шинных формирователя, причем синхровходы первого и второго регистров объединены и являются первым входом записи приемопередатчика, а выходы первого регистра соединены с информационными входами первого шинного формирователя, управляющий вход которого является первым входом чтения приемопередатчика„ а выходы перВОГО шиннОГО формирователя яВляются выходами приемопередатчика для подключения к информационным шинам первой двунаправленной магистрали, выходы второго регистра соединены с информационными вхоцами второго шинного формирователя, управляющий вход которого является вторым входом чтения приемопередатчика, а выходы второго шинного формирователя являются выходами приемопередатчика для подключения к информационным шинам второй двунаправленной магистрали, отличающийся тем, что, с " целью повышения достоверности обмена информацией между двумя магистралями, в приемопередатчик Ввецены третий

40 и четвертый регистры,,цва мультиплексора и четыре скемы сравнения, причем синхровходы третьего и четвертого регистров объединены и являются вторым входом записи приемопередатчика, 45 информационные входы третьего регистра соединены с выходами второго регистра и с первой группой информационных входов первой схемы сравнения, вторая группа информационных входов которой соединена с выходами первого регистра и входами четвертого регистра, выходы третьего регистра соединены с первой группой информационных входов второй схемы сравнения и с первой группой информационных входов первого мультиплексора, вторые группы информационных входов второй схемы сравнения и первого мультиплексора объединены и соединены с выходом первого шинного формирователя, выходы первого мультиплексора соединены с информационными входами первого регистра и с первой группой информационных входов третьей схемы сравнения, вторая группа информационных входов которой и группа информационных входов второго регистра соединены с вы-! ходами второго мультиплексора, выходы четвертого регистра соединены с первой группой информационных входов четвертой схемы сравнения и первой группой информационных входов второго мультиплексора, вторые группы информационных Входов четвертой схемы сравнения и второго мультиплексора объединены и соединены с выходом второго шинного формирователя, выходы первой, второй, трьтьей.и четвертой схем сравнения являются первым, вторым, третьим и четвертым выходами исправности приемопередатчика, а разрешающие входы второй и четвертой схем сравнения, первого и второго мультиплексоров являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами задания режима контроля приемопередатчика, а разре.шающие входы первой и третьей схем сравнения объединены и являются пятым входом задания режима контроля приемопередатчика.

13906)4

1390614

Вивинее устрой сюбо

Внешне yempmcmk ИинО

Составитель Г. Стернин

Техред И.Верес Корректор И. Демчпк

Редак rop F,. Папп

Заказ 1767/46 Тираж 704 Подписное

ВНИИП1! Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производст : чно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4