Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена данными многопроцессорных вычислительных комплексов реального времени. Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства за счет исключения рассогласования фаз тактовых импульсов каналов устройства. Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали содержит каналы, а каждый канал - делитель частоты, селектор импульсов, счетчик адреса, схему сравнения, элемент задержки, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ - НЕ. В устройстве производится периодическая установка делителей частоты, что исключает рассогласование фаз тактовых импульсов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I 9) (I 1) (1) Г 06 F 13/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЧ1 КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а каждый канал содержит делитель 3 частоты, элемент 4 задержки, триггер

5 запроса, селектор 6 импульсов„ схему 7 совпадения, схему 8 БОЛЬШЕ, счетчик 9 адреса, элементы И 10 и 11, элемент ИЛИ-HE 12, вход 13 тактовых импульсов, входы 14 адреса. вход 15 начальной установки, вход 16 запроса доступа, выход 1/ подтверждения доступа, вход/выход 18 подключения к линии 1 магистрали, выходы 19 и 20 делителя 3 частоты, выходы 21 и 22 селектора 6 импульсов, выход 23 счетчика 9, выходы 24 и 25 схем / и

8 соответственно, выход 26 элемента

4 задержки, выходы 2/ и 28 соответст- венно триггера 5 и элемента И 11, схему 29 сравнения, образованную схемами / и 8 Делитель 3 частоты (см. фиг.2) может быть реализован на счетt (21) 4712579/24 (22) 29 „06 „88 (46) 23.08.91„Ь . y 31 (/1) Институт электроники и вычислительной техники АН Лать"СР (72) М.Н.Семенов (53) 681.325(088„.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1297066, кл. G 06 F 13/00, 1985„

Авторское свидетельство С"СР

М- 1432542, кл. G 06 F 13/36, 1987. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Д3И

ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ОБЩЕЙ МАГИСТРАЛИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена данными

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена данными многопроцессорных вычислительных комплексов реального времени.

Цель изобретения — повыиение функциональной надежности устройства за счет исключения рассогласования фаз тактовых импульсов каналов устройства,.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — принципиальная схема делителя; на фиг.3 принципиальная схема селектора импульсов; на фиг.4 — принципиальная схема счетчика адреса; на фиг.5 временные диаграммы одного канала устройства.

Устройство содержит линию 1 магистрали и каналы 2.1, 2.2,..., 2.К, многопроцессорных вичислительных комплексов реального времени. Цель изобретения — повь е ние функциональной надежности устройства за счет исключения рассогласования фаз тактовых импульсов каналов устройства.

Многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали содержит каналы, а каждый канал — делитель частоты, селектор импульсов, счетчик адреса, схему сравнения, элемент задержки, триггер, два элемента

И, элемент ИЛИ-НЕ. В устройстве производится периодическая установка делителей частоты, что исключает рассогласование фаэ тактовых импульсов.

1 з и. флы, 5ил.

1612461 чике 30, селектор 6 импульсов (cM. фиг.3) на регистре 31 сдвига, элементах НЕ 32, и И-НЕ 33 счетчик 9 может быть реализован на счетчике 34 (см, фиг.4).

Устройство работает следующим образом.

Абоненты всех каналов на соответствующих входах 14 адреса каналов устройства устанавливают различные коды (адреса каналов),. Предположим, что устройство содержит четыре канала и канал 2.1 имеет адрес 000, канал 2.2 — 001, канал 2,3 -- 010, а канал 2,4 - Oi1. Абонент, выставивший самый большой адрес канала в устройстве (канал 2.4), также выставляет на входе 15 начальной установки своего канала с. гнал высокого уровня.

Остальные абоненты на входах 15 начальной установки своих каналов устанавлива1>т сигнал низкого уровня.

Рассмотрим работу устройства„ когда нн однй из каналов не выставляет на входе 16 запроса доступа сигнал высокого уровн",. В начальном состоянии c« ã÷è .г 9 адреса всех каналов. содержат код 000. Поскольку на входе

16 канала 2,1, имеющего собственный адрес СОО, нет сигнала высокого уровня, грнггер . sa rpoca не установлен и, хотя в канале 2.1 на вьмоце 24 схем: 7 совпадения имеется сигнал высокого уровня, сигнал занятия магист35 рали от канала 2.1 на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 12 не формируется, поскольку это запрещено низким уровнем сигнала на втором входе элемента И 10, Высокий уровень на линии 1 магистрали поз 4 воляет во всех каналах устройства увеличить на единицу содержимое счетчиков 9 адреса, поскольку на входах

21 счетчиков поддерживается высокий уровень (отсутствие импульса коррекции), на входах 22 — низкий уровень (разрешение <чета), а на третьи входы счетчиков 9 адреса подаются синхроимпульсы. При коде 001 в канале 2. 1 установится сигнал высокого уровня на выходе 25 схемы 8 БОЛЬШЕ, однако на

50 линии 1 магистрали сигнал низкого уровня установлен не будет, поскольку на третьем входе элемента И 11 канала 2.1 установлен низкий уровень.

Аналогично сигнал низкого уровня на линии 1 магистрали не выставляется, когда счетчики 9 адреса .одержат коды 001, 010 и 011.

Поскольку в каналах устройства нет схем, ограничивающих увеличение счетчика, следующим перепадом сннхросигналов 19 на входах счетчики 9 адреса во всех каналах изменят свое состояние на 100. При этом во всех каналах будет установлен высокий уровень сигнала на выходах 25 схем

8 БОЛЬШЕ, однако только в канале 2.4 появится сигнал высокого уровня на вьмоде 28 элемента И 11, поскольку т злько в канале 2 ° 4 на входе 15 начальной установки имеется сигнал высокого уровня. Длительность сигнала высокого уровня на выходе 28 элемента И 11 будет равна половине периода синхроимпульсов на выходе 19 делите" ля 3 частоты. Аналогичный импульс через элемент ИЛИ-НЕ 12 низкого уровня будет сформирован на линии 1 магистрали и поступит на первые входы селекторов 6 импульсов всех .каналов.

Не более чем через один период тактовых импульсов c: входа 13 на выходах

22 селекторов 6 импульсов всех каналов будет сформирован сигнал запрета счета, По завершению импульса синрониэации на линии 1 магистрали через половину периода синхросигналов 19 на вьыоде 21 селекторов импульсов всех каналов будет сформирован короткий импульс коррекции низкого уровня, а на выходе 22 селектора 6 импульсов появится сигнал разрешения счета.

По перепаду "0-1" импульса коррекции в счетчики 9 адреса всех каналов завершится запись кода 000 (или другог î наперед заданного), Кроме того, во всех каналах устройства выходы делителей 3 частоты будут установлены в одно и то же состояние. Таким образом, новый цикл работы устройства будет начат при равных состояниях счетчиков 9 адреса и одинаковой фазе синхроимпульсов на выходах 19 делителей 3 частоты во всех каналах устройства.

Далее рассмотрим работу устройства в случае, когда абонент канала

2.2 устанавливает на входе 16 запроса до тупа высокий уровень. Предположим, что это произошло в момент, когда счетчики 9 адреса содержат код

011. Положительным перепадом синхросигнала на выходе 20 делителя 3 частоты будет установлен триггер 5 запро. а, однако доступ канала не будет

40

В цикле 108 абонент снимает сигнал запроса доступа на входе 16 канала, а в цикле 132 перепадом "0-1" сигнала

20 сбрасывается триггер 5 запроса, В цикле 136 на входе 22 счетчика 9 адреса снимается сигнал запрета счета, в цикле 148 код в счетчике 9 адреса увеличивается на единицу и в цикле 164 вновь выполняется коррекция счетчиков 9 адреса и подстройка фазы синхросерий 19 и 20 на выходах делителя 3 частоты.

В приведенной на фиг.3 схеме селектора 6 импульсов используется регистр сдвига/К555ИР16, который изме16 /746 разрешен при кодах 011, 100 (синхронизация каналов) и 000. В момент, когда и счетчиках 9 адреса установится код 001, на выходе 25 схемы 8

БОЛЬШЕ и элемента И 10 в канале 2.1 установится высокий уровень сигнала, который появится на выходе 1/ в качестве подтверждения доступа для абонента, а нв выходе элемента ИЛИ-НЕ 10

12 и на линии 1 магистрали будет сформирован сигнал низкого уровня.

Как и при синхронизации каналов, на выходах 22 селекторов 6 импульсов всех каналов устройства появится сиг- 15 нал запрета счета. Но, поскольку тактирование триггера 5 запроса производится частотой по крайней мере в два раза более низкой, чем частота тактирования счетчиков 9 адреса, 20 длительность сигнала занятия магистрали не может быть меньше, чем период частоты тактирования счетчиков 9 адреса.. По этой причине на выходе 21 селекторов 6 импульсов не будет сформирован импульс коррекции, а коды в счетчиках 9 адреса не будут увеличиваться по тех пор, пока на линии магистрали не б„де f снят сигнал занятия магистрали и соответственно 30 сигнал запрета счета на выходах 22 селекторов 6 импульсов. При снл:ии сигнала на входе 16 запроса до .тупа происходит сброс триггера 5 запроса, снятие сигнала занятия магистрали на линии 1 магистрали, снятие сигналов запрета доступа на выходах 22 селекторов 6 импульсов и разрешается увеличение счетчиков 9 адреса во всех каналах устройства.

Для пояснения временных соотношений сигналов в устройстве на фиг.6 приведены временные диаграммы работы одного канала, при реализации делителя 3 частоты, селектора 6 импульсов, 45 схемы / совпадения и схемы 8 БОЛЬШЕ, а также счетчика 9 адреса в соответствии с фиг.?-4, имеющего собственный адрес 0 и осуществляюшего синхронизацию счетчиков при адресе 1.

В циклах /6...92 и 148...164 прсисходит коррекция значений счетчиков, а в циклах 9?...132 обеспечивается доступ канала в магистрали„

На временной диаграмме принедены только разряд 14.0 адреса канала и разряд 23.0 выходов счетчика 9 адреса.- Остальные разряды на входах 14 адреса и на выходах 23 счетчика 9

1 с, адреса имеют уровень 0 . Сигнал на входе 15 начальной установки имеет постоянный уровень "1" В цикле 64 абонент устанавливает на входе 16 запроса доступа сигнал высокого уровня. Несмотря на то, что адрес канала совпадает с текущим значением счетчика адреса (сигналы 14Ä0 и 23.0 имеют низкий уровень, а сигнал 24 — высокий), канал не устанавливает сигнал занятия магистрали, поскольку не устананлен триггер 5 запроса (сигнал

2/) из-за отсутствия перепада на ныходе 20 делителя 3 частоты. Перепадом

"0-1" синхросерии на выходе 19 в цикле /6 счетчик 9 адреса увеличивается на 1, устанавливаются высокие уровни сигналон 23.0, 25 и 28, а на входе/выходе 18 канала устанавливается низкий уровень сигнала синхронизации, длительность которого равна половине периода сигнала 19 (26). В цикле 80 селектор 6 импульсов на выходе 22 формирует сигнал запрета счета, а в цикле 92 на ныходе 21 — импульс коррекции. Импульсом коррекции фазируются синхросерии на выходах 19 и 20 делителя 3 частоты (выходы устанавливаются в состояние "1 ) и "обнуляется" счетчик 9 адреса.

В цикле 92 перепадом "0-1" сигнала

20 устанавливается триггер 5 запроса и поскольку адрес канала совпадает с текущим кодом в счетчике 9 адреса, устанавливается высокий уровень сигнала на выходе 1/ подтверждения доступа и низкий уронень на входе/выходе

18 канала. Таким образом, на линии 1 магистрали после импульса синхронизации и короткого импульса высокого уровня формируется сигнал занятия магистрали низкого уровня„

16/2461 няеT coc >OJHå по перепадам

"1-0" тактовых импульсов 13, а режим последоват льногo сдвига либо параллель <ой записи задается состоянием сигнала 18 на;<инин 1 магистрали.

Селектор 6 имг.ульсов (см. <Ьиг.3/ работает следующ><м образом.

До тех пср п<>ка с)<гнал 18 имеет высокий уровень, перепадами "1-0" тактовых им, у> ьсон IЗ в регистр 3 1 запись>вают я Он с входов параллельных да> ньс и вс" > .<ходы регистра поддер)f<«ваются в низком состоянии, Соответственно с»гнал ?2 на выходе селек- 15 тора 6 импульсов имеет уровень "0", а на вьгходе 21 <1>ормчрование сигнала коррек>,и « запр щено. Перехо>< сигнала

18 . состо >. "0" разрешает запись в per>,< тр 31 "1" . >хода последова- ?О

1 °; н тельных данных цо пере»адам сигнала 13. После первого так< го перепада н вььоде 0 регистра <1 и на выходе 22 сс J!<= кт< ра б цмпул>,cob пo>IB

Ф ?5 яется г..>с к> и уровень сигг -<па 3alrp ак><. <;бр «< <цаЧ т «>-На c >, т >ppC>;>ffff«(В

1 ><, < а<:;-::; x,,",» OHr>«<e 8 в;> ..>гокое

/> .- . "„<, >ек <>«я; игн; ла

>,г: -.>:. " < .-)редел»е-.ся «с,н-: стьом

;., и< пульсс.:. . 3 бкла, ...г<1"," я !,> терна". Яре.><..:, т..— ,.НГ <ап 1 8 Нт«Е > ypo»:. .. Г" зи .:;or «- >."рвал ь or)ùåé ь>.;<. Ie rы;)сх I;e>JI«, «ов такмт,,;>с<«в 3, сигнал коррек",ии

* c ..<<хо,,, " т кт ..l 6 <>мг улье ов не ".у: сформироьг,», ос".<ольку на вс:.х,г .-. да . регистра .1 будет уcTB

40,7< : истp .. и-Ц ." ВЬ>С,.> .: >НЕНЬ И ЧЕГes ме т Н>. )2 ф" рми; oràí>fe н>«экого уровня .. иг ": >а ?! х<)> р: сци f о т>< заблоки-ро . н ., .,: ч:,,. д f> T--Jf >!; c"-,<> epH - 45

<> н .ог> ><» . ":.г > лз 8 ..гжи в

I. t, ел; ".". 1- "- fop од".., „-т,:ilf,r." ит.;пульсов 13, <>игн," ) 1 к >ррекции Вор><ируется, поскоп.,к; . =. запрета е- о формировт>ния в:-...а 3 > гис) ра. 1..: > < >ьН О < . т Ь : . < Г > «тэ J . > > (O P P e К ЦИ Н P B R I f а т >! тервал" н «J<;:>е, . гадо-f 0- l снг>.ала

18 и;<. ..-..е эl< го пер.т> а,,<а

"1-0 " c>ir на.>о .,—.кro;:üã: импульс в 3, но не >резь.",; — ..т одног; периода си-:.а- >5 . «а 13, пг с>тольк; первым перепадом

"1-0" -..! r! ала 13 ч регистр э, г.H;:ываютГЯ О I>XO. ОВ >>аРа <ГЕГт Н,Г Д; К <<> <Х

Длительность сигнала 22 запрета для данного примера реализации равна длительности сигнала 18 с точностью до целого количества тактов сигнала 13

>

Такую дгп«тельность сигнала 22 можно видеть в цикл -x 152,,168 на фиг.6.

Исключением из этого правила является случай, когда канал, осуществляющий коррекци» счетчиков во всех каналах устройства, сразу после такой коррекции осуществляет занятие магистрали

Этот с.> 7>f г<риведен на фиг. 6 If циклах /6, 134,, Связано эTo с тем, <то г<а г«нтервале удерх<а>«ия высокого уровня сигнала 18 между -.игналом коррекции и сигналом >анятия в цикле 92 нет н» одного перепада "1-0" тактовой

<астоты 13 и гараллельная запись в

p3>foдится„ В этом случае дл>«тель>:ость сигнала 22 запрета счета равна c,". >«е; л>«тельностей сиг>«,;: ов кoppe>«I«I >.;. заняти» магистрал f, чтс одн".х . f-е отражаетс>т на работо:»особ>«г>«ус : рэ>><">» - . >>ocr

>рр< кпия счетчиков осуще г»ляегся

Ч» ЗЛ ЗМ 2!» IЗа- т< .>МО От. Налнчия

;; «и прис, тствия >«I > ала 22.

1>f3>kfI > ала 18 в цикле

/6 . станавл>.чается по перепаду "0-1" си..> а<.3 26 <,см. фиг 5). Перепадом н 1<

1-0 c>fr цала 26»ереэ элементы И 11 н >1Г<" .-11 . 12 fa линии 1 <см. фиг„1) форин>„ ется сигнал 18 высокого уровня. По переца;.<у 0-1 сигнала 18

op «<;руется перег.;.д "1-0" сигнала 21 в -. <>..-ope 6 им <ульсов (см.фиг,3), кот >рым >) свою очередь обнуляется счетчик 9 адреса. П,: переходу "1-0" сигнала 23.0 происходит изменение состояний сиг>«алов 24 и 25, а поcH r >-;RJ> 2 / Hf«OPT вь>с окий вен>. появляется высокий уровень сигна

Ia 1 и низк:;:! уровень .Ягнала 18, Таким образом, длительность высокого уровня сигнала 18 равна задержке рагпро<.гранения сигнала через эле«ент И счлекзоре 6 н -<пульсов, счет>ик Ч адреса, схему / с впадения, элем< >ты И 10 и И Л!-НЕ 12, начиная . - м: iT8 пере:OJ я сигчгла 18 в высокое

:.;с o>«>«He,. т, .

: ь-ре-> "q 1-0 c>«г: ..а 21 в циклах

Ч. и 164 iop>I переход< м cffr";:", оэ 1 : и 26 и как следствие — сигrac. 1 < Н H»> .<)КОЕ OCT< p>IH<> Б ЦИКЛ.

1612461

92 сигвал 21 переходит в "1" по фронту "! О" сигнала 18, как это описано в пунктах 2 и 3 данного ответа, H циклах 164...188 сигнал 18 остает я

5 в высоком состоянии и не является причиной перепада "0-1" сигнала 21.

Переход "0-1" сигнала 21 в этом случае является внутренним и осу)цествляется в цикле 168 по фронту "1-0"

10 сигнала 13 тактовых импульсов, по которому происходит запись нулей в регистр 31 селектора 6 импульсов см фиг.3), Сигнал 22 в цикле 168 так» .е Формируется по перепаду "1-0" сигнала 13 и является следствие) записи нулеи в регистр селектора 6 импульсов. В цикле 92 низкий уровень сигнала 22 не формируется, поскольку за время удержания сигнала 18 в высоком состоянии в канале устройства не вырабатывается ни одного перепада "1-0" сигнала 13 тактовых импульсов.

Формулаиэобретения l. Многоканальное устройство для подключения абонентов к обшей магистрали, каждый канал которо .> содержит 30 селектор импульсов„ счетчик адреса„ схему сравнения, триггер, элеме,т задержки, два элемента И и элеме т

KIH-HE, причем выходы элементов ИЛИНЕ всех каналов устройств," обьединень. 35 через монтажное И и соединены с первыми входами селекторов импульсов всех каналов устройства, а в каждом канале адресный вход канала устройства соединен с первым входом схемы 40 сравнения, выходы первого и второго элементов И соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности 45 устройства за счет исключения рассо" гласования фаэ,тактовых импульсов его

) каналс н, каждый канал устройства содержит делитель частоты, причем в каждом канале запросный вход канала устройства соединен с информационным входом триггера, ныход и синхровход которого соединены соответственно с первым входом первого э-)емента И и первым выходом делителя частоты, второй выход которого через элемент задержки соединен с первым входом второго элемента И и сс счетным входом счетчика адреса, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выходы "Равно" и "Больше" кс.торой соединены с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, тактовый вход канала устройства соединен с тактовым входом делителя частоты и вторым входом селектора импульсов, первый выход которого соединен со стробирующим входом счетчика адреса вход начальной установки канала устройства соединен с третьим входом второго элемента И, выход первого элемента И является выходом подтверждения доступа канала устройства, второй выход селектора импульсов соединен с входом запуска делителя частоты и с входом записи счетчика адреса, 2,, Устройство по п.1, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что селектор импульсов содержит регистр с вига, элемент И-НЕ и элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого является вторым выходом селектора импульсов, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И-HE и входом управления режимом регистра сдвига, выход нулевого разряда которого соединен с третьим входом элемента И-НЕ и является первым выходом селектора импульсов, первый вход которого соединен с тактовым входом регистра сдвига, выход старшего разряда которого соединен с входом элемента НЕ.

16/2461

l6724bl

РО

"0"

16 /2461

Составитель М.Сорочан

Техред 1.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор A,Áåð

Заказ 284 1 Тираж 319 Подпис ное

ЯНИИП 1 Государстве. нс го .комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, !1оскнн, Б-35, Раушская наб., д. 4/5

Производст.>енно-и здатепьс с:ш крмб нат "Честен:", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101