Устройство для синхронизации распределенной вычислительной системы

Устройство для синхронизации распределенной вычислительной системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для синхронизации гибридных вычислительных систем полунатурного моделирования в реальном масштабе времени. Целью изобретения является повышение точности синхронизации при конструктивном совмещении управляемых генераторов с блоками распределенной вычислительной системы. С этой целью устройство содержит управляющий генератор и группу управляемых генераторов, каждый из которых конструктивно совмещен с синхронизируемым блоком вычислительной системы. Управляющий генератор формирует первый импульс настройки, который последовательно в прямом направлении проходит через все управляемые генераторы и запускает их времяимпульсные интегрирующие преобразователи. Выход последнего управляемого генератора также подключен к управляющему генератору, который, получив первый импульс опроса, транслирует его в обратном направлении, как второй импульс настройки. Проходя последовательно в обратном направлении все управляемые генераторы, второй импульс настройки фиксирует значение, накопленное времяимпульсным интегрирующим преобразователем, определяя тем самым величину, на которую должен быть задержан первый импульс настройки при его использовании в качестве тактового для обеспечения одновременности опроса блоков распределенной вычислительной системы. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (51) 4 С 06 F 1/04 цц 4 Я.)8Ц

Ий:.- Л ;. i ê;.ËÛ)È

Б ..;Б ° )G -., ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4358984/24-24 (22) 05,01,88 (46) 15,09,89. Бюл, ¹ 34 (71) Таганрогский радиотехнический институт им, В;Д.Калмыкова (72) О.Н.Пьявченко, В.В,Клименко, Б,M,Còðoöêèé и С.Л,Сироткин (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 809133, кл, G 06 F 1/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 809132, кл. G 06 F 1/04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ

РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЪНОЙ СИСТЕ)Ы (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для синхронизации гибридных вывычислительных систем полунатурного моцелирования в реальном масштабе времени, Целью изобретения является повышение точности синхронизации при конструктивном совмещении управляемых генераторов с блоками распределенной вычислительной системы. C этой целью устройство содержит управляющий генератор и группу управляемых генераИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для синхронизации гибридных вычислительных систем полунатурного моделирования в реальном масштабе времени.

Цель изобретения — повьппение точности синхронизации при конструктивном совмещении управляемых генератоторов, каждый из которых конструктивно совмещен с синхронизируемым блоком вычислительной системы, Управляющий генератор формирует первый импульс настройки, который последовательно в прямом направлении проходит через все управляемые генераторы и запускает их времяимпульсные интегрирующие преобразователи. Выход последнего управляемого генератора также подключен к управляющему генератору, который, получив первый импульс опроса, транслирует его в обратном направлении как второй импульс настройки, Проходя последовательно в обратном направлении все управляемые генераторы, второй импульс настройки фиксирует значение, накопленное времяимпульсным интегрирующим преобразователем, определяя тем самым величину, на которую должен быть задержан первый импульс настройки при его использовании в качестве тактового для обеспечения одновременности опроса блоков распределенной вычислительной системы. 2 з.п. ф-лы, 14 ил., ров с блоками распределенной вычислительной системы.

На фиг,l приведена структурная схема распределенной вычислительной системы полунатурного моделирования; на фиг.2 — функциональная схема центральной станции системы единого времени; на фиг.3 — функциональная схема периферийной станции единого вре3 1508201 мени; на фиг,4 — функциональная схема блока управления блока синхронного ввода аналоговых данных; на фиг,5— функциональная схема блока ввода и . преобразования данных блока синхронного ввода аналоговых данных; на фиг.6 — функциональная схема блока управления блока синхронного вывода аналоговых данных; на фиг,7 — функцио-10 нальная схема блока преобразования и вывода данных блока синхронного вывода аналоговых данных; на фиг,8-13— блок-схемы алгоритмов и временные диаграммы, поясняющие работу системы. 15

Распределенная вычислительная система содержит локальную вычислительную сеть 1, каждая станция которой содержит микроЭВМ 2, в состав которой входят порты 3-5 ввода-вывода и адап- 20 тер 6 сопряжения с моноканалом, выводы 7 моноканала, систему 8 единого времени, блоки 9 синхронного ввода аналоговых данных и блоки 10 синхронного вывода аналоговых данных.

Система 8 времени включает управ- . ляемые генераторы 11, каждый из которых содержит переключатель 12, входы ! и выходы которого подключены к кольцевой линии 13 связи, приемопередат- 30 чик 14, элементы И 15 и 16, элемент

17 задержки, одновибратор 18, триггер

19, регистр 20, элемент 21 задержки,. счетчик 22, стартстопный генератор

23 и кодоуправляемый элемент 24 задержки.

Центральный блок 25 единого времени образуют генератор 26, программи" руемый таймер 27, элемент ИЛИ 28, триггер 29, приемопередатчики 30 и 40

31, одновибратор 32, элемент 33 задержки и элемент. 34 индикации, Каждый блок 9 состоит из блока 35 управления и блока 36 ввода и преобразования данных. 45

Блок 35 содержит регистр 37, элемент 38 задержки, элемент И-ИЛИ 39> триггер 40, блок 41 сравнения, счетчик 42, блок 43 памяти, распределитель 44 импульсов, элемент И 45, элемент ИЛИ 46, триггер 47, элемент

,ИЛИ 48, элемент, И 49> одновибратор

50, триггер 51, элемент KIH 52, элемент .И 53, элемент ИЛИ 54, одновибратор 55 и элемент 56 задержки.

Блок 36 включает блоки 57 выборки и запоминания, коммутатор 58 аналого-, вых сигналов и аналого-цифровой преобразователь 59, Блок 10 образуют блок 60 управления и блок 61 преобразования и вывода аналоговых данных.

Блок 60 содержит регистр 62, элемент ИЛИ 63, элемент И-ИЛИ 64, эле— мент И 65, триггер 66, блок 67 сравнения, счетчик 68, элемент 69 задержки, элемент ИЛИ 70, счетчик 71 одновибратор 72 и генератор 73 импульсов, Блок 61 включает дешифратор 74, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП)

75 и блоки 76 выборки и запоминания канала.

Блоки 35 и 36 системы соединены между собой посредством шины 77 адреса, шины 78 данных, линии 79 "Запуск", линии 80 "Режим" и линии 81

"Конец кодирования".

Блоки 60 и 61 соединены между собой посредством шины 82 адреса, линии

83 "Запись" и линии 84 "Режим".

Кроме этого, на схемах обозначены: в блоке 25 — управляющий генератор

85, а в блоке 11 — коммутатор 86, мультиплексор 87 и времяимпульсный интегрирующий преобразователь 88, Устройство работает следующим образом.

Локальная вычислительная сеть 1 выполняет функции транспортной магистрали и функции подготовки данных на уровне периферийных станций. Алгоритмическая структура локальной вычислительной сети содержит протоколы трех уровней: физическогр, канального и логического. Протокол физического уровня и метод доступа реализовань1 аппаратным способом в адаптере 6 моноканала. В качестве адаптера 6 моноканала может быть использована специализированная БИС К1809

ВВ2. Протоколы канального и логического уровня реализованы программно, Взаимодействие с интерфейсом пользователя осуществляется с помощью команд Запись, "Чтение", "Контроль" и их модификациями. Программное обеспечение каждой микроЭВМ типа "Электроника С5" хранится в ПЗУ. Связь микроЭВМ 2 станции локальной вычислительной сети 1 с периферийным оборудованием осуществляется через порты

3-5 ввода-вывода, Каждый из портов 3-5 имеет шину данных и два-три управляющих вывода: стробирующий синхроимпульс ввода-вывода (СИ) и сигнал готовности (Гт) периферийного устройства, Управление

1508201 работой системы 8 единого времени осуществляется засылкой в блок 25 управляющего слова иэ первой центральной станции локальной вычислительной

5 сети 1 через третий порт 5 ввода-вывода. Управление вводом и ввод данных в периферийную станцию локальной вычислительной сети 1 через блок 9 синхронного ввода аналоговых данных осу- 10 ществляется соответственно через первый и второй порты 3 и 4 ввода-вывода. Управление выводом и вывод данных из периферийной станции локальной вычислительной сети 1 через блок 10 осуществляется через третьи порты 5 ввода-вывода каждой периферийной станции локальной вычислительной сети 1, Данные, поступающие в микроЭВМ 2 станции локальной вычислительной сети l 20 могут быть предварительно обработаны в соответствии с пользовательской программой и в соответствии с программным обеспечением локальной выдачи по входу признака передачи прие" мопередатчик 31 переводится в режим передачи. В остальное время он работает в режиме приемника из линии 13.

Обратный импульс, последовательно пройдя через все управляемые генераторы 11, поступает на приемопередатчик 30 и с его выхода поступает на установочный вход триггера 29. Таким образом, блок 25, осуществив последовательную генерацию импульса и обратного импульса, приходит в исходное состояние, Дажно выполняться условие Т, >3 2 Р „ +, где > — задержка в элементе 33 задержки; Т вЂ” период генерации с выхода программируемого таймера 27; t,„ — время распределения импульса по линии 13..

Предварительная установка в "0" триггера 29 осуществляется также при кажцой записи управляющего слова в программируемый таймер 27, Элемент

34 индикации предназначен для фиксачислительной сети оформляются в паке— ты и пересылаются по адресу назначения.

Синхронизация работы блоков 9 и 10 осуществляется с помощью системы 8 единого времени. Программируемый таймер 27 настраивается на заданный коэффициент деления опорной частоты f генератора 26, Импульсы, определяющие период опроса аналоговых каналов, через приемопередатчик 30 поступают в линию 13. При этом на время существования импульса по входу признака передачи приемопередатчик 30 устанавливается в режим передачи. В остальное время он находится в режиме приема. Приемопередатчик 31 в момент выдачи импульса в линию 13 всегда находится в режиме приема. Импульс, после довательно проходя через управляющие генераторы 11, поступает на приемопередатчик 31, с выхода которого принятый сигнал устанавливает в "1" триггер 29.

Установка триггера 29 вызывает срабатывание элемента 34 индикации и через элемент 33 задержки срабатывание одновибратора 32. Величина задерж ки должна превосходить по времени длительность таймирующего импульса, а ее стабильность должна отвечать тре-: бованиям по точности. Обратный им- .ь пульс с выхода одновибратора 32 через приемопередатчик 31 поступает в линию

13» Этим же импульсом на время пере25

55 ции отказа системы. Если система генерирует обратные импульсы через интервалы времени, значительно более короткие, чем периоды следования импульсов, то время включения лампы элемента 34 индикации невелико и зрительно оно не воспринимается. При отказе системы триггер 29 не сбрасывается и элемент 34 индикации включен постоянно, что сразу обнаруживается по загоранию лампочки, В управляемом генераторе 11 переключатель 12 первоначально находится в положении приема импульса из линии 13 связи. Такое положение переключателя 12 обеспечивается управле— нием с выхода одновибратора 18„ кото" рый меняет положение переключателя только на время импульса со своего выхода. Длительность импульса с выхода одновибратора 18 должна удовлетворять условию Т > t„)?t „+t где t — длительность управляющего импульса.

Таким образом, принятый импульс свыхода приемопередатчика .14 поступа-. ет далее в кольцевую линию 13 связи, а также на запуск одновибратора 18, Поскольку время задержки элемента 17 выбирается превосходящим по длительности импульс, то выход одновибратора

18 возбудится по завершении импульса.

В силу этого импульс с выхода приемопередатчика 14 проходит только через

,первый элемент И 15, устанавливает 1508201 триггер 19 в единичное состояние и через:кодоуправляемый элемент 29 задержки поступает на выход генератора

11, Установка триггера 19 вызывает возбуждение стартстопного генератора

23, импульсы с выхода которого поступают на счетный вход счетчика 22, который, будучи предварительно обнулен-. ным на предыдущем цикле работы, начи- 10 нает заполняться с нуля. С запуска одновибратора 18 управляемый генератор

11 переключается на прием обратного импульса линии 13, Для этого ключи . переключателя 12 под. действием управ- 15 ляющего сигнала с выхода одновибратора 18 меняет свое положение. С приходом обратного импульса он через приемопередатчик 14 поступает далее в линию 13, .вход триггера 19, вход при- 20 знака записи регистра 20 и на установочный вход счетчика. При этом сигналом с выхода триггера 19 останавливается стартстопный генератор 23 и прекращается заполнение счетчика 25

22. Содержимое счетчика 22 переписывается в регистр 20, а сам счетчик °

22 некоторый интервал времени обнуляется. По завершении импульса с выхода одновибратора I.8 управляющий 30 генератор 11 приходит в исходное состояние. Однако теперь с выхода ре гистра 20 поступает управляющее слово на вход задания времени задержки кодоуправляемой линии 24 задержки и следующий таймирующий импульс, поступивший на вход периферийной станции, появляется на ее таймирующем выходе с задержкой, величина которой определяется содержанием регистра 20. 40

Таким образом, посылка прямого и обратного импульсов блоком 25 позволяет в генераторах 11 постоянно формировать задержку, пропорциональную разности времен прихода таймирующего им- 45 пульса и обратного таймирующего импульса Описанный механизм формирования задержек позволяет синхронизировать появление сигнала на тактовых выходах, разнесенных в пространст50 ве на значительные расстояния.

На фиг.8 приведена схема, поясняющая работу системы единого времени. с

Импульс, распространяясь по линии

13, поступает на каждый последующий генератор 11 все с большей и большей задержкой. Если устройство имеет, как показано на фиг.8, генератор 11, то время распространения сигнала до последней станции в кольцевой линии связи и .о

t„=v s;+Qt„;

1= где V — скорость распространения сигнала по линии 13;

S — длина участка линии связи ! между соседними генераторами 11;

t „ — задержка в приемопередатчике 14 j -й периферийной станции.

Соответственно, для любого генератора 11 приведенное выражение можно переписать в вице

1 1 ; =v s +, и)

Для того, чтобы импульсы на тактовых выходах всех генераторов 11 появились одновременно, необходимо в первый по ходу следования импульса генератор 11 ввести задержку t> о 8 + 1 =t „ t1,, во второй

= ь tz> в тРетий СЗ =1„-й и т.д °

Для и-й станции величина задержки

Зи

В то же время счетчики 22 в генераторах 11 за время своей работы в каждом цикле накопят следующее число:

s,=2f ft„-t;+v s,„„,,+t ), где f — частота импульсов стартстопт ного генератора 23 в периферийном блоке 11;

SI„„I — длина связи между п-м гене-! ратором 11 и блоком 25

I — половина задержки блока 25 о между приемом импульса из линии 13 и выдачей обратного импульса в линию 13.

Учитывая неизменность и стабиль1 ность величин f, V, Б(„„1, tî, последнее выражение можно переписать в виде S;=A(t„-t;)+B.

Содержание счетчиков в периферийных станциях с точностью до масштабного, коэффициента и постоянного сме-, щения соответствует требуемой величине задержки для каждого блока, т.е.

t „=t. „-t A(t„-t; )+H=S; .1

Выбрав коэффициент передачи кодоуправляемой линии 24 задержки в каждой периферийной станции равным 1/А, получаем равенство с постоянным и известным смещением, которое легко учитывается, 1508201

Пля обеспечения синхронизации ввода .аналоговых данных по многим каналам в блоке 36 имеется блок 57 выборки и запоминания по каждому аналоговому каналу. Управление работой

5 блока 57 осушествляется по линии 80, Единичный потенциал на этой линии переводит блоки 57 в режим хранения, при нулевом потенциале на линии 80 блоки 57 находятся в режиме слежения.

Использование блоков 57 выборки и запоминания в каждом из параллельных каналов. аналогового ввода позволяет снизить аппертурную погрешность преобразования и исключить системный перекос фаз при опросе ряда параллельных каналов, Аналоговые сигналы, поступаюп ие на входы блоков 57 при появлении единичного потенциала на линии 80, запоминаются по величине, после чего возможен последователь—

"ный опрос каналов, преобразование дан— ных и их пересылка, Последовательный опрос каналов осуществляется комму- 25 татарам 58 аналоговых сигналов, который управляется по адресной шине 77 °

Зафиксированные по уровню аналоговые сигналы в блоках 57 последователь— но во времени через коммутатор 58 по- 30 даются на вход аналого-цифрового преобразователя 59, запуск которого осуществляется по линии 79, Результат преобразования с выхода аналого-цифрового преобразователя 59 через шину

78 данных подается в блок 35 управпе35 ния, Одновременно аналого-цифровой .преобразователь 59 формирует сигнал Конец кодирования", который поступает на линию 81. Последовательность формирования и появления сигналов на шинах блока 36 показана на фиг,9, Управление работой блока 36 осу— ществляется блоком 35 управления. Он является программируемым контролле45 ром и позволяет по макрокоманде осуществлять разовый или циклический опрос аналоговых каналов при синхронизации процесса от микроЭВМ 2 локальной вычислительной сети 1. При синхронизации от блока 8 блок 35 может работать в многоцикловом режиме без дополнительного. управления от хостмашины при каждом цикле опроса. Структура управляющего слова для блока 35. приведена на фиг.10. Старший бит уп55 равляющего слова является признаком

l вида синхронизации — отмикроЭВМ 2 или от блока 8, следующий бит является признаком циклической работы устройства, сигнализирующим о том, что опрашиваемых каналов будет несколько.

Группа следукпцих битов содержит конечный адрес опроса в цикле, группа первых битов управляющего слова содержит начальный адрес в цикле, Блок 35 осуществляет управление процессом кодирования данных и пересылкой результатов преобразования в память микроЭВМ 2 соответствующей периферийной станции локальной вычислительной сети 1. Управляющее слово; предварительно в процессе подготовки устройства сопряжения к работе заносится в регистр 37 через первый порт

3 ввода-вывода микроЭВМ 2 локальной вычислительной сети l по входной шине данных с синхронизацией по первому входу управления блока 35. При этом при записи управляющего слова синхроимпульс записи одновременно через элемент 35 задержки поступает на вход элемента И-ИЛИ 39. На его четвертый вход поступает импульс от блока 8, а выход элемента И-ИЛИ 39 в блоке 35 является источником синхронизации пропесее ввода и преобразования аналоговых данных. Первый и третий инверсный входы элемента И-ИЛИ

39 клапанируются старшим битом слова состояния, храняшегося в регистре

37, Таким образом, из схемы видно, что при нулевом значении старшего бита управляющего слова синхронизация процедуры ввода аналоговых данных осуществляется по импульсу блока 8, а при единичном значении старшего бита управляющего слова — от синхроимпульса,.генерируемого программно 1 микроЭВМ 2 в составе периферийной станции локальной вычислительной сети 1, Второй бит после старшего с выхода регистра 37 поступает на информационный вход триггера 40, Если в цикле опрашивается более одного aíàëîãoâoãî канала, т.е, имеет место цикл опроса, то значение этого бита равно единице и в процессе работы устройства триггер 40 будет устанавливаться в единичное значение. Следующая группа битов регистра 37, содержащая конечный адрес в цикле опроса, подается на второй вход блока 41 сравнения кодов, второй вход которого. подключен к адресной шине блока 35, которая формируется с выхода счетчика 42. На па1508201

12 раллельный вход счетчика 42 поступает группа младших разрядов с выхода регистра 37 содержащих адрес единственного или первого канала опроса.

Синхронизация последовательности

5 сигналов управления .блоком 36 ввода и преобразования данных, т,е,.сигналов Режим Адрес, "Запуск", осуществляется с помощью распределителя

44 импульсов. Запуск распределителя

44 импульсов происходит в трех случаях: при поступлении синхроимпульса записи от микроЭВМ 2 или импульса от блока 8, что происходит или при опро- 15 се единичного канала, или при начале цикла опроса; по сигналу "Конец кодирования внутри цикла опроса через элемент ИЛИ 54 и элемент И 49 или, по тому же пути, по синхроимпуль-20 су чтения, поступающему на второй управляющий вход блока управления от микроЭВМ 2 с второго порта 4 вводавывода при чтении данных; при переводе сигнала на выходе "Режим" в по- 25 ложение слежения для формирования первого адреса чтения из блока 43 памяти, равйого первому адресу опроса аналоговых каналов.

Первый по времени импульс с выхо- 30 да распределителя 44 импульсов поступает на синхровход счетчика 42. При этом если на его режимном входе присутствует "0", то происходит параллельная запись данных в счетчик, если

"1", то приплюсовывается единица..

В начале работы триггер 40, управляющий режимным входом счетчика 42,.всегда находится в нулевом состоянии, так как синхросигналом с выхода эле- 0 мента И-ИЛИ 39 через элемент ИЛИ 48 триггер 40 сбрасывается, Поэтому при опросе единичного канала или в начале цикла опроса при первом проходе распределителя 44 импульсов В счетчик 45

42 из регистра 37 заносится первоначальный адрес, При последующих проходах распределителя. 44, когда триггер 40 уже вэведен, счетчик 42 работает в счетном режиме и наращивает но„50 мер адреса на выходе. Каждым синхроимпульсом.с выхода элемента И-ИЛИ 39 устанавливается в "1" триггер 47, вы"< выход которого определяет значение сигнала "Режим". По первому же импуль.

55 су на.выходе распределителя 44 формируется адрес канала, который коммутируется коммутатором 58 в блоке 36.

Вторым импульсом с выхода распределителя 44 взводится триггер 40, если

I второй бит в управляющем слове,равен единице, т.е.: предстоит цикл опроса..

По третьему импульсу с выхода распределителя 44 формируется сигнал "Запуск", если сигнал "Режим" установлен т.е. идет цикл кодирования, а не чтения из блока 43 памяти. При завершении опроса последнего канала в цикле триггер 47 сбрасывается.

После посылки. импульса "Запуск" блок 36 управления переходит в режим ожидания, Аналого-цифровой преобразователь 59 в блоке 36 по завершении каждой операции кодирования генерирует сигнал "Конец кодирования", который по линии 81 поступает на первый вход элемента ИЛИ 54, с выхода которого сигнал "Конец кодирования" поступает на синхровход блока 43 памяти.

В зависимости от состояния блока 41 сравнения происходит или новый запуск распределителя 44 импульсов, или, при кодировании по последнему каналу, сброс триггеров 40 и 51 и с задержкой сброс триггера.47, Режим работы блока 43 памяти определяется линией

80, которая устанавливает режим записи блока 43 при единичном значении, т.,е. при кодировании сигналов, или режим чтения при .нулевом потенциале на линии 80, т,е. после завершения процедуры кодирования. По каждому сигналу "Конец кодированиян с нины

78 данных в блок 43 памяти осуществляется запись результата кодирования . При этом запись происходит по адресу, совпадающему с адресом опрашиваемого канала. Если цикл опроса не окончен, то происходит новый . запуск распределителя 44, с выхода которого осуществляется управление формированием нового адреса, подтверждение взведения триггера 40 и формирование импульса "Запуск". Если произошел опрос последнего канала, то в момент прихода импульса "Конец кодирования" выход блока 41 сравнения находится в единичном состоянии и импульс "Конец кодирования" проходит на сброс триггеров 40 и 51. Сброс триггера 40 подготавливает запись в счетчик 42 нового начального адреса . цикла, что необходимо для организации процедуры чтения из блока 43 памяти в микроЭВМ 2, Сброс триггера 51 в данном случае лишь подтверждается.

Кроме того, последним в цикле импуль

1508201 сом "Конец кодирования" осуществляется сброс триггера 47, т,е. меняется состояние линии 80 "Режим" ° При этом одновибратор 50 вырабатывает импульс, 5 запускающий распределитель 44, который осуществляет запись в счетчик

42 первого адреса в цикле опроса и взводит триггер 40. Одновременно взводится триггер 51, который исполь- 10 зуется как флаговый сигнал готовности данных:„ Второй одновибратор 55 является аварийной схемой, Он нормирует максимальную длительность установки единичного значения на линии 80

"Режим", так как состояние блоков 57 в режиме хранения не может быть бесконечным без потери точности. Поэтому в случае сбоя или отказа блока 35 уп-. равления или аналого-цифрового пре- .20 обраэователя 59 через максимально допустимый интервал времени с выхода второго одновибратора 55 триггер 47 принудительно сбрасывается, В нормальном режиме сброс триггера 47 по 25 завершении кодирования по последнему каналу в цикле опроса приводит к формированию первого адреса в цикле, переводу блока 43 памяти в режим чтения и установке сигнала "Готовность 30 данных", При этом блок 35 подготов— лен к чтению данных из блока 43 памя-. .ти в память микроЭВМ 2 в каждой периферийной станции локальной вычислительной сети 1, 35

Чтение данных осуществляется по синхроимпульсу чтения, поступающему на второй управляющий вход блока 9, т.е. на второй вход элемента ИЛИ 54, Выходная шина данных блока 43 памяти 40 поступает на второй порт 4 ввода-вывода микро ЭВМ 2, Формирование адреса для блока 43 памяти при этом происходит аналогичным образом. После чтения по последнему адресу в цикле, 45 т,е, при срабатывании блока 41 сравнения кодов, происходит сброс триггера 40, триггера 51 и с некоторой задержкой подтверждение сброса триггера 47. Блок 35 управления приходит в исходное состояние. При каждом чте50 нии читается ячейка блока 43 памяти, адрес которой формировался в предыдущем такте чтения. Процедура чтения может и не осуществляться. В этом случае начальная установка триггера происходит при очередном появлении синхроимпульса на выходе элемента

И-ИЛИ 39.

Временная диаграмма работы блока 9

1 приведена на фиг.9, Связь блока 9 микроЭВМ может быть синхронная, программно-асинхронная и IIQ прерываниям, Формы синхронизации процедуры опроса каналов могут бь1ть также различные — синхронный опрос всех каналов параллельно во времени и опрос отдельных каналов последова" тельно во времени, Синхронизация от блока 8 исключает использование команд управления в каждом цикле опроса, Блок 10 каждой периферийной станции локальной вычислительной сети 1 состоит из блока 60 управления и блока 61 преобразования и вывода данных, Для обеспечения синхронизации вывода аналоговых данных по многим каналам в блоке 61 имеются (фиг. 7). блоки 76 выборки и запоминания по каждому вы" ходному аналоговому каналу, Наличие выбросов сигнала в момент переключения существенно снижает метрологические характеристики аналогового канала. Поэтому установка блоков 76 на выходе каждого аналогового канала. блока 61 позволяет устранить динамический перекос по фазе при параллельном выводе аналоговых данных по груп" пе каналов, а также улучшить метрологические характеристики каждого канала за счет устранения выбросов переключения ЦАП 75.

Управление работой блоков 76 осуществляется по линии 84 "Режим" параллельно. Единичный потенциал на этой линии переводит блок 76 в режим хранения, при нулевом потенциале на линии 84 "Режим" блоки 76 находятся в режиме слежения.

Аналоговые сигналы поступают на входы блоков 76 в каждом канале с вы-. хода соответствующего ЦАП 75. Информационные входы всех ЦАП 75 годключены к шине данных, поступающей на вход блока 10 с третьего порта 5 ввода-вывода соответствующей микроЭВМ 2 локальной вычислительной сети 1, Стробирующий вход каждого ЦАП 75 соединен с соответствующим выводом дешифратора 74 ° Запись данных в каждь1й

ЦАП 75 осуществляется с нины данных по строб-сигналу с соответствующего выхода дешифратора 74. В свою очередь; состояние выходов дешифратора 74 определяется потенциалами на его инфор-. мационном входе, который подключен

16 .1508201 к адресной шине 82, поступающей с блока 60, и сигналом на синхровходе, соединенном с линией 83 "Запись", также поступающей с блока 60 управ ления. Таким образом, в блоке 71 по5 следовательно во времени по адресуеМым с блока 60 управления каналам .выводимые данные заносятся в соответствующие UAII 75. Затем по сигналу с линии 84 "Ражим" эти данные в аналоговой форме одновременно выводятся на аналоговые выходы блока 10, Последовательность формирования и появления сигналов на линиях блока 61 !5 показана на фиг.14. Управление работай блока 61 осуществляется от блока

60 управления, который является программируемым контроллером и позволяет по макрокоманде осуществлять ра- 20 эовую или циклическую смену данных на аналоговых входах блока 10 при синхронизации процесса от микроЭВМ 2 локальной вычислительной сети 1 или блока 8. При синхронизации от блока 25

8 система 1 мажет работать в многоцикловом режиме без дополнительного управления от хостмашины при каждом цикле вывода аналоговых данных, Структура управляющего слова для 30 блока 60 управления приведена на фиг.10. Она полностью идентична структуре управляющего слова блока 35 управления. Идентичность управляющих слов блоков 9 и !О синхронного ввода и синхронного вывода аналоговых дан- . ных упрощает программирование обменом данных в гибридной системе полунатурного моделирования, Блок 60 управления управляет про- А0 цессами последовательной во временй записи данных по адресуемым каналам блока 61 синхронным выводом данных на аналоговые выходы группы каналов блока !ОЙ .регенерацией аналоговой 45 памяти блока б! и синхронизации процесса вывода с работой микроЭВМ 2 соответствующей периферийной станции локальной вычислительной сети 1, Управляющее слово предварительно, в процессе подготовки устройства со50 пряжения к работе, заносится в регистр 62 (фиг 6) через третий порт

5 ввода-вывода микроЭВМ 2 соответствующей .периферийной станции локальной вычислительной сети 1 па синхраим55 пульсу СИ 31 ° поступающему по первой радиальной адресной шине третьего порта 5 ввода-вывода, При записи . управляющего слова в регистр 62 одновременно синхроимпульсом СИ 31 через элемент ИЛИ 63 осуществляется началь ная установка триггера 66, выход "Гртовность" которого является управляющим выходом блока 10, что означает завершение циила занесения массива данных в блок 10. При нулевом потенциале на режимном входе счетчика

68 последний также находится в состоянии параллельного занесения данных, Старший бит с выхода регистра 62 (фиг 10) управляет режимом синхронизации, При единичном значении этого бита линия 84 "Режим" блока 60 управления управляется от сигнала "Запись" на линии 83, при нулевом значении старшего бита регистра 62 — от блока

8. Следующий за старшим бит на выходе регистра 62 определяет режим записи данных, т..е. записывается одиночное слово или массив по адресам, формируемым блоком 60 управления Поэтому второй бит регистра 62 поступает на вход триггера 66, подготавливая его уста. новку в "1", если предстоит запись массива данных. Следующая за старшими группа битов содержит конечный адрес массива данных, который поступает на вход счетчика 68 Таким образом, после записи управляющего слова в регистр 62 определенным режимом синхронизации. работы блока 10 в предстоящем выводе аналоговых данных оказывается режим вывода данных — одиночного слова или массива.по наращиваемым блоком 60 адресам, и если массива, то начального и конечного адресов массива, Под адресом понимается номер канала вывода аналоговых данных блока 1О.

Вывод данных из микроЭВМ 2 через третий порт 5 ввода-вывода по шине данных сопровождается синхроимпульсом

СИ 32 по второму управляющему входу блока 10, который является второй радиальной адресной линией третьего пор та 5 ввода-вывода. При этом в блоке

60 сигналом CH.32 осуществляется параллельный ввод первого гдреса в счетчик;

68. Через линию 69 задержки формируется строб-сигнал на выходной линии

83 ."Запись", устанавливается в единичное состояние триггер 66, если пред" стоит запись массива данных, наступа" ет сигнал на вход элемента И-ИЛИ 64, который служит при синхронизации рабо18

17

1508201

30 ты блока 10 от ПВИ для формирования сигнала на линии 84 "Режим".

При записи в блок 10 одиночного слова по заданному адресу после описанной процедуры состояние триггера

66 не меняется Далее может производиться посылка цепочки данных по тому же адресу или запись в регистр 62 нового управляющего слова °

1О

Если второй бит управляющего слова в регистре 62 был равен единице, то после записи первого слова данных по первому адресу, который устанавливается на выходе счетчика

68 и по адресной шине 82 поступает на вход блока 67 преобразования и вывода данных, триггер 66 устанавливается в единичное состояние, что приводит к переводу счетчика 68 в счетный режим. Таким образом, при посылке следующего слова данных, сопровождаемого сигналом CH 32, предв,арительно формируется следующий адрес на адресной шине 82, а затем через ли-25 нию 69 задержки формируется сигнал

"Запись" на линии 83. Таким образом может заноситься массив данных с последовательным расположением адресов. Сброс триггера 66 происходит при формировании последнего адреса через блок 67 сравнения и элемент

ИЛИ 63. Однако циклы записи массивов можно повторять без обновления управляющего слова в регистре 62, так как при записи первого слова повтор35 ного массива вновь сначала происходит параллельная запись начального адреса в счетчик 68, а затем этот счетчик переводится в счетный-40 режим.

По адресу на адресной шине 82 и сигналу "Запись" на линии 83 в блоке

61 преобразования и .вывода данных происходит запись данных в адресуемые ЦАП 75. Вывод .данных блоком 10 осуществляется по сигналу на линии

84 "Режим"„ который переводит блоки.

76 в режим выборки сигнала, который к этому моменту уже должен начать устанавливаться на выходах соответствующих ЦАП 75 Для обеспечения параллельного вывода аналоговых данных импульс выборки формируется одновибратором 72 на линии 84 "Режим" только по завершении записи массива данных, На фиг.14 приведена временная диаграмма совместной работы блока

60 управления и блока 61 преобразования и вывода данных в блоке 10.

Связь блока 10 с микроЭВМ 2 благодаря использованию сигнала с выхода триггера 66 в качестве флагового сигнала может быть синхронная, программно-асинхронная и по прерываниям. формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для синхронизации распределенной вычислительной системы, содержащее управляющий генератор и группу иэ К управляемых генераторов, где К вЂ” количество блоков распределенной вычислительной.системы, требующих синхронизации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации при конструктивном совмещении управляемых генераторов с блоками распределенной вычислительной системы, входы опроса и подготовки устройства подключены к одноименным входам управляющего генератора, первый вход выход настройки которого подключен к первому входу-выходу настройки первого управляемого генератора, второй . вход-выход настройки И-го управляе-мого генератора (М=1...., К-1) подключен к первому входу-выходу настройки (М+1)-го управляемого генератора, второй вход-выход настройки К вЂ” го управляемого генератора подключен к второму входу-выходу. настройки управляющего генератора, тактовый выход Р-го управляемого генератора (P=1,...,Ê) является P-м тактовым выходом устройства, 2..Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что управляющий генератор содержит два приемопередатчика, элемент ИЛИ, триггер, элемент задержки и одновибратор, причем выход опроса управляющего .генератора подключен к информационному входу и входу признака передачи первого приемопередатчика, информационный вход-выход которого является первым входомвыходом настройки управляющего генератора, информационный выход первого приемопередатчика подключен к первому входу элемента ИЛИ, вход подготовки управляющего генератора подключен .к вто