Многоканальное устройство для подклю-чения источников информации k общеймагистрали

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Союз Советских

Социалистических

Республик (u)807298 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 300379 (21) 2743711/18-24 (51) М. Кл.з с присоединением заявки ¹

G 06 F 9/46

G F 3/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н откр ытн и (23) Приоритет (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 2302,81. Бюллетень N9 7

Дата опубликования описания 2302Р1 (54) ИНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ К ОБЩЕЙ МАГИСТРАЛИ

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть использовано в многопроцессорных вычислительных системах, у которых внутренний и внешний обмен информацией организован с помощью общих магистралей.

Известны устройства для подключения источников информации к общей магистрали, содержащие цепь кольцевого опроса и триггеры подключения к магистрали, соединенные выходами с сигналами подключения к магистрали,(в известном устройстве триггеры подключения к магистрали названы 15 триггерами занятия магистрали). Источниками информации являются про- -. цессорй вычислительной системы, которые обращаются к модулям ЗУ с помощью общей магистрали. Выбор оче- 20 редного процессора для подключения к магистрали осуществляется .сигналом опроса, который образуется в приоритетном процессоре и распространяется по цепи кольцевого опроса до тех пор пока не обнаружится заявка на подключение к магистрали .от соответствующего ттроцессора. После этого с помощью триггера подключения к магистрали происходит сцепле- . 30 ние с магистралью и сеанс обмена с требуемым модулем ЗУ. Затем после окончания сеанса обмена ответным сигналом иэ ЗУ сбрасывается триггер подключения к магистрали и опять начинается опрос заявок с приоритетного процессора (11.

Недостатком этих устройств являются большие затраты времени на распространение сигнала опроса по цепи кольцевого опроса, что снижает пропускную способность магистрали.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является многоканальное устройство для подключения источников к общей магистрали, содержащее в каждом канале генератор сигналов кольцевого опроса, узлы формирования сигналов обмена (триггеры подключения к магистрали) и переключатели сигналов опроса, каждый из которых соединен с собственной шиной заявок, переключатели сигналов .опроса соединены между со; бой в кольцо с помощью входных и выходных шин кольцевого опросас образуя цепь кольцевого опроса, а каждый генератор сигналов опроса соединен с выходом сборки заявок (шиной наличия заявок). Опрос и обслу807298 живание заявок в данном устройстве происходит по кольцу, начиная с младшего по номеру канала и кончая им же. При наличии заявок генератор сигналов опроса B младшем канале вырабатывает сигнал кольцевого опроса, который с помощью. цепи кольцевого опроса последовательно опрашивает все каналы. Достигнув канала, в котором имеется заявка, сигнал опроса подключает на определенное время источник информации к магистрали и после завершения обмена расйространяется дальше, и т.д. пока не достигнет канала, в котором он выработался. Если к этому моменту времени нет заявок, то сигнал опроса исчеза- 15 ет, а если есть, то регенерируется, и начинается ранее описанный процесс обслуживания. заявок f2 ).

Таким образом, обслуживание заявок происходит по кольцевому опросу,, Щ причем время опроса канала без заявки определяется временем срабатывания переключателя сигнала опроса. Время задержек от конца одного. сеанса обмена до начала другого может быть д5 довольно существенным и линейно зависит от числа каналов °

Кроме того, данное устройство работает только в синхронном режиме.

Это значит,что заявки по нсем каналам о подаются в одном такте,что требует общей синхронизации для всех источников информации. Если же подавать заявки в непрерывном времени (асинхронно), то в любом канале возможно практически одновременно образование сигнала подключения к магистрали и выдача в соседний канал сигнала опроса. Это может привести к одновременному.подключению к магистрали двух источников информации, что равносильно от- 40 кану устройства.

Недостатками данного устройства являются: а) низкая пропускная способность магистрали из-за больших задержек 45 при переключении магистрали с одного источника информации на другой; б) узкая область применения, так как устройство может работать только в синхронном режиме.

Цель изобретения — увеличение пропускной способности магистрали и расширение области применения устройства путем обеспечения возможности работы н асинхронном режиме.

Эта цель достигается тем, что .в многоканальное устройство, содержащее элемент ИЛИ, входы которого соединены с входными шинами сигналов заявок, генератор опроса, подключеннрий первым входом с выходом элемен- Я) та ИЛИ и М каналов опроса, каждый из которых включает триггер, соединенный нулевым входом с соответствую.щим входом элемента ИЛИ, единичным выходом — с соответствующей выходной б5 шиной подключения к магистрали, а единичным входом — к шине логической единицы, в каждый канал опроса введены элемент И и узел .предварительного выбора заявки, причем первый выход генератора опроса соединен с первым входом первого узла предварительного выбора заявки, первый выход i ãî узла предварительного выбора заявки подключен к первому входу (i+1)-го узла предварительного выбора заявки, первый выход М-го узла предварительного выбора заявки соединен с вторым входом генератора опроса, вторые входы узлов преднарительного выбора заявки подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, второй выход узла предварительного выбора заявки каждого канала опроса соединен с первым входом элемента И ,того же канала опроса, а третий вход - c нулевым выходом триггера того же канала опроса и соответствующими входами элементов И других каналов опроса, выход элементов И каждого канала опроса подключен к сихнронизирующему входу триггера того же канала опроса (i = 1, М- i), а также тем, что узел предварительного выбора заявки содержит триггер, два элемента И и элемент задержки, причем единичный вход триггера соединен с шиной логической "1", синхронизирующий вход — с первым входом узла и через элемент задержки - c первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера, а выход — с первым выходом узла, первый вход первого элемента И подключен к второму входу узла, второй вход — к третьему входу узла, а выход — к инверсному нулевому входу триггера, прямой выход триггера является вторым выходом узла.

На чертеже изображена функциональная.схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит в каждом канале опроса узел 1 предварительного выбора заявки, элемент И 2, триггер

3, а также входные шины 4 сигнала заявки, выходные шины 5 подключения к магистрали входную шину б кольцевого опроса и выходную шину 7 кольцевого опроса, генератор 8 опроса и элемент ИЛИ 9. (Генератор 8 сигналов опроса и все узлы 1 предварительного выбора заявки соединены между собой в кольцо с помощью входных и выходных шин б и 7 кольцевого опроса. При этом генератор 8 включен между первым и последним узлами предварительного .выбора заявки.

Каждый узел 1 предварительного выбора заявки состоит из триггера

10, перного элемента И 11, второго

807298 элемента И 12 и элемента 13 задержки.

Генератор 8 сигналов опроса состоит из триггера 14, элемента И-НЕ 15 и элемент. 16 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Триггер 3 служит для подключения источников информации к магистрали, триггер 10 служит для фиксирования заявки, которая осуществляется в следующем цикле обслуживания. Триггер 10 устанавливается в "1" по положительному фронту сигнала опроса, который подается на синхронизирующий вход при наличии единичного сигнала заявки. С помощью элемента И 11 триггер 10 сбрасывается нулевым сигналом заявки, либо сигналом подключения к магистрали. Элемент И 12 служит для выдачи положительного фронта опроса соседнему узлу 1 посредством входной и выходной шины 6 и 7 кольцевого опроса. С помощью элемента 13 задержки обеспечивается корректность в работе узла 1 в синхронном режиме работы, заключающаяся в том, что независимо от времени прихода заявки и фронта опроса либо триггер

10 устанавливается в "1", либо фронт опроса распределяется дальше. Действительно, так как переключение триггера 10 происходит с задержкой, то несмотря на наличие заявки в данном канале на выходе элемента И 12 появляется ложный сигнал опроса. Наличие элемента задержки устраняет эту опасность, не ограничивая порядок появления заявок и фронта опроса на входах данного узла .1. Величина задержки элемента 13 должна быть больше задержки переключения триггера 10.

Элемент 16 задержки в генераторе

8 сигналов опроса обеспечивает асинхронный режим его работы.

Если нет заявок, то триггер 14 находится в состоянии "1", а все остальные триггеры в состоянии."0".

Появление заявки хотя бы на одной из шин 4 приводит к переключению триггера 14 генератора 8 в нулевое состояние и образованию на выходе генератора 8 положительного фронта опроса, который поступает на триггер 10 и через элемент 13 задержки - на вход элемента И 12 первого узла

1. Если на шине 4 сигнала заявки в первом;канале нет заявки, то триггер

10 останется в нуле, а фронт опроса через элемент 13 задержки, элемент И 12, а также выходную и входную шины кольцевого опроса поступает в соседний узел 1. В случае наличия единичного сигнала на шине 4 первого канала фронт опроса переключает триггер 10 в "1" и дальше не распространяется. переключение триггера 10 в "1" вызывает с помощью элемента И 12 переключение в "1" триггера 3, что в свою очередь приводит ,с помощью элемента И 11 к сбросу триггера 10 в данном канале и образо. ванию фронта опроса на выходе элемента И 12 для предварительного выбора очередной заявки.

Таким образом, практически одновременна с сеансом обмена первого .источника информации происходит оп рос очередной заявки. В том узле предварительного выбора заявки, где имеет место заявка„ триггер 10 уста" навливается в "1", подготовив в своем канале элемент И 12 для переключения триггера 3 в "1" по окончании текущего сеанса обмена. Далее

1э процесс распространения фронта опроса прекращается до тех пор, гока не сбросится единичный сигнал на шине

4 сигнала заявки первого канала, что приводит к сбросу триггера 3 и к

20 концу данного сеанса обмена. Если очередная заявка выбрана в одном иэ узлов предварительного выбора заявки, то сброс триггера 3 первого канала с задержкой элемента И 2 приво25 дит к переключению в "1" аналогичного триггера в этом канале. В результате одноименный источник информации подключается к магистрали, сбрасывается второй триггер 10 в канале, и образуется очередной фронт опроса в ! следующий канал. Подобный процесс продолжается до тех пар, пока фронт опроса не вернется на второй вход генератора 8 опроса, переключив его триггер 14 в "1". Если на входах элемента ИЛИ 9 имеется хотя бы одна заявка, то триггер генератора 14 через элемент 16 задержки с помощью элемента И-НЕ 15 переключится в "0" и цыдает новый фронт опроса в первый

40 канал. Если к моменту прихода фронта опроса на второй вход генератора

8 все заявки находятся в нуле, то триггер 8 устанавливается в "1" и очередной фронт опроса не вырабаты45 вается до прихода очередной заявки.

Далее процесс обслуживания повторяется.

Таким образом, совмещение. времени обслуживания предыдущей заявки с ы временем выбора следующей позволяет

® сократить время перехода от одного обслуживания к другому, а это в свою очередь позволяет повысить пропускную способность магистрали, а значит и производительность многопроцессорной вычислительной системы, у кото 5 рой процессоры соединены с общей памятью с помощью магистралей, Асинхронный режим работы устройства дает возможность каждому источнику информации, будь то процессор

40 или же внешнее устройство, иметь собственную синхронизацию. Это позволяет подключить к магистрали разнородные источники информации, что увеличивает гибкость и функциональные воз65 можности вычислительной системы.

807298

Формула изобретения

1.. Многоканальное устройство для подключения источников информации к общей магистрали, содержащее элемент

ИЛИ, входы которого соединены с входными шинами сигналов заявок, генера.тор опроса, подключенный первым вхо.дом с выходом элемента ИЛИ и М каналов опроса, каждый из которых включает триггер, соединенный нулевым входом с соответствующим входом элемента ИЛИ, единичным выходом — с соответствующей выходной шиной подключения к магистрали,.а единичным входом — к шине логической единицы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, t5 с целью увеличения пропускной способности магистрали, в каждый канал опроса введены элемент И и узел предварительного выбора"заявки, причем первый выход,генератора опроса coe-, gp динен б пера|И вхо) ом первого узла предвдщф Ь ьного вйбора заявки, пер,Ъ вый йхор вО удава., предварительного выба Ж ваянии подключен к первому входу +РФ1 - го узла. предварительного вйбора заФЬки, первый выход

М-го уз@Э предварительного выбора заявки соединен "с вторым входом .генератора опроса, вторые входы уз.лов предварительного выбора заявки подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, второй выход узла предварительного выбора заявки каждого канала опроса соединен с первым входом элемента И того же канала опроса, а третий вход — с нулевым выходом триггера того же канала опроса н соответствующими входами элементов И других каналов опроса, выход элемента И каждого канала опроса подключен к синхроннзнрующему входу триггера того же канала опроса (i = 1, М-1).

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел предварительного выбора заявки содержит триггер, два элемента И и элемент задержки, причем единичный вход триггера,,соединен с шиной логической

"1"; синхронизирующий вход — с первым входом узла и через элемент задержки — с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера, а выход — с первым выходом узла, первый вход первого элемента И подключен к второму входу узла, второй вход — к третьему входу узла, а выход - к инверсному нулевому входу триггера, прямой выход которого является вторым выходом узла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ð 317064, кл. 6 06 F 9/18, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 394789, кл. С 06 F 9/18, 1970 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 293/74

Тираж 756 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4. !