Устройство для обмена данными — SU 1278874 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ 1 ЬЛИН 504 С Об Г 13/3 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТЭЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИ(56) ЭИ, ВТ, 1982, Ьф 35, с. 12, рис. 3.Авторское свидетельство СССР Р 1196885, кл. С Об Р 13/36, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМЕНА ДАИНЬЕ 1 И (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве коммутирующей сети для управления и обмена данным в распределенных системах с контролем. Целью изобретения является повышение производительности. Устройство содержит Б регистров, Б коммутаторов, Б блоков анализа, генератор тактовых импульсов, регистр запросов, триггер направления, шифраторзапросов, коммутатор запросов, счетчик, шифратор установки данных, двадешифратора, элементы И, ИЛИ. Информация от источников поступает навходы коммутаторов, управляемых блоками анализа, С выходов коммутаторовинформация поступает на соответствующие регистры и последующие коммутаторы. Т,о. информация от источникадвижется через последовательно соединенные коммутаторы и регистры кприемнику. Повышение производительности достигается за счет возможности изменения направления движенияинформации в случае, если источникинформации подключен к коммутатору,имеющему номер больший, чем померкоммутатора, к которому подключенприемник информации. 4 ил., 1 табл.1278874 11 зобрететтее отОсЕтся к ыитсл- тельной технике и .Откат бытт) цсполе -зоната н качестве ком)у.1 у 0 те се "ти дзтя управленияобмспа дантьгтВ расттределенеых системах с кант 1 эоельв ттзобретстт является понытзетттсз прозное ительпостц устройства.1 т фцг, 1-4 приведс.на функциональная с,сема устройства,Устройство содепяит пенные - 11-ерегистры 1,1 " 1.1 ерт)с - 1-скоммутаторы 2.1 - 2.1) первые - 1)-ебтаки , 1 - 3,) анализа, генсзрататз4 тастовых импуььссн регистр 5 апра, а три т-ер 6 таиранлен):; гнсратар 7 запрасан, тссзмута атз 8 заирасан, зтарай эзесмснт 1 9 ертзьтэлемсп 1 10, торой отемнит 111 11,тсрзыт элемент 1 П 1 12 первый эзтстеттти тсра" зс);,н)п г ,игзе -т земс цт И, 5, ттсзрой эзссттт11 16, нет)й э:яс:ттт 11 17, иевыйэлсмет)т 1 18, шестс:и эте:ст И 19,те е)сри )змет . 2( ос:ма эпемсит 11 21, се).о э.темс)егг22,сче )ттс 23, вфратар 2 усггст:тси даппьх первый деш;тфратор 25, второйде 6 рсттсз 1 з 26терт) - Г Й входы, 27.-. 27,"1;запрос :ередачи дс)т)хустрастзез., тход 28 тус:ка устро"ст)за ехад 29 Ос.ИО:а с.1 а); нацервый - г-тт входы 30,1 - 30, 5 аньх усг 1 а)с. вапег)ыт1- тзьхсзы31. "- 31,1 датьх усрс:сгтза игрВыэт - 11-Й тзыходь 3". 1 - 32. стг 1 стлон ирерывации устройства вхсд 33сигт;ала ОТО О асти )с Опалы;Огамсдулет, нхатьт 1, 1 - Зс, 11 с,тт иаза О О, . О 01 0 0 1 "- 0 0 0 О О 0 1 0 0 О 0 1 3. ход схемь I ттеталкза )т.-й ьыход Я з,-т схемы. анализа,1 р и и е .т :тДЛ 5и сига 1 тср)ратар 24 трентазтечефотжтроезаттття уставки данных запроса передачи данных, выход 35сигнала прерынаиий при приеме дантзь.Х выход 36 сигнала прерываний нагыдачу дапты, первый - 1)1-тд выходы37.1 - 37,1 сигналов упранления выдачи данных, первый - -й выходы38.1 - ЗЯ.И установочных сигналон,перьый - 1-й выходы 39.1 - 39.гсцгналатз упрагления выдачи данных,г,ыход 40 пустых слогов, тзыходы 4142 детцифратора 26, коммутатор 43,ервь;й - Б - й выходы 44.1 - 44.Б управления реверсом, первый - И-й выходы 45,1-45.1) сигналан управлениязапсьв заявок н регистр 5 запросов,ттс 1 знь - 11-1 выходы 46. - 46.М упрангтееттзя затттсью заявок в регистр 5запросов, выход 47 синхронизацииустройства., выход 47.1 паследава 20, лТЕЛЕтОСТИ ТаКТОВЫХ ИмтУЛЬСОВ С)выход 47.2 последовательности тактовьх импульсов с,первый - )1-й выходы 48,1 - 48.1 шифратора 7, нулевой и единичный выходы 9, - 49,2триггера 6 направления, первыйрегистров (входы 40.1. и 58.1), состояния шифратора 7 (вход 48,д) и триггера 6 направления (выход 49.2).Устройство функционирует в следующих режимах: приема данных; обмена и выдачи данных.Режим приема данныхВ исходном состоянии регистры, триггер и счетчики находятся в исходном (нулевом) состоянии. Цепи установки в исходное состояние на .функциональной схеме условно не показаны. Работа устройства начинается с момента прихода на вход 28 устройства сигнала пуска, На выходах 47.1 и 47.2 генератора формируются две последовательности тактовых импульсов соответственно ь, и СПрием данных от функциональных модулей (ФИ) системы устройства осуществляется цо входам 30,1 - ЗО.Б устройства, Перед выдачей данных ФМ посыпает на вход 27.1 устройства сигнал "Запрос передачи данных", по которому производится проверка зацятос ти регистра 1. Данный сигнал с входа 34.1 блока 3.1 поступает на вход элемента И 16 и на информационный вход 50,1 регистра 5. Если регистр 1.К окажется свободным (ца вход де шифратора 26 блока 3.1 поступает нулевой код), то на второй вход элемента И 16 с выхода дешифратора 26 поступает разрешающий сигнал, по которому формируется сигнал прерывания ца выходе элемента И 16, поступающий через элемент ИЛИ 14, выход 36 на выход 32.1 устройства. Кроме того, этот сигнал прерывания с выхода 46.1 поступает на вход 53.1 эле мента ИЛИ 12, далее с выхода элемента ИЛИ 12 на вход элемента И 9. Еа выходе элемента И 9 по заднему фронту очередного тактового импульса 7, формируется сигнал синхронизации 45 регистра 5, по которому осуществляется запись сигнала "Запрос передачи данных" с входа 50.1 регистра 5.Разрешающим сигналом для формирования сигнала синхронизации на выходе элемента И 9 является единичный сигнал на выходе коммутатора 8, который формируется в результате поступления на входы коммутатора единичных сигналов с нулевых выходов регистра 5 (регистр 5 находится в исходном состоянии).После выдачи сигнала прерывания по выходу 32.1 устройства на вход 30.1 устройства от Ф 1 поступают данные, в которых имеется адрес Ф 1, которому предназначаются данные. Адресная часть данных с входа 5 ч. поступает на вход шифратора 24.На вход шифратора 24 уставки с выхода 48.1 шифратора 7 поступает единичный разрешающий сигнал, так как в регистре 5 по входу 50.1 была записана "заявка на выдачу данных первым Ф 1, Таким образом, в зависимости от кода адреса ца выходе 44 шифратора 24 формируется управляющий сигнал реверса, который поступает на вход элементов И 22 и И О.При нахождении триггера 6 в нулевом состоянии (ца выход 49.1 триггера 6 поступает единичный сигнал) организуется передача данных по шине направление вращения против часовой стрелки +, данные последовательно передаются из регистра 1. ь в регистр 1.ь + 1, где . 1,Б. Если триггер 6 находится в единичном состоянии, то цаправлецие передачи против часовой стрелки данные последовательно передаются из регистра 1,ь в регистр 1, (з.-1) .С приходом очередного тактового импульса с ца вход элемента И 10 ца выходе последнего формируется сигнал, поступающий на счетный вход триггера 6, который по переднему фронту Г изменяет свое состояние. Одновременно с выдачей сигнала реверса шифратор 24 выдает код установки, который поступает на установочный вход счетчика 23 ц записывается в него по заднему фронту тактового импульса ь поступающего на второй вход элемента И 22, который формирует ца своем выходе сигнал синхронизации счетчика 23.После того, как триггер 6 изменил свое состояние возникает необходимость анализа состояния регистра 1.1, так как в этом случае данные с входа 30.1 должны записываться в ререгистр 1.11 (передача данных организуется по реверсивной шине), Если формирование сигнала реверса не произошло, то данные должны записываться в регистр 1.1 (производцтся анализ регистра 1.Б, передача данных организуется по шине) по управляющему сигналу с выхода 39 элемента И 19. В рассматриваемом случае сигнал реверса изменил состояние триггера 6, 1278874т.е. переключил шину на реверсивнуюпередачу, Поэтому нулевая адреснаячасть данных (регистр 1.1 находитсяв исходном состоянии), которая является признаком пустого регистра, свыхода 55.1 регистра 1.1 поступаетна вход дешифратора 25 и формируетна его выходе 58 единичный управляющий сигнал, поступающий на вход шифратора 24 и вход элемента И 15. На 1 Одругой вход элемента И 15 поступаетединичный сигнал "Запрос передачиданных" с входа 34. На выходе элемента И 15 формируется единичныйсигнал, проходящий через элементИ 17 на выход 37,1 по единичномуразрешающему сигналу с выхода 49.2триггера 6. Управляющий сигнал с выхода 37.1, поступая на управляющийвход коммутатора 2.Б, разрешает прохождение данных с входа 30.1 устройства на информационный вход регистра 1.Б, По заднему фронту очередкого тактового импульса, ко 25торый поступает на вход синхронизации регистра 1.11, происходит записьданных в регистр 1.Б.Кроме того, управляющий сигналс выхода 37 поступает на вход коммутатора 43, по переднему фронту тактового импульса с проходит на выход57,1 и далее на выход 32.1 устройства. В результате чего ФМ получаетуведомление о том, что запись данныхв шину произведена. В этом случае ФМ 35снимает сигнал 1 Запрос передачи данных" на входе 27.1 и данные на входе 30.1 по заднему фронту тактовогоимпульса 7,40В следующем такте работы устройства производится вычитание единицы изсчетчика 23 по заднему фронту тактового импульса который поступаетна счетный вход счетчика с выходаэлемента И 21, Разрешающим сигналомдля прохождения тактового импульсачерез элемент И 21 является нуле 2вой сигнал с выхода элемента И 20,образующийся в результате записи кода уставки в счетчик 23 и поступающий на инверсный вход элемента И 21.По очередным тактовым импульсам2 происходит передача данных послегдовательно из -го в (3.-1)-й, где1,11 регистры (направление .вращения по часовой стрелке) и одновременное вычитание единицы из счетчика23. Передача данных и вычитание единицы происходят до тех пор, пока данные не достигнут ФМ, которому предназначаются данные. В этом случае счетчик 23 обнуляется и с выхода 45.1 элемента И 20 на выход 51.1 коммутатора 8 поступает единичный управляющий сигнал, который разрешает прохождение единичного сигнала с выхода 48.1 шифратора 7 на вход элемента И 9. Элемент И 9 формирует сигнал синхронизации регистра 5 по тактовому импульсу Г и с приходом на входы 27.1 - 27.11 устройства сигналов "Запрос передачи данных".Во время вычитания единицы из счетчика 23 на информационные входы регистра 5 в случаййые моменты времени могут поступать запросы на передачу данных от других ФМ, но записываться в регистр 5 они будут только после обнуления счетчика 23.Сигналы заявок на входы 27.1 27,11 могут поступать на информационные входы регистра 5 в один и тот же момент времени и записываться в регистр 5 одновременно. В этом случае шифратор 7 выделяет наиболее приоритетный ФМ,Прием данных от других модулей устройство осуществляет аналогично как и от первого ФМ по входу 30.1 устройства. Управление приемом данных по входам 30.2 - ЗО.И устройства осуществляют соответственно блоки 3,2 - 3.3 анализа, которые функционируют аналогично блоку 3.1.Режим обмена и выдачи данныхВ данном режиме устройство начинает функционировать после записи данных в регистры. Данные, записываемые с входов 30.1 - ЗО.Б по очередным тактовым импульсам с, , последовательно передаются из регистра в регистр либо по шине, либо по реверсивной шине в зависимссти от состояния триггера 6 направления передачи. В каждом такте работы устройства блоки 3.1 - З.М осуществляют анализ адресной части данных, передаваемых по вращающейся шине. Рассмотрим выдачу данных первому ФМ, которые выдаются на выход 31.1 устройства.Адресная часть данных с выхода 55.Б регистра 1.М поступает на вход дешифратора 26. В случае циркулярной передачи данных (данные предназначаются всем модулям системы) на выходе 42 дешифратора 26 формируется1278874 ми входами с первого па 11-й регистров, синхровходы которых соединеныс первым выходам генератора тактовыхимпульсов, группа разрядных выходов1.-га (. = 1 - Б) регистра соединенас вторым информационным входом ( ++ 1)-го коммутатора, группа разрядных выходов И-го регистра соединенас вторым информационным Входом первого коммутатора, группы выходов разрядов данных с первого по Б-й регистров являются соответственно свторого по Ы-й первыми выходами дан-, ных устройства, а в каждом блокеанализа группа выходов первого дешифратора соединена с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемен та И, выход первого дешифратара соединен с первым входом второго элемента И, выход второго дешифраторасоединен с первым входом третьегоэлемента И, о т л и ч а ю щ с е с ятем, что, с целью повышения производительности, она содержит коммутатор запросов, регистр запросов, шифратор запросов, триггер направления, два элемента ИЛИ, при этом количество блоков анализа равно Б, а в каждый блок анализа введеныс четвертога по восьмой элементы И, коммутатор, счетчик и шифратор уставки данных, панчем третий и четвертый информационные входы -го коммутатора соединены соответственно с ( + 1)-м входом данных устройства и группой разрядных выходов (д + 1)-го регистра, третий и четвертый информационные входы 11-го коммутатора соединены соответственно с первым входом данных устройства и группой разрядных выходов первого регистра, группы входов первого и второго дешифраторов 1-га блока анализа соединены соответственна с группами выходов разрядов адреса д-го и ( - 1)-го регистров, группы входов первого и второго дешифратарав первого блока анализа соединены соответственно с группами выходов разрядов адреса первого и 11-го регистров, вход сброса -го регистра соединен с выходом первого элемента И+ 1)-го блока анализа, при этом в каждом блоке анализа выходы первого и второго дешифраторов соединены соответственна с первым и вторым входами шифратора уставки данных, группа входов которого соесигнал прерывания, поступающий через элемент ИЛИ 13 и выход 35 на выход 32.1 устройства. Если данные предназначаются только одному ФМ, то сигнал прерывания Формируется на выходе 41.1, который аналогичным образом поступает на выход 32,1 устройства.После выдачи сигнала прерывания функциональный модуль, если он принял данные по выходу 31.1 устройства, 10 выдает на вход 27.1 устройства сигнал "Готово", который с входа 33.1 поступает на вход элемента И 18 и, пройдя на выход 38,1 элемента И 8, поступает на установочный вход регистра 1 1. В результате регистр 1.11 устанавливается в исходное (нулевое) состояние. Разрешающим сигналом для формирования установочного сигнала на выходе 38.1 элемента И 18 20 является сигнал прерывания на выходе элемента И 13. Б следующем такте работы устройства нулевой код, устапов- Вленный в регистре.11, записывается в регистр 11, если передача данных организована по прямой шине. Если передача данных организована по реверсивной шине, то данные записываются в регистр 1,(Б - 1).После установки регистра 1,М в пу левое состояние устройство переходит в рассмотренный ранее режим Функционирования по приему данных от модулей системы. 45Формула изобретения Устройство для обмена данными, содержащее И регистров, Б коммутаторов, генератор тактовых импульсов, 50 первый и второй элементы И, блоки анализа, каждый из которых содержит два дешифратора, три элемента И и два элемента ИЛИ, причем с первого по Б-й входы данных устройств соединены соответственно с первыми информационными входами с первого по 11-й коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с информационны 35Управление выдачей данных модулям по выходам 31,2 - 31.И устройства осуществляют соответственно блоки 3,2 - 3.1 аналогично блоку 3.1.Работа устройства прекращается40 после прихода на вход 29 устройства сигнала астапова, по которому генератор 4 прекращает Формирование последовательностей тактовых импульсов.динена с соответствующим входом данных устройства, а группа выходонс группой установочных входов счетчика, группа инверсных разрядных выходов которого соединена с группой 5нходон четвертого элемента И, ныходтретьего элемента И соединен с первым входом пятого элемента И, выходкоторого соединен с первым Входомкоммутатора, второй вход которогосоединен с выходом шестогс элементаИ, первый вход которого и первыйвход второго элемента ИЛИ соединеныс выходом второго элемента И, второйвход второго элемента ИЛИ соединенс выходом третьего элемента И, выход шифратора уставки данных соединенс первым входом седьмого элемента И,выход которого соединен с сицхровходом счетчика, выход четвертого элемента И соединен с инверсным входомвосьмого. элемента И, выход которогосоединен со счетным входом счетчика,-й установочный вход регистра запросов, вторые входы первого, второго и третьего элементов И 1.-го блока анализа образуют з.-й вход запроса передачи данных устройства, первый выход генератора тактовых импульсон соединен с вторыми входами седьмых, восьмых элементов И и третьимивходами коммутаторов всех блокованализа и первым входом первого элемента И, выход которого соединен сосчетным входом триггера направления, 35единичный выход которого соединен стретьими входами шифраторов устанкиданных и вторыми входами пятых элементов И всех блоков анализа и первыми управляющими входами с первого 10па И-й коммутаторов, а нулевой выходсоединен с вторыми входами шестыхэлементов И всех блоков анализа и вторыми управляющими входами с первого по Б-й коммутаторов, группа выходов шифратора запросов соединена с первой группой входон коммутатора запросов и четвертыми входами шифраторов уставки данньх соответствующих блоков анализа, выходы вторых элемелтон ИЛИ всех блоков анализа соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй и третий входы и выход которого соединены соответственно с вторым выходом .генератора тактовых импульсон, ныходом коммутатора запросов н синхронходом регистра запросов, выходы первого и второго элементов ИЛИ и коммутатора 1-го блока анализа образуют -й выход прерывания устройства, выходы четвертых элементов и всех блоков анализа соединены с второй группой входов коммутатора запросов, третья группа входов которого соединена с группой инверсных разрядных выходов регистра запросов, группа прямых разрядных вьгходов которого соединена с группой входов шифратора запросов, второй вход первого элемепта И соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами шифраторов уставки данных всех блоков анализа, первый и второй выходы генератора тактовых импульсов образуют синхроныход устройства, третий упранляющий вход х-го коммутатора соединен с выходом пятого элемента И (. + 1)-го блока анализа, третий управляющий вход М-го коммутатора соединен с выходом пятого элемента И первого блока анализа, четвертый управляющий вход 1-го коммутатора соединен с выходом шестого элемента И 1.-го блока анализа.1278874 едакто Ивано ак Тират 671Государственного комитета СССРделам изобретений и открытий1 осква, Ж, Раушская паб д. одписно