Многоканальное устройство для приоритетного подключения источников информации к магистрали
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения оборудования вычислительных систем с магистралью обмена данными. Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет обеспечения гарантированного доступа к обмену данными каждому источнику информации путем циклического сдвига приоритета между каналами. Устройство содержит несколько каналов, причем каждый канал содержит узел синхронизации 14, узел анализа приоритета 15, триггер 16, элемент задержки 17, узел передачи приоритета 18, блок коммутаторов 19, элемент И 20, элемент ИЛИ 21, два согласующих элемента 22, 23 и элемент НЕ 24. В устройстве возможно реализовать циклический сдвиг приоритета в системе, за счет чего каждому источнику информации в системе гарантируется доступ к магистрали обмена данными в течение ближайших K передач (K - число каналов) с момента выдачи запроса источником. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 F 9 46
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ к цслачник информации
Фиг. 2
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4612076/24-24 (22) 28.11.88 (46) 23.09.90. Бюл. ¹ 35 (71) Пермское научно-производственное объединение «Парма» (72) В. Н. Попов, Е. В. Каюшев, В. И. Киселев и В. И. Предков (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство .СССР № 562819, кл. G 06 F 9/46, 1975.
Авторское свидетельство СССР № 599261, кл. G 06 F 9/46, 1976. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ПРИОРИТЕТНОГО ПОДКЛ1ОЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ К
МАГИСТРАЛИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения оборудования вычислительных систем с магистралью обмена данÄÄSU ÄÄ 1594539 А 1 ными. Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет обеспечения гарантированного доступа к обмену данными каждому источнику информации путем циклического сдвига приоритета между каналами. Устройство содержит несколько каналов, причем каждый канал содержит узел синхронизации 14, узел анализа приоритета
15, триггер 16, элемент задержки 1?, узел передачи приоритета 18, блок коммутаторов
19, элемент И 20, элемент ИЛИ 21, два согласующих элемента 22, 23 и элемент НЕ 24. В устройстве возможно реализовать циклический сдвиг приоритета в системе, за счет чего каждому источнику информации в системе гарантируется доступ к магистрали обмена данными в течение ближайших К передач (К вЂ” число каналов) с момента выдачи запроса источником. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.
1594539
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения оборудования вычислительных систем с магистралью обмена данными.
Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет обеспечения гарантированного доступа к обмену данными каждому источнику информации путем циклического сдвига приоритета между каналами.
На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема одного канала; на фиг. 3 — узел синхронизации; на фиг. 4 — то же, анализа приоритета; на фиг. 5 — то же, передачи приоритета; на фчг. 6 — блок ком м ута торов.
Многоканальное устройство для приоритетного подключения источников информации к магистрали (фиг. 1) содержит первый, второй и последний каналы 1--3, выходы 4 запрета устройства, входы 5 и выходы 6 опроса устройства, входы 7 и выходы 8 передачи приоритета устройства, выходы 9 контроля каналов, входы 10 запроса устройства, входы 11 сброса устройства, выходы 12 разрешения обмена устройства и входы 13 начальной установки устройства.
Канал (фиг. 2) содержит узел 14 синхронизации, узел 15 анализа приоритета, триггер 16, элемент !" задержки, узел 18 передачи приоритета, блок 19 коммутаторов, элементов И 20, элемент ИЛИ 21, согласующие элементы 22 и 23, элемент
HE 24.
Узел синхронизации (фиг. 3) содержит элемент И 25, триггер 26, элемент ИЛИ 27, первый, второй, третий и четвертый входы
28 — 31 узла, первый и второй выходы 32 и 33 узла.
Узел 15 анализа приоритета (фиг. 4) содержит элементы И 34 и 35, элементы
НЕ 36 и 37, первый и второй выходы
38 и 39 узла, первый, второй и третий входы 40 — 42 узла.
Узел 18 передачи приоритета (фиг. 5) содержит двухступенчатый триггер 43, элемент HE 44, элемент 45 задержки, первый, второй, третий и четвертый входы 46 — 49 узла, первый 50 и второй 51 выходы узла.
Блок коммутаторов (фиг. 6) содержит первый и второй коммутаторы 52 и 53, первый, второй, третий и четвертый выходы
54 — 57 узла, первый, второй, третий и четвертый входы 58 — 61 узла.
Устройство работает следующим образом.
При подаче питания в каждом канале устанавливаются в исходное (нулевое) состояние триггер 26 узла 14 синхронизации и триггер 16 через вход 11 сброса, а также двухступенчатый три гер 43 узла 8 передачи приоритета через вход 13 начальной установки от соответствующего источника информации. Первый и второй коммутаторы 52 и 53 блока 19 при подаче
5 питания переключаются в состояние передачи сигнала с входа В на выход (при отсутствии питания эти коммутаторы находятся в состоянии передачи сигнала с входа А на выход, фиг. 6). Применение узла подключения к ма гистрали в ка ждом канале позволяет сохранить работоспособность устройства при отключении питания в каком-либо канале за счет коммутации входа 5 опроса непосредственно на выход 6 опроса через первый коммутатор 52 блока 19, а также входа 7 передачи приоритета непосредственно на выход 8 передачи присритета через в-ооой коммутатоо 53 блока 19.
Для правильной работоспособности устройства при подаче питания в каналах необходимо соблюдать следующее условие: если питание отсутствует во всех каналах, необходимо подать питание сначала только в одном каком-либо канале, а затем через время, большее максимального времени задержки элемента 45 задержки
25 узла 18 передачи приоритета, которое будет у одного из каналов устройства, например ,у последнего, подать питание во всех остальных каналах в любом порядке. Предполо ..им, что питание во всех каналах устройства отсутствовало и в данный момент
З0 его подает в какой-либо один канал.
Поскольку двухступенчатый триггер 43 узла
18 передачи приоритета данного канала был установлен в нулевое состояние при включении питания в линии контроля будет присутствовать сигнал низкого уровня с выхода двухступенчатого триггера 43 узла 18 передзчи приоритета через второй согласующи и элемент 23. При этом на выходе элемента HE 44 узла 18 передачи приоритета будет присутствовать сигнал высокого
4Г уровня, который через время задержки элемента 45 задержки узла 18 передачи приоритета установит в «!» триггер 43 узла
18 по единичному входу. Таким образом произойдет захват наивысшего приоритета данным каналом в устройстве (наивысший
45 приоритет и его передача от канала к каналу будут подробно рассмотрены далее), в линии контроля появится сигнал высокого уровня, а на выходах элемента HE 44 и элемента 45 задержки узла 18 передачи приоритета — сигнал низкого уровня. Пос50 ле этого подача питания в любом другом канале системы не вызовет установки двухступенчатого триггера 43 узла 8 передачи приоритета в единичное состояние, так как в линии контроля присутствует сигнал высокого уровнй. Таким образом исключается возможность установки единичное состояние двухступенчатых триггеров 43 узлов 18 передачи приоритета у нескольких
1594539
20 каналов одновременно после включения питания в каналах и, следовательно, исключается возможность захвата неивысшего приоритета в устройстве сразу несколькими каналами.
Согласующие элементы 22 и 23 могут быть выполнены на логических элементах с открытым коллектором для соединения выходов 4 в линию запроса и выходов 9 контроля в линию контроля по схеме
МОНТАЖНОЕ ИЛИ.
Коммутаторы 52 и 53 блока 19 могут быть выполнены на геркановых или электромагнитных реле.
При поступлении сигнала высокого уровня на вход 10 запроса какого-либо канала от соответствующего источника информации триггер 26 узла 14 синхронизации устанавливается в едини - Hoe состс>яние, фиксируя запрос. После получения разрешения доступа к магистрали данных по выходу 12 разрешения обмена источник информации осуществляет обмен данными н затем сбрасывает триггер 26 узла 14- синхронизации по входу 11 сброса в исходное (нулевое) сосгояние. Таким образом все время, пока триггер 26 узла 14 синхронизации находится в единичном состоянии, дан-rvA канал обладает необслуженным за просом.
При работе запросы о). источпиков информации поступают к каналам D случайные моменты времени, поэтому в каждый текущий момент времени может оказаться несколько каналов с необслуженными запросами одновременно. После освобождения магистрали данных каким-либо каналом (при переходе сигнала в линии запрета. с низкого уровня на высокий) происходит арбитраж каналов, в ходе которого доступ к магистрали данных получает только один канал, обладающий более высоким приоритетом среди каналов, имеющих на данный момент необслуженные запросы.
Рассмотрим арбитраж каналов системы в случае, если имеется несколько каналов с необслуженными запросами, причем один из этих каналов обладает наивысшим приоритетом.
В канале с наивысшим приоритетом двухступенчатый триггер 43 узла 18 передачи приоритета находится в единнч 3см состоянии. При освобождении магистрали обмена данными каким-либо каналом перепад си нала в линии запрета с низкого уровня на высокий через выход 4 запрета, вход 31 узла 14, элемент И 25 узла 14 и выход 32 этого узла установит по входу синхронизации триггер 16 в единичное состояние. При этом через элемент ИЛИ 21, а также через вход 59 и выход 56 блока 19 на выходе 6 опроса данного канала появится сигнал высокого уровня, блокирующий доступ к магистрали источ5
55 ников с более низким приоритетом. Поскольку двухстхпенчатый триггер 43 узла 18 данного канала находится в единичном состоянии, на первом входе элемента И 20 будет присутствовать сигнал низкого уровня с нулевого выхода двухступенчатого триггера 43 узла 18 и, следовательно, на выходе элемента И 20 будет присутствовать сигнал низкого уровня независимо от состояния сигнала на входе 5 опроса данного канала, поступающего на второй вход элемента И 20 через вход 60 и выход 53 блока 19. После установки в единичное состояние триггера 16 появится сигнал высокого уровня на выходе элемента 17 задержки и через вход 40 узла 15 и элемент И 35 данного узла он поступит на вь.:::од 39 .:зла 15, а также на выход 2 разрешеBHl> сб. :;ена,,:акреLL,3)3 таким с; зсм доступ к маГHстрали 06 i=:на даннbi !> источнику информации, под:= )юченному к данному каналу, имеющему чаивысший в текущий момент apHopHтет. Кроме того, сигнал высокого уровня с выхода 39 узла
15 вызовет пся вление сигнала к из к,:. ровня в линии запрета через элемент НЕ 24 и согласующий элемент 22. Зта ситуация в данном случае будет свидетельсгвовать о захвате доступа к магистрали обмена данными каналом с наивысшим приоритетом.
Б каждом канале с более высоким l|pHoритетом, имеющим необслуженны запрос, после установки тригl pB !6 з единичное состояние, сигнал высокого уровня с; го ь).;— хода будет распространяться через элемент ИЛИ 21, вход 59 и выход 56 блока 19 на выход 6 опроса.
Сигнал высокого уровня с выхода 6 спроса каналов с необслуженным запросом будет распространяться по линии опроса через вход 5 спроса, вход 60 и выход 55 блока !9, элемент И 20, элемент ИЛИ 21, вход 59 и выход 56 блока 19, выход 6 опроса в каждом канале, кроме канала с наивысшим приоритетом (v него на первом входе элемента И 20 присутствует сигнал низкого уровня), ко всем каналам.
Таким образам, через некоторык интервал времени, несколько меньший, чем Т) (вре .;я задержки прохождения сигнала высоког:: уровня через элемент 17 задержки лю> ::.:> к:II И 34 узлов 15, выходы 39 этих узлов, вхс "ihl 30 3:з.чсв 14, эле3 епты 11Л11 27 Залов 14 и выходы 33 этих узлов. С момента Освобсжде-:HH магистрали осмена данными, т. е. с момента переходг 1594539 15 Формула изобретения через коммутатор 53 блока 19 вызовет появление сигнала высокого уровня на выходе 8. Сигнал с выхода 8 канала поступит на вход 7 следующего канала. В начале следующей передачи двухступенчатый триггер 43 узла 18 передачи приоритета первого канала устанавливается в нулевое состояние, а двухступенчатый триггер 43 узла 18 следующего канала — в единичное и т. д. Канал, у которого двухступенчатый триггер 43 узла 18 в начале текущей передачи установится в единичное состояние, становится обладателем наивысшего приоритета, так как сигнал низкого уровня с нулевого выхода двухступенчатого триггера 43 узла 18 запрещает прохождение сигнала высокого уровня с входа 5 опроса через элемент И 20 и ни один из других каналов таким образом не может запретить обмен данными этому каналу по входу 5 опроса. Данный канал в случае необходимости обмена данными сможет запретить обмен всем другим каналам по выходу б опроса. В результате включения и выключения отдельных устройств системы может возникнуть такая ситуация, когда у всех каналов двухступенчатые триггеры 43 узлов 18 окажутся в нулевом состоянии. В этом случае при переключении двухступенчатого триггера 43 узла 18 передачи канала в нулевое состояние в линии контроля появляется сигнал низкого уровня, который разрешает работу элементов 45 задержки узлов 18 передачи приоритета всех каналов. Время задержки элемента 45 задержки узла 18 передачи приоритета различно для всех каналов и пропорционально номеру канала. Предположим, что некоторый канал обладает наименьшим номером и этот канал включен, тогда сигнал с выхода элемента 45 задержки узла 8 этого канала установит двухступенчатый триггер 43 узла 18 в единичное состояние. При этом в линии контроля появится сигнал высокого уровня, который заблокирует работу элементов 45 задержки узлов 18 всех каналов, и работоспособность системы будет автоматически восстановлена. 1. Многоканальное устройство для приоритетного подключения источников информации к магистрали, содержащее каналы, выходы запрета которых подключены к шине запрета устройства, выход опроса каждого предыдущего канала соединен с входом опроса последующего канала, кроме последнего и первого каналов, выход опроса последнего канала соединен с входом опроса первого канала, вход запроса, вход 4О 55 сброса и выход разрешения обмена каждого канала являются соответствующими входами запроса и сброса устройства и выходом разрешения системы устройства, причем каждый канал содержит узел анализа приоритета, триггер, элемент задержки, два согласующих элемента и узел синхронизации, первый вход которого подключен к входу запроса канала, второй вход узла синхронизации подключен к входу сброса своего канала, первый выход узла анализа приоритета подключен к третьему входу узла синхронизации, второй выход узла анализа приоритета подключен к выходу разрешейия обмена своего канала, вход установки триггера подключен к первому выходу узла синхронизации, вход сброся триггера подключен ко второму выходу узла синхронизации, выход триггера через элемент задержки подключен к первому входу узла анализа- приоритета, выход триггера подключен к второму входу узла анализа приоритета, отличаюи!еегя тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет обеспечения гарантированного доступа к обмену данными каждому источнику информации путем циклического сдвига приоритета между каналами, в каждый канал введены узел передачи приоритета, блок коммутаторов. элемент И, элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем первый вход узла передачи приоритета подключен к первому выходу блока коммутаторов, второй вход узла передачи приоритета подключе.; к гыходу запрета канала, к четвертому входу узла синхронизации и к выходу первого согласующего элемента, третий вход узла передачи приоритета подключеH к входу начальной установки канала, четвертый вход узла перед..чи приоритета подключен к выходу контроля канала и K выходу второго согласующего элемента, первый выход зля передачи приоритета подключен к первому входу элемента И, второй выход узла передачи приоритета подключен к первому входу блока коммутаторов и к входу второго согласующего элемента, второй выход блока коммутаторов подключен к второму входу элемента И, «ыход которого подключен и третьему входу узла анализа приоритета и к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу блока коммутаторов, вход первого согласующего элемента подключен к выходу элемента HF., вход которого подключен к выходу разрешения обмена канала, третьи вход и выход блока коммутаторов соединены соответственно с входом и выходом опроса канала, четвертые вход и выход блока коммутаторов соединены соответственно с входом и выходом передачи приоритета канала, вход начальной установки каждого канала является соответствующим входом начальной 1594539 1г лииия о аесе К УсГпОмиОКЦ онц)ориации М Фиг.5 установки устройства, выход передачи приоритета каждого предыдущего канала подключен к входу передачи приоритета последующего канала, выходы контроля всех каналов подключены к шине контроля устройства. 2. Устройство по п. 1, отличаюш,ееся тем, что узел передачи приоритета содержит элемент НЕ, элемент задержки и двухступенчатый триггер, информационный вход которого подключен к первому входу узла, вход синхронизации двухступенчатого триггера подключен к второму входу узла, вход сброса двухступенчатого триггера подключен к третьему входу узла, нулевой выход двухступенчатого триггера подключен к первому выходу узла, единичный выход двухступенчатого триггера подключен ко второму выходу узла, вход элемента HE подключен к четвертому входу узла, вход элемента задержки подключен к выходу элемента НЕ, выход элемента задержки 10 подключен к входу установки двухступенчатого триггера. 1594539 Ж 07 48 Составитель М. Кудряшов Редактор Л. Гратилло ТехредА. Кравчук Корректор Л. Пилипснко Заказ 2830 Тираж 572 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК11Т (.(.(.Р 1 l 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушска я наб., д. 1(5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагар на, 10!
