SU1695315A1 - System of data exchange with switched bus - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к сосредоточенным локальным вычислительным сет м, в которых абоненты обмениваютс  данными через общую шину. Целью изобретени   вл етс  увеличение производительности системы обмена за счет адаптивной организации ее разделени  на две независимые подшины. Система содержит счетчик, регистры просмотра, триггеры управлени , элементы ИЛИ, блоки магистральных элементов, модули обмена первой подшины, модули обмена второй подшины, причем каждый модуль обмена содержит регистр адреса, элементы сравнени , генератор адреса, блоки магистральных элементов, элементы ИЛИ, элемент И-НЕ, элементы И, абонентскую микроЭВМ. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.The invention relates to computing, in particular, to concentrated local computing networks in which subscribers exchange data via a common bus. The aim of the invention is to increase the performance of the exchange system due to the adaptive organization of its division into two independent sub-buses. The system contains a counter, view registers, control triggers, OR elements, blocks of trunk elements, exchange modules of the first sub bus, exchange modules of a second sub tire, each exchange module contains an address register, comparison elements, address generator, blocks of trunk elements, OR elements, AND element - NOT, elements AND, subscriber microcomputer. 1 hp ff, 3 ill.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к сосредоточенным локальным вычислительным сет м, в которых абоненты обмениваютс  данными через общую шину.The invention relates to computing, in particular, to concentrated local computing networks in which subscribers exchange data via a common bus.

Целью изобретени   вл етс  увеличение производительности системы обмена.The aim of the invention is to increase the performance of the exchange system.

На фиг.1 представлена функциональна  схема системы обмена данными с коммутируемой шиной; на фиг.2 - функциональна  схема модул  обмена распределенной системы (сети); на фиг.З - «ременна  диаграмма работы системы.Figure 1 shows the functional diagram of the data exchange system with a switched bus; figure 2 - functional diagram of the exchange module of a distributed system (network); on fig.Z - "the belt diagram of the system.

Система обмена данными с коммутируемой шиной (фиг. 1) содержит счетчик 1, первый регистр 2 просмотра, второй регистр 3 просмотра, первый триггер 4 управлени , второй триггер 5 управлени , второй элемент ИЛИ 6, третий элемент ИЛИ 7, первый элемент ИЛИ 8, первый 9 - четвертый f2 блоки магистральных элементов; первый,The data exchange system with the switched bus (Fig. 1) contains counter 1, the first viewing register 2, the second viewing register 3, the first control trigger 4, the second control trigger 5, the second element OR 6, the third element OR 7, the first element OR 8, the first 9 are the fourth f2 blocks of trunk elements; the first,

второй N-й модули 13.1, 13.2 13.Nsecond N-th module 13.1, 13.2 13.N

обмена первой подшины; первый, второй, ..., N-й модули 13.N+1, 13.N+2 13.2N обмена второй подшины либо (М+1)-й, ()-й, 2М-й модули обмена в общей шине; вход 14 опроса модул  обмена; вход 15 разрешени  межшинного обмена модул  обмена; вход- выход 16 управлени  и данных модул  обмена; вход-выход 17 адреса модул  обмена; выход 18 запроса на межшинный обмен модул  обмена; первую линию 19 межшинного обмена; первую подшину 20.1 адреса; вторую подшину 20.2 адреса; первую подшинуsharing the first sub-tire; the first, second, ..., Nth modules of the 13.N + 1, 13.N + 2 13.2N exchange of the second sub-bus, or (M + 1) -th, () -th, 2M-th exchange modules in the common bus ; input 14 of the survey module exchange; input 15 permits inter-exchange exchange of the exchange module; input / output 16 control and data exchange module; input / output 17 addresses of the exchange module; exit 18 request for inter-exchange traffic exchange module; first line 19 inter-tire exchange; the first sub-link 20.1 addresses; the second subshell 20.2 addresses; first subshine

21.1управлени  и данных; вторую подшину21.1 control and data; second subshine

21.2управлени  и данных; выход 22 управО21.2 control and data; exit 22

ю елyou ate

Сл)Sl)

слcl

лени  шиной; вторую линию 23 межшинного обмена; вход 24 тактовой частоты.laziness bus; second line 23 inter-tire exchange; 24 clock input.

Модуль обмена (фиг.2) содержит регистр 25 адреса, первый элемент 26 сравне- ни , второй элемент 27 сравнени , генератор 28 адреса, первый 29, второй 30 и третий 31 блоки магистральных элементов , первый 32 и второй 33 элементы ИЛИ, элемент И-НЕ 34, первый 35 и второй 36 элементы И, абонентскую микроэвм 37, шину 38 управлени  и данных микроЭВМ, шину 39 адреса микроЭВМ, первый вход 40 прерываний микроЭВМ, второй вход 41 прерываний микроЭВМ.The exchange module (Fig. 2) contains the address register 25, the first comparison element 26, the second comparison element 27, the address generator 28, the first 29, the second 30 and the third 31 blocks of trunk elements, the first 32 and the second 33 OR elements, the AND element -NOT 34, first 35 and second 36 elements I, subscriber microcomputer 37, bus 38 for control and data of microcomputers, bus 39 for addresses of microcomputers, first input 40 for interruptions of microcomputers, second input 41 for interruptions of microcomputers.

Счетчик 1 предназначен дл  выработки адреса модул  обмена, которому в данный t момент времени разрешаетс  захватить шину дл  обмена данными с другим модулем . При этом модули обмена распределены по подшинам таким образом, что к одной из них подключены модули с адресом, у которого в младшем разр де нуль, а к второй - модули с единицей. Таким образом, разрешение на захват шины выдаетс  поочередно модул ми первой и второй подшин, а внутри подшины идет циклический опрос всех модулей обмена от модул  с наименьшим адресом к модулю с наибольшим (или наоборот , в зависимости от работы счетчика 1).Counter 1 is designed to generate the address of the exchange module, which at a given time t is allowed to capture the bus to exchange data with another module. In this case, the exchange modules are distributed over the sub-bushes in such a way that modules with an address are connected to one of them, with the module having a unit in the second one. Thus, the permission to capture the bus is given alternately by the modules of the first and second sub-bus, and inside the sub-bus there is a cyclic interrogation of all exchange modules from the module with the smallest address to the module with the largest (or vice versa, depending on the operation of counter 1).

Первый 2 (второй 3) регистр предназначен дл  фиксации адреса модул , подключенного к первой (второй) подшине, которому в данный момент времени разрешен захват шины дл  передачи данных.The first 2 (second 3) register is designed to fix the address of the module connected to the first (second) subshibit, which is currently allowed to capture the bus for data transfer.

Первый 4 (второй 5) триггеры управлени  предназначены дл  блокировани  обмена в первой (второй) подшине и организации межшинного обмена.The first 4 (second 5) control triggers are designed to block the exchange in the first (second) substation and organize the inter-bus exchange.

Второй 6 (третий 7) элемент ИЛИ предназначен дл  контрол  зан тости первой (второй) подшины.The second 6 (third 7) OR element is designed to control the occupation of the first (second) sub-tire.

Первый элемент ИЛИ 8 предназначен дл  организации межшинного обмена.The first element, OR 8, is intended for the organization of inter-tire exchange.

Первый 9 - четвертый 12 блоки магистральных элементов предназначены дл  коммутации (развала) общей шины на две независимые подшины.The first 9 - fourth 12 blocks of trunk elements are intended for switching (collapse) of the common bus into two independent sub-buses.

Первый элемент 26 сравнени  предназначен дл  сравнени  собственного адреса данного модул  обмена с адресом, наход щимс  на опросной шине. В случае их совпадени  он вырабатывает на своем выходе единичный потенциал.The first comparison element 26 is for comparing the own address of this exchange module with the address located on the interrogation bus. In case of their coincidence, it develops a single potential at its output.

Второй элемент 27 сравнени  предназначен дл  сравнени  собственного адреса данного модул  обмена с адресом, наход щимс  на подшине адреса. В случае их совпадени  он вырабатывает на своем выходе единичный потенциал - данному модулюThe second comparison element 27 is designed to compare the own address of this exchange module with the address located on the address subshirt. In case of their coincidence, it develops at its output a single potential — this module

обмена хочет передать данные какой-то другой модуль.The exchange wants to transfer data to some other module.

Генератор 28 адреса предназначен дл  хранени  адреса данного модул  обмена.The address generator 28 is designed to store the address of this exchange module.

Блоки 29, 30 магистральных элементовBlocks 29, 30 main elements

предназначены дл  подключени  шины управлени  и данных микроЭВ М к подшине 21 (первой или второй) управлени  и данных системы.they are intended to connect the control bus and microEV data M to the sub-link 21 (first or second) control and system data.

0 Блох 31 магистральных элементов предназначен дл  подключени  выхода регистра 25 адреса к первой или второй подшине 20 адреса.0 Bloch 31 trunk elements is designed to connect the output of the address register 25 to the first or second subshibine 20 of the address.

Элементы ИЛИ 32, 33, первый 35, вто5 рой 36 элементы И, а также элемент И-НЕ 34 предназначены дл  организации четкой работы модул  обмена при приеме либо передаче данных микроЭВМ. Необходимо заметить , что выход элемента И-НЕ 34The elements OR 32, 33, the first 35, the second 36 elements AND, as well as the AND-NE element 34 are designed to ensure the smooth operation of the exchange module when receiving or transmitting data from the microcomputer. It should be noted that the output element AND-NOT 34

0 выполнен ло схеме с открытым коллектором . Выходы 18 запроса на межмашинный обмен модулей, подключенных к первой (второй) подшине, соедин ютс  по схеме электрическое ИЛИ. Дл  простоты изо5 бражени  нагрузочный регистр не показан (фиг,1).0 made lo scheme with an open collector. The outputs 18 of the request for machine-to-machine exchange of modules connected to the first (second) bar are connected in an electrical OR circuit. For simplicity, the load register is not shown (FIG. 1).

Абонентска  микроЭВМ 37 может быть выполнена, например, на основе микропроцессоров 1п 8080, МС 6800, которые имеютSubscriber microcomputer 37 can be performed, for example, on the basis of microprocessors 1p 8080, MS 6800, which have

0 двунаправленную шину данных, шину адреса , управл ющие выходы и входы прерывани , захвата, готовности.0 bidirectional data bus, address bus, control outputs and interrupt, capture, ready inputs.

Работа системы обмена осуществл етс  следующим образом.The exchange system operates as follows.

5 Вначале счетчик 1 находитс  в произвольном состо нии, оба триггера управлени  наход тс  в нулевом состо нии, а в обоих регистрах просмотра записаны только нули. Генератор 28 адреса каждого моду0 л  13 обмена содержит адрес данного модул , причем генераторы адреса модулей , подключенных к первой подшине, содержат адреса, младшие разр ды которых имеют нули (четные), а генераторы адреса5 At the beginning, counter 1 is in an arbitrary state, both control triggers are in the zero state, and only zeros are written in both view registers. The generator 28 of the address of each exchange module 13 contains the address of this module, and the address generators of the modules connected to the first subshell contain addresses whose least significant bits are even (even), and the address generators

5 модулей, подключенных к второй подшине, содержат в младшем разр де единицы (т.е. адреса нечетные). Необходимо заметить, что адрес, состо щий из одних нулей, не содержит ни один генератор адреса. Во5 modules connected to the second subshire contain units (that is, odd addresses) in the lower-order bit. It should be noted that an address consisting of all zeros does not contain any address generator. In

0 всех модул х 13 обмена регистр 25 адреса пуст, т.е. в него записаны только нули.0 all modules x 13 exchange register 25 addresses are empty, i.e. it contains only zeros.

Так как первый 4 и второй 5 триггеры управлени  наход тс  в нулевом состо нии, на выходе 22 управлени  шиной также нуль.Since the first 4 and second 5 control triggers are in the zero state, the bus control output 22 also has zero.

5 Следовательно, обща  шина разделена на две подшины, которые могут pa6oTaf ь независимо: на первую 20.1 и вторую 20.2 подшины адреса и первую 21.1 и вторую 21.2 подшины управлени  и данных. Блоки 9-12 магистральных элементов наход тс  в высокоимпедансном состо нии. В первом 2 и втором 3 регистрах записаны одни нули. Следовательно, на входы 14 опроса всех модулей 13 обмена поступает адрес, содержащий одни нули, поэтому на выходе пер- вого элемента 26 сравнени  всех модулей обмена нуль. Таким образом, блоки 29-31 магистральных элементов наход тс  в вы- сокоимпедансном состо нии, т.е. все модули 13 обмена отключены от общей шины и не могут выполн ть межмодульных операций обмена. С началом поступлени  тактовых импульсов на вход 24 тактовой частоты схема подключени  начинает работать. Импульсы с входа 24 поступают на синхровхо- ды первого 4 и второго 5 триггеров управлени , первого2 и второго 3 регистров и на счетный вход счетчика 1. Разр дность счетчика 1, а следовательно, регистров, обеих шин обпроса и обеих подшин адреса оп- редел етс  количеством модулей обмена, подключенных к общей шине. Пусть к каждой из подшин подключено по N модулей обмена, тогда разр дность m счетчика 1 и всех перечисленных выше устройств опре- дел етс  по формуле5 Therefore, the common bus is divided into two sub-buses, which can pa6oTaf independently: the first 20.1 and the second 20.2 sub-tires of the address and the first 21.1 and the second 21.2 sub-drives of the control and data. Blocks 9-12 of the trunk elements are in a high-impedance state. In the first 2 and second 3 registers only zeros are written. Consequently, at the polling inputs 14 of all exchange modules 13, an address containing one zeros is received, therefore, at the output of the first comparison element 26, all zero exchange modules. Thus, the blocks 29-31 of the trunk elements are in a high impedance state, i.e. all exchange modules 13 are disconnected from the common bus and cannot perform inter-module exchange operations. With the beginning of the arrival of the clock pulses at the input of the 24 clock frequency, the connection scheme begins to work. The pulses from the input 24 are fed to the synchronous inputs of the first 4 and second 5 control triggers, the first 2 and second 3 registers, and the counting input of counter 1. The counter width 1, and therefore the registers, both of the call bus, and both subscripts of the address, is determined the number of exchange modules connected to the common bus. Let N of the exchange modules be connected to each of the sub-bushes, then the width m of the counter 1 and all the devices listed above is determined by the formula

m jlog22Nr 2 |log2Nf, где |Х{ -округление числа X до большего целого.m jlog22Nr 2 | log2Nf, where | X {is the rounding of X to a larger integer.

Таким образом, количество модулей, подключенных к общей шине, не может быть больше числа (2т-1), а подключаемых к одной из подшин - (2-1) дл  нечетных модулей и (2 ) дл  четных. С момента поступлени  тактовых импульсов с входа 24 тактовой частоты счетчик 1 начинает мен ть свое состо ние с нулевого до (2т-1) в двоичном коде. Состо ние всех разр дов счетчика 1 по заднему фронту тактовых импульсов записываетс  в первый 2 и второй 3 регист- ры, которые выдают его на входы 14 опроса модулей первой и второй подшин. Но так как на выходе счетчика 1 попеременно по вл етс  то четна , то нечетна  комбинаци , котора  записываетс  в оба регистра, то таким образом производитс  попеременный опрос модулей, подключенных к первой и второй подшинам. Модули, подключенные к одной подшине, опрашиваютс  поочередно . Опрос модулей заключаетс  в следую- щем. Если на выходе регистра 2,3 по вл етс  адрес, соответствующий адресу , хран щемус  в генераторе 28 адреса данного модул  обмена, то это значит, что данному модулю 13 обмена предоставлено право начать межмодульный обмен, если дан- ный модуль в таковом нуждаетс .Это право реализуетс  следующим ооразом. Если микроЭВМ 37 модул  13 обмена хочет передать данные микроЭВМ какого-либо другого модул  13 обмена, то она должна выставить на свою шину 39 адреса адрес модул  обмена, микроЭВМ которого она хочет передать данные, и записать этот адрес в регистр 25 адреса с помощью сигнала с шины 38 управлени . После этого микроЭВМ 37 может продолжить работу по заданной программе , ожида  сигнала прерывани , который , поступа  на первый вход 40 прерывани  микроЭВМ 37, инициирует выполнение подпрограммы, обеспечивающей установление св зи с другой микроЭВМ по подшине 21 управлени  и передачу ей необходимых данных по подшине 21 данных через открытые теперь блоки 29,30 магистральных элементов.Thus, the number of modules connected to the common bus can not be greater than the number (2m-1), and connected to one of the sub-busbars - (2-1) for odd modules and (2) for even ones. From the moment the clock pulses are received from the clock frequency input 24, counter 1 begins to change its state from zero to (2m-1) in binary code. The state of all bits of the counter 1 on the trailing edge of the clock pulses is recorded in the first 2 and second 3 registers, which give it to the inputs 14 of the poll of the modules of the first and second sub-buses. But since at the output of counter 1 alternately appears even, it is an odd combination that is written in both registers, thus an alternate interrogation of the modules connected to the first and second sub-bushes is performed. Modules connected to the same subsystem are polled alternately. The survey of modules is as follows. If at the output of register 2.3 there is an address corresponding to the address stored in the generator 28 of the address of this exchange module, this means that this exchange module 13 is granted the right to start inter-module exchange, if this module needs it. the right is exercised as follows. If the microcomputer 37 of the exchange module 13 wants to transmit the data of the microcomputer of some other exchange module 13, then it must put on its bus 39 addresses the address of the exchange module whose microcomputer it wants to transmit the data, and write this address to the address register 25 using the signal with control tires 38. After that, the microcomputer 37 can continue to work on a predetermined program, waiting for an interrupt signal, which, arriving at the first interrupt input 40 of the microcomputer 37, initiates the execution of a subroutine providing communication with the other microcomputer via the control bar 21 and transmitting the necessary data to it via the beam 21 data through open blocks 29.30 now open.

Отработка подпрограммы прерываний как в микроЭВМ - инициаторе обмена, так и в микроЭВМ - получателе данных заключаетс  в выполнении следующих операций:The working out of the interrupt subroutine both in the microcomputer, the initiator of the exchange, and in the microcomputer, the data receiver, consists in performing the following operations:

прекращение выполнени  рабочей программы и прин тие мер, исключающих потерю информации;termination of the work program and the adoption of measures to prevent the loss of information;

установление синхронизации.а точнее аппаратной св зи между микроЭВМ - ис- точником (инициатором) и микроЭВМ - получателем данных через общую теперь шину 21 управлени  и данных (шина содержит разр ды управлени  и разр ды данных);the establishment of synchronization. or, more precisely, the hardware connection between the microcomputer - source (initiator) and the microcomputer - data receiver via the common control and data bus 21 (the bus contains control bits and data bits);

прекращение обмена.termination of the exchange.

Перва  операци  типична при выполнении любой подпрограммы прерывани . Остановимс  подробнее на второй. Под операцией установлени  синхронизации подразумеваетс  выполнение всех необходимых операций, выполн емых микроЭВМ программно, необходимых дл  перевода микроЭВМ в такой режим, в котором она способна передавать (принимать) данные от другой микроЭВМ, использу  имеющиес  аппаратные средства и св зи, осуществл емые с помощью шины управлени . Например, микроЭВМ может осуществл ть системный обмен, обраща сь к другим микроэвм как к периферийному устройству, дл  обращени  к которому необходимо записать какой-либо отличный от нул  адрес во внешний регистр (т.е. регистр 25 адреса) и далее, выполн  , если это возможно, рабочую программу, ждать сигнала разрешени  (сигнал, поступающий на первый вход прерываний) на передачу данных. Микро- ЭВМ - получатель, получив сигнал на втором входе прерывани , прекращает выполнение основной программы, станов сь как бы периферийным устройством, готовым принимать данные, передаваемые ему процессором. Сигналы, сигнализирующие о готовности приемной и передающейThe first operation is typical when executing any interrupt routine. Stop more details on the second. The synchronization establishment operation means the execution of all necessary operations performed by the microcomputer using software necessary for transferring the microcomputer to such a mode in which it is able to transmit (receive) data from another microcomputer using the available hardware and communications performed via the control bus. . For example, the microcomputer can perform system exchange by referring to other microcomputers as peripheral devices, in order to access which it is necessary to write some address other than zero into the external register (i.e., address register 25) and then, if It is possible, the work program, to wait for the enable signal (the signal arriving at the first interrupt input) for data transfer. The microcomputer - the receiver, having received the signal at the second input of the interrupt, stops the execution of the main program, becoming a peripheral device, as it were, ready to receive data transmitted by the processor. The signals signaling the readiness of the receiving and transmitting

ЭВМ, и другие, необходимые при такой операции , вход т в шину управлени . Данные передаютс  теперь по общей дл  двух микроЭВМ шине данных.Computers, and others necessary for such an operation, enter the control bus. Data is now transmitted over a common data bus for two microcomputers.

Прекращение обмена заключаетс  в выдаче сигнала микроЭВМ- приемнику об окончании обмена, после чего она возвращаетс  к выполнению рабочей программы, и записи в регистр 25 адреса модул  обмена , содержащего микроЭВМ - инициатор, нулей, после чего микроЭВМ - инициатор возвращаетс  к выполнению рабочей программы .Termination of the exchange consists in issuing a signal to the microcomputer to the receiver about the end of the exchange, after which it returns to the execution of the work program, and writing to the register 25 of the address of the exchange module containing the microcomputer, the initiator, of zeros, after which the microcomputer returning to the execution of the working program.

Рассмотрим теперь работу схемы подключени  более подробно, использу  Функциональную схему модул  13 обмена (фиг.2) и временную диаграмму работы (фиг.З).Let us now consider the operation of the connection scheme in more detail, using the Functional Scheme of the exchange module 13 (FIG. 2) and the time diagram of operation (FIG. 3).

По первому импульсу, поступившему с входа 24 тактовой частоты, состо ние счетчика 1 переписываетс  в первый 2 л второй 3 регистры, причем этот адрес, записанный во второй регистр 3, совпал с адресом одного из модулей 13, подключенных к второй подшине. Кроме того, этот модуль хотел захватить подшину дл  осуществлени  обме- на данными между микроЭВМ 37, Следовательно, в регистре 25 адреса этого модул  был записан адрес модул  - получател  данных. Один из разр дов этого адреса (младший) указывает, хочет данна  микро- ЭВМ св затьс  с модулем, подключенным к данной подшине, если в этом разр де записан нуль, или она хочет св затьс  с модулем из другой подшины - тогда имеетс  единица (т.е.требуетс  межшинный обмен).According to the first pulse received from the clock frequency input 24, the state of the counter 1 is rewritten into the first 2 liters of the second 3 registers, and this address recorded in the second register 3 coincides with the address of one of the modules 13 connected to the second subspeak. In addition, this module wanted to capture a sub-link for exchanging data between the microcomputer 37, Consequently, in the register 25 of the address of this module was the address of the module - the recipient of data. One of the bits of this address (the youngest) indicates whether the microcomputer wants to communicate with the module connected to this subshibit, if a zero is written in this discharge, or if it wants to communicate with the module from the other subsystem, then there is a unit (t inter-exchange traffic is required).

Так как только на выходе второго регистра 3 по вилс  этот адрес, он, поступа  на вход 14 опроса всех модулей, совпал в одном из модулей с его собственным адресом, хран щимс  в генераторе 28 адреса. На выходе элемента 26 сравнени  по вилс  единичный потенциал, который выводит блок 31 магистральных элементов из третьего состо ни  и открывает элемент И-НЕ 34. На шине 20.2 по вл етс  адрес модул  - получател  данных. Так как этот адрес отличен от нулевого, на выходе элемента ИЛИ 7 по вл етс  единица, котора  запрещает дальнейшую запись в регистр 3. Шина захвачена модулем, адрес которого записан в регистре 3. Заметим, что единица на выходах первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ по вл етс  только тогда, когда хот  бы на одном из входов присутствует единичный потенциал, во всех остальных случа х - нуль. Итак, под- шина 2-  захвачена одним из модулей этой подшины,Since only at the output of the second register 3 for this address, he, at the input 14 of the survey of all modules, coincided in one of the modules with his own address, which is stored in the address generator 28. At the output of the comparison element 26, each unit has a potential that deduces the block 31 of trunk elements from the third state and opens an AND-NE element 34. On bus 20.2, the address of the data receiving module appears. Since this address is different from zero, the output of the element OR 7 is a unit that prohibits further writing to register 3. The bus is captured by the module whose address is written in register 3. Note that the unit at the outputs of the first 6 and second 7 elements OR it appears only when a single potential is present at least at one of the inputs, in all other cases zero. So, sub-bus 2- is captured by one of the modules of this sub-bus,

В случае внутришинного обмена в младший разр д регистра 25 адреса записан нуль, который поступает на вход элементаIn the case of intra-tire exchange, the zero register of address 25 is recorded as zero, which is input to the element

И-НЕ 34,выполненного по схеме с открытым коллектором, на выходе которого будет единица, так как выходы 18 запроса в межшинный обмен всех модулей подшиныAND-NOT 34, made according to the open-collector scheme, the output of which will be one, since the outputs 18 of the request are in the inter-tire exchange of all modules of the sub-bus

соединены по схеме электрическое ИЛИ ввиду того, что на один из входов элемента И-НЕ 34 всех остальных модулей, кроме данного, поступает нуль с выхода схемы 26, т.к. адрес, сто щий на входе 14 опроса мо0 дулей, не совпадает ни с с одним адресом модул , кроме данного.are connected according to the electric OR scheme, since one of the inputs of the AND-NO element 34 of all the other modules except this one receives zero from the output of the circuit 26, since The address, which is located at the input 14 of the module survey, does not coincide with any module address other than this one.

На обе входа элемента И 35 поступают единицы - единица будет и на его выходе. Зта единица, проход  через элемент ИЛИAt both inputs of the element And 35 units are received - the unit will be at its output. This unit, the passage through the element OR

5 32, поступает на первый вход 38 прерываний микроЭВМ, иницииру  начало выполнени  микроЭВМ 37 подпрограммы по передаче данных другой микроЭВМ. Единица с выхода элемента ИЛИ 32 через элемент5 32, arrives at the first input 38 of the interruptions of the microcomputer, initiating the beginning of the execution of the microcomputer 37 subroutine for transmitting data to another microcomputer. The unit from the output of the element OR 32 through the element

0 ИЛИ 33 поступает на управл ющий вход блоков 29, 30 магистральных элементов, открыва  их подключа  шину 38 управлени  и данных микроЭВМ к второй подшине 21.1 управлени  и данных. Таким образом, рас5 смотрели, что происходит в модуле, микро- ЭВМ которого хочет передать данные.0 OR 33 enters the control input of the blocks 29, 30 of the bus elements, opening their connecting bus 38 of the microcomputer control and data to the second sub-bus 21.1 of the control and data. Thus, we looked at what happens in the module whose microcomputer wants to transmit data.

Рассмотрим теперь, что происходит в модуле-приемнике данных, адрес которого выставлен на второй подшине 20.2 адреса.Let us now consider what happens in the data receiving module, whose address is set on the second subshibit of the 20.2 address.

0 Этот адрес поступает на вход-выход 17 адреса обмена всех модулей данной подшины, и в том модуле, в котором он совпадает с адресом,хрэн щимс  в генераторе 28 адреса , на выходе элемента 27 сравнени  по в5 л етс  единица, котора  поступа  на второй вход 41 прерывани  микроЭВМ данного мо- дул ,иницииру  начало выполнени  подпрограммы прерывани , реализующей прием данных от другой микроЭВМ. Эта же0 This address is fed to the input-output 17 of the address of the exchange of all modules of a given sub-bus, and in the module in which it coincides with the address stored in the address generator 28, the output of the comparison element 27 is entered in the second the microcomputer interrupt input 41 of this module initiates the start of execution of the interrupt subroutine implementing data reception from another microcomputer. Same

0 единица, пройд  через элемент ИЛИ 33, подключает шину 38 управлени  и данных микроЭВМ к общей второй подшине 21.2 управлени  и данных дл  осуществлени  св зи между двум  микроЭВМ, Эта св зь0 unit, passed through the element OR 33, connects the bus 38 of the control and data of the microcomputer to the common second subshibit 21.2 of the control and data for the connection between the two microcomputers, This connection

5 через общую шину будет осуществл тьс  до тех пор, пока в регистре 25 адреса модул - инициатора обмена будет записан адрес модул -получател  данных. По окончании обмена (фиг.З) микроЭВМ 37 модул -иници0 атора записывает в регистр 25 адреса нули, что ведет к по влению нул  на выходе элемента 27 в модуле-получателе, который отключает модуль-получатель от общей шины 21.2 управлени  и данных, перевод  блоки5 through the common bus will be carried out until the address of the exchange initiator module is received in the register 25 of the address of the exchange initiator module. At the end of the exchange (Fig. 3), the microcomputer 37 of the initiator module writes zeroes to the address register 25, which leads to the appearance of a zero at the output of the element 27 in the recipient module, which disconnects the recipient module from the common control bus 21.2 and data blocks

5 29,30 магистральных элементов в высоко- ммпедзнсное состо ние. На выходе элемента ИЛИ по вл етс  нуль, который вновь разрешает запись очередного адреса с выхода счетчика 1 во второй регистр 3, По очередному тактовому импульсу в этот регистр записываетс  новый адрес, отличный от предыдущего, что приводит к несовпадению комбинаций на входах элемента 26 сравнени  модул -инициатора, и на его выходе по вл етс  нуль; который отключает выход регистра 25 адреса от подшины 20.2 адреса, перевод  блок 31 магистральных элементов в высокоимпедансное состо ние , и снимает единичный сигнал с первого входа 40 прерываний микроЭВМ. Далее эта подшина может работать аналогично описанному ,5 29.30 trunk elements in a highly moped state. At the output of the OR element, a zero appears, which again enables the recording of the next address from the output of counter 1 to the second register 3. At the next clock pulse, a new address that is different from the previous one is written to this register, which leads to a mismatch of the combinations at the inputs of the comparison module 26 -initiator, and at its output appears zero; which disables the output of the address register 25 from the address sub-line 20.2, converting the main elements block 31 to a high-impedance state, and removes a single signal from the first input 40 of the microcomputer interrupts. Further, this subshine can work as described above.

Заметим, что обмен данными, происходивший во второй подшине, не мешал обмену в первой (фиг.З). По заднему фронту второго тактового импульса в первый регистр 2 был записан адрес, совпавший с адресом модул , который хотел передать данные другому из этой же подшины. Весь процесс осуществл лс  аналогично описанному . Отличие состоит лишь в том, что при этом используетс  элемент ИЛИ 6 и регистр 2.Note that the data exchange that took place in the second subshell did not interfere with the exchange in the first (fig.Z). On the falling edge of the second clock pulse, an address was recorded in the first register 2 that matched the address of the module that wanted to transfer data to another from the same sub-bus. The whole process was carried out as described. The only difference is that it uses the element OR 6 and the register 2.

Рассмотрим организацию межшинного обмена.Consider the organization of inter-tire exchange.

По заднему фронту п того импульса (фиг.З) вторую подшину 20.2 адреса захватил модуль, в младшем разр де регистра 25 адреса которого была записана единица. На второй линии 23 межшинного обмена по вл етс  нуль, так как на обоих входах элемента И-НЕ 34 модул , захватившего шину, единицы. Эта же единица в младшем разр де адреса закрывает элемент И 35, запреща  пока начало прерывани  и переключени  данного модул  к общей шине . Необходимо проверить свободна ли перва  подшина. Если она зан та,необходимо подождать окончани  обмена и лишь тогда захватить и ее, после чего начать межмашинный обмен. Итак, запись в регистр 3 запрещена, в регистр 2 также (фиг.З), т.е. в первой подшине идет внутришинный обмен . Следовательно, на одном инверсном J-входе триггера 4 управлени  будет нуль, поступающий с второй 23 линии межшинного обмена, а на втором J-входе - единица, поступающа  с выхода элемента ИЛИ 6. Триггер 6 управлени  остаетс  в нулевом состо нии. Но вот в первой подшине закончилс  обмен и на первой 20.1 подшине адреса - нули. На выходе элемента ИЛИ 6 также по вл етс  нуль, разрешающий запись в регистр 2, но и разрешающий теперь перевод триггера 4 управлени  в единичное состо ние по заднему фронту очередного тактового импульса, что и происходит (фиг.З). Независимо от того, какой адрес записан в первый регистр 2, последний обнул етс  единицей, поступающей с выходаOn the trailing edge of the second pulse (Fig. 3), the second sub-bus 20.2 of the address captured the module, in the low-order bit of the register of the address of which one unit was written. On the second line 23 of the inter-bus exchange, zero appears, since at both inputs of the AND-NE element there are 34 modules that captured the bus, one. The same unit in the lower section of the address closes the AND 35 element, prohibiting the beginning of the interruption and switching of the given module to the common bus. It is necessary to check if the first subbar is free. If it is occupied, it is necessary to wait for the end of the exchange and only then capture it, and then start the machine-to-machine exchange. So, writing to register 3 is prohibited, to register 2 also (fig. 3), i.e. in the first sub-tire there is an intra-tire exchange. Therefore, at one inverse J-input of control trigger 4 there will be a zero coming from the second 23 inter-bus exchange line, and at the second J-input there will be a unit coming from the output of the OR element 6. The control trigger 6 remains in the zero state. But here in the first subshell, the exchange was finished and on the first 20.1 subsink of the address - zeros. At the output of the element OR 6, zero also appears, allowing writing to register 2, but also allowing the transfer of control trigger 4 to one state on the falling edge of the next clock pulse, which is what happens (Fig. 3). Regardless of which address is recorded in the first register 2, the latter is zeroed by the unit coming from the output

триггера 4 управлени . Следовательно, ни у одного из модулей первой подшины не может произойти совпадение адресов с адресом (нули), наход щимс  на выходе первогоtrigger 4 controls. Therefore, none of the modules of the first sub-bus can match the addresses with the address (zeros) located at the output of the first

регистра 2. Эта же единица, пройд  через элемент ИЛИ 8, поступает на его выход 22 управлени  шиной, соедин   между собой первую 20.1 и вторую 20.2 подшины адреса и первую 21.1 и вторую 21.2 подшины управ0 лени  и данных, вывед  блоки 9-12 магистральных элементов из высокоимпедансного состо ни  На выходе элемента ИЛИ 6 вновь по вл етс  единица, но триггер 4 управлени  в нуль не переключаетс , т.к. на егоregister 2. The same unit, passed through the element OR 8, goes to its bus control output 22, interconnecting the first 20.1 and second 20.2 address subschees and the first 21.1 and second 21.2 control subsystems and data, outputting blocks 9-12 of trunk elements from the high-impedance state At the output of the element OR 6, a unit appears again, but the trigger 4 of the control does not switch to zero, since on his

5 К-входе нуль.5 K-input is zero.

Рассмотрим, что происходит в модуле- инициаторе. Единица е выхода 22 управлени  шиной поступает на вход 15 разрешени  межмашинного обмена модул Consider what happens in the initiator module. The unit e of the bus control output 22 is fed to the input 15 of the resolution of the machine-to-machine exchange module

0 и открывает элемент И 36, на выходе которого по вл етс  единица. Эта единица, проход  через элемент ИЛИ 32, поступает на первый вход 40 прерывани  микроЭВМ, а с выхода ИЛИ 32, пройд  через элемент ИЛИ0 and opens the element AND 36, the output of which appears unit. This unit, the passage through the element OR 32, arrives at the first input 40 of the microcomputer interruption, and from the output OR 32, passes through the element OR

5 33, подключает шину 38 управлени  и данных микроЭВМ к общей (теперь уже действительно общей) шине 21 управлени  и данных. Процессоры в модуле-получателе аналогичны тем, что происход т при внутри0 шинном обмене.5, 33 connects the microcomputer control and data bus 38 to a common (now truly common) control and data bus 21. The processors in the receiver module are similar to those that occur during intra-bus exchange.

По окончании обмена микроЭВМ 37 вновь записывает в регистр 25 адреса нули, что приводит к по влению нулей на выходах элементов ИЛИ 6 и 7, а также к по влениюAt the end of the exchange, the microcomputer 37 again writes down the addresses 25 in the register 25, which leads to the appearance of zeros at the outputs of the elements OR 6 and 7, as well as to the appearance

5 единицы на второй линии 23 межшинного обмена. Таким образом, снимаютс  затраты на запись в первый 2 и второй 3 регистры, а на К-входе первого триггера 4 управлени  по вл етс  единица. По заднему фронту5 units on the second line 23 inter-tire exchange. Thus, the costs of writing to the first 2 and second 3 registers are removed, and a unit appears at the K input of the first control trigger 4. On the falling edge

0 очередного (дес того, см. фиг.З) импульса триггер 4 управлени  переводитс  в нулевое состо ние, снима  обнул ющий сигнал с R-входа первого регистра 2, а во второй регистр 3 записываетс  очередной адрес. С0 of the next (tenth, see Fig. 3) pulse trigger 4 of the control is transferred to the zero state, removing the signal from the R input of the first register 2, and the next address is written to the second register 3. WITH

5 приходом одиннадцатого импульса очередной адрес записываетс  уже и в первый регистр 2. Далее схема работает аналогично выше описанному. Отличие в случае запроса на межшинный обмен, исход щего от мо0 дул  первой подшины, состоит лишь в аналогичном использовании второго триггера 5 управлени  (фиг.З).By the arrival of the eleventh pulse, the next address is already recorded in the first register 2. The circuit then works in the same way as described above. The difference in the case of a request for inter-tire exchange originating from the first sub-module module consists only in the similar use of the second control trigger 5 (FIG. 3).

Claims (2)

1. Система обмена данными с коммути5 руемой шиной, содержаща  счетчик, 2N модулей обмена, причем вход тактовой частоты системы соединен с входом счетчика , отличающа с  тем, что, с целью увеличени  производительности, содержит первый и второй регистры просмотра, первый и второй триггеры управлени , первый, второй и третий элементы ИЛИ, с первого по четвертый блоки магистральных элементов , причем вход тактовой частоты системы соединен с синхровходами первого и второго триггеров управлени  и с синхровходами первого и второго регистров просмотра, выходы которых соединены соответственно с входами опроса модулей обмена первой подшины и с входами опроса модулей обмена второй подшины, выходы первого и второго триггеров управлени  соединены соответственно с входами сброса первого и второго регистров просмотра и первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами разрешени  межшинного обмена 2N модулей обмена, с управл ющими входами с первого по четвертый блоков магистральных элементов , выход первого блока магистральных элементов соединен с первой подшиной адреса системы, входом второго элемента ИЛИ и входом данных второго блока магистральных элементов, выход которого соединен с входом данных первого блока магистральных элементов, входом третьего элемента ИЛИ и второй подшиной адреса системы, выход третьего блока магистральных элементов соединен с первой подшиной управлени  и данных системы и входом данных четвертого блока магистральных элементов, выход которого соединен с входом данных третьего блока магистральных элементов и второй подшиной управлени  и данных системы, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым инверсным J-входом первого триггера уп- . равлени  и инверсным управл ющим входом первого регистра просмотра, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым инверсным J-входом второго триггера управлени  и инверсным управл ющим входом второго регистра просмотра, выходы счетчика соединены с входами данных первого и второго регистров просмотра,входы- выходы управлени  и данных модулей обмена первой подшины соединены с первой подшиной управлени  и данных системы , а входы-выходы управлени  и данных модулей обмена второй подшины - с второй подшиной управлени  и данных системы, входы-выходы адреса модулей обмена первой подшины соединены с первой подшиной адреса системы, входы-выходы адреса модулей обмена второй подшины соединены с второй подшиной адреса системы, входы-выходы запроса на межшинный обмен модулей обмена первой подшины соединены с вторым инверсным J-входом и пр мым1. A data exchange system with a switched bus, containing a counter, 2N exchange modules, the clock input of the system being connected to the counter input, characterized in that, in order to increase performance, it contains the first and second viewing registers, the first and second control triggers , the first, second and third elements of OR, the first to fourth blocks of trunk elements, and the input clock frequency of the system is connected to the synchronous inputs of the first and second control triggers and the synchronous inputs of the first and second registers A motor whose outputs are connected respectively to the polling inputs of the exchange modules of the first sub bus and to the polling inputs of the exchange modules of the second sub tire, the outputs of the first and second control triggers are connected respectively to the reset inputs of the first and second viewing registers and the first and second inputs of the first OR element whose output is connected with inter-link exchange enable inputs of 2N exchange modules, with control inputs from the first to fourth blocks of trunk elements, the output of the first block of trunk elements is connected to oh the system address bucket, the input of the second OR element, and the data input of the second block of main elements, whose output is connected to the data input of the first block of main elements, the input of the third OR element, and the second subshaft of the system address, the output of the third block of main elements is connected to the first control and data beam the system and the data input of the fourth block of trunk elements, the output of which is connected to the data input of the third block of trunk elements and the second subshire of control and system data s, an output of second OR element connected to the first inverted J-input of the first flip-flop yn. and the inverse control input of the first viewing register, the output of the third element OR is connected to the first inverse J input of the second control trigger and the inverse control input of the second viewing register, the counter outputs are connected to the data inputs of the first and second viewing registers, the control inputs and outputs and data of the first sub-bus exchange modules are connected to the first control and system data sub-busbar, and the control inputs and data of the second sub-bus exchange modules are connected to the second control and system data bus bar, in The address outputs of the exchange modules of the first sub bus are connected to the first subsystem of the system address, the inputs and outputs of the address of the exchange modules of the second sub bus are connected to the second sub address of the system address, the inputs and outputs of the inter-exchange request for the exchange modules of the first sub tire are connected to the second inverse J input, etc. we M К-входом второго триггера управлени , входы-выходы запроса на межшинный обмен модулей обмена второй подшины соединены с вторым инверсным J-входом и пр мым К-входом первого триггера управлени .The K-input of the second control trigger, the inputs-outputs of the request for the inter-bus exchange of the exchange modules of the second sub-tire are connected to the second inverse J-input and the forward K-input of the first control trigger. 2. Система по п. 1,отличающа с  тем, что модуль обмена содержит абонентскую микроЭВМ, первый и второй элементы2. The system according to claim 1, characterized in that the exchange module contains a subscriber microcomputer, the first and second elements И, регистр адреса, первый и второй элементы сравнени , генератор адреса, с первого по третий блоки магистральных элементов, первый и «горой элементы ИЛИ, элемент И-НЕ, причем один из выходов шин управлени  и данных абонентской мйкроЭВМ соединен с синхровходом регистра адреса, остальные входы и выходы шин управлени  и данных соединены с выходом первого блока магистральных элементов и входомAnd, the address register, the first and second elements of the comparison, the address generator, the first to the third blocks of trunk elements, the first and "mountain elements OR, the NAND element, and one of the outputs of the control and data bus of the subscriber microcomputer is connected to the synchronous input address register, the remaining inputs and outputs of the control and data buses are connected to the output of the first block of trunk elements and the input данных второго блока магистральных элементов , выход которого соединен с входом данных первого блока магистральных элементов и входом-выходом управлени  и данных-модул  обмена, выход генератораdata of the second block of trunk elements, the output of which is connected to the data input of the first block of trunk elements and the control input-output and data-exchange module, generator output адреса соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнени , вход опроса модул  обмена соединен с вторым входом первого элемента сравнени , выход которого соединен с пр мым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, управл ющим входом третьего блока магистральных элементов и первым входом элемента И-НЕ, выход которого  вл етс  выходом запроса на межшинный обмен модул  обмена, вход разрешени  межшинного обмена модул  обмена соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, шина адреса аобонентской микроЭВМ соединена с входом данных регистра адреса, один из выходов которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, с инверсным входом первого элемента И, выход которого соединен с первымthe address is connected to the first inputs of the first and second comparison elements, the polling input of the exchange module is connected to the second input of the first comparison element, the output of which is connected to the forward input of the first element And and the first input of the second element And, the control input of the third block of trunk elements and the first input NAND element, the output of which is the output of the interchange request of the exchange of the exchange module, the enable input of the interchannel exchange of the exchange module is connected to the second input of the second I element, the output of which is connected to the second input home of the first OR gate, the address bus aobonentskoy microcomputer is connected to the input of data register addresses, one of the outputs is connected to the second input of AND-NO element, to an inverse input of the first AND gate whose output is connected to the first входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом перываний абонентской микроЭВМ и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющими входами первого иthe input of the first OR element, the output of which is connected to the first input of the subscriber microcomputer and the first input of the second OR element, the output of which is connected to the control inputs of the first and второго блоков магистральных элементов, группа выходов регистра адреса соединена с входом данных третьего блока магистральных элементов, выход которого  вл етс  входом-выходом адреса модул the second block of trunk elements, the group of outputs of the address register is connected to the data input of the third block of trunk elements, the output of which is the input-output of the module address обмена и соединен с вторым входом второго элемента сравнени , выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и вторым входом прерываний абонентской микроЭВМ.exchange and is connected to the second input of the second comparison element, the output of which is connected to the second input of the second OR element and the second interrupt input of the subscriber microcomputer.