Устройство для последовательного опроса источников информации

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, в которых необходимо опрашивать последовательно источники информации, готовые передать данные в опрашивающее их устройство с малым временем задержки. Изобретение упрощает устройство и повышает его быстродействие. Устройство для последовательного опроса источников информации содержит две группы из n триггеров (n - число запросов), три элемента И, две группы элементов И - ИЛИ. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в вычислительной и дискретной технике, в частности в устройствах, в которых необходимо опрашивать последовательно источники информации, готовые передать данные в опрашивающее их устройство, с малым временем задержки на организацию их опроса.

Известно устройство последовательного опроса источников информации [1] (авт. св. N 570048, кл. G 06 F 1/04, 1975), содержащее для каждого источника информации элемент ИЛИ-НЕ, цепочку последовательно соединенных RS-триггеров и элементов НЕ по числу источников питания соединенных RS-триггеров и элементов НЕ по числу источников питания и дополнительный элемент НЕ и элементы ИЛИ-НЕ, причем вход каждого триггера соединен с выходом соответствующего элемента НЕ, вход которого подключен к выходу предыдущего триггера.

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие и малые функциональные возможности. Низкое быстродействие выражается в том, что время задержки от опроса i-го источника до опроса (i+1)-го всегда фиксировано и равно времени задержки двух логических элементов. Малые функциональные возможности выражаются в том, что в этом устройстве опрос источников происходит, во-первых, в течение строго ограниченного времени и не зависит от объема информации, которую необходимо передать от источника информации; во-вторых, в этом устройстве передача информации должна происходить строго последовательно: за передачей от i-го источника должна следовать передача от (i+1)-го источника. Если i-й источник не готов передавать информацию, то устройство будет ждать момента его готовности, хотя в это время, предположим, готов передавать (i+5)-й источник. Поэтому происходят большие потери на ожидание готовности очередного источника информации.

Известна система с поворотными циклами выборки шин [1] Система содержит блоки, связанные между собой, для передачи информации по общим шинам между любыми двумя блоками в течении асинхронно генерируемых циклов передачи информации. Устройства, присоединенные к общим шинам, устанавливают приоритет каждого из блоков. Каждый цикл передачи, за исключением последнего, сопровождается указанием, что цикл является последним. Последний цикл сопровождается указанием, что он последний. Схемы, связанные с устройством разрешения, вырабатывают для логики управления сигнал, указывающий, что запрашивается вторая информация.

Недостатками данного устройства являются низкое быстродействие и большая сложность, так как логика управления должна выработать информацию о запрашиваемой информации, а передаваемая информация содержать информацию, что она не последняя, если передается не последнее слово информации, и информацию, что она последняя, если передается последнее слово информации.

Известно устройство циклического приоритета [2] содержащее три группы из n триггеров (n число запросов), элемент ИЛИ, группу элементов И, кроме того, для каждого триггера первой группы триггеров, начиная со второго, элементы И-ИЛИ.

Недостатком этого устройства является большая сложность, так как для обслуживания одного источника используются три D-триггера, элемент И, элемент И-ИЛИ. Это устройство выбрано в качестве прототипа.

Задачей изобретения является упрощение.

Предлагается устройство последовательного опроса источников информации, содержащее две группы из n триггеров (n число запросов), три элемента И, первую группу элементов И-ИЛИ, i-й запросный вход (i 1, n) устройства соединен с D-входом i-го триггера первой группы, R-входы триггеров первой и второй групп соединены с установочным входом устройства, С-входы триггеров первой и второй групп соединены с тактовым входом устройства, прямой выход первого триггера первой группы соединен с первым входом первого элемента И, прямой выход j-го триггера второй группы (j 1, n-1) соединен с первым входом j-го элемента И-ИЛИ первой группы, второй и третий входы которого соединены с инверсным выходом (i+1)-го триггера первой группы, четвертый вход К-го (К 2, n-1) элемента И-ИЛИ первой группы соединен с выходом (К-1)-го элемента И-ИЛИ первой группы, отличающееся тем, что содержит вторую группу элементов И-ИЛИ, причем инверсный выход первого триггера первой группы соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И и с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с D-входом первого триггера второй группы. Инверсный выход j-го триггера второй группы соединен с j-м входом третьего элемента И, прямой выход j-го триггера второй группы соединен с первым входом j-го элемента И-ИЛИ второй группы, второй и третий входы которого соединены с прямым выходом (j+1)-го триггера первой группы. Четвертый вход К-го элемента И-ИЛИ второй группы соединен с выходом (К-1)-го элемента И-ИЛИ первой группы. Четвертый вход первого элемента И-ИЛИ второй группы соединен с выходом второго элемента И и с четвертым входом первого элемента И-ИЛИ первой группы, прямой выход i-го триггера второй группы является i-м выходом устройства. Выход j-го элемента И-ИЛИ второй группы соединены с D-входом (j+1)-го триггера второй группы.

Применение для каждого источника дополнительного элемента И-ИЛИ, а также применение вместо двухвходового многовходового элемента И позволило для обслуживания каждого источника уменьшить количество оборудования на один триггер, сохранив максимальное быстродействие.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг.2 временная диаграмма его работы.

Устройство для последовательного опроса источников информации, содержащее две группы из n триггеров (первая группа с 1/1 по 1/n и вторая группа с 2/1 по 2/n), где n число запросов. Устройство также содержит три элемента И 3, 4, 5 и первую группу элементов И-ИЛИ 6/1-6/j, причем i-й запросный вход (i 1, 2, n) устройства соединен с D-входом i-го триггера первой группы (запросные входы 7/1-7/n). Входы R триггеров первой группы 1/1-1/n и второй группы 2/1-2/n соединены с установочным входом 8 устройства, а С-входы триггеров первой и второй групп соединены с тактовым входом 9 устройства. Прямой выход первого триггера 1/1 первой группы соединен с первым входом первого элемента И 3, прямой выход j-го триггера второй группы (j 1, 2, n-1) соединен с первым входом j-го элемента И-ИЛИ первой группы, второй и третий входы которого соединены с инверсным выходом (j+1)-го триггера первой группы. Четвертый вход К-го (К 2, n-1) элемента И-ИЛИ первой группы соединен с выходом (К-1)-го элемента И-ИЛИ первой группы. Устройство также содержит вторую группу элементов И-ИЛИ 10/1-10/j. Инверсный выход первого триггера 1/1 первой группы соединен с первым входом второго элемента И 4, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И 5 и с вторым входом первого элемента И 3, выход которого соединен с D-входом первого триггера 2/1 второй группы. Инверсный выход j-го триггера второй группы соединен с j-м входом третьего элемента И 5. Прямой выход j-го триггера второй группы соединен с первым входом j-го элемента И-ИЛИ второй группы, второй и третий входы которого соединены с прямым выходом (j+1)-го триггера первой группы. Четвертый вход К-го элемента И-ИЛИ второй группы соединен с выходом (К-1)-го элемента И-ИЛИ первой группы. Четвертый вход первого элемента И-ИЛИ 10/1 второй группы соединен с выходом второго элемента И 4 и с четвертым входом первого элемента И-ИЛИ первой группы 6/1. Прямой выход i-го триггера второй группы является i-м выходом устройства. Выход j-го элемента И-ИЛИ второй группы соединен с D-входом (j+1)-го триггера второй группы.

Наличие элемента 6/j в схеме не обязательно. С этого элемента может сниматься сигнал, который свидетельствует, что прошел опрос готовности всех источников, готовых выдавать информацию.

Устройство работает следующим образом. При включении питания момент Т₀ на входе 8 начальной установки имеется низкий потенциал, который устанавливает триггеры 2/1-2/n, 1/1-1/n в нулевое состояние. Если на входы 7/1-7/n, характеризующие готовность источников, приходит низкий потенциал, например, в момент Т₁, который говорит, что не один из источников информации не готов выдавать информацию, то высокий потенциал с выхода элемента И 5 пройдет последовательно элементы И 3, И-ИЛИ 6/1-6/j (так как все триггеры в "0"), и на входах упомянутых элементов будут высокие потенциалы.

В момент Т₂ на тактовый вход 9 приходит первый положительный импульс, который состояние триггеров не изменит. Если в момент Т₄ два источника, например, второй и (n-1)-й, выставили по выводам 7/2 и 7/n-1 высокий потенциал (информация в них готова к передаче), то при приходе на вход 9 в момент Т₅ второго положительного импульса устанавливаются в "1" триггеры 1/2 и 1/n-1. Все триггеры схемы устанавливаются по переднему фронту положительного сигнала на входе С. Приход третьего импульса на вход 9 в момент Т₇ вызовет установку в "1" триггера 2/2, передний фронт положительного сигнала с выхода которого является сигналом опроса источника, и источник начинает выдавать или принимать информацию. Четвертый импульс на входе 9 в момент Т₁₀ вызовет установку в "1" триггера 2/n-1 и в "0" триггера 1/2, так как на входе 7/2 c момента Т₉ низкий потенциал.

Передний фронт положительного импульса на выходе 11/n-1 триггера 2/n-1 является сигналом опроса источника n-1, который начинает передавать или принимать информацию. В момент Т₁₂ после окончания обмена информацией источником n-1 он снимает сигнал готовности на входе 7/n-1. Пятый импульс на входе 9 в момент Т₁₃ устанавливает в "0" триггеры 2/2 и 1/n-1. Шестой импульс на входе 9 в момент Т₁₅ устанавливает в "0" триггер 2/n-1, на выходе элемента И 5 появляется высокий потенциал, так как на всех входах этого элемента действуют высокие потенциалы, и схема приходит в первоначальное состояние. Приход сигнала готовности с любых источников информации вызовет последовательный опрос этих источников. Период импульсов на входе 9 должен быть не менее n τ, где τ задержка срабатывания одного элемента.

Предложенное построение устройства, а именно выдача сигналов опроса прямо с выхода триггеров 2/1-2/n, передача сигнала опроса с использованием задержки на неготовый источник, равной только задержке одного логического элемента, позволило сократить количество оборудования для опроса каждого следующего источника до двух триггеров и двух элементов И-ИЛИ, а также увеличить быстродействие, так как сигнал опроса вырабатывается непосредственно с выходов первых триггеров и при последовательном опросе n источников это время уменьшается на n τ, где τ задержка срабатывания одного элемента. Кроме того, если очередной источник не готов передавать информацию (в прототипе ждут, пока он не будет готов), предложенное устройство анализирует, готов ли передавать информацию следующий источник, а время, затрачиваемое на анализ готовности очередного источника, равно τ (в прототипе более 2τ ), т. е. быстродействие повышается более, чем в 2 раза.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ОПРОСА ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ, содержащее две группы из n триггеров (n-число запросов), три элемента И, первую группу элементов И-ИЛИ, i-й запросный вход (i=1,...n) устройства соединен с D-входом i-го триггера первой группы, R-выходы триггеров первой и второй групп соединены с установочным входом устройства, C-входы триггеров первой и второй групп соединены с тактовым входом устройства, прямой выход первого триггера первой группы соединен с первым входом первого элемента И, прямой выход j-го триггера второй группы (j=1 ...n-1) соединен с первым входом j-го элемента И-ИЛИ первой группы, второй и третий входы которого соединены с инверсным выходом (j+1)-го триггера первой группы, четвертый вход K-го (K=2... n-1) элемента И-ИЛИ первой группы соединен с выходом (K-1)-го элемента И-ИЛИ первой группы, отличающееся тем, что оно содержит вторую группу элементов И-ИЛИ, причем инверсный выход первого триггера первой группы соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с D-входом первого триггера второй группы, инверсный выход j-го триггера второй группы соединен с j-м входом третьего элемента И, прямой выход j-го триггера второй группы соединен с первым входом j-го элемента И-ИЛИ второй группы, второй и третий входы которого соединены с прямым выходом (j+1)-го триггера первой группы, четвертый вход K-го элемента И-ИЛИ второй группы соединен с выходом (K-1)-го элемента И-ИЛИ первой группы, четвертый вход первого элемента И-ИЛИ второй группы соединен с выходом второго элемента И и с четвертым входом первого элемента И-ИЛИ первой группы, прямой выход j-го триггера второй группы является j-м выходом устройства, выход j-го элемента И-ИЛИ второй группы соединен с D-входом (j+1)-го триггера второй группы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2