Комбинированный канал

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.Целью изобретения является увеличение пропускной способности комбинированного канала. Комбинированный канал содержит блок 1 управления, блок 2 обмена информацией, узел 3 задания объема памяти, блок 4 формирования адреса, блок 5 хранения адреса, узел 6 дешифрации констант, узел 7 коммутации , узел 8 запуска, узел 9 счета , триггер 10, элемент НЕ 11, элементы И 12, 13, элемент ИЛИ 14. 2 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл. ( I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 С 06 F 13 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4143297/24 — 24 (22) 30. 10. 86 (46) 23. 06, 88. Бюл. № 23 (72) Г. П. Лопато, Г.Д. Смирнов, В.M. Пронин, А. Г. Рымарчук и В.В.Карпейчик (53) 681.325(088.8) (56) Пржиялковскнй В.В., Ломов Ю.С.

Технические и программные средства

Единой системы ЭВМ. — M. Статистика, 1980, с.229.

Авторское свидетельство СССР № 1272337, кл. С 06 F 13/00, 1984. (54) КОМБИНИРОВАННЬЙ КАНАЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.Целью изобретения является увеличение пропускной способности комбинированного канала. Комбинированный канал содержит блок 1 управления, блок 2 обмена информацией, узел 3 задания объема памяти, блок 4 формирования адреса, блок 5 хранения адреса, узел

6 дешифрации констант, узел 7 коммутации, узел 8 запуска, узел 9 счета, триггер 10, элемент НЕ 1 1, элементы И 12, 13, элемент ИЛИ 14. 2 з.п.; ж ф-лы, 10 ил., 2 табл.

1405067

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.

Целью изобретения является увеличение пропускной способности комбинированного канала за счет введения плавающего количества подканалов,автоматического распределения любого 10 лодканала иэ группы отведенных подканалов любому по адресации периферийному устройству, временного контроля, позволяющего осуществить контроль работы канала, не охваченный аппаратными и программными средствами конт.роля, совмещения работы канала по микропрограммному обслуживанию запоминания управляющего слова устройства с аппаратным обслуживанием выборки по требованию.

Плавающее количество подканалов позволяет применительно к требованиям любого пользователя индивидуально назначить только то максимальное количество подканалов, которое необходимо только ему. Это позволяет в ЭВИ использовать минимальный объем памяти для хранения подканалов.

Автоматическое распределение подканалов дает возможность независимо от общего количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств и работать с ними в оптимальном режиме.

Введенный временный контроль позволяет контролировать перерывы в работе канала, возникающие при его связи с группой периферийных устройств, которые по временным интервалам Ц) практически могут быть любыми.

Совмещение работы канала по микропрограммному обслуживанию запоминания управляющего слова устройства с аппаратным совмещением выборки по

45 требованию позволяет ускорить организацию выборки периферийного устройства по его требованию, за счет чего сокращается время на организацию связи канала с периферийным устройством и, следовательно, увеличивается пропускная спо со б ность канала. Причем пропускная способность канала увеличивается при его работе и в байт-мультиплексном, и в блок-муль- 55 типлексном, и в селекторном режимах, Введение в комбинированный канал узла задания объема памяти позволяет путем установки вручную на переключающих устройствах соответствующего кода использовать индивидуально для любого конкретного пользователя тот необходимый оптимальный объем памяти для хранения подканалов, который ему требуется.

Введение в комбинированный канал блока формирования адреса дает возможность оперативно аппаратным путем определять наличие свободных подканалов и, если свободные подканалы есть, аппаратно формировать адрес свободноro подканала.

Введение в канал блока хранения адреса позволяет хранить управляющую информацию и оперативно ее использовать при назначении подканалов.

Введение в комбинированный канал узла дешифрации констант позволяет оперативным образом формировать константы, которые используются в процессе назначения свободных подканалов.

Введение в канал узла коммутации позволяет устанавливать различные по длительности временные интервалы, введение узла запуска— возможность в нужные моменты времени организовать пуск схемы временного контроля, а введение узла счета — возможность организовать фиксацию нарушения работы комбинированного канала по временному контролю.

Введение в комбинированный канал триггера, элемента НЕ, первого и второго элементов И, элемента ИЛИ дает возможность организовать предварительную выборку периферийного устройства по его требованию в момент выполнения каналом микропрограммы запоминания управляющего слова устройства.

На фиг.1 изображена структурная схема комбинированного канала; на фиг.2 — функциональная схема блока управления; на фиг.З вЂ” функциональная схема блока обмена информацией; на фиг.4 — функциональная схема блока формирования адреса; на фиг.5 — функциональная схема блока хранения адреса; на фиг.6 — функциональная схема узла дешифрации констант;на фиг.7расположение управляющей информации в фиксированных ячейках местной памяти; на фиг.8 — функциональная схема узла коммутации;на фиг.9 — функ1405067 циональная схема узла запуска; на фиг ° 10 — функциональная схема узла счета.

Комбинированный канал (фиг.1) содержит блок 1 управления, блок 2 об—

5 мена информацией, узел 3 задания обь— ема памяти, блок 4 формирования адреса, блок 5 хранения адреса, узел

6 дешифрации констант, узел 7 коммутации, узел 8 запуска, узел 9 счета, триггер 10, элемент НЕ 1 l,второй

12 и первый 13 элементы И, элемент

ИЛИ 14, вход 15 группы логических условий, вход 16 группы информационных и управляющих сигналов, выход 17 информационных сигналов, выход 18 запроса на прерывание, выход 19 группы информационных и управляющих сигналов,вход 20 информационных сигналов, вход 21 группы тактовых сигналов, вход 22 останова, вход 23 группы потенциальных сигналов предварительной установки, внутренние связи 24-37 комбинированного канала. 25

Блок 1 управления (фиг. 2) содержит коммутатор 38, дешифратор 39, регистр 40 управления, вход 41 регистра управления.

Блок 2 обмена информацией (фиг.3) содержит узел 42 усилителей-приемников, регистр 43 идентификаторов абонента, регистр 44 идентификаторов ,канала и узел 45 усилителей-передатчиков.

Блок 4 формирования адреса (фиг.4)

35 содержит приоритетные шифраторы 46

50, мультиплексорь(5 1-53, выходы

54-56.

Блок 5 хранения адреса (фиг.5) содержит первый 57 и второй 58 триг геры, первый 59 и второй 60 двухразрядные регистры, первый 61 и второй 62 трехразрядные регистры, входы 63 и 64, выходы 65 и 66.

Узел 6 дешифрации констант (фиг.6) содержит первый 67 и второй 68 дешифраторы, узел 7 коммутации (фиг,8)— регистр 69 коммутации, мультиплексор 70, элемент НЕ 71 и элемент И 72, узел 8 запуска (фиг.9) — элемент И

73, триггер 74, элемент ИЛИ 75, входы 76 и 77, а узел 9 счета (фиг.i0)— первый 78 и второй 79 триггеры, входы 80 и 81 группы потенциальных сигналов установки.

Комбинированный канал работает

1 следующим образом.

Автоматическое назначение подканалов в комбинированном канале выполняется микропрограммно-аппаратными средствами с использованием узла 3 заданий объема памяти, блока 4 формирования адреса, блока 5 хранения адреса и узла 6 дешифрации констант.

Организация временного контроля перерывов в работе комбинированного канала при его связи с группой периферийных устройств выполняется микропрограммно-аппаратными средствами с использованием узла 7 коммутации, узла 8 запуска и узла 9 счета.

C6вмещение работы комбинированного канала по организации выборки периферийного устройства по его требованию с работой по запоминанию управляющего слова устройства выполняется аппаратным путем с использованием триггера 10, элемента HE 11, элементов И 12 и 13, элемента ИЛИ 14.

Комбинированный канал может применяться в системах ввода-вывода ЕС

ЭВМ, может входить как один из комбинированных каналов в состав процессора.

Комбинированный канал управляется работой процессора с помощью специальных команд ввода/вывода. Обра— щение к программе канала осуществляется с помощью адресного слова канала, расположенного в фиксированной ячейке оперативной памяти. Адресное слово канала содержит ключ защиты и адрес первого управляющего слова канала. Программа канала состоит из последовательности управляющих слов канала. Управляющее слово канала содержит код операции, который указывает действия между каналом и периферийным устройством (абонентом), начальный адрес данных, который onределяет начальный адрес оперативной памяти, куда будет записываться пер,вый байт данных для передачи его абоненту, признаки режима работы канала, например, байт-мультиплексньпг, блок-мультиплексный или селекторный режимы,и другие идентификаторы, необходимые для нормальной работы канала с абонентом.

Так как оборудование канала может разделяться во времени выполнением нескольких операций ввода/вывода,то управляющая информация об операциях ввода/вывода хранится в области управляющей памяти процессора, в котонескольких управляющих слов устройств. При этом обновление информации в пассивном подканале происходит всякий раз после конца цикла связи канала с абонентом.

Таким образом, предлагаемый комбинированный канал выполняет все функции известного (на фиг.1 показаны только те блоки или функциональные части блока известного канала, которые претерпели изменения в связи с расширением функциональных возможностей комбинированного канала и увеличением его пропускной способности).

Плавающее назначение количества пассивных подканалов и автоматическое распределение этих подканалов между абонентами с последующим их освобожабонентом позволяет гибко и простым способом адаптироваться к требованиям пользователя путем предоставления ему возможности назначения того количества подканалов, которое ему необходимо, за счет чего пользователь может создавать нужные только ему конфигурации периферийных устройств как по количеству, так и по составу с организацией производительной с ними работы, используя при этом минимальный объем управляющей памяти, предназначенный для хранения подканалов, тем самым используя большой объем управляющей памяти для хранения в ней процессорных микропрограмм, например, при организации динамического микропрограммирования, и организовать возможность назначения любого свободного подканала любому по адресации периферийному устройству, что позволяет вне зависимости от действительного количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств, что в свою очередь исключает все ограничения на подключение к каналу любых по адресации абонентов, если количество подканалов в канале меньше 256.

Комбинированный канал в части организации плавающего количества подканалов и их распределения работает следующим образом.

При помощи узла 3 вручную на переключательных устройствах набирается нужный код, который через вход 37 блока 1 поступает в коммутатор 38.

При выполнении процессорной микро 5 1405067 6 рой хранятся процессорные и канальные микропрограммы. Часть области управляющей памяти, в которой хранится управляющая информация для одной

5 операции ввода/вывода, называется подк ан алом.

Информация, хранящаяся в подканале, отражает состояние выполнения операции ввода/вывода между каналами 10 и конкретным периферийным устройством на данный момент времени. Эта информация называется управляющим словом устройства.

С целью оперативногб использования 15 управляющего слова устройства в процессе связи канала с абонентом эта информация переписывается из подканала управляющей памяти (пассивного подканала) частично непосредственно 20 дением после конца связи канала с в оборудование канала и частично в быстродействующую местную память (акTHBHbIH подканал). После конца очередного:цикла связи информация .из активного подканала переписывается 25 в пассивный подканал. Это необходимо,чтобы освободить активный подканал для возможности организации связи с другим абонентом, В процессе выполнения операции ввода/вывода, например, при обмене данными управляющее слово устройства в пассивном канале обновляется.

Однако это обновление зависит от режима работы канала.

Если комбинированный канал работа-.

35 ет в селекторном режиме,то управляющее слово устройства хранится в активном подканале в течение всего времени выполнения операции вводa/âû40 вода, поскольку селекторный режим позволяет работу канала только с одним абонентом в так называемом монопольном режиме, когда абонент не отключается от канала до тех пор, пока между каналом и абонентом пол45 ностью не закончена связь. Поэтому при работе канала в селекторном режиме обновления информации в пассивном подканале практически не происходит.

При работе комбинированного канала в байт-мультиплексном и блокмультиплексном режимах канал способен обслуживать несколько абонентов одновременно, Поэтому для организации этих режимов работы канал имеет несколько пассивных подканалов, необходимых для одновременного хранения

1405067 программы сброса системы, которая выполняется при загрузке системы ко— манд. в процессор, а также при нажатии кнопки "Сброс системы" этот код с вы5 хода коммутатора 38 через выход 17 канала считывается в процессор и запоминается в управляющей памяти как характеристика количества подканалов, отведенных в управляющей памяти для комбинированного канала. В дальнейшем эта информация используется при назначении подканалов в процессе выполнения очередной команды ввода/вывода. 15 Если свободные подканалы использованы не все, очередное назначение подканала выполняется и выполнение операции ввода/вывода продолжается.

Если свободных нодканалов нет, вы- 20 полнение команды ввода/вывода прекращается.При этом комбинированный канал микропрограммно формирует такой признак результата, который формируется, когда оказывается, что нуж- 25 ного периферийного устройства нет-.

Подобный алгоритм формирования признака результата при отсутствии свободных подканалов выбран из расчета, чтобы указать пользователю, что при выбранной конфигурации периферийных устройств, подключенных к каналу, количество подканалов выбрано неправиль, но. Подобное заключение пользователь должен сделать на основании реакции

35 операционной системы (или какой-либо другой системы), заключающейся в том, что в этом случае операционная система указывает оператору, что периферийного устройства нет, а на са- 40 мом деле оно подключено к комбинированному каналу и нормально функционирует.

Автоматическое назначение подканалов, т.е. назначение любого свободного подканала любому по адресации абоненту с последующим освобождени.ем этого подканала после конца связи канала с абонентом, выполняется аппаратно-микропрограммным путем.При

50 этом, кроме аппаратных средств, используются две таблицы, расположенные в управляющей памяти, и несколько ячеек местной памяти, необходимых для оперативной обработки управляющей информации. цы, Таким образом, общее количество подканалов, которое определяется кодом,считанным из узла 3, устанавливается путем установки соответствующих бит указателя слов второй таблицы и слов второй таблицы в соответствую— щее состояние, например в нулевое.

Следовательно, если некоторые биты указателя слов второй таблицы уста

Первая таблица содержит 256 после. довательно адресованных ячеек управляющей памяти (па максимальному количеству абонентов, которые можно подключить к комбинированному каналу), каждая из которых предназначена для хранения адреса назначения подканала для конкретного абонента. Первая таблица, кроме этого, предназначена для хранения признака, который говорит о том, назначен для данного абонента подканал или нет. После назначения подканала этот признак устанавливается, после конца связи с абонентом сбрасывается.

Первая таблица, содержащая К последовательно адресованных ячеек в управляющей памяти для хранения M разрядных слов (в данным случае К = — 8, а М = 32), совместно с указателем слов второй таблицы, который для данного случая содержит одно восьмиразрядное слово, расположенное в ячеике местной памяти (фиг.7), ис †; пользуется для формирования адреса свободного подканала, если свободные подканалы есть °

Вторая таблица определяет то максимальное количество подканалов, которое может быть отведено для комбинированного канала. B данном случае максимальное количество подканалов 256.

Указатель слов второй таблицы (фиг.7) используется для оперативного определения наличия свободных подканалов и формирования адреса свободного подканала, если свободный поцканал есть.

Адрес свободного подканала формируется из адреса слова второй таблицы и адреса бита в этом слове. Так как адрес слова второй таблицы определяется адресом бита указателя слов второй таблицы, расположенного в ячейке "1" местной памяти (фиг.7), то адрес свободного подканала формируется из адреса бита в указателе слов второй таблицы и адреса бита соответствующего слова второй табли14050 новлены в единичное состояние, то свободных подканалов, которые адресуются соответствующими словами второй таблицы, нет.

При выполнении команды ввода/вывода по адресу абонента, KOTopblH за-дается в команде ввода/вывода и запоминается в ячейке "4" местной памяти (фиг. 7), в ячейке "2" местной памяти выбирается соответствующая ячейка первой таблицы. Цель этой выборки— определить занято адресованное в команде ввода/вывода периферийное устройство или нет.

Определение выполняется путем анализа признака назначения подканала.

Если подканал для данного абонента бын уже назначен, следовательно, абонент, адресованный в выполняемой команде ввода/вывода, занят и выполнение команды ввода/вывода прекращается, Если:подканал для данного абонента не назначен, выполнение команды ввода/вывода продолжается путем попытки назначения для данного абонента свободноro подканала.

Сначала анализируется наличие свободных подканалов путем анализа наличия нулевых бит в указатепе слов второй таблицы. Если нулевых бит нет, т.е, свободных подканалов нет, канал прекращает выполнение команды ввода/ вывода.

Если свободные подканалы есть, формируется адрес свободного подканала.

Анализ наличия свободных подканалов и формирование адреса свободного 40 нодканала выполняются следующим образом.

Содержимое ячейки "1" местной памяти (фиг.7) по входу 20 посылается в блок 4, рассчитанный на прием четырех байтов. При этом байт 0 поступает на вход приоритетного шифратора

46, байт 1 — шифратора 47, байт 2— шифратора 48, байт 3 — шифратора 49.

Каждый из этих шифраторов на своих первом, втором и третьем выходах формирует трехразрядный код, являющийся адресом первого бита (наличия с нулевого), который говорит о том,что слово второй таблицы по этому адресу имеет по крайней мере один свободный подканал.

Если. например, в байте 0 нет ни одного нулевого бита, приоритетный

67. 10 шифратор 46 возбуждает четвертый выход, что говорит о том, что в группе слов второй таблицы, адресуемых битами байта 0 указателя слов второй таблицы, ни одного свободного подкан ал а не т . Че тве р тые выходы пр ио ритетных шифраторов 46-49 поступают на соответствующие входы приоритетного шифратора 50. Следовательно, если в указателе слов второй тыблицы нет ни одного бита, указывающего на на-. личие свободного подканала,то возбуждается третий выход ширфатора 50.

Если свободные подканалы есть,то двухразрядный код, сформированный на первом и втором выходах шифратора 50, указывает адрес первого байта (начиная с нулевого), в котором есть по крайней мере один свободный подканал. Трехразрядный код, сформированный на выходах мультиплексоров

51-53, является адресом первого бита байта, адрес которого сформирован на первом и втором выходах приоритетного шифратора 50, который определяет адрес слова второй таблицы, в котором есть по крайней мере один свободный подканал.

Информация из блока 4 по выходу

28 записывается в блок 5. При этом в триггере 57 запоминается состояние третьего выхода приоритетного шифратора 50, в двухразрядном регистре 59 — первого и второго выходдов шифратора 50, в трехразрядном регистре 61 — состояние выходов мультиплексоров 51-53. Запоминание выполняется по управляющему сигналу по входу 63 блока 5 хранения адреса, полученному с выхода дешифратора 39 блока 1 через выход 32.

Таким образом, анализируя выходной сигнал с триггера 57, определяют наличие свободных подканалов, двухразряднь и код с регистра 59 и трехразрядный код с регистра 61 определяют адрес слова второй табли-. цы, в котором есть по крайней мере хотя бы один свободный подканал.

Указанный анализ выполняется микропрограммно путем чтения информации с выхода 29 блока 5 через коммутатор 38 блока 1 и выход 17. Если свободные подканалы есть, пятиразрядный код адреса слова второй таблицы запоминается в ячейке 3 местной памяти. По этому адресу из второй таблицы читается тридцатидвухразряд1405067

12 ное слово, которое запоминается в ячейке "5" местной памяти. Затем слово из ячейки "5" местной памяти выдается в блок 4 аналогично указателю слов второй таблицы, а информация с выхода 28 блока 4 запоминается в блоке 5 соответственно на триггере 58, двухразрядном регистре 60 и трехразрядном регистре 62 по управляющему сигналу по входу 64, поступившему с дешифратора 38 блока 1 через выход 32.

Таким образом, после анализа двух слов указателя слов второй таблицы и одного из слов второй таблицы, с выхода 29 блока 5 снимается десятиразрядный адрес, который является адресом свободного подканала. Этот адрес запоминается в -ячейке "2" местной памяти и по адресу первой таблицы, хранящемуся в ячейке "4" местной памяти, записывается вместе с признаком назначения подканала в первую таблицу. Подканал для данного абонента назначен.

После назначения подканала необходимо скорректировать слово второй таблицы и, если необходимо, указатель слов второй таблицы. .Для этого трехразрядные коды адреса бита в байте указателя слов второй таблицы и слова второй таблицы по линиям 65 и 66 соответственно через выход 30 блока 5 подаются на выходы дешифраторов 67 и 68 соответственно. С выходов последних снимаются константы, позчционные коды которых указывают какой бит в байте необходимо установить в единичное состояние вследствие назначения очередного подканала.

Микропрограммно сначала считывается константа с дешифратора 68 через выход 31. блока 6, коммутатор 38 и вы.ход 17 и путем сложения этой константы с соответствующим байтом слова второй таблицы, расположенного в ячейке "5" местной памяти. После этого скорректированное слово второй таблицы по адресу второй таблицы,расположенному в ячейке "3 местной памяти, записывается во вторую таблицу, затем проверяется на предмет на личия в этом слове свободных подканалов. Для этой цели скорректированное слово второй таблицы иэ ячейки "5" местной памяти подается в блок 4, после чего на триггере 58 запоминается признак наличия свободных подканалов. Этот признак анализируется.

Если свободные подканалы есть, ника5 ких действий не выполняется. Если свободных подканалов нет, корректируется байт указ ателя слов второй таблицы путем сложения его с константой, полученной с дешифратора 67 бло1О а6 °

Скорректированный байт записывается в ячейку "1" местной памяти.

Назначение подканалов заканчивается.

Освобождение подканалов выполняется -после конца связи комбинированного канала с абонентом, когда информация в соответствующем подканале не нужна, Освобождение подканала выполняется микропрограммным способом путем снятия признака назначения подканала и корректировки бит слова второй таблицы и, если необходимо, указателя слов второй таблицы.

25 Таким образом, аппаратно-микропрограммный способ органиэации йлавающего количества подканалов и их автоматического назначения с последующим освобождением позволяет с минимальными аппаратными затратами и оптимальными временными затратами оперативно выполнять назначение любого свободного подканала любому по адресации периферийному устройству. (Автоматическое назначение подканалов позволяет вне зависимости от действительного количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных

4р устройств, что в свою очередь исключает все ограничения на подключение к каналу периферийных устройств только с определенными адресами, если количество отведенных подканалов

45 меньше 256, что наблюдается, когда не используется предлагаемое авто матическое назначение подканалов.

Организация временного контроля в комбинированном канале, наиболее эффективно используемого для контроля перерывов в работе канала с группой периферийных устройств, которые могут быть по длительности временных интервалов практически любыми, 55 осуществляется аппаратно-микропрограммным способом и выполняется следующим Образом.

В начале работы процессора вручную при помощи- устройств регистра

13! 405067

69 узла 7 на первом, втором и третьем выходе регистра 69 устанавливается код, определяющий частоту сле— дования временных сигналов, поступающих в узел 7 по входу 21, а также режим включения путем установки соответствующего потенциала на четвертом выходе регистра 69 который чеФ рез элемент ИЛИ 75 узла 8 по входу .

25 узла 9 поступает на сбросовые входы триггеров 78 и 79, разрешая их нормальное функционирование. В частности, разрешается запуск триггера

79 по синхровходу, на который поступают с выхода мультиплексора 70 временные сигналы с определенной регистром 69 частотой следования.

Таблицы состояний работы мультиплексора 70 и триггеров 78 и 79 (приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Запуск временного контроля комбинированного канала выполняется микропрограммным путем в процессе выполнения команды ввода)вывода сигналом с выхода дешифратора 39 через вход 32 по линии 76, который через эле мент И 73, стробируемый сигналом по входу 24, устанавливает в единич ное состояние триггер 74 и через эле мент ИЛИ 75 сбрасывает в исходное со, стояние триггеры 78 и 79.

Так как триггер 78 работает в ре| жиме счета, а триггер 79 в режиме триггера с запоминанием (по линии 80 входа 23 подается постоянно единич: ный потенциал, а по линии 81 — нулевой потенциал), то в случае поступ .Ления по входу 27 на синхровход триггера 79 двух сигналов устанавливается в единичное состояние триггер 78, сигнал с выхода которого говорит о том, что в работе комбинированного канала с периферийными устройствами произошли незапланированные перерывы в работе. Если временных нарушений в перерывах в работе канала с абонентом не произойдет, триггер 78 никогда не устанавливается в единичное состояние, так как после успешного выполнения команды ввода/вывода микропрограммно по сигналу по линии 77 узла 8 сбрасывается триггер 74, который устанавливает в исходное состояние триггеры 78 и 79 и постоянно поддерживает их в состоянии сброса.

Запуск схем временного контроля выполняется каждый раз в процессе!

4 выполнения очередной команды ввода/

/вывода. Если очередная команда ввода/вывода начата в процессе выполне5 ния ранее начатой команды ввода/вывода, установка в единичное состояние триггера 74 выполняется (его состояние подтверждается). При этом триггеры 78 и 79 сбрасываются в ис10 ходкое состояние, после чего их работа начинается сначала.

В этом случае до срабатывания триггера 78 должны быть выполнены все запущенные команды ввода/вывода. Ес15 ли за то время не выполнена одна или нескольКО команд ввода/вывода, то срабатывает схема временного контроЛЯ в

После срабатывания схем временно20 ro контроля по сигналу с выхода 26 выполняется прерывание, по которому осуществляется выход на микропрограмму анализа сбоя. от схем временного контроля, в процессе выполнения

25 которой конкретизируются условия, при которых сработала схема времен.ного контроля: определяется адрес периферийного устройства, при связи с которым произошел сбой, а также

30 состояние канала и периферийного устройства в момент сбоя.

С целью конкретизации адреса периферийного устройства, а также состояний в моменты сбоя в управляюЗ5 щей памяти процессора хранится таблица состояний, в которой для каждого периферийного устройства устанавливаются признаки, характеризующие этапы работы канала с периферийными

4р устройствами. Например, при успешно начатой связи канала с конкретным периферийным устройством в таблице состояний для данного устройства устанавливается код последовательности

45 11 Это ГовОрит О тОмр чтО лОГи ческая связь канала с периферийным устройством произошла. Если в процессе связи из периферийного устройства в канал поступает конечный байт состояния с признаком "Канал кончил", в таблице состояний устанавливается код последовательности

"01".. Если из периферийнрго устройства в канал поступает конечный байт

55 состОяния с признакОм устрОйство

1 .кончило" в таблице состояний устаЭ ! навливается код последовательности

"00". Анализируя эти коды последоI вательности, канал определяет состоя15 14050 ние канала и периферийного устройства на момент сбоя по временному контролю °

Для возможности анализа количест5 ва периферийных устройств, во время работы с которыми произошел сбой пс временному контролю, в местной памяти процессора хранится счетчик количестна одновременно работающих периферийных устройств.

С учетом этого микропрограммный анализ сбоя, происшедшего вследствие срабатывания схем временного контроля, выполняется следующим образом. 15

После успешного завершения начала связи канала с периферийным уст-. ройством микропрограммным путем в таблицу состояний для запущенного 2Р периферийного устройства заносится код последовательности "11", а в счетчик количества одновременно работающих периферийных устройств, который расположен в фиксированной ячейке местной памяти, добавляется единица.

После этого запускается схема временного контроля путем микропрограм-. мной установки триггера 74 в единичное состояние, при этом с инверсно- ЗР ro выхода триггера 74 (фиг.9) снимается нулевой потенциал.

После завершения операции ввода/ вывода микропрограммно из счетчика количества вычитается единица и выполняется анализ его содержимого.

Если содержимое счетчика равно О, сбрасывается триггер 74.. Связь с пе- риферийным устройством завершилась. успешно и аппаратная схема временно- 4р го контроля приведена в исходное состояние.

Если содержимое счетчика не равно О, микропрограммно триггер 74 не сбрасывается. Аппаратная схема 45 .временного контроля продолжает работать. Триггер 74 сбрасывается только в том случае, если после очередного вычитания единицы из счетчика количества его содержимое равно О, 50

В случае нарушения длительности запланированных перерывов в работе комбинированного канала с периферийными устройствами, по сигналу с выхода 26 происходит прерывание с переходом на микропрограмму обработки сбоя по временному контролю, которая фиксирует состояние канала и конкретного перифернйиого устройст67 16 ва в момент сбоя по временному контролю.

Рассмотрим несколько примеров ра-. боты микропрограммы обработки сбоя по временному контролю.

Сигнал сбоя по временному контролю выработан в процессе работы канала с периферийным устройством. Этот сигнал может возникнуть, например, и в процессе передачи байта данных, когда периферийное устройство, обменявшись с каналом очередным байтом и не отключившись от него в течение определенного интервала времени, не обмейялось следующим байтом.

Микропрограмма обработки сбоя по временному контролю в первую очередь определяет, при связи с каким периферийным устройством произошел сбой.

В этом случае микропрограмма по состоянию канала (a он находится в рабочем состоянии), определяет что канал работает, поэтому вся управляющая информация (управляющее слово устройства) при этом находится в активном подканапе, т.е. в фиксированных ячейках местной памяти. В этом случае микропрограмма обработки,анализируя управляющее слово устройства, определяет адрес периферийного устройства и его состояние и, снимая маску с канала, фиксирует его аппаратное состояние. Затем по этим данным микропрограмма обработки слоя по временному контролю формирует слово состояния канала, в котором указывается необходимая информация о сбое, после чего выставляет запрос на про-. граммное пре рывание, которое обсуждается той управляющей программой, под управлением которой работает проце ссор (например, под управлением операционной системы), вследствие чего подобный сбой в работе канала обнаруживается и принимаются соот.ветствующие меры по устранению его.

Случай, когда сигнал сбоя по временному контролю выработался, когда канал не был связан ни с каким периферийным устройством, может возникнуть, например, тогда, когда канал, начав связь с периферийным устройством и приостановив ее при нормальной последовательности связи, не.возобновил эту связь за установленный промежуток времени. В подобной ситуации микропрограмма сбоя по временному контролю в первую очередь определяет

05067 18

25

17 14 адрес периферийного устройства, при

; связи с которым произошел сбой по вревремени. Так как канал свободен, что микропрограммно определяется по состоянию канала,то по микропрограмме опрашивается таблица состояний, в ко торую заносились коды последовательностей, определяющие состояние канала и периферийного устройства на определенный момент.

Таблица состояний опрашивается последовательно, ячейка за ячейкой в последовательности возрастания адресов, начиная с нулевого (адрес ячейки соответствует адресу периферийного устройства).

Если ячейка состояния содержит код "00", опрашивается следующая ячейка и так далее до тех пор, пока не опрошены все ячейки таблицы состояний.

Если во всех ячейках таблицы состояний занесены коды последовательности "00", микропрограмма сбоя по временному контролю формирует слово состояния канала, в котором указывается, что возможной причиной сбоя является неправильная работа аппаратуры временного контроля.

Если ячейка, например, "35" таб,лицы состояний содержит код последо вательности, отличный от "ОО", микропрограмма по адресу ячейки опре\ деляет адрес периферийного устройства, который равен 35. Затем по коду последовательности и содержимому управляющего слова устройства, кото( рое выбирается для периферийного устройства с адресом 35, формируется соответствующее .слово состояния канала.

Например, если код последовательности равен "11" и подканал . активен, так как конечного байта состояния от периферийного устройства не получено, сбой произошел по причине отсутствия связи канала с периферийным устройством по адресу 35 в процессе передачи байта данных.

Если код последовательности "11" и подканал пассивен, т.е. все байты между каналом и периферийным устройством переданы, сбой по временному контролю произошел во время попытки передачи конечного байта состояния с признаком "Канал кончил".

Если код последовательности "01", сбой по временному контролю проиэошел при попытке передачи конечного байта состояния с признаком "Устройство кончило

Таким образом, представленный в комбинированном канале временный контроль обнаруживает практически все нарушения связи, которые могут произойти в процессе связи между каналом и периферийным устройством. При

4 этом при нормальной работе системы ввода/вывода временные потери в работе процессора и канала, вызванные представленным временным контролем, практически отсутствуют. Временные потери в работе канала и процессора возникают только тогда, когда происходят нарушения в длительности установленных перерывов в работе канала и периферийного устройства.

Учитывая это, необходимо с целью сокращения временных потерь в работе процессора, которые возникают в случае срабатываиия схем временного контроля, частоту следования временных сигналов, устанавливаемых при помощи регистра 69, выбирать максимально возможной, т ° е. сокращать до минимума временные интервалы прерывания в работе канала и периферийного устройства с целью немедленного обнаружения незапланированных перерывов в работе канала и периферийного устройства.

Следовательно, представленный аппаратно-микропрограммный способ временного контроля является эффективным средством контроля работы канала с периферийными устройствами как с точки зрения затрат по аппаратным средствам контроля, так и с точки зрения временных и пространственных потерь в работе канала и процессора.

Наибольший эффект представленного временного контроля достигается при сравнении этого контроля с контролем перерывов в работе канала с периферийным устройством программным путем на уровне операционной системы, так как при программном способе контроля, который можно организовать только через прерывание от таймера, временные потери в работе канала и процессора наблюдаются независимо бт того, правильно работает канал с периферийными устройствами или со сбо-ем. При этом временные потери при контроле на программном уровне достигают значительных величин, так

14050 как, например, организация IIpepbtBa- ния по таймеру на уровне операционной системы требует больше тысячи команд.

В связи с этим с целью сокращения временных потерь (пространственные потери остаются) в работе канала и процессора временные интервалы по таймеру при программном способе кон- 1р троля необходимо устанавливать как можно больше, что практически исключает оперативное обнаружение сбоя, связанного с нарушением перерывов в работе канала и периферийных уст- 15 ройств.

Кроме. этого, эффективность представленного временного контроля по сравнению с программным контролем .перерывов в работе канала и перифе- 20 рийных. устройств заключается в том, что программный контроль по време.— ни на уровне операционной системы устанавливается единым для всех каналов, включенных в состав процессора, а представленный временный контроль устанавливается для каждого комбинированного канала отдельно.

Совмещение работы комбинированного канала при его работе по запоминанию управляющего слова устройства, которая выполняется микропрограммным способом путем переписи управляющего ,слова устройства из активного подканала (местной памяти) в пассивный подканал (управляющую память), с пред35 ставленной аппаратурной реализацией начальной выработки по требованию абонента позволяет повысить пропускную способность канала при его pa40 боте в байт-мультиплексном, блок-мультиплексном и селекторном режимах, что в свою очередь повышает производительность процессора Й, следовательно, всей вычислительной системы в

45 целом.

Совмещение указанных работ комбинированного канала выполняется следующим образом.

После конца очередного цикла свя- 5р зи канала с абонентом, т.е. при отсутствии логической связи между каналом и абонентом, канал с целью освобождения активного подканала для возможности организации связи с другим абонентом микропрограммно переписывает управляющее слово устройства из активного подканала в пассивный..

И только после операции запоминания

67 20 управляющего слова устройства в пассивном подканале канал готов к организации связи с очередным абонентом по его инициативе, т.е. по идентификатору требования абонента (ТРБА), который поступает в канал по входу 16 и через узел 42 запоминается в регистре 43.

Начало связи канала с абонентом по его требованию канал осуществляет путем- формирования идентификатора выборки от канала (ВБР-К), который выдается из регистра 44 через узел 45 и выход 19 в магистраль ввода/вь|вода и последовательно обходит

Все абоненты до тех пор, пока этот идентификатор не поступит абоненту, выставившему ицентификатор ТРБ-А.

Абонент, выставивший идентификатор ТРБ-А, после получения идентификатора ВБР-К запрещает дальнейшее распространение идентификатора ВБР-К другим абонентам, а сам в ответ выставляет в канал идентификатор адреса рт абонента (ЯДР-А). Канал, приняв идентификатор АДР-А, начинает стандартные действия по организации свя3и с данным абонентом.

Таким образом, организация выборки по требованию абонента от момента выдачи каналом идентификатора

ВБР-К и до момента получения каналом идентификатора от абонента АДР-А требует определенного времени, которое может быть значительным, так как распространение выборки от одного абонента к другому может составлять до 1,6 мкс, а количество абонентов, подключаемых к магистрали ввода/вывода, может быть до десяти включительно.

С другой стороны, микропрограммный способ запоминания управляющего слова устройства также требует определенного времени, которое, например, для ЭВМ ЕС 1036 составляет порядка

10 мкс. !

В связи с этим в комбинированном канале в микропрограмме запоминания управляющего слова одной иэ первых микрокоманд устанавливается триггер

10 по сигналу с выхода дешифратора

39 блока 1. Триггер 10 в начале выполнения микропрограммы запоминания управляющего слова устройства уста-, навливается в единичное состояние,,так .как триггер "Канал загружен" регистра 40 блока сбрасывается по мик1405067

Таким образом, наличие в комбинированном канале возможности совмещения работы по микропрограммному запоминанию управляющего слова устройства с аппаратной выборкой абонента по его требованию позволяет увеличить пропускную способность канала при его работе в байт-мультиплексном, блок-мультиплексном и селекторном режимах. При этом это увеличение особенно заметно при работе канала в байт-мультиплексном режиме. Это вызвано тем, что время распространения идентификатора ВБР-К на одном

55 абоненте может достичь 1,6 мкс, количество абонентов может быть до

10> длина магистрали ввода/вывода мо50.рокоманде только после запоминания управляющего слова устройства. Установка триггера 10 в единичное состояние позволяет, если присутствует идентификатор ТРБ-А,поступающий из регистра 43 через выход 35. на второй вход элемента И 12, сформировать сигнал установки триггера ВБР-К регистра 44, который с выхода элемента И 12 10 через элемент ИЛИ 14 по входу 36 блока 2 устанавливает в единичное состояние триггер ВБР-К регистра 44.

Идентификатор ВБР-К с выхода регистра

44 через узел 45 и выход 19 поступает в магистраль ввода/вывода.

После выдачи идентификатора ВБР-К идентификатор от абонента АДР-К может поступить в канал в любое время.

Чтобы исключить неправильные дейст- 20 вия канала в случае поступления идентификатора АДР-К в моменты, когда канал еще микропрограммно запоминает ,управляющее слово устройства, прием идентификатора Р-К в регистр 43 25 блокируется сигналом с выхода триггера 10, который по входу 34 блока 2 поступает на вход запрета триггера

АДР-А регистра 43. И только после сброса триггера "Канал загружен" регистра 40 блока 1, который через элемент НЕ 11 сбрасывает триггер 10, блокировка триггера АДР-А регистра

43 снимается. Если идентификатор

ТРБ-А поступил в канал после сброса триггера "Канал загружен", формирование идентификатора. ВБР-К выполняется сигналом с выхода элемента И 13 через элемент ИЛИ 14, который по входу 36 блока 2 устанавливает в единичное состояние триггер ВБР-K регистра 44. жет быть до 50 м, а при использовании ретрансляторов (например ЕС

4081) количество абонентов и длина магистрали ввода/вывода могут быть увеличены в несколько раз.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Комбинированный канал, содержащий блок управления, блок обмена информацией, причем первая группа входов логического условия блока управления образует группу входов комбинированного канала для подключения к группе кодовых выходов процессора, первая группа выходов блока управления образует группу выходов комбинированного канала для подключения к группе информационных входов процессора, группы информационных входов и выходов блока обмена информацией образуют группы выходов и входов комбинированного канала для подключения соответственно к группам информационных и управляющих выходов и входов периферийных устройств, о т л и ч аю щ и .й с я тем, что, с целью увеличения пропускной способности,в него введены блок формирования адреса, блок хранения адреса, узел дешифрации константы, узел задания объема памяти, узел коммутации, узел запуска, узел счета, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент НЕ,причем группа информационных входов блока формирования адреса образует группу входов комбинированного канала для подключения к группе адресных выходов процессора, управляющий вход узла коммутации соединен с установочным входом узла запуска и является входом комбинированного канала для подключения к выходу останова процессора, группа информационных входов узла коммутации образует группу входов комбинированного канала для подключения к группе выходов тактовых сигналов- процессора, информационный вход узла счета является входом комбинированного канала для подключения к выходу предварительной установки процессора, выход узла счета образует выход комбинированного канала для подключения к входу запроса прерывания процессора, при этом установочный вход узла счета соединен с выходом узла запуска,первый разрешающий вход которого соединен с первым информационным выходом

23 14 узла коммутации, второй информационный выход которого соединен со счетным входом узла счета, вторая группа выходов блока управления соединена с вторым разрешающим входом узла запуска, входом записи блока хранения адреса, первым входом элемента ИЛИ и нулевым входом триггера, группа информационных выходов блока формирования адреса соединена с группой информационных входов блока хранения адреса, первая группа информационных выходов которого соединена с. группой информационных входов узла дешифрации констант, группа информационных выходов которого соединена с второй группой входов логического условия блока управления, третья и четвертая группы входов логического условия которого соединены соответственно с второй группой информационных выходов блока хранения адреса и с группой информационных выходов узла задания объема памяти, выход блока управления соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с единичными входом триггера, и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента KIN выход которого соединен с первым информационным входом блока обмена информа° цией, второй информационный .вход которого. соединен с выходом триггера и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ, информационный выход блока обмена, информацией соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.

2. Канал по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что блок управления содержит коммутатор, дешифратор, регистр управления, причем первая,вторая, третья группы информационных входов и группа информационных выходов коммутатора образуют соответственно вторую, третью и четвертую группы входов логического условия и первую группу выходов блока управления,группа информационных входов

05067 . 24

50 дешифратора образует первую группу входов логического условия блока управления, группа информационных выходов,дешифратора образует вторую группу выходов блока управления, выход, регистра управления является вторым выходом блока управления, при этом информационный вход регистра управления соединен со старшим разрядом группы информационных выходов дешифратора.

3. Канал по п.1, о т л и ч а ю— шийся. тем, что блок формирования адреса содержит пять приоритетных шифраторов и три мультиплексора,причем информационные входы первого, второго, третьего и четвертого при" оритетных шифраторов образуют группу информационных входов блока формирования адреса, информационные выходы первого, второго, третьего мультиплексоров, первый, второй,тр тий информационные выходы пятого приоритетного шифратора образуют группу информационных выходов блока формирования адреса, при этом в блоке формирования адреса первый, второй, третий, четвертый информационные входы первого мультиплексора соединены соответственно с первыми информационными выходами первого, второго, третьего, четвертого приоритетных шифраторов, вторые информационные выходы которьм соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым информационными входами второго мультиплексора, первый, второй, третий, четвертый информационные входы третьего мультиплексора соединены соответственно с третьими информационными выходами первого, второго, третьего, .четвертого приоритетных шифраторов, четвертые информационные выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым информационными входами первого приоритетного шифратора, первый и второй информационные выходы которого соединены с первым и вторым управляющими входами первого, второго и третьего мультиплексоров.

1405067

26,Таблица 1

° 1 ° °

Выход

Адресные входы

А 1

Вход

Aà

Х

0 0

0 . 0

1 0

0

П р и м е ч а н и е: Х вЂ” произвольное состояние "Лог.0" или

"Лог.1".

0 Х Х Х

1 1 Х Х

1 1 1 0

1 1 1 1.

Х 1

Х 0

1 1

1 1

0 0

1 0

1 0 1

1 0 0

1 0

1 0

1 0 0

0 1

0 1

1 1

1 . 1

1 1

1 0

Таблица 2

1405067

28 б 7

3 4 5

0 1

0 1 0

1 0 0

1 0 0

1. 1

I?2

1 1

1 1

Продолжение табл. 2

1 0 0 1 0 0

0 0 1 0 0

0 1 0 1

1 1 0 1

1 0 0 1

1405067

1405067

1405067

1405067 фие.5

Составитель С.Пестмал

Редактор И.Николайчук Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3767

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг p p> У ° p го о л. Проектная, 4