Селекторный канал

 

СЕЛЕКТОРНЫЙ КАНАЛ, содержащий блок связи с центральным вычислителем , соединенный первым входом-выходом с первым входом-вьрсбдом блока сопряжения с абонентами, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом связи с абонентами канала, блок управления, соединенный первым и вторым .входами-выходами соответственно с вторыми входами-вы . ходами блока сопряжения с абонентами и блока связи с центральным вычислите:лем , первые вход и выход которого явля ются соответственно входом ивькодом связи с вычислителем канала, второй вход подключен, к выходу формирователя адреса слойа состояния канала, третий вход - к выходу регистра слова состояния канала, а второй выходк входам первого и второго регистров управлякщего слова, вход связи с абонeнтa ш селекторного канала подключен ;К первю входам дешифратора вида об;служивания и регистра слова состояния канала, вторые входы которых подключены к первому выходу блока управления , соединенному вторым выходом с входом сброса триггера и первым. g SPfc MStX-« iAvu; S.4WV входом формирователя адреса слова состояния канала, второй вход кото . рого соединен с выходом дешифратора вида обслуживания и выходом прерывания селекториого канала, шифратор ;команды останова ввода-вывода и шифратор адреса команды, входы которых ;подключены к третьему входу регистра слова состояния канала, установочному входу триггера и входу прерывания канала, выходы шифратора команды останова ввода-вывода и шифратора команды Начать ввод-вывод соединены с первым входе блока управления выход шифратора адреса команды подключен к четвертому входу блока связи с центральным вычислителем, раз (П рядные выходы первого и второго регистров управляющего слова канала соединены соответственно с первым и вторым информационными входами коммутатора, выход которого подклю еаЛ чен к четвертому входу регистра .слова состояния канала, третьим входам/ О дешифратора вида обслуживания и форо мирователя адреса слова состояния канала и к второму входу блока упto равления, прямой и инверсный выхоvl ды триггера подключены соответственно к первому и второму управляющим входам коммутатора, о т л и ч а ющ и и с л тем, что, с целью повышения производительности селекторного канала, в него введен 2у1емент И, Причем выход элемента И соединен с входом шифратора команды Начать ввод-вывод, а первый и второй входы - соответственно с вторым выходом блока управления и с выходом дополнительного разряда первого регистра управляющего слова канала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CIIN»»IN»

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 116()42

4(51) С 06 F 13/18. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

KIN;"бКЛЧ И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ i3,""

К АВТОРСКОМУ СВИ П ЕТЕЛЬСТВУ (21) 3675177/24-24 (22) 14.12.83

:.(46) 07.06.85. Бюп. У 21 (72) Н.Н. Красова, В.А. Исаенко, В.А. Калиничев, В.А. Москаленко, А.А. Самчинский и Б.Г. Шаров (53) 681.325(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .

В 769525, кл. 0 06 Р 3f04 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

«а. 1053096, кл. G. 06 F 3/04, 1982 (прототин) . (54)(57) СКЛККТОРНЫИ КАНАЛ, содержащий блок связи е центральным вычислителем, соединенный первым входом-вы.ходом с первым входом-выходом блока сопряжения с абонентами, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом связи с абонентами канала, блок управления, соединенный первым и вторым входами-выходами соответственно с вторыми входами-вы. ходами блока сопряжения с абонентами и блока связи с центральным вычислителем, первые вход и выход которого являются соответственно входом и выходом связи с вычислителем канала, второй вход подключен к выходу формирователя адреса слова состояния канала, третий вход — к выходу регистра слова состояния канала, а второй выходк входам первого и второго регистров управляющего слова, вход связи с або..нентами селекторного канала подключен

;к первым входам дешифратора вида об:служивания и регистра слова состояния канала, вторые входы которых подключены к первому выходу блока управления соединенному вторым выходом с входом сброса триггера и первым. входом формирователя адреса слова состояния канала, второй вход кото - . рого соединен с выходом дешифратора вида обслуживания н выходом прерывания селекторного канала, шифратор

;команды останова ввода-вывода и шифратор адреса команды, входы которых

;подключенык третьему входу регистра слова состояния канала, установочному входу триггера и входу прерывания канала, выходы шифратора команды останова ввода-вывода и шифратора команды "Начать ввод-вывод" соединены с первым входом блока управления, выход шифратора адреса команды подключен к четвертому входу блока свя-. зи с центральным вычислителем, разрядные выходы первого и второго ре.гистров унравляющего слова канала соединены соответственно с первым и вторым информационными входами коммутатора, выход когорого подклю- . чен к четвертому входу регистра .слова состояния канала, третьим входам, дешифратора вида обслуживания и фор- мирователя адреса слова состояния канала и к второму входу блока управления, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к первому и второму управляющим входам коммутатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности селекторйого канала, в него введен з лемент

И, причем выход элемента И соединен с входом шифратора команды "Начать ввод-вывод", а первый и второй входы — соответственно с вторым выходом блока управления и с выходом дополнительного разряда первого регистра управляющего слова канала.

i 160427

Изобретение относится к вычислиJ тельной технике и предназначено для ввода"вывода информации управляющих вычислитепьных машин.

Известен селекторный канал, содержащий блок связи с центральным вычислителем, блок сопряжения с абонентами, блок управления, регистр управляющего Слова канала, регистр слова состояния канала, дешифратор !О вида обслуживания, формирователь адреса слова состояния канала, шифратор команды останова ввода-вывода, шифратор адреса команды, вьиод и вход связи с абонентами канала, вы- 15 ход прерывания канала, вход прерывания канала 1 J.

Недостатком этого канала являются большие затраты времени центральнего вычислителя, канала и внешнего уст- 20 ройства на повторный запуск и выполнение команды ввода-вывода, выполнение которой было прекращено при обслуживании прерываний от сверхоперативного абонента (СОА). 25

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 входем 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 первого регистра управляющего слова, вход блока сопряжения с абонентами подключен к вторым входам дешифратора вида обслуживания и регистра слова состояния канала, третьи входы которых подключены к второму входу блока управления, соединенному третьим выходом с вторым входом формирователя адреса слова состояния канала, третий вход которого соединен с выходом дешифратора вида обслуживания и выходом прерывания канала, шифратор команды останова вводавывода и шифратор адреса команды, входы которых подключены к четвертому входу регистра слова состояния канала и входу прерывания канала, причем выход шифратора команды останова ввода-вывода соединен с входом пуска блока управления, вьиод шифратора адреса команды подключен к четвертому входу блока связи с центральным вычислителем, вьиоды которого подключены к входам второго регистра управляющего слова канала, выходы которого совместно с выходами первого регистра управляющего сповв канала соединены соответственно с вторыми и первыми информационными входами коммутатора, выходы которого подключены к первым входам регистра слова состояния канала,,дешифратора вида обслуживания и формирователя адреса слова состояния и к второму входу блока управления, триггер, вход установки в единицу и вход установки в нуль которого соединнеы соответственно с входом сигналов перрываний канала и с третьим выходом блока управления, а прямой Н инверсный выходы — соответственно с вторым и первым управляющими входами сумматора, шифратор команды 1Начать ввод — вывод, вход которого подключен к третьему выходу, а выход - к входу пуска блока управления )2).

Недостатком известного канала является низкая производительность, так как после обслуживания прерываний от сверхоперативного абонента происходит возврат к прерванной команде, а это не всегда желательно.

Например, если канал выполняет программу вывода или ввода массива данных с диска, ленты и т.д., то переход к прерванной команде вызовет непроизводительные затраты времени канала.

Целью изобретения является повышение производительности селекторного канала за счет блокировки перехода к прерванной команде, Поставленна.= цель достигается тем, что в селекторный канал, содержащий блок связи с центральным вычислителем, соединенный первым входомвыходом с первым входом-пьиодом блока сопряжения с абонентами, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом связи с або нентами канала, блок управления, со. единенный первым и вторым входами1160427 выходами соответственно с вторыми входами-выходами блока сопряжения с абонентами и блока связи с центральным вычислителем, первые вход и выход которого являются соответственно входом и выходом связи с вычислителем канала, второи вход подключен к выходу формирователя адреса слова состояния канала, третий вход — к выходу регистра слова состо- lO яния канала, а второй выход к входам первого и второго регистров управляющего слова, вход связи с абонентами селекторного канала подключен к первым входам дешифратора ви- 15 да обслуживания и регистра слова состояния канала, вторые входы которых подключены к первому-выходу блока управления, соединенному вторым выходом с входом сброса триггера и пер-20 вым входом формирователя адреса слова состояния канала, второй вход коророго соединен с выходом дешифратора вида обслуживания и выходом прерывания селекторного канала > шиф- 25 ратор команды останова ввода-вывода и шифратор адреса команды, входы котррых подключены к третьему входу регистра слова состояния канала, установочному входу триггера и входу ЗО прерывания канала, выходы шифратора команды останбва ввод-вывод и шифратора команды "Начать ввод-.вывод" соединены с первым входом блока управления, выход шифратора адреса коман 35 ды подключен к четвертому входу блока связи с центральным вычислителем, разрядные выходы первого и второго регистров управляющего слова канала соединены соответственно с первым и > вторым информационными входами коммутатора, выход которого подключен к четвертому входу регистра слова состояния канала, третьим входам дешифратора вида обслуживания и фор- 5 мирователй адреса слова, состояния канала и к второму входу блока управления, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к первому и второму . управляющим входам коммутатора, введен .элемент И, выход которого соединен с входом шифратора команды "Начать ввод-вывод". а первый и второй входы — соответственно с вторым входом блока управле- 55 ния и с выходом дополнительного разряда первого регистра управляющего слова канала.

На фиг. 1 представлена блок-схема селекторного канала; на фиг. 2-3 функциональные схемы блока связи с центральным вычислителем, блока управления и блока сопряжения с абонентами; на фиг. 4 — блок-схема алгоритма работы блока управления; на фиг.5 алгоритм работы блока управления.

Селекторный канал содержит (фиг.1) блок 1 связи с центральным вычислителем, блок 2 сопряжения с абонентами, блок 3 управления, первый регистр 4 управляющего слова канала, регистр

5 слова состояния канала, дешифратор

6 вида обслуживания, формирователь 7 адреса слова состояния канала, шифра-. тор 8 команды останова ввода-вывода, шифратор 9 адреса команды, выход 10 и вход 11 связи с абонентами канала, выход 12 прерываний канала, вход 13 прерывания канала, второй регистр 14 управляющего слова канала, коммутатор

15, триггер 16, шифратор 17 команды

"Начать ввод-вывод", элемент И 18, вход 19 и выход 20 связи с,вычисли- телем канала.

Блок 1 связи с центральным вычислителем содержит (фиг. 2) дешифратор 21 номера канала, регистр 22 инструкций,,входной регистр 23, выходной регистр 24, адресный регистр

25, сумматор 26 количества чисел, сумматор 27 адреса обмена, сумматор

28 адреса обмена, первый 29 и второй 30 входы-выходы блока.

Блок управления содержит (фиг.3) мультиплексор 31, постоянную память (ПЗУ) 32, выходной регистр 33, информационную шину 34, дешифратор 35 кода нуля, шицы 36 первого входа-выхода блока, шины 37 и 38 .первого и второго выходов блока, шины 39 и 40 первого и второго выходов блока.

Блок 2 сопряжения с абонентами содержит регистр 41 информации канала, регистр 42 номера внешнего устройства, регистр 43 кода операции, регистр 44 информация абонента, коммутатор 45, регистр 46 управления канала и регистр 47 управления або- нента.

Селекторный канал работает следующим образом.

Канал осуществляет обмен командной и числовой информацией с центральным вычислителем через блок 1, а с абонентами - через блок 2, В соответствии с командной информацией, 1160427 содержащейся в регистре 4 или регистре 14, блок 3 вырабатывает сигналы, управляющие выполнением всех команд в канале. Выбор регистра управляющего слова канала осуществляется триггером 16. В исходном состоянии триггер 16 установлен в нуль и единичный сигнал на его инверсном выходе обеспечивает передачу в блок 3 и регистр 5 через коммутатор 15 командной информации иэ регистра 5.

При обслуживании прерываний от СОА триггер 16 устанавливается в едини цу и сигналом с прямого выхода обеспечивает передачу командной информа- 15 ции из 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 ввода-вывода выполняется по инициативе СОА.

Дешифратор 6 совместно с регистром 5 слова состояния канала (ССК)

25 и формирователем 7 в зависимости от указателей, содержащихся в байте состояния абонентов, состояния блока 4 управления и других специальных признаков инициируют различные виды об- ЗО служивания байтов состояния абонентов, В случае необходимости связи с каналом СОА выставляет сигнал прерывания на входе 13, шифратор 8 форми- д рует инструкцию остановить ввод-вывод, поступающую на вход блока 3.

Если в данный момент канал занят ко- мандной ввода-вывода с каким-либо другим абонентом, блок 3 организует 40 прекращение текущей команды и формирует на регистре 5 соответствующее слово состояния, которое записывается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) центрального вычислителя. 45

Одновременно с этим дешифратор 6 формирует сигнал прерывания, который поступает в регистр прерываний центрального вычислителя. Перечисленные действия необходимы для того, чтобы 50 информировать центральный вычислитель о том, что текущая команда ввода-вывода прервана по требованию СОА.

Шифратор 9 адреса команды, на вход которого также поступил сигнал преры-55 вания от СОА, формирует адрес начала программы канала, по которой будет обслуживаться СОА. Этот адрес поступает на вход блока 1, который осуществляет выборку команд канала из ОЗУ.

Эти команды поступают в регистр 14.

Триггер 16 установлен в единицу сигналом прерывания, поступившим на вход

13 от СОА, и поэтому через коммутатор 15 командная информация из регистра 14 подается в блок 3 и регистр

5. Дальнейшее обслуживание СОА производится в обычном порядке.

После выполнения команды ввода-вывода СОА по сигналам от блока 3 формируется и передается в ОЗУ слово состояния канала из регистра 5 по адресу, сформированному формирователем 7. По этим же сигналам осуществляется сброс триггера 16 и формирование инструкции начать ввод-вывод шифратором 17 (по своей структуре аналогичен шифратору 8, но формирует на выходе код не инструкции остановить ввод-вывод, а инструкции начать ввод-вывод). Инструкция начать ввод-вывод поступает на вход блока 3 и канал начинает выполнять команду ввод-вывод, определяемую командной информацией, содержащейся в регистре 4.

Если до появления прерывания от СОА канал выполнял команду вводавывода, возобновление которой уже не представляет интереса (например, программа ввода или вывода массива данных с диска или ленты), то. в дополнительном разряде регистра 4 со- . держится логический нуль, с выхода дополнительного разряда регистра 4 поступает на второй вход элемента

И 18 и блокирует прохождение сигнала разрешения команды "Начать вводвывод" от блока 3 на вход шифратора 17 ° Таким образом, возобновление прерванной команды ввода-вывода не происходит.

В процессе функционирования блоки канала работают следующим образом.

Процессор инициирует выполнение операций обмена в канале с помощью инструкции, формат которой приведен ниже.

АНП

КИ

НК

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

Поле КИ (кода инструкции) — код инструкции, например, начать вводвывод (НВВ) или остановить ввод-вы- . вод (ОВВ), 1160427

Попе АНП (адрес начала программы) — этот адрес является адресом

ОЗУ, в котором хранится первая ко1 манда программы обмена.

После засылки инструкции в канал з процессора отключается от канала и продолжает выполнение своей программы. Канал самостоятельно пересыпает АНП в регистр 25 и считывает в регистр 23 первую команду програм- .10 мы. Формат команды программы канала приведен ниже.

КОП НВУ ФЛ АО АК КЧ

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

Поле НВУ (номера внешнего устройства) — код номера BY с которым осуществляется обмен. 20

IIosie ФЛ содержит флажки (указатели), управляющие работой канала, например цепочка команд, цепочка данных, программно-управляемое прерывание и др. 25

Поле АО (адрес обмена) определяет начальный адрес ОЗУ, откуда будет передаваться (или куда будет приниматься) информация в ходе выполнения операции обмена. 30

Поле АК (адреса команды) опреде|ляет адрес ОЗУ, по которому хранится следующая команда программы.

Поле КЧ (колнчества чисел) содержит код количества чисел, подлежащих 3g передаче по операции обмена, Из регистра 23 команды обмена пересылаются в регистр 4 по инициативе процессора, а в регистр 14 — по ини- циативе сверхоперативного абонента. 40

В зависимости от типа операции (запись или чтение) данные иэ ОЗУ о через регистр 23 поступают в блок 2 или из блока 2 через регистр 24 в

ОЗУ. А0 из регистра 4 или 14 через блок 3 заносится в регистр 25, а

М затем увеличивается на "1" суьыатором 28 (одновременно КЧ уменьшается сумматором 26) и снова заносится . (одновременно с КЧ) в регистр 4 или 14. gj

После того, как количество чисел (КЧ) станет равнйк О, выполнение команды прекращается, канал передает в ОЗУ слово состояния,из регистра 5 через регистр 24 по адресу, формиру- у емому формирователем 7 и заносимому в регистр 25. После выполнения команды каналом выбирается следующая команда иэ ОЗУ по адресу АК хранящемуся в регистре 4 или 14, AK увеличивается на "1" сумматором 27, промодифнцированный АК снова записывается в регистр 4 или 14.

Регистр 41 информации канала М регистр 44 информации абонента (фиг. 4) служат для согласования

:форматов информации в ЦВМ и ВУ. Обь мен с BY производится байтами, а с

ОЗУ словами, например по 4 байта.

При выполнении операции записи на ВУ информация из регистра 23 поступает в регистр 41, а оттуда через коммутатор 45 побайтно íà BY.

При считывании информации побайтно принимается на регистр 34, после накопления полного слова (4 байта) переписывается в регистр 24, à saтем в ОЗУ. Регистры 42 и 43 служат соответственно для хранения НВУ и

КОП. НВУ и КОП поступают из регистра 4 или 14 через коммутатор 15, бло" ки 3 и 1. Регистр 46 предназначен для формирования управляющих сипналов канала, а регистр 47 - для. приема и задержки управляющих сигналов абонентов, Задержки необходимы для надежного приема сигналов на информационных шинах.

Блок 3 управления работает в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 5.

Информация, записанная в выходном регистре 33 (и в ПЗУ 32), разбита

:,на три поля: поле выходных сигналов,. ,поле управления мультиплексором, по, ле управления адресом перехода. Выходы поля выходных сигналов являются. выходными сигналами блока 3 и поступают в соответствующие блоки. Сигналы с выхода поля управления мультиплексором поступают на управляющий вход мультиплексора и определяют входной сигнал, анализируемый в данном состоянии. Адрес ПЗУ 32 формируется следукицим образом: старшие разряды — с выхода гюля адреса перехода, младший разряд - с выхода мультиплексора, т.е. следующее состояние определяется предыдущим состоянием (поле адреса перехода) и входным сигналом.

Блок 3 управления .работает следующим образом. По сигналу "Сброс" на выходном регистре 33 в поле адреса перехода устанавливается нулевой адрес ПЗУ 32, в поле выходных сигна10

Разрядны с 0 по 9 имеют постоянный код, 10-ый разряд равен нулю, если абонент не сверхоперативный и единице в противном случае. Разряды с 11 по 15 для обычного абонента соответствуют номеру подканала. Для сверхоперативного абонента одиннадцатый разряд ранен "1" при выполнении команды "Запись" и "0" при выполнении команды "Чтение". ,В разрядах 12-15 содержатся младшие разряды кода номера абонента.

При поступлении сигналя прерывания от абонента на выходе шифратора

9:формируется код адреса начала программы обмена с этим .абонентом. По шине 34 управпяющая информация из регистра 4 поступает в блок 3, а из блока 3 — в блоки 1 или 2. Дешифратор 35 определяет равенство нулю кода в поле КЧ управляющего слова, Таким- образом предлагаемый сеЛекторный канал обеспечивает возможность блокировки перехода к приостановленной команде ввода-вывода, что позволяет повысить производительность селекторного канала, причем время перехода к новой команде ввода-вывода после обслуживания сверхоперативного абонента сведено до нуля. Это значит, что после обмена с. СОА канал может немедленно перейти к выполнению новой команды ввода-вывода, минуя окончание приостановленной.

11Ü04 лов — нули, в поле управления мультиплексором — код входного сигнала, анализируемого в нулевом состоянии (в соответствии с фиг. 5 сигнал "Инструкция" от шифратора 8). Каждому состоянию блока 3 соответствует два адреса, отличающиеся значением мпадшего разряда, который принимает значение "0" или "1" в зависимости ат значения входного сигнала, аналиэи- 1О руемого в этом состоянии. Так, если сигнал "Инструкция" равен нулю, то на выходе мультиплексора 31 будет нулевой сигнал, который совместно с нулевым полем адреса перехода 1S обеспечивает обращение к ПЗУ 32 по ненулевому адресу (автомат остается в нулевом состоянии). После того, как сигнал "Инструкция" станет равным единице, происходит обращение 20 к ПЗУ 32 по первому адресу и автомат переходит в следующее состояние в соответствии с алгоритмом..

При поступлении сигнала прерывания на выходе шифратора 8 вырабаты- 25 вается сигнал "Инструкция" и код команды "Остановить ввод-вывод".

Формирователь 7 адреса ССК предназначен для формирования и передачи в блок 1 адреса ОЗУ, в который за- щи писывается слово состояния канала.

При 16-разрядном адресе ОЗУ структура ССК имеет следующий вид

О База 9 10р 15р!!60427

1 160427

&ока 7

АюкаУ

1160ч27

f160427

I 160427 ф

4 ч

4 ф

4Л4

° юМ

4 4

° %

°, ФЪ.фФ

ll

Ъ с Ъ

, 4

Ч 4.

4ы

4, Ь4 Ъ

4 о«

4 4 ч «w о, о ч ь

4 ч С N ÑÚ| 4 в -е, Ь ф .„ Ь4 ",Ы4

4 « Ъ, %e «ч «ф В

Ф\

М4

04

ФЧ

4 е » К

4m ь

Ъ И »

44 фМ

Ф 4 С».

МЪ 4

1 ец

%4

444 Ч

5kú ц4

ИЧь4

44 ъ,Яф 4 ф 4

44фф ч с Ъ