Устройство для сопряжения

 

(73) Заявнтмь (54 j УСТРОЙСТВО ДЗИ СОПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к вычисли,тельной технике и может быть исполь зовано для сопряжения мультипроцессорных средств предварительной обработки телеметрической информации с универсальными вычислительнымн машинаьы или с периферийными средствами регистрации .и отображения.

Известны устройства для сопряжения, содержащие блок адреса данных, соединенный с блоком приема .информации, блок выдачи данных, подключенный к блоку приема ин орма. ции и блоку объема данных (1).

Недостаток этих устройств состоит в их сложности и низкой производительности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для сопряжения, содержащее блок приема информации, первый вход которого подключен к выходу блока адреса данных, а первый выход - к блоку выдачи данных, выход

2 которого соединен с первым входом блока адреса данных и с первым вхо« дом блока объема данных, выход которого соединен со вторым входом блока адреса данных и первым входом блока формирования номера очереди№ первьва выходом соединенного с первым входом ассоциативного буфер 4 ного блока, второй вход которого подключен ко второму выходу блока приема информации, а выход соединен с третьим входом блока адреса данных и вторым входом блока объема данных, второй вход и второй выход блока формирования номера очереди соединены, соответственно, со входом и выходом блока анааиза состояний P).

Недостатки данного устройства .состоят в его сложности и низкой производительности, что обусловлено необходимостью работы с номером очереди, а также бопыиим объемом, сложностью построения и функциони903853

3 рования буферного запоминающего блока, выполненного на базе ассоциативной памяти.

Кроме того, устройство обладает низкой надежностью, вследствие не возможности выполнения своих функций при искажении номера очереди.

Цель изобретения — упрощение устройства, повышение его производительности и надежности. 10

11оставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок приема информации, вход-выход которого является первым входомвыходом устройства, первый вход подключен к выходу блока хранения адреса данных, а первый выход — ко входу блока выдачи данных, вход-вы- ход которого является вторым входомвыходом устройства, выход соединен с первыми входами блока хранения адреса данных и блока хранения объема данных, выход которого соединен со вторым входом блока хранения

25 адреса данных, введены группа блоков буферных накопителей, блок хранения очередности обработки и блок формирования последовательности, причем первый вход блока хранения очеред.ности обработки соединен, со вторым выходом блока приема информации, группа выходов которого соединена с первыми входами соответствующих блоков буферных накопителей группы, первые

35 выходы и вторые входы которых подключены соответственно к группе входов и выходов блока формирования последовательности, а вторые выходы — к третьему входу блока хранения

40 адреса данных и второму входу блока хранения объема данных, выход которого соединен с первым входом блока формирования последовательности, выход и второй вход которого соединены

45 соответственно со вторым входом и выходом блока хранения очередности обработки, а также тем, что блок формирования последовательности содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и дешифратор, причем выходы элементов

И группы соединены с соответствующими выходами группы выходов блока и соответствующими входами элемента

ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока, первые входы элементов

И группы соединены с первым входом блока, вторые входы — с соответствующими входами группы входов блока, 4 а третьи входы — с соответствующими выходами дешифратора, входом соединенного со вторым входом блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства в составе фрагмента системы, на фиг. 2 — блок-схема блоков буферных накопителей и блока хранения очередности обработки, на фиг. 3 и 4 — диаграммы, поясняющие работу устройства. .Предлагаемое устройство содержит устройство 1, блоки 2 предварительной.обработки и блок 3 оперативной памяти.

Устройство 1 содержит блок 4 приема информации, блок 5 хранения очередности обработки, блоки 6 и 7 буферных накопителей группы, блок 8 формирования последовательности, блок 9 хранения адреса данных блок

lO хранения объема данных и блок

ll выдачи данных, первый 12 и второй

13 входы-выходы устройства, шины

14-27 для передачи информации и управляющих сигналов между блоками устройства.

Блок 4 приема информации содержит узел 28. формирования запроса к оперативной памяти, включающий регистры 29 адреса, номера блока 30 оперативной памяти и команды 31 считывания триггер 32, элементы И 33-36, элемент 37 задержки и ждущий мультивибратор 38, узел 39 связи с информационно-командной магистралью 12, дешифратор 40, кодер 4! элементы

И 42 и 43 и узел 44 управления, состоящий из триггера 45, элементов

И 46 и 47, элемента ИЛИ 48, элемента 49 задержки, ждущего мультивибратора 50 и элемента НЕ 51.

Блок 8 формирования последовательности содержит элементы И 52 и

53,элемент ИЛИ 54 и дешифратор 55.

Блок 9 хранения адреса данных включает элемент И 56, элемент НЕ 57 и счетчик 58 адреса. Блок 10 объема данных состоит из счетчика 59 объема данных, триггера 60 и дешифратора 61 нуля.

Блок 11 выдачи данных содержит узел 62 связи с магистралью ЗВИ, регистр 63 информации и узел 64 управления, включающий элемент И 65, триггер 66, элемент 67 задержки и ждущий мультивибратор 68.

Блоки 5, 6 и 7 содержат (фиг. 2) входной регистр 69, регистры 70, 3853

55

По шинам 16 в блок 8 из блока 5 поступает -mop Hoyepa блока 2 предварительной обработки (который находится на "верхушке" пузырькового"

5 90 элементы И 71, элементы HE 72, элементы ИЛИ 73, триггеры 74, элементы И 75, шину 76 тактовых импульсов, шину 77 считывания и шину

78 записи.

Если накопитель пуст, а на его вход поступает слово, то при подаче сигнала записи и тактовых импульсов это слово помещается на верхний регистр (на "верхушку" буфера), о чем сигнализирует флажковый триггер этого регистра. Если на вход накопителя затем поступает второе слово, то оно продвигается по направлению к "верхушке" буфера и занимает самый верхний свободный регистр и т.д. Таким образом, записываемое в буфер слово всегда автоматически помещается на самый верхний свободный регистр. Такой буферный накопитель уместно назвать буферным накопителем "пузырькового типа", поскольку записываемые в него слова как бы "сами всплывают" вверх.

При подаче сигнала считывания и тактовых импульсов из буфера считывается слово, находящееся на верхнем регистре (на "верхушке" буфера), а все остальные слова продвигаются вверх, как бы "всплывают". По состоянию флажкового триггера верхнего регистра можно судить о наличии информации в буфере. Следует отметить одно немаловажное свойство буферного накопителя, а именно, возможность проведения записи и считывания слов одновременно, причем независимыми асинхронными блоками.

11одкличение обоих независимых блоков к шине тактовых импульсов про" изводится при этом через схему сборки.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом сеанса предварительной обработки через блок 4 по шинам 25 в блок 5 записываются номера блоков 2 предварительной обработки. участвующих в данном сеансе,обработки, в таком порядке, в каком saгружаются блоки предварительной обработки в начале сеанса обработки.

Каждому из блоков 2 в устройство сопряжения соответствует {вьщелен) один из блоков буферных накопителей.

Перед началом сеанса все блоки 6 и 7 пусты. Поток телеметрической информации, представляющий собой совокупность упорядоченных измерений нескольких каналов, распределяется по блокам предварительной обработки устройством диспетчеризации (на фиг; 1 не показано) в соответствии с дисциплиной первый блок предварительной обработки освободилВ Ф ся — первый загрузился, т.е. порядок окончания работы блоков пред" варительной обработки соответствует порядку поступления измерений.

Блоки 2 обеспечивают обработку каждого измерения по одному из фиксированного набора алгоритмов. Резуль-сР тат обработки каждого измерения запоминается в определенных. буферных зонах блока 3 бперативной памяти, закрепленных за каждым блоком 2.

Блок 2 формирует управляющее слово, характеризующее массив результатов обработки и содержащее поле адреса и поле объема массива, и выставляет запрос на обслуживание по ин" формационно-командной магистрали на первый вход-выход 12. При этом порядок следования заявок на обслуживание, порожденных окончанием предварительной обработки каждого измерения, представляет собой случайную величину, зависящую от конкретного алгоритма.

Блок 4 осуществляет поиск заявок на обслуживание, поступающих по информационно-командной магистрали.

При поступлении заявки блок 4 записывает принятое управляющее слово по шинам 14 и 15 в тот из блоков 6 и 7, буферных накопителей, который соответствует номеру обслуживаемого блока 2. Одновременно номер обслуживаемого блока предварительной обработки записывается, по шинам 25 в блок 5.

Таким образом, в блоках 6 и 7 накапливаются управляющие слова от соответствукщих блоков предварительной обработки, а в блоке 5 — последовательность номеров обслуживаеMhlx блоков предварительной обработки, Наличие управляющих слов в блоках буферных накопителей фиксируется флажковыми триггерами, состояния которых по нинам 17 и 20 поступают в блок 8 формирования последовательности.

7 9038 буферного накопителя). Блок 8 определяет, имеется ли для блока 2, номер которого поступает по шинам 16, управляющее слово в соответствующем буферном накопителе 6(7) . Если 5 имеется, то блок 8 выдает в этот буферный накопитель 6(7) по одной из шин 16 или 21 сигнал считывания, в результате чего содержимое буферного накопителя 6(7) продвигается вверх (" всплывает" ) а считанное ("вытолкнутое") управляющее слово по шинам 22 поступает в блок 9 (разряды поля адреса) и в блок 10 (разряды поля объема) . Одновременно блок

8 выдает сигнал считывания по шине

19 в блок 5, в результате. чего содержимое этого блока продвигается вверх ("всплывает"), считанный номер блока предварительной обработки 2î теряется, а на "верхушке" появляется следующий номер блока 2 предварительной обработки.

Адрес данных по шинам 26 поступает из блока 9 в блок 4, который организует обращения за информацией по данному адресу в блок 3. Данные по информационно-командной магистрали подаются в блок 4, из:которого по шинам 27 направляются в блок 11 30 выдачи данных.

Блок 11 выдачи данных передает данные в требуемом формате по шинам

13 в ЗВМ. По окончании передачи данных в ЭВМ вырабатывается сигнал, з5 который через блок 11 по шине 23 поступает в блоки 9 и 10. Если массив данных передан не полностью, то адрес увеличивается, а код объема данных уменьшается на единицу. No- o дифицированный адрес попадает в блок

4, который организует считывание очередного слова из блока 3 и передачу его в блок 11 выдачи данных. Считывание данных из блока 3 оперативной па- 45 мяти и выдача данных в ЭВМ продолтжается до тех пор, пока заданный массив информации-не исчерпывается. .Иомент окончания выдачи данных по текущему управляющему славу фикси- о руется сигналом на шине 24, который запрещает дальнейшую модификацию адреса данных и передачу его в блок

4, а также разрешает блоку 8 начать следующий цикл работы.

Во время выдачи данных в ЭВМ блок

4 осуществляет прием управляющих слов от блоков 2 и запись их в блоки

6 и 7 буферных накопителей, а соот53 8 ветствующих номеров бЛоков предварительной обработки — в блок 5. Процессы выдачи данных и приема управляющих слов совмещаются во времени.

Если в процессе функционирования устройства сопряжения происходит потеря одного или даже нескольких управляющих слов, то работоспособность устройства может сохраниться полностью или частично (в зависимости от того, где произошла потеря — в блоке предварительной обработки, магистрали или в устройстве сопряжения), Пусть, например, в данном сеансе работы участвуют четыре блока предварительной обработки с номерами I/

4. Пусть порядок начальной загрузки этих слов соответствует их номерам, т.е. первым в сеансе загружается блок предварительной обработки с номером 1, затем соответственно блоки с номерами 2, 3 и 4. Пусть диаграмма работы блоков предварительной обработки на некотором интервале времени имеет вид, изображенный на фиг. 3, где t — текущее время, а Т - интервал обработки одного телеметрического измерения.

В исходном состоянии содержимое блока 5 имеет вид, изображенный на фиг. 4. Блок 8 находится в состоянии ожидания появления управляющего слова в буферном накопителе, соответствующем блоку предварительной обработки с нрмером 1. Первым в рассматриваемом случае заканчивает : обработку телеметрического измерения в момент t=-t третий блок предварительной обработки, который выдает сформированное им управляющее слово в блок 4. Блок 4 записывает это управляющее слово в буферный накопитель для третьего блока предварительной обработки, а номер этого блока — в блок 5 (фиг. 4б).

В момент t и t> (фиг.3) заканчивает обработку четвертый и третий блоки предварительной обработки. И четвертый и третий буферные нако ители записывается соответствующие управляющее слово, а в блок номера блока предварительной обработки (фиг. 4в).

Наконец, в момент,1 обработку заканчивает первый блок предварительной обработки (фиг. 3), управляющее слово записывается в первый

10 ки, записывает его в первый буферный накопитель, а номер блока предварительной обработки — в блок 5 очередности обработки (фиг. 4к) .

В момент tg передача массива данных в ЭНМ заканчивается, и блок

8 начинает новый цикл работы, в результате чего производится трансляция следующего массива данных по управляющему слову, считанному из четвертого буферного накопителя, а содержимое блока 5 сдвигается (фиг. 4л).

Дальнейшая работа устройства сопряжения происходит аналогичным образом и иллюстрируется фиг. 3 и фиг. 4.

Фун:.ционирование блоков устройства происходит следующим образом.

При поступлении в блок 4 приема информации посылки иэ информационнокомандной магистрали по входу-выходу 12 узел 39 выдает в узел 44 сигнал "Данные поступили", инициирующий начало работы узла 44. В ко" дер 41 нз узла 39 поступает код номера устройства, от которого поступила посылка. Кодер 41 вырабатывает "1" в том случае, если посылка поступила от любого блока 2 предварительной обработки, и "0" — если посылка поступила от блока 3.

Узел 44 вырабатывает управляющие сигналы в зависимости от сигнала с выхода кодера 41 Если из кодера

41 поступает ")", то узел 44 выраба" тывает на выходе элемента И 46 сигнал "Запись I", который опрашивает элементы И 42 и 43, другие входы которых подключены к выходам дешифратора 40, определяющего номера устройства, от которого пришла посылка (данном случае это номер одного из блоков 2 предварительной обработки).

На выходе одного из элементов И 42 н 43 появляется сигнал,.и в соответствующий блок 6 или 7 записывается содержимое посылки, т.е. управляющее слово. Одновременно сигнал "Зались I", осуществляет необходимую запись кода номера блока предварительной обработки в блок 5 через шины 25.

Если на вход узла 44 из кодера 41 поступает "О", то в узле 41 вырабатывается сигнал "Запись", который вместе с. содержимым посылки поступает по шинам 27 в блок Il.

После выработки сигнала "Запись I" или "Запись 2" узел 44 выдает с выхо"

9 903853 буферный накопитель (при этом взводится его флажковый триггер), а номер блока предварительной о6работки — в блок 5 (фиг. 4 ), Так как на "верхушке" блока 5 записан код первого блока предварительной обработки, и в первом буферном накопителе появилось управляющее слово (о чем свидетельствует флажковый триггер), то блок 1о

8 считывает управляющее слово иэ первого буферного накопителя в блоки

9 и 10. При этом первый буферный накопитель опустошается, и флажковый триггер "гаснет". Одновременно блок 8 осуществляет сдвиг содержимого блока 5 (фиг. 4е). Блок

8 прекращает свою работу до момента, пока не будет введен массив данных в ЭНМ (по управляющему слову, считанному из первого буферного накопителя).

Блок 4 совместно с блоком 11 организуют передачу слов массива данных из соответствующего блока в one- 25 ративной памяти. По окончании процесса передачи массива данных в

ЭВМ в момент t (фиг. 3) блок 10; выдает сигнал разрешения по нине 24 в блок 8, который начинает новый Зо цикл работы.

Так как на "верхушке" блока 5 теперь имеется код второго блока предварительной обработки (фиг. 4е), а во втором буферном накопителе—

0 информация (о чем свидетельствует флажковый триггер), то блок 8 считывает управляющее слово иэ .второго буферного накопителя в блоки

9 и 10. При этом второй буферный 4О накопитель опустошается, и флаяжовый триггер "гаснет". Одновременно блок 8 осуществляет сдвиг содержимого блока 5 (фиг. 4ж).

По окончании процесса передачи 45 массива данных в ЭВМ в момент t@ (фиг. 3) блок 10 выдает сигнал раз-. решения по шине 24 в блок 8, который начинает новый цикл работы.

Блок 8 обслуживает третий буферный накопитель, в результате чего

50 начинается считывание очередного массива данных из блоков оперативной памяти, а блок 5 принимает состояние, изображенное на фиг. 4и.

В процессе передачи массива данных в момент (фиг. 3) блок 4 принимает управляющее слово от первого блока предварительной обработ40

ll 9038 дов элемента 49 задержки в узел 39 сигнал "Конец цикла", приняв который узел 39 может осуществлять работу с информационно-командной магистралью.

На вход дешифратора 55 из блока

5 поступает код номера блока 2, предварительной обработки, в результате чего на соответствующем выходе дешифратора появляется разрешающий потенциал. На входы элементов И 52 и l0

53 поступает сигнал по шине 24 из блока. Этот сигнал разрешающий, если блоки 9, 10 и 11 не функционируют, т.е. из системного ОЗУ данные не считываются. Если же блоки 9, 10 и

11 функционируют и производят считывание данных из ОЗУ и выдачу их в

ЭВИ, то на шине 24 присутствует запре.. щающий потенциал. На третий вход элементов И 52 и 53 поступают сиг- щ калы с шин 17 и 20 соответствующего буферного накопителя 6(7). Этот сигнал несет информацию о том, пуст буфер или нет.

Как-только происходит совпадение 25 на одном из элементов И 52 или 53,. то вырабатывается соответствующий сигнал на шинах 18 или 21, и в результате из соответствующего буферного накопителя 6(7) считывается зо верхнее слово и выдается"в шины

22. Одновременно элемент И1И 54 вырабатывает сигнал в шину 19, в результате действия которого осуществляется продвижение информации в блоке 5, и на вход дешифратора 55 поступает новый номер блока 2 предварительной обработки.

Информация по шинам 22 поступает в блоки 9 и 10. В блоке 9 на счетчике 58 фиксируется значение поля адреса управляющего слова, а в блоке

10 на счетчике 59 — значение объема данных. В этот момент в блоке 10 взводится триггер 60, и на шине 24 появляется запрещающий потенциал.

11отенциал же на выходе элемента

НЕ 57 становится разрешающим, и поэтому через элемент И 56 зйачения адреса ячейку ОЗУ со счетчика 58 выдаются в шины 26. Узел 28, получив в регистр 29 данные из шины 26, готовит команду считывания для ОЗУ и номер устройства ОЗУ и все это вместе с адресом ячейки выдает в узел 39, если тот свободен (т.е. если из узла 39 поступает соответствующий сигнал на вход элемента

И 33), Если же узел 39 занят, то

53 12 узел 28 ждет его освобождения,. Узел

39, получив данные. из узла 28, производит обращение к ОЗУ.

Информация, считанная из ОЗУ, поступает на вход узла 39, кодер 41 фиксирует сигнал "0", и узел 44 вырабатывает сигнал "Запись 2", который совместно с содержимым посылки поступает по шинам 27 на регистр

63. Узел 64 запускается сигналом

"Запись 2" и, в свою очередь, запускает узел 62 сигналом с выхода элемента И 65 "Выдача в ЭВМ" (если узел 62 свободен). Узел 62 по сигналу "Выдача в ЭВМ" считывает данные с регистра 63 и организует их пересылку в ЭВМ.

Одновременно сигнал на шине 23 поступает в блоки 9 и 10. В результате действия этого сигнала адрес ячейки памяти ОЗУ модифицируется в счетчиках 58 и 59, причем к содержимому счетчика 58 прибавляется единица, а в счетчике 59 она вычитается. Модифицированный адрес поступает в шины 26, и начинается новый цикл работы с памятью.

Когда весь массив данных из ОЗУ считан и состояние счетчика 59 равно нулю, это положени фиксируется дешифратором 61, и сигналом с его выхода сбрасывается в исходное состояние триггера 60, в результате чего на шине 24 появляется разрешающий потенциал, а на выходе элемента HE 57 — запрещающий, и блок 9 прекращает выдачу адресов ячеек памяти в шины 26.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет исключения ассоциативной памяти имеет более простую конструкцию, по сравнению с известным исключает необходимость работы с присвоением и учетом нарастающих номеров сообщения, что сокращает обработку сообщений и повь1шает производительность устройства.

Кроме того, потеря одного или нескольких управляющих слов приводит лишь к потере соответствующих сообщений, не создавая при этом хаоса с последовательностью обработки и нарушений соответствия между управляющими словами и информацией. формула изобретения

1. Устройство для сопряжени», содержащее блок приема ип>1>ормации, l3 9038 вход-выход которого является первым входом-выходом устройства, первый вход подключен к выходу блока хранения адреса данных, а первый выход— ко входу блока выдачи данных, входвыход которого является вторым входомвыходом устройства, выход соединен с первыми входами блока хранения адреса данных и блока хранения объема данных, выход которого соединен со lg вторым входом блока хранения адреса данных, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены группа блоков буферных накопителей, блок хранения очередности обработки и блок формирования последовательности, причем первый вход блока хранения очередности обработки соединен со вторым выходом блока приема информации, 20 группа выходов которого соединена с первыми входами соответствующих блоков буферных накопителей группы, первые выходы и вторые входы которых подключены соответственно к груп-у5 пе входов и выходов блока формирования последовательности, а вторые выходы — к третьему входу блока хранения адреса данных и второму входу блока хранения объема данных, выход

53 14 которого соединен с первым входом блока формирования последовательности, выход и второй вход которого соединены соответственно со вторым входом и выходом блока хранения очередности обработки.

2. Устройство по и. 1, о т л и/ ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования последовательности содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и дешифратор, причем выходы элементов И группы соединены с соответствующими выходами группы выходов блока и соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока, первые. входы элементов И группы соединены с первым входом блока, вторые входы с соответствующими входами группы входов блока, а третьи входы — c соответствующими выходами дешифратора, входом соединенного с вторым входом блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 404088, кл. G 06 F 9/19, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 560220, кл. G 06 F 3/04, 1977 (прототип).

903853 е

Fl Ж

° /2434 ь е ° а / / Я 4 Я 4

C.

Л е е °

Ф

° ° 4 I /243

24 $ /243

324 f (345

Фиг4

Составитель В. Вертлиб

Редактор В.Данко Техред М.Гергель Корректор M,Øàðîøè

Заказ 121/30 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ШП1 "Патент", r. Ужгород, ул. 11роектная,