Селекторный канал

 

СЕЛЕКТОРНЫЙ КАНАЛ, содержащий блок связи с центральнь вычислителем , соединенный выходом с входом первого регистра управляющего слова каиала входом-выходом - с входом-выходом блока сопряжения с абонентами, а Лервым, вторым, третьим и четвёртым входами - соответст-. .венно с первым выходом блока управления и выходами формирователя адреса слова состояния канала, регистра слова состояния канала и через шифратор адреса команды с вХодиой ншной прерывания канала, первый вход регистра слова состояния канала соединен с входной шИной прерывания канала и через шифратор команды останова с первым входом блока управления , вторым входом подключенного к первому входу блока сопряжения с абонентами, выход и второй вход которого соединены соответственно с входной и выходной шинами связи с абонентами канала, второй выход блока управления подключен к первому входу формирователя адреса слова состояния канала, второй вход которого соединен с ВТОРЕЗМИ входами блока управления и регистра слова состояния канала и первым входом дешифратора вида обслуживания, .а третий вход - с выходом дешифратора вида обслуживания и выходной шиной прерывания кайала, третий, и четвер;тый входы регистра слова состояния ; . канала подключены соответственно к , второму и третьему входам дешифратора вида обслуживания и к третьему выходу блока управления и входной шине связи с абонентами, о тличаю-щийся тем, что, с целью повышения его производительнбсти, в него вйедены второй регистр W управляющего слова канала, коммутатор , триггер и шифратор команды Начать ввод-вывод, причем второй вход регистра слова состояния канала соединен с выходом коммута-. тора, информационные входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго регистров управляющего слова канала, а управляющие ел входы - соответственно к единичному со о со и нулевому выходам триггера, нулевой вход которого соединен с входной шиной прерывания канала, а единичный вход - с вторым выходом блока управления и черезшифратор коОГ ) манды Начать ввод-вывод с первым входом блока управления, вход второго регистра управляющего слова канала подключен к выходу блока .связи с центральнымвычислителем.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧИНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

З(51) 6 06 Г 3 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф

/",, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ -:, .-."

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

-"/

4 (21) 3426713/18-24 (22). 21 .04. 82 (46) 07. 11. 83. Бюл. )) 41 (72). A.Ã.Беляев, H Н.Ерасова,В.А.исаенко, В.A.Êàëèíè÷åâ и В.М.Тафель (53) 681. 325 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке )) 3359589/18-24, кл. G 06 F 3/04, .1981 °

2. Авторское свидетельство СССР

В 769525, кл. С Об F 3/04 1978 .(прототип). (54)(57) СЕЛЕКТОРНЫЙ КАНАЛ, содер" жащий блок связи с центральным вычислителем, соединенный выходом с входом nepaoro регистра управляющего слова канала, входом-aexouoM — с входом-выходом блока сопряжения с абонентами, а Первым, вторым, треть- .им и четвертым входами — соответст-. .венно с первым выходом блока управления и выходами формирователя .адреса слова состояния канала, регистра .слова состояния канала и через шифратор адреса команды с входной.шиной прерывания канала, первый вход регистра слова состояния канала сое-. динен с входной шиной прерывания канала и через шифратор команды останова с первым входом блока управле- ния, вторым входом подключенного к первому входу блока сопряжения с абонентами, выход и второй вход ко-. торого соединены соответственно с: входной и выходной шинами связи о абонентами канала, второй выход блока управления подключен к первому входу формирователя адреса слова состояния канала, второй вход которого соединен с вторыми входами блока управления и регистра слова состояния канала и первым входом дешифратора вида обслуживания, а третий вход — с выходом дешифратора вида обслуживания и выходной шиной прерывания кайала, третий.и четвертый входы регистра слова состояния; .канала подключены соответственно к ° второму и третьему входам дешифратора вида обслуживания и к третьему выходу блока управления и входной шине связи с абонентами, о т" л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его производитель- Е нбсти, в него введены второй регистр управляющего слова канала, коммутатор, триггер и шифратор команды Начать ввод-вывод, причем второй вход регистра слова состояния канала соединен с выходом коммута-. Я тора, информационные входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго регистров управляющего слова канала, а управляющие эходы — соответственно к единичному и нулевому выходам триггера, нулевой вход которого соединен с входной шиной прерывания канала, а единичный вход — .с вторым выходом блока управления и через шифратор команды Начать ввод-вывод с первым входом блока управления, вход второго регистра управляющего сло»

sa канала подключен к выходу блока свяаи с -центральным вычислителем.

1053096

Поставленная цель достигается тем, чтб в. селекторный канал, содержащий блок связи с центральным вычислителем, соединенным выходом с входом первого регистра управляющего слова канала, входом-выходом — с входомвыходом блока сопряжения с абонентами, а первым, вторым, .третьим и четвертым входами. — соответственно с первым выходом блока управления и выходами формирователя адреса слова состояния канала, регистра слова состояния канала и через шифратор адреса команды с входной шиной прерывания канала, первый вход регистра слова состояния канала соединен с входной шиной прерывания канала и через шифратор команды останова с первым входом блока управления, вторым входом подключенного к первому входу блока сопряжения с абонентами, выход и второй вход которого соедиЗО иены соответственно с входной и выходной шинами связи с абонентами ка-. нала, второй выход блока управления подключен к первому входу формирователя адреса слова состояния канала, 35 второй вход которого соединен с вто- . рыми входами блока управления и . регистра слова состояния канала и первым входом дешифратора вида обслу живания, а третий вход — .с выходом

4п дешифратора вида обслуживания и выходной шиной прерывания канала, третий и четвертый входы регистра слова состояния канала подключены соответственно к второму и третьему

45 входам дешифратора вида обслуживания и к третьему выходу блока управления и входной шине связи .с абонен тами, введены второй:регистр управляющего слова канала, коммутатор, триггер и шифратор команды Начать ввод-вывод, причем второй вход регистра слова состояния канала соединен с выходом коммутатора, информационные входы которого подключены соответственно к выходам первого и

55 второго регистров управляющего слова канала, а управляющие входы — соответственно к единичному и нулевому выходам триггера,.нулевой вход которого соединен с входной шиной пре60 рывания канала, а единичный вход — с вторым выходом блока управления и через шифратор команды Начать ввод-вывод с первым входом блока управления, вход второго регистра управляющего слова канала подключен тор вида обслуживания и элемент и (i) .

Недостатком этих устройств являетИзобретение относится к вычислительной технике и может быть испольэовано в вычислительных системах.

Известны селекторные каналы, содержащие блок управления, блок свяэи с центральным вычислителем, блок,связи с абонентами, формирователь адреса слова состояния канала, регистры, управляющего слова, регистр слова состояния, шифраторы адреса команды и команды останова, дешифрася низкая производительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является селекторный канал, содержащий блок связи с центральным вычислителем, соединенный двусторонней связью с блоком сопряжения с абонентами, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом связи с абонентами канала, блок управления, соединенный двусторонней связью с блоком сопряжения с абонентами, а .первым выходом — с первым входом блока связи с центральным вычислителем, второй вход которого подключен к выходу формирователя адреса слова состояния канала, третий вход — с выходом регистра слова .состояния канала, а выход — с входом регистра управляющего слова, выходом соединенного с первыми входами регистра слова состояния канала, дешифратора вида обслуживания и фор-. мирователя адреса слова состояния ка- нала и вторым входом блока управления, вход блока сопряжения с абонентами подключен к вторым входам дешифратора вида обслуживания и регистра слова состояния канала, третьи входы которых подключены к второму вьщоду блока управления, соединенному третьим выходом с вторым входом формирователя адреса слова состояния канала, третий вход кото.рого соединен с выходом дешифратора вида обслуживания и выходом .прерывания канала, шифратор команды останова ввода= вывода и шифратор адреса команды, входы которых подключены к четвертому входу регистра слова состояния канала и входу прерывания канала, причем выход дешифратора команды останова ввода-вывода соединен с входом пуска блока управления, выход шифратора адреса команды подключен к четвертому входу блока связи с центральным вычислителем j2) . . Недостатком этого канала является низкая производительность.из-за больших затрат времени центрального вычислителя, канала и. внешнего устройства на повторный запуск и выполнение команды ввода-вывода, выполнение которой было прекращено при обслуживаиии прерываний от сверхопе-. ,ративного абонента (COA) Целью. изобретения является повышение производительности канала пу-. тем сокращения времени выполнения команд ввода-вывода, I 1 - 105 3096 к выходу блока связи с центральным вычислителем.

На Фиг ° 1 представлена блок-схема канала; на фиг. 2 — функциональная схема блока связи с центральным вычислителем; на фиг. 3 — функциональная .схема блока сопряжения с абонентами; на фиг. 4 — блок-схема алгоритма блока управления;,на фиг.. 5 — функциональная схема блока управления. f0

Канал содержит блок 1 связи с центральным .вычислителем, блок 2 сопряжения с абонентами, блок 3 управления, регистр 4 управляющего слова канала, регистр 5 слова саста- 15 яния канала (ССК), дешифратор 6 ви-: да обслуживания. Формирователь 7 адреса слова состояния канала, шифратор 8 команды останова ввода-вы-, вода, шифратор 9 адреса команды, . выходную шину 10 и входную шину 11 связи с абонентами канала, выходную шину 12 прерываний канала, входную шину 1-3 прерываний канала, второй регистр 14 управляющего слова канала, коммутатор 15, триггер 16, шифратор 17 команды Начать вводвывод .

Блок 1 связи с центральным вычислителем (фиг. 2) содержит дешиф" ратор.18 номера канала, регистр 19 ЗО инструкций, входного 20, выходно-: .го 21 и адресного 22 регистров ОЗУ, сумматора 23 количества чисел, сум- матора 24 адреса команд H сумматора 25 адреса обмена. З

Блок 2 сопряжения с абонентами (Фиг. 3) содержит регистр 26 информации канала, регистр. 27 номера

)внешнего устройства (ВУ) регистр 28 кода операции, регистр 29 информа-, 4О ции абонента, коммутатор 30, регистр 31 управления канала, регистр 32 управления абонента, Блок 3 управления работает по алгоритму, приведенному на Фиг. 4, и 4 содержит (фиг. 5) мультиплексор 33 блок 34 постоянной памяти (ПЗУ), выходной регистр 35, информационную. шину 36 и дешифратор 37 кода нуля.

Селекторный канала работает сле= дующим образом.

Канал осуществляет обмен команд».. най и числовой информацией.с центральным вычислителем через блок 1, а с абонентами — через блок 2. В C0-. ответствии с командной .информацией,. 5З содержащейся в регистре 4 или регистре 14, блок 3 вырабатывает сйг-, налы, управляющие выполнением всех команд в канале. Выбор регистра уа-: равляющего слова какала осуществля- 49 ется триггером 16. В исходном састаянии триггер 16 установлен в нуль, и единичный сигнал на его инверсном выходе обеспечивает передачу в блок 3 и регистр 5 через коммута" тор 15 командной информации иэ регистра 4, а при обслуживании прерываний от COA триггер 16 устанавливается в единицу и сигналом с пря- мого выхода обеспечива1т передачу командной информации иэ регистра 14.

В регистр 4 командная информация заносится только в том случае, если команда ввода-вывода выполняется по инициативе центрального вычислителя или по инициативе обычного абонента, а в регистр 14 — если команда вво,да-вывода выполняется по инициативе C0A.

: Дешифратор б.совместно с регистром 5 и формирователем 7 в зависимости от указателей, содержащихся в байте состояния абонентов, состояния блока 3 управления, и других специальных признаков инициируют различные виды обслуживания байтов состояния абонентов.

В случае необходимости связи с каналом COA выставляет сигнал прерывания на шине 13, по которой шифратор 8 формирует инструкцию Остановить ввод-вывод, поступающую на вход блока 3. Если в данный момент канал занят командой ввода-вывода, с каким-либо другим абонентом, блок 3 организует прекращение текущей команды, а регистр 5 формирует соответствующее слово состояния, которс е записывается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) центрального вычислителя. Одновременно с этим дешифратор 6 формирует сигнал прерывания, который поступает в регистр прерываний центрального вычислителя. Перечисленные действия необходимы для того, чтобы информировать центральный вычислитель а том, что текущая команда ввода-вывода прервана по требованию COA.

Шифратор 9, на вход которого также поступает сигнал прерывания от СОА, формирует адрес начала программы канала, по которой обслуживается

COA. Этот адрес поступает на вход блока 1, который и осуществляет выборку команд канала иэ ОЗУ. Эти команды поступают в регистр 14.

Триггер 16 устанавливается в единицу сигналом прерывания,, поступающим на шину 13, и поэтому через коммутатор 15 командная информация иэ регистра 14 подается в блок 3 и регистр 5. Дальнейшее обслуживание

С0А производится в обычном порядке.,После выполнения команды вводавывода COA по сигналам от блока 3 из регистра 5 передается в ОЗУ слово состояния канала по:адресу, сформи рованному формирователем 7. По этим же сигналам осуществляется сброс триггера. 16 и формирование инструкции Начать ввод-вывод шифраторбм 17. Инструкция Начать ввод1053096

Поле HK (номера канала) содержит двоичный код номера канала, в котором инициируется обмен.

Поле КИ (кода инструкции) содержит код инструкции, например, Начать ввод-вывод (HBB) или Остановить ввод-вывод (ОВВ).

Поле АНП (адреса начала программы) содержит адрес начала программы (для инструкции НВВ)., этот .адрес является адресом ОЗУ, в котором хранится первая команда программы обмена, После засыпки инструкции в канал процессор отключается от канала и продолжает вынолнение своей программы. Канал самостоятельно пересылает

АНП в регистр 25 и считывает в регистр 20 первую команду программы.

Формат команды программы канала следующий

ЗО

4О

ФЛ АО АК КЧ 50

КОП

Поле КОП (кода операции) содержит код операции, выдаваемой внешнему устройству (ВУ).

Поле НВУ (номера внешнего устрой- 55 ства) содержит код номера ВУ, с которым осуществляется обмен.

Поле ФЛ содержит флажки (указатели), управляющие работой канала, например: Цепочка команд, Це- Q) почка данных, Программно управляемое прерывание, Особый абонент и др.

Поле AO (адреса обмена) определяет начальный адрес ОЗУ, откуда переда- g5 вывод поступает на вход блока 3, и канал начинает выполнять команду ввода-вывода, определяемую командной информацией, содержащейся в регистре 4.

Таким образом, канал без участия центрального вычислителя осуществляет запуск и выполнение команды вводавывода, приостановленной при обслуживании прерывания от СОА, причем выполнение приостановленной команды ввода-вывода начинается с того места (по адресу обмена к счетчику количества байтов данных), на котором команда была приостановлена.

В случае, если в момент появления .15 прерывания от COA канал не выполнил команды ввода-вывода, о чем свидетельствует информация, содержащаяся в регистре 5, инструкция Начать ввод-вывод от шифратора 17 не при- 2р нимается блоком,;3 к исполнению.

Процессор инициирует выполнение операций обмена в канале с помощью инструкции, формат которой следующий 25 ется (или куда принимается) информация в ходе выполнения операции обмена.

Поле AK (адреса команды) определяет адрес ОЗУ, в котором хранится следующая команда программы.

Поле КЧ (количества чисел) содержит код количества чисел, подлежащих передаче по операции обмена.

Иэ регистра 20 команды обмена пересылаются в регистр 4 или 14 управляющих слов (в регистр 4 — если команда вводится .по инициативе процессора, а в регистр 14 — по инициативе особого абонента).

B зависимости от типа операции (запись или чтение) данные иэ ОЗУ через регистр 20 поступают в блок 2 или из блока 2 через регистр 21 в

ОЗУ. АО нз регистра 4 или 14 через коммутатор 15 и блок 3 заносится в регистр 22, а затем увеличивается на 1 сумматором 25 (одновременно КЧ уменьшается на 1 сумматором 23). и снова заносится (одновременно с КЧ) в регистр 4 или 14.

После того, как количество чисел (КЧ) станет равным; 0, выполнение команды прекращается, канал передает в ОЗУ слово состояния (если это необходимо) из регистра 5 через ре гистр 21 по адресу, формируемому узлом 7 и заносимому в регистр 22.

После выполнения команды каналом выбирается следующая команда иэ

ОЗУ по адресу АК, хранящемуся в регистре 4 или 14, AK увеличивается на 1 сумматором 24, промодифицированный AK. снова заносится в регистр 4 или 14.

Регистр 26 информации канала и регистр 29 информации абонента служат для согласования форматов информации в ЦВИ и ВУ. Обмен с ВУ производится байтами, а с ОЗУ вЂ” словами, например, по 4 байта.

При выполнении операции записи на Ву информация из регистра 20 поступает в регистр 26, а оттуда через коммутатор побайтно па ВУ. При ,считывании информация побайтно прию.мается на регистр 29, а после накопления полного слова (4 байта) переписывается в регистр 21, а затем в ОЗУ, Регистры 27.и 28 служат соответственно для хранеиия номера внешнего устройства (НВУ) и кода операции (КОП). НВУ и КОП поступают из регистра 4 или 14 через коммутатор 15, блоки 3 и 1; Регистр 31 предназначен для формирования управ;лякщих сигналов канала,а регистр 32— для приема и задержки управляющих сигналов абонентов. Задержки необходимы для надежного приема сигналов на информационных шинах.

Информация, записанная в выходном регистре 35 (и в ПЗУ 34), разбита

-1053096 на три поля: поле выходных сигналов, поле управления мультиплексором и поле управления адресом перехода..

Выходы поля выходных сигналов являются сигналами блока 3 управления и поступают в соответствующие блоки канала. Сигналы с выхода поля управления мультиплексором посту- пают на управляющий вход мультиплексора 33 и определяют вхс.. ной сигнал, анализируемый в данном состоя- 10 нии. Адрес ПЗУ 34 формируется следующим образом: старшие разряды — с выхода поля адреса перехода, млад« шнй — с выхода мультиплексора 33, т.е. следующее состояние определя- 15 ется предыдущим состоянием (поле адреса перехода) и входным сигналом. . По сигналу Сброс на выходном регистре 35 в поле адреса перехода устанавливается нулевой адрес ПЗУ 34,20 в поле выходных .сигналов - нули, в поле управления мультиплексором— код входного сигнала, анализируемого в нулевом состоянии (в соответствии с фиг. 4 — сигнал Инструк 5 ция от блока 8), Каждому состоянию блока 3 соответствуют два адреса, отличающиеся значением младшего разряда, который принимает значение 0 или 1 в зависимости от значения входного сигнала, анали30 зируемого в этом состоянии. Так, если сигнал Инструкция равен нулю, то на выходе мультиплексора 33 будет нулевой сигнал, который совместно с нулевым полем адреса перехода обеспечивает обращение к ПЭУ 34 о нулевому адресу. После того, как сигнал Инструкция станет равным единице, происходит обращение к ПЗУ 34 по первому адресу и блок 3 переходит в 40 следующее состояние в соответствии с алгоритмом.

При поступлении сигнала прерывания на выходе шифратора 8 команды останова вырабатывается сигнал Инструкция и код команды Остайовить ввод-вывод . Формирователь 7 предназначен для формирования и передачи в блок 1 адреса ОЗУ, в который записывается слово состояния канала. При 16-разрядном адресе ОЗУ структура ССК имеет .следующий вид: ор

БАЗА

Разряды с 0 по 9 имеют постоянный код, хранящийся на . регистре базы блока 7, 10-й разряд равен нулю, если абонент.не сверхоперативный, и единице — в противном случае. Разряды с 11 по 16 для обычного .абонента соответствуют номеру подканала. Для сверхоперативного абонента одиннадцатый разряд равен единице при выполнении команды Запись и нулю — при выполнении команды Чтение . В разрядах 12 — 15 содержатся младшие разряды кода номера абонента.

При поступлении сигнала прерывания от абонента на выходе блока 9 формируется код адреса начала программы обмена с этим абонентом. По шине 36 управляющая информация из регистра 4 или 14 через коммутатор 15 поступает в блок 3, а иэ блока 3 в блок 1 или 2.

Дешифратор 37 определяет равенство нулю хода в поле ХЧ управляющего слова.

Таким образом, канал позволяет существенно сократить время выполнения приостановленной команды вводавывода эа счет исключения средств процессора для перезапуска приостановленной команды ввода-вывода и за счет"обеспечения выполнения приостановленной команды с места приостановки. Это обеспечивает повышение производительности селекторного канала.

1053096

3Ивин ю Асма канава

Уют

fD ши.к

1053096

1053096 да Ьвм fJ еие. К

СосТавитель В. Вертлиб

Texpegl Л.Пилипенко Корректор О. Билак

Редактор T.Kóãðíøåâà

Подписное

-. Заказ 9480,, Тираж 706

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЙ Патейт ., r. Ужгород, ул. Проектная, 4!.