МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ОБЩЕЙ МАГИСТРАЛИ
MULTICHANNEL DEVICE FOR CONNECTING SUBSCRIBERS TO SHARED BACKBONE

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для подключения абонентов к общей магистрали.
3
Известно многоканальное устройство для подключения абонентов к общей магистрали (патент ФРГ №2210426, кл. 42m 9/18), содержащее в каждом канале логические элементы, соединенные с каждым разрядом шины значения и шины дополнения общей магистрали, запоминающее устройство и схему управления, соединенные выходами с логическими элементами, а также обработки значений в виде многоразрядного компаратора, соединенного входами с логическими элементами, а выходами - со схемой управления.
Однако в этом устройстве необходимо последовательно сравнивать n значений двоично-кодированных разрядов приоритетных критериев и их дополнений, устанавливаемых на магистрали вилки каналов, с соответствующими значениями двоично-кодированных разрядов критерия и его дополнения для данного канала, после чего только сравнение полученных результатов может в оптимальном варианте привести к исключению конкретного канала, имеющего малый приоритет.
Помимо большого числа достаточно сложных операций, которые необходимо произвести в каждом канале для обработки приоритетов, существенным недостатком данного устройства является неопределенность количества шагов сравнения, которые в оптимальном случае равно одному, а в некотором конкретном случае большого количества числа каналов может быть достаточно большим.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по выполняемым функциям является многоканальное приоритетное устройство по авторскому свидетельству №1159021, содержащее узел анализа приоритетов, элемент НЕ, элемент ИЛИ, n каналов, в каждом канале элемент И, элемент ИЛИ, триггер и два узла анализа приоритета, каждый узел анализа приоритета содержит элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, элемент И и элемент НЕ, причем каждый запросный вход устройства соединен в одноименном канале с первым входом элемента И, с первым входом элемента И первого узла анализа приоритета, каждая группа кодовых входов устройства соединена с группой входов счетчика одноименного канала, тактовый вход устройства соединен со счетными входами счетчиков всех каналов, каждый сигнальный вход устройства соединен с входом управления записью счетчика одноименного канала, выход элемента ИЛИ каждого канала является соответствующим выходом устройства и соединен с входом сброса счетчика своего канала, выход переполнения счетчика каждого канала соединен с единичным входом триггера своего канала, вход сброса триггера первого канала соединен с выходом элемента НЕ, выход триггера каждого канала соединен с первым входом элемента И второго узла анализа приоритета своего канала и с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И узла анализа приоритета, первый вход элемента ИЛИ-НЕ которого соединен с входом опроса устройства, выход элемента ИЛИ узла анализа приоритета соединен через элемент НЕ со вторым входом элемента И первого канала и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ второго узла анализа приоритета первого канала, выход элемента ИЛИ-НЕ узла анализа приоритета соединен с третьим входом элемента И первого канала и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ первого узла анализа приоритета первого канала, выходы элементов ИЛИ-НЕ первого и второго узлов анализа приоритета в каждом канале соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ своего канала, выход элемента ИЛИ второго узла анализа приоритета каждого i-го (i=1, 2,…, n, n - число запросов) канала соединен со вторым входом элемента И (i+1)-го канала, с входом сброса триггера и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ второго узла анализа приоритета, выход элемента ИЛИ первого узла анализа приоритета каждого i-го канала соединен с третьим входом элемента И (i+1)-го канала и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ первого узла анализа приоритета, выходы элементов ИЛИ первого и второго узлов анализа приоритета последнего канала являются выходами расширения устройства, выход элемента И в каждом канале соединен с входом запуска счетчика своего канала, в каждом узле анализа приоритета первый вход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен через элемент НЕ с выходом элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и вторым входом элемента ИЛИ.
В этом устройстве с выхода триггера каждого канала идет информационная линия на соответствующий вход элемента ИЛИ управляющей части устройства.
Это является недостатком этого устройства, так как подключение новых абонентов приводит к увеличению линий в общей магистрали и к необходимости реконфигурирования элемента ИЛИ управляющей части устройства.
Задачей изобретения является сокращение числа линий связи, обеспечивающих управление устройством.
Задача решается тем, что устройство содержит элемент НЕ, узел анализа приоритета и n каналов, а в каждом канале - два двухвходовых элемента ИЛИ, трехвходовый элемент И, двухвходовый элемент ИЛИ-НЕ, счетчик, триггер и два узла анализа приоритета, каждый узел анализа приоритета содержит двухвходовые элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ и элемент НЕ, причем каждый запросный вход устройства соединен в одноименном канале с третьим входом элемента И и с первым входом элемента И первого узла анализа приоритета, каждая группа кодовых входов устройства соединена с группой входов счетчика одноименного канала, тактовый вход устройства соединен со счетными входами счетчиков всех каналов, каждый сигнальный вход устройства соединен с входом управления записью счетчика одноименного канала, выход первого элемента ИЛИ каждого канала является соответствующим информационным выходом устройства и соединен с входом сброса счетчика своего канала, выход переполнения счетчика каждого канала соединен с входом установки триггера своего канала и со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом сброса триггера своего канала, первые входы элементов ИЛИ-НЕ и И первого канала соединены с выходом элемента НЕ, выход триггера каждого i-го (i=1, 2,…n, n - число источников запросов) канала соединен с первым входом элемента И второго узла анализа приоритета своего канала и со вторым входом второго элемента ИЛИ своего канала, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ (i+1)-го канала, выход второго элемента ИЛИ первого канала соединен с первым входом элемента И узла анализа приоритета, первый вход элемента ИЛИ-НЕ которого соединен с входом опроса устройства, выход элемента ИЛИ узла анализа приоритета соединен со вторым входом элемента И первого канала и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ первого узла анализа приоритета первого канала, выходы элементов ИЛИ-НЕ первого и второго узлов анализа приоритета в каждом канале соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ своего канала, выход элемента ИЛИ второго узла анализа приоритета каждого i-го канала соединен с первым входом элемента И (i+1)-го канала, с первым входом элемента ИЛИ-НЕ (i+1)-го канала и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ второго узла анализа приоритета, выход элемента ИЛИ первого узла анализа приоритета каждого i-го канала соединен со вторым входом элемента И (i+1)-го канала и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ первого узла анализа приоритета, первый вход второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ первого и второго узлов анализа приоритета последнего канала и продолжение линии тактового входа устройства являются выходами расширения устройства, выход элемента И в каждом канале соединен с входом запуска счетчика своего канала, в каждом узле анализа приоритета первый вход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен через элемент НЕ с выходом элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и вторым входом элемента ИЛИ.
На фиг.1 приведена структурная схема устройства.
Устройство содержит вход опроса 1 устройства, узел анализа приоритета 2, элемент НЕ 3 устройства, тактовый вход 4 устройства, каналы 5 устройства, запросные входы 6 устройства, информационные выходы 7 устройства, сигнальные входы 8 устройства, группы кодовых входов 9 устройства, счетчик 10 канала, триггер 11 канала, элемент И 12 канала, элемент ИЛИ-НЕ 13 канала, первый элемент ИЛИ 14 канала, второй элемент ИЛИ 15 канала, первый узел анализа приоритета 16 канала, второй узел анализа приоритета 17 канала, элемент И 18 узла анализа приоритета, элемент НЕ 19 узла анализа приоритета, элемент ИЛИ 20 узла анализа приоритета, элемент ИЛИ-НЕ 21 узла анализа приоритета, информационный вход 22 узла анализа приоритета, опросный вход 23 узла анализа приоритета, информационный выход 24 узла анализа приоритета, опросный выход 25 узла анализа приоритета, выходы 26, 27, 28, 29 расширения устройства.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии на выходах счетчиков 10 и триггеров 11 каналов присутствует сигнал логического "нуля", на обоих входах элементов ИЛИ 15 каналов и на их выходах присутствует сигнал логического "нуля". На входе 1 опроса устройства присутствует сигнал логической "единицы", на запросных входах 6 устройства и на информационных входах 22 узлов анализа приоритета присутствует сигнал логического "нуля", на информационных выходах 7 устройства присутствует сигнал логического "нуля". На опросном входе 23 узла анализа приоритета и опросном выходе 25 узла анализа приоритета присутствует сигнал логической "единицы". С выхода 25 узла анализа приоритета 2 сигнал логической "единицы" поступит в цепь опроса узлов анализа приоритетов первого уровня и будет подаваться на первые входы элементов ИЛИ-НЕ 21 первых узлов анализа приоритета 16 каналов, на выходе которых будет сигнал логического "нуля". На информационном выходе 24 узла анализа приоритета присутствует сигнал логического "нуля", на выходе элемента НЕ 3 устройства будет сигнал логической "единицы", который поступает в цепь опроса узлов анализа приоритетов второго уровня и будет подаваться на первые входы элементов ИЛИ-НЕ 21 вторых узлов анализа приоритета 17 каналов, на выходе которых будет сигнал логического "нуля". На первом и втором входах элемента И 12 канала присутствуют сигналы логической "единицы", на первом входе элемента ИЛИ-НЕ 13 канала присутствует сигнал логической "единицы", на втором входе элемента ИЛИ-НЕ 13 канала с выхода счетчика 10 присутствует сигнал логического "нуля ". На первом входе элемента И 18 узла анализа приоритета присутствует сигнал логического "нуля", на втором входе элемента И 18 узла анализа приоритета с выхода элемента ИЛИ 20 присутствует сигнал логической "единицы", на выходе элемента И 18 сформируется сигнал логического "нуля", который поступит на второй вход элемента ИЛИ 20 и на вход элемента НЕ 19. На выходе элемента НЕ 19 сформируется сигнал логической "единицы", который подается на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 21. Каждый управляемый счетчик 10 настроен на отработку определенного временного интервала Т. Источник информации может установить определенное время отработки t≤Т, выставив перед подачей запросного сигнала по кодовому входу 9 необходимый код дополнения и записав его в счетчик подачей сигнала логический "единицы" на сигнальный вход 8.
Если на информационном входе 22 узла анализа приоритета будет присутствовать сигнал логической "единицы", то он поступит на первый вход элемента И 18, на выходе элемента И 18 сформируется сигнал логической "единицы", который поступит на второй вход элемента ИЛИ 20 и на вход элемента НЕ 19. На выходе элемента НЕ 19 сформируется сигнал логического "нуля", который подается на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 21. При подаче сигнала логического "нуля" на опросный вход 23 узла анализа приоритета на первых входах элементов ИЛИ-НЕ 21 и ИЛИ 20 будет присутствовать сигнал логического "нуля", на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21 сформируется сигнал логической "единицы", который поступит на информационный выход 24 узла анализа приоритета, а на выходе элемента ИЛИ 20 останется сигнал логической "единицы", который поступит на опросный выход 25 узла анализа приоритета.
Если на информационном входе 22 узла анализа приоритета будет присутствовать сигнал логического "нуля", то при подаче сигнала логического "нуля" на опросный вход 23 узла анализа приоритета на первых входах элементов ИЛИ-НЕ 21 и ИЛИ 20 будет присутствовать сигнал логического "нуля", на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21 останется сигнал логического "нуля", который поступит на информационный выход 24 узла анализа приоритета, а на выходе элемента ИЛИ 20 сформируется сигнал логического "нуля", который поступит на опросный выход 25 узла анализа приоритета.
При поступлении запроса в виде сигнала логической "единицы" от источника 6 i-го канала на информационном входе 22 узла анализа приоритета 16 канала будет присутствовать сигнал логической единицы. Одновременно через элемент И 12 канала производится запуск счетчика 10. Опрос устройства осуществляется сигналом логического "нуля", подаваемого на вход 1.
Если не сработает ни один из счетчиков 10 каналов, то на выходе элементов ИЛИ 15 будет присутствовать сигнал логического "нуля", который поступит на информационный вход 22 узла анализа приоритета 2 и сигнал опроса будет распространяться по цепи опроса первого уровня узлов анализа приоритетов 16, одновременно на выходе 24 узла анализа приоритета 2 сформируется сигнал логического "нуля", на выходе элемента НЕ 3 будет сигнал логической "единицы", который, поступая по цепи опроса второго уровня узлов анализа приоритета 17, блокирует их опрос. Сигнал опроса в виде сигнала логического "нуля" распространяется по цепи опроса первого уровня до узла анализа приоритета 16 данного i-го канала, одновременно запрещая прохождение вновь поступивших запросов от источников 1, 2,…, i-1 и сигнала логической "единицы" от элемента ИЛИ 15 первого канала (если он будет выработан в момент опроса) путем подачи сигнала логического "нуля" на второй вход элементов И 18 узлов анализа приоритета 16 и 2. С подачей сигнала логического "нуля" на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 21 в узле анализа приоритета 16 данного i-го канала на выходе 24 этого узла появится сигнал логической "единицы", который через элемент ИЛИ 14 поступит на выход 7 данного канала, одновременно сбрасывая счетчик 10 данного канала. Сигнал опроса, подаваемый в виде сигнала логического "нуля" на первый вход элемента И 12, предотвратит повторный запуск счетчика 10 данного канала во время опроса. Снятие сигнала опроса с входа 1 приводит устройство в исходное состояние. При одновременном поступлении нескольких запросов запрос с высшим приоритетом (имеющим меньший номер) через элемент И 18 и элемент ИЛИ 20 узла анализа приоритета 5 своего канала блокирует прохождение сигнала опроса в каналы с более низким приоритетом.
Если счетчик 10 i-го канала сработает раньше поступления сигнала опроса, то на выходе переполнения счетчика будет сигнал логической "единицы". Этот сигнал поступит на единичный вход триггера 11 и установит его в единичное состояние. Сигнал логической "единицы" с выхода триггера 11 подается на вход 22 узла анализа приоритета 17 данного канала и через цепочку элементов ИЛИ 14 на вход 22 узла 2. При подаче сигнала опроса в виде сигнала логического "нуля" на вход 1 устройства на выходе 25 узла 2 будет сигнал логической "единицы" (т.е. сигнал не изменится), а на выходе 24 появится сигнал логической "единицы". Этот сигнал инвертируется на элементе НЕ 3 и с выхода этого элемента распространяется в виде сигнала логического "нуля" по цепи опроса второго уровня до узла анализа приоритета 17 данного i-го канала, одновременно запрещая переход триггеров 11 в каналах с номерами 1, 2,….,i-1 в единичное состояние путем подачи "нуля" на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 13, с выхода которого сформируется сигнал сброса триггера 11. С подачей сигнала опроса на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 21 в узле 17 данного i-го канала на его выходе 24 появится сигнал логической "единицы", который через элемент ИЛИ 14 поступит на выход 7, одновременно сбрасывая счетчик 10 данного канала в исходное состояние. Сигнал опроса, подаваемый в виде сигнала логического "нуля" на второй вход элемента И 12, предотвратит повторный запуск счетчика 10 во время опроса. При этом на выходе переполнения счетчика 10 будет сигнал логического "нуля". Снятие сигнала опроса с входа 1 приводит устройство в исходное состояние, при этом триггер 11 рассматриваемого канала также переходит в исходное (нулевое) состояние.