Устройство для сопряжения внешнего устройства с магистралью ввода/вывода

Устройство для сопряжения внешнего устройства с магистралью ввода/вывода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р>968799

Союз Советских

Социалкстических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 25.05.81(21) 3290869/18-24 р )М К1т з

О 06 Р 3/04 с присоединением заявки N9Государствеииый комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 681. 325 (088. 8) Опубликовано 2310.82. Бюллетень М39

Дата оПубликования описания 23.10.82

Ю.П; Рукоданов, Е.Ф. Генералов и В.Б. Путилов

72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель

° аь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО

УСТРОЙСТВА С МАГИСТРАЛЬЮ ВВОДА/ВЫВОДА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для подключения внешних устройств к линиям связи (линиям интерфейса ввода/вывода) °

Известны устройства для сопряжения вычислительной машины с каналом связи, содержащие коммутаторы, преобразователь кода, блок буферной памяти, блоки контроля, блок управле ния, распределитель импульсов, регистры, блоки элементов согласования и элементов И (11.

Недостаток этих устройств состоит в больших аппаратурных затратах.

Наиболее близким к изобретению по сущности технического решения является устройство для отключения внешних устройств от линий связи, содержащее детектор неисправности линий связи, четыре элемента И, два элемента ИЛЙ, три элемента НЕ, элемент задержки и первый коммутатор, причем входы детектора неисправности линий связи соединены с линиями связи, выход детектора неисправности линий связи соединен с управляющим выходом устройства и с первым входом первого элемента И, второй вход ко-торого соединен с первым управляющим входом устройства, выход первого элемента И соединен с йервым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с вторым управляющим входом устройства и с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом первогО элемента НЕ, вход которого соединен с третьим управляющим входом устройства, четвертый управляющий вход устройства соединен через второй элемент НЕ с четвертым входом второго элемента И, пятый вход которого соединен с первым входом третьего элемента И и с выходом третьего элемента НЕ, вход которого соединен с пятым управляющим входом устройства и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с шестым управляющим входом .устройства, первая группа информационных входов устройства соединена с первой группой информационных входов первого коммутатора и через второй элемент ИЛИ с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, четвертый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, вторая

968799 группа информационных входов устройства соединена с второй группой информационных входов первого комму татора, выходы которого соединены с линиями связи (2).

Недостатком этого устройства является низкая надежность работы, поскольку оно отключает соответствующее внешнее устройство от линий связи даже от случайного сбоя, не приводящего к отказу данного внешнего устройства и всего вычислительного комплекса. Внешние устройства постоянно подключены к линиям связи, что является дополнительным источником логических помех, выдаваемых в общие линии свя зи. После возникновения неисправности внешнее устройство отключается от линий связи, но через время, определенное быстродействием коммутатора и логических элементов, управляющих 20 работой коммутатора. За это время кратковременная логическая помеха успевает появиться в линиях связи, что может привести к искажению передаваемой по линиям связи информации 25 или сбою в работе вычислительного комплекса. Устройство также не позволяет осуществлять отключение неисправного внешнего устройства, если неисправность появляется в процессе об- щ мена между каналом ввода-вывода ЭВМ и внешним устройством.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, З5 что в устройство, содержащее детектор неисправности линий, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента НЕ, элемент задержки и первый коммутатор, причем вход детектора неисправности линий связи соединен с 40 линиями связи магистрали ввода/выво" . да, а выход соединен с выходом исправности линий устройства и первым входом первого элемента И, подключен-.. ного вторым входом к входу исправнос- 45 ти линий устройства, а выходом - к первому входу первого элемента ИЛИ, второй, третий, четвертый входы кото. рого соединены соответственно с выходами второго, третьего и четвертого элементов И, первый вход второго элемента И через элемент задержки, второй вход непосредственно соединены с входом выборки устройства, третий четвертый и пятый входы второго элеМента И подключены соответственно через первый, второй и третий элементы НЕ к-входу обратной выборки, входу управления абонента и входу работы абонента устройства, входы третьего элемента И соединены соответственно с выходами третьего элемента НЕ и второго элемента ИЛИ, группа входов которого подключена к первым группам информационных входов устройства и первого коммутатора, 65 вторая группа информационных входов и выход которого соединены соответственно с второй группой информационных входов устройства и линиями связи магистрали ввода/вывода, первый и второй входы четвертого элемента .И соединены соответственно с входом работы абонента и входом требования абонента устройства, введены блок статистической обработки, два коммутатора, пять элементов И и элеMeHT HJIH причем управляющий. вход первого коммутатора соединен c âûõoäoì пятого элемента И, пятый, шестой и седьмой входы первого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами шестого, седьмого и восьмого элементов И, первые входы, шестого и седьмого элементов И подключены к входу адреса абонента устройства, первый вход восьмого элемента И соединен с входом информации абонента устройства и вторым входом шестого элемента

И, а второй вход — с входом управления абонента устройства, вторым входом седьмого элемента И и первым входом третьегО элемента ИЛИ, вторым входом подключенного к входу работы абонента устройства, выход первого элемента ИЛИ соединен с информационным входом блока статистической обработки, вход начальной установки которого соединен с входом начальной установки устройства, а выход — с первыми входами пятого и девятого элементов

И, второй вход пятого элемента И под- ключен к выходу третьего элемента ИЛИ, второй вход девятого элемента И соединен с .входом тРебования абонента и информационным входом второго коммутатора, выход и управляющий вход которого подключены соответственно к линиям связи магистрали ввода/вывода и выходу девятого элемента И, первым входом подключенного к управляющему входу третьего коммутатора, первый и второй информационные входы и выход которого соединены соответственно с входами выборки,и обратной выборки устройства и линиями связи магистрали ввода/вывода.

Кроме того, блок статистической обработки- содержит элемент ИЛИ,счетчик, триггер, генератор импульсов обнуления, формирователь импульса и генератор импульсов, входы которых соединены с входом начальной установки блока, а выходы — соответственно с первым и вторым входами элемента

ИЛИ, выход которого и выход генератора импульсов обнуления соединены с соответствующими входами счетчика, выходом подключенного к первому входу триггера, второй вход и выход которого являются соответственно информационным входом и выходом блока.

На фиг. 1 .представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 - примеры

5 968799 нии 22 связи сопровождается наличием управляющего сигнала Работа абонента, на вход 34 — сигналы от внешнего устройства, выдача которых в общие линии 22 связи не обусловлена наличием управляющих сигналов. Коммутаторы 18, 19 и 20 могут представлять собой элементы с тремя состояниями на выходе или группу электромеханических реле. Коммутаторы 18 и 19 обеспечивают подключение передатчиков внешнего устройства к линиям 22 связи лишь на время обмена информацией с каналом ввода-вывода ЭВМ, а коммутатор 20 замыкает обходной путь управляющего сигнала Выборка, который поступает на вход 25 при неисправности или отключении данного внешнего устройства. При исправном внешнем устройстве и исправных линиях

22 связи все.сигналы, поступающие по входам 33 и 34, отключены от линий 22 связи при помощи коммутатора 18, а сигнал Требование абонента, поступающий на вход 29, — при помощи коммутатора 19. При обращении к внешнему устройству канала ввода-вывода ЭВМ с последовательностью сигналов начальной выборки внешнее устройство присылает на вход 27 или 28 один из управ-. ляющих сигналов Управление абонента или Работа абонента . Этот сигнал, пройдя элемент ИЛИ 8 и элемент И 17, подключает с помощью коммутатора 18 все сигналы, поступающие по информационным входам 33 и 34, к линиям 22 связи.

В случае выставления требования на обслуживание от данного внешнего устройства, т.е. при наличии сигнала Требование абонента на входе 29, этот сигнал через элемент И 21 подключает коммутатор 19 таким образом, что сигнал с его входа подключается к выходу. После этого происходит стандартный обмен сигналами между каналом ввода-вывода ЭВМ и внешним устройством, которое присылает на вход 27 или 28 один из управляющих сигналов Управление абонента или Работа абонента, подключая все сигналы, поступающие по информационным входам 33 и 34 через коммутатор 18, к выдаче в линии

22 связи. По окончании стандартного обмена между внешним устройством и каналом ввода-вывода ЭВМ внешнее устройство отключается от общих линий связи при помощи коммутатора 18.

При Неисправностях линий 22 связи внешние устройства начинают отключаться от линий 22 связи последовательно по цепочке, начиная с внешнего устройства, имеющего низший приоритет в обслуживании (т.е. внешнего устройства, подключенного последним по линии Выборка ). Таким образом, когда детектор 1 внешнего устройства, имеющего низкий приорифункциональных схем детектора неисправности линий и блока статистической обработки °

Устройство содержит (фиг. 1) детектор 1.неисправности линий связи, элемент И 2, элемент ИЛИ 3, элемент

И 4, элемент 5 задержки, элементы

НЕ 6 и 7, третий элемент ИЛИ 8, четвертый элемент И 9, элемент НЕ 10, третий элемент И 11, второй элемент

ИЛИ 12, шестой, седьмой и восьмой элементы И 13-15, блок 16 статистической.обработки, г:ятый элемент И 17, коммутаторы 18-20, девятый элемент

И 21, линии 22 связи магистрали ввода/вывода, выход 23 и вход 24 исправ- 15 ности линий устройства, управляющие входы Устройства: вход 25 выборки, вход 26 обратной выборки, вход 27 уп-. равления абонента, вход 28 работы абонента, вход 29 требования абонента, 2Р вход 30 начальной установки, вход 31 .адреса абонента, вход 32 информации абонента, входы 33 и 34 первой и второй групп информационных входов.

Детектор 1 неисправности линий связи (фиг.2 ) содержит приемники 35,дешифратор 36, элемент И- IE 37 и элемент И 38.

Блок 16 статистической обработки (фиг. 3) содержит формирователь 39 3Q импульсов, формирующий импульсы из фронта сигнала, генератор 40 импульсов, элемент ИЛИ 41, счетчик 42, генератор 43 импульсов обнуления и триггер 44.

Входы детектора 1 подключены к ли35 ниям 22 связи (линиям интерфейса ввода/вывода ) . Выход 23 подключае тс я к входу 24 устройства, сопрягающаго с магистралью внешнее устройство., име ющее более высокий приоритет в обслу- 4р живании, так как все внешние устрой ства подсоединяются к каналу ввода/вывода ЭВМ посредством общих линий связи, к которым они подключаются параллельно, а по линии Выборка все 45 внешние устройства подключены к каналу ввода-вывода ЭВМ последовательно по цепочке, начиная с внешнего устройства,,имеющего высший приоритет в обслуживании, и кончая внешним уст- 5р ройством, имеющим низший приоритет в обслуживании. На вход 25 подается управляющий сигнал . Выборка, на вход 26 — управляющий сигнал Обратная выборка, на вход 27 — управ- 55 ляющий сигнал Управление абонента, . на вход 28 — управляющий сигнал Работа абонента, на вход 29 — управляющий сигнал Требование абонента, на вход 30 — управляющий сигнал:начальной установки, на вход 31 — сигнал идентификации Адрес абонента, на вход 32 — сигнал идентификации Информация абонента . На вход 33 поступают сигналы от внешнего устройства, выдача которых в общие ли968799

55 тет,. оцредех ил неисправность линий

2? связи, на его выходе появляется логическая 3. поступающая на вход элемента И 2. На втором входе элемента И 2 постоянно присутствует логи« ческая 1 (так как это внешнее устройство подключено последним на линии Выборка ) . В результате логического умножения на выходе элемента И 2 появляется логическая- 1, которая, пройдя элемент ИЛИ 3 и блок 10

16, воздействует на управляющий вход коммутатора 20 таким образом, что поступающий на вход 25 сигнал Выборка проходит на выход коммутато.ра 20, передавая сигнал Выборка с входа на выход внешнего устройства, предотвращая зависание сигнала Выборка на данном внешнем устройстве. Одновременно, сигнал с выхода блока 16 статистической обработки, ?0 поступая на вход элемента И 17 и вход элемента И 21, запрещает подключение сигналов, поступающих на входы комму-, таторов 18 и 19, к линиям 22 связи.

Таким образом, внешнее устройство ос- 25 тается отключенным от неисправных линий 22 связи.

С выхода 23 выдается логическая 1, которая поступает на вход 24 устройства, сопрягающего с.магистральюз0 смежное с данным внешнее устройство, имеющее более высокий приоритет, и ес.ли детектор 1 этого внешнего устройства также определит неисправность линий 22 связи, то оно аналогично опи- З санному отключается от .линий 22 .связи, а с выхода 23 поступает сигнал разрешения на отключение от линии 22 связи следующего более приоритетного внешнего устройства. Таким образом, все внешние устройства низкого при- 40 оритета, детекторы 1 которых определили неисправность магистрали, не смогут подключиться к линиям 22 связи.

В результате этого внешние устройства, подключенные к линиям 22 свя- 45 зи на участке от места подключения канала ввода-вывода ЭВМ до места неисправности линий 22 связи, могут подключаться к линиям 22 связи на время обмена информацией с каналом ввода-вывода ЭВМ.

При поступлении на вход внешнего устройства управляющего сигнала Выборка ., он одновременно поступает на вход 25.и, если на выходах внешнего устройства не появится ни один из ответных сигналов Обратная выборка, Управление абонента или Работа абонента, которые поступают также на входы 26, 27 или

28 устройства, то в результате логического умножения на выходе элемента И 4 появится сигнал, который через элемент ИЛИ 3, блок 16 и элементы И 17 и 21 поступает на управляющие входы коммутаторов 18 и 19, запрещая 65 подключение неисправного внешнего устройства к линиям связи. Одновременно сигнал с выхода блока 16 поступает на управляющий вход коммутатора 20, который перемыкает управляющий сигнал Выборка с входа 25 на выход коммутатора 20.

В случае, когда внешнее устройство логически подключается к линиям 22 связи, но не снимает сигнала требования на обслуживание, его необходимо отключить от линий 22 связи. В этом случае сигналы Требование абонента и Работа абонента с выходов внешнего устройства поступают на входы 29 и 28, в результате их логического умножения сигнал с выхода элемента И 9 аналогично описанному поступает на управляющие входы коммутаторов 18 и 19, отключая неисправное внешнее устройство от линий 22 связи, и перемыкает коммутатором 20 сигнал Выборка . Если на выходах внешнего устройства, подключенного к входу 33, появляются сигналы, не сопровождаемые управляющим сигналом по входу 28 (сигнал Работа абов 1 кента ), то сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 аналогично описанному отключает внешнее устройство от линий

22 связи. Одновременное появление любых двух И более сигналов на входах

27, 31 и 32 (сигналы. Управление абонента, Адрес абонента и Информация абонента .) является также сбойной ситуацией и вызывает отключение внешнего устройства при появлении на выходе какого-либо из элементов И 13, 14 или 15 соответствующего сигнала.

Детектор 1 неисправности линий связи работает следующим образом.

На линии 22 связи выдается адрес внешнего устройства и проверочная комбинация сигналов. Адрес внешнего устройства опознается дешифратором

36, а проверочная комбинация поступает на элемент И-НЕ 37. В случае какой-либо неисправности линий 22 связи на выходе элемента И 38 появится соответствующий сигнал.

Блок 16 статистической обработки работает следующим образом.

При сбросе системы триггер 44 устанавливается в исходное состояние сигналом начальной установки который приходит на вход 30. При появлении на входе блока 16 импульса (случайный сбой) формирователь 39 формирует импульс из фронта входного сигнала и через элемент ИЛИ 41 записывает в счетчик 4? единицу. Счетчик

42 периодически обнуляется генератором 43. Если за период между импульсами обнуления сбоев будет несколько, то все они запишутся в счетчик 42. Если количество импульсов, соответствующее количеству сбоев, 968799

Формула изобретения

1. Устройство для сопряжения внешнего устройства с магистралью ввода/вы.вода, содержащее детектор неисправности линий, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента НЕ, элемент задержки и первый коммутатор, причем вход детектора неисправности линий связи соединен с линиями связи магистрали ввода/вывода, а выход соединен с выходом исправности линий устройства и первым входом первого элем нта И, подключенного вторым входом к входу исправности линий устройства, а выходом — к первому входу первого элемента ИЛИ, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами второго, третьего и четвертого элементов И, первый вход второго элемента И через элемент задержки, а второй вход непосредственно соединен с входОм выборки устройства, третий, четвертый и пятый входы второго элемента И подключены соответственно через первый, второй и третий элементы НЕ к входу обратной выборки, входу управления абоненего коммутатора, первый и второй информационные входы и выход которого

55 соединень- соответственно с входами выборки и обратной выборки устройства и линиями связи магистрали ввода/выьода.

2. Устройство по и. 1,о т л и ч аю щ е е с я тем,,что блок статистической обработки содержит элемент

ИЛИ, счетчик, триггер, генератор импульсов-обнуления, формирователь импульса и генератор импульссв, входы

65 которых соединены с входом начальной превысит объем счетчика 42, то на . выходе его появится сигнал, устанавливающий триггер 44 в состояние, соответствующее команде на отключение данного внешнего устройства от линий

22 связи. Если на входе блока 16 появится постоянный потенциал, соответствующий постоянной ошибке, то этот потенциал запускает генератор

40, импульсы с выхода которого, пройдя элемент ИЛИ 41, переполнят счетчик

42 и установят триггер 44 в состояние, соответствующее команде на. отключение данного внешнего устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы сопряжения, поскольку дает возможность отключать неисправные внешние устройства, препятствующие нормальному обмену между каналом ввода-вывода ЭВМ и другими исправными внешними устройствами. Отключение неисправных внешних устройств происходит по ее единичному сбою, а в случае постоянной неисправности внешнегО устройства или по часто повторяющимся случайным сбоям. Кроме того, устройство позволяет подключать,внешнее устройство к общим линиям связи лишь на время обмена информацией с

i каналом ввода-вывода ЭВМ, что позволяет уменьшить вероятность возникновения помех и выдачу их в общие линии связи. Тем самым повышается надежность работы сопряжения и вычислительного комплекса, включающего в себя внешние устройства, подключаемые к общим линиям связи. та и входу работы абонента устройства, зходы третьего элемента И соединены

:оответственно с выходами третьего элемента НЕ и второго элемент. ИЛИ, группа входов которого подключена к

5 первым группам информационных входов устройства и первого коммутатора, вторая группа информационных входов и выход которого соединены соответственно с второй группой информационных входов устройства и линиями связи магистрали ввода/вывода, первый и второй входы четвертого элемента И соединены соответственно с входом работы абонента и входом требования абонента устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены блок статистической обработки, два коммутатора, пять элементов И и элемент ИЛИ,.причем управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом пятого элемента И, пятый, шестой и седьмой входы первого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами шестого, седьмого и восьмого элемен-

25.тов И, первые входы шестого и седьмого .элементов И подключены к входу адреса абонента .устройства, первый вход восьмого элемента .И соединен с входом информации абонента устройства

3р и вторым входом шестого элемента И, а второй вход — с входом управления абонента устройства, вторым входом седьмого элемента И и первым входом третьего элемента ИЛИ, вторым вхо35 дом подключенного к входу работы абонента устройства, выход первого элемента ИЛИ соединен с информационным входом блока статистической обработки, вход начальной установки

4р которого соединен с.входом начальной установки устройства, а выход - с первыми входами пятого и девятого элементов И, второй вход пятого элемента И подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, второй вход девятого элемента И соединен с входом требования абонента и информационным входом второго коммутатора выход и управляющий вход которого подключены соответственно к линиям связи магистрали ввода/вывода и выхощу девятого элемента И, первым входом подключенного к управляющему входу треть11

12

968799 установки блока, а выходы — соответственно с первым и вторым входами элементов ИЛИ, выход которого и выход генератора импульсов обнуления соединены с соотвЕтствующими входами счетчика, выходом .подключенного к первому 5 входу триггера, второй вход и выход которого является соответственно информационным входом и выходом блока.

Ис точ ники и нфо рмации, принятые во внимание при,экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2893518/18-24, кл. G 06 F 3/04, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2977595/18-24, кл. 6 06 .F 3/04, 1980 (прототип).

968799

Составитель В. Вертлиб ,Редактор И. Николайчук ТехредЛ.Пекарь Корректор М. Демчик

Заказ 8167/76 Тираж 731 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4