Устройство управления вводом-выводом

 

° .т эитьс -.

i% .эт:-;.;, ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

V АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

011 519705

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 453685 (22) Заявлено 27.12.74 (21) 2088155/18-24 (51) М. 1;л. - 6 06Г 3, 04 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет (23) При|оритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 06.08.76

Совета Министров СССР до делам изобретений н открытий (53) УД1 681.327(088.8) (72) Лвторы изобретения

P. И. Абражевич и В. П. Качков (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО УПРАВ11ЕНИЯ ВВОДОМ-ВЫВОДОМ

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к о рганизации структур устройств управления вводомвыводом, подключаемым .к каналам вводавывода электронных вычислительных машин, и является дальнейшим усовершенствованием устройства управления вводом-выводом, описанного в авт. св. № 453685.

Известно устройство управления вводомвыводом по основному авт. св. № 453685, содержащее блоки выдачи информации и управляющих сигналов, регистры приема информации и управляющих сигналов, блок управления, регистры команд, данных и состояния, блок адреса, бло ки контроля и выборки, причем информационные и управляющие входы устройства соединены с входами регистров приема информации и угравляющих сигналов, выходы блока управления — с входами блоков выборки, выдачи информации и выдачи управляющих сигналов, блоки регулируемых запросов, указания состояния и контрольных режимов, Выход регистра приема управляющих сигналов подключен к входам блоков адреса, выборки, выдачи управляющих сигналов, управления и входом регистра команд, выход регистра приема информации — к входам регистра команд, бло ка адреса и блока контроля, выход, которого соединен с регистром команд и блоком адреса, выходы блока управления — к входам блока указания состояния, блока контрольных режимов, входы-выходы блока управления — соответственно к блоку регули5 руемых запросов и регистру данных, выход .которого связан с входом блока выдачи информации. Входы блока управления подсосдинены .к выходам регистра команд, блоков выборки, выдачи управляющих сигналов и

10 блока ад реса, выход которого соединен с входом блока выдачи информации, выход блока контрольных режимов — к входам блоков выдачи управляющих сигналов, выборки и выдачи информации, выход блока выдачи

15 управляющих сигналов — к входам блока вы,дачи информации и блока указания состоя ния, один выход которого соединен с входом блока выдачи информации, а второй — с регистром состояния, выходом подключенным

20 к входу блока выдачи информации.

Это устройство у правления вводом-выводом обеспечивает возможность задавать специальные контрольные режимы, необходимые для проверки работы каналов ввода-вывода, 25 изменять скорость передачи данных в широких пределах и предварительно задавать различные байты состояния.

Недостатком указан ного устройства управления вводом-выводом является управление

30 режимами работы посредством ручного пере519705 ключения, что замедляет проверку работы каналов ввода-вывода.

Цель изооретения — повышение эффективности раооты устройства.

Это достигается тем, что в устройство введен блок программного управления режимом, входы которого соединены соответственно с выходами регистра команд, регистра приема управляющих сигналов, регистра приема информации и блока управления, а выходы— соответственно с входами блока регулируемых запросов, регистра состояния и блока управления, что позволяет ускорить проверку каналов ввода-вывода путем динамического изменения режимов работы.

Схема устройства управления вводом-выводом представлена на фиг. 1. Схема, изображенная на фиг. 2, является примером построения блока программного управления режимом, входящего в состав устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) блок 1 выдачи управляющих сигналов, блок 2 выдачи информации, блок 3 контрольных режимов, регистр 4 данных, регистр 5 состояния, блок 6 управления, блок 7 регулируемых запросов, блок 8 указания состояния, блок 9 выборки, регистр 10 команд, блок 11 адреса, блок 12 контроля, регистр 13 приема управляющих сигналов, регистр 14 приема информации, управляющие шины 15 канала, информационные шины 16 канала, управляющие шины 17 устройства, информационные шины 18 устройства, блок 19 программного управления режимом.

Схема, представленная на фиг. 2, включает в себя узел 20 управления пакетным режимом, дешифратор 21 длины .пакета байтов, регистр 22 режима, узел 23 признака программного управления, узел 24 занесения.

Устройство управления вводом-выводом предназначено для проверки каналов вводавывода электронных вычислительных машин, к которым оно подключастся при помощи управляющих и информационных шин 15 — 18 каналов и устройства соответственно.

Выполнение операций ввода-вывода в устройстве управления вводом-выводом начинается с процедуры начальной выборки, которая осуществляется следующим образом.

Канал помещает на информационные шины

16 байт адреса и сопровождает его признаком «адрес канала» на соответствующей управляющей шине 15. Байт адреса проверяется бло ком 12 контроля на четность. Если контрольный разряд правильный, байт адреса сравнивается в блоке 11 адреса с собственным адресом устройства. При совпадении адресов в блоке 11 адреса вырабатывается сигнал «адреса рав|ны» и выдается через блок

6 управления в блок 9 выборки.

С задержкой, достаточной для декодирования и сравнения адреса в устройстве, канал подает сигнал «выборка канала» на соответствующую управляющую шину 15. Сигнал

«выборка канала» через регистр 13 приема

1О

ЗО

4 управляющих сигналов и бло к 9 выборки проходит в блок 6 управления, если адреса совпали. В противном случае, сигнал «выборка канала» через блок 1 выдачи управляющих сигналов поступает на соответствующую управляющую шину. 17 устройства в качестве сигнала «выборка устройства».

По сигналу «выборка канала» в блоке 6 управления устанавливается триггер начальной выборки, а в блоке 1 выдачи управляющих сигналов вырабатывается сигнал «работа устройства», который по соответствующей управляющей шине !7 устройства .поступает ,в канал, указывая, что выбранное устройство логически подключилось к интерфейсу. Затем устройство выдает собственный адрес из блока 11 через блок 2 выдачи информации на информационные шины 18 устройства, а из блока 1 выдачи управляющих сигналов на соответствующую управляющую шину 17 устройства — сигнал «адрес устройства».

Каы ..л сравнивает выданный и принятый от устройства управления вводом-выводом адреса и, если они равны, снимает байт адреса с информационных шин 16 канала, устанавливает HB них байт команды и подает одновременно на соответствующую управляющую шину 15 канала сигнал «управление канала». Байт команды проверяется на четность в блоке 12 контроля, декодируется и запоминается в регистре 10 команд, при этом признак принятой команды выдается в блок 6 управления. По сигналу «управление канала» устройство снимает байт собственного адреса с информационных шин 18 устройства, сбрасывает сигнал «адрес устройства», помещает па информационные шины устройства предва рительно заданный в блоке 8 байт состояния через блок 2 выдачи информации и устанавливает сигнал «управление устройства» на соответствующей управляющей шине 17 устройства через блок 1 выдачи управляющих сигналов.

Если принятая команда,не требует передачи данных, то устройство управления вводомвыводом выдает конечный байт .состояния с признаком «канал кончил» (одновременно может быть установлен также признак «устройство кончило»). Если же,принятая команда требует передачи данных, то выдается обычно нулевой байт состояния, но может быть задан любой требуемый байт состояния. Получив байт состояния, канал снимает байт команды с информационных шин 16 канала, сбрасывает сигнал «управление канала» и устанавливает сигнал «информация канала» на соответствующей управляющей шине 15.

По сигналу «информация канала» устройство управления вводом-выводом снимает начальный байт состояния с информационных шин 18 устройства, сбрасывает в блоке 6 управления триггер начальной выборки, уста,навливает триггер передачи данных и запускает блок 7 регулируемых запросов на формирование сигналов запросов на передачу

519705

5 данных. Если устройство работает в моно,польном режиме, то сигнал «работа устрой:ства» не снимается до конца передачи данных, если в мультпплексном, то этот сигнал сбрасывается после начальной выборки и устанавливается снова на время, передачи каждого байта данных.

Передача данных в одном из возможных режимов (монопольном или мультиплексном) начинается, когда устройство управления вводом-выводом формирует запрос на передачу данных в блоке 7 регулируемых запросов.

В мультнплексном режиме передача данных начинается с процедуры установления связи с каналом. Устройство управления вводом-выводом формирует сигнал «ребование устройства» и передает его через блок 1 выдачи управляющих сигналов на соответствующую управляющую шину 17 устройства. По этому сигналу канал подает сигнал «выборка канала» на соответствующую управляющую шину 15 канала, который через блок 9 выборки поступает в блок 6 управления и в блок

1 выдачи управляющих сигналов. Блок выдачи управляющих сигналов вырабатывает сигналы «работа устройства» и «адрес устройства» и выдает их на соответствующие управляющие шины устройства, а также передает собственный адрес из блока 11 через блок

2 выдачи информации на информационные шины 8 устройства. При этом сигнал «требование устройства» сбрасывается. В ответ на сигналы «работа устройства» и «адттес устройства» канал сбрасывает сигнал «выборка канала и выдает сигнал «управление канала» на соответствующе.ю управляющую шину 15, который в данной последовательности сигналов означает для устройства правления вводом-выводом «продолжить». По этому ситналу устройство снимает с информационных шин 18 устройства собственный адрес, сб расывает сигнал «адрес устройства» и вырабатывает сигнал «информация устройства» и подает его через блок 1 выдачи управляющих сигналов на соответствующую упра вляющую шину 17 устройства. Предварительно устанавливается байт данных на информационных шинах устройства из регистра 4 данных через блок 2 выдачи информации, если устройство полх.чило в процессе начальной выборки команду ввода (считывания). При вьтпол нении команды вывода (записи) на информационные шины устройства ничего не выдается. В этом случае сигнал «информация устройства» означает, что устройство готово принять байт данных.

Затем канал сбрасывает сигнал «управление капала».

На этом последовательность выборки ло требованито устройства заканчивается и канал приступает к обслуживанию запроса. Канал устанавливает сигнал «информация канала» на соответствутотцей управляющей шине 15 канала. При выполнении команды счи55

60 каналом или устройством х.правления вводомвыводом. Инициатор окончания передачи данных может быть предварительно задан при помощи органов пульта блока мправления. Если инициатором окончания передачи данных является канал, устройство управления вводом-выводом формирх ет запросы на передачу данных до тех пор, пока не получит от канала команду остановить выполнение операции ввода-вывода. Если инициатором окончания передачи данных является

6 тывания это означает, что канал принял байт данных с информационных шин 18 устройства, а при исполнении команды записи,— что канал установил оайт данных на информаци5 oz.zzz»x шинах 16 канала.

Устройство, получив -. гн ал «информация т;а нала», сбрасывает сигналы «информация устройства», «работа устройства» и снимает байт данных с информационных шин устрой10 ства при выполнении команды считывания или принимает байт чанных с информационных шин канала при выполнении команды записи. Канал сбрасывает сигнал «информация канала» и снимает байт данных,с инфор15 мационных шин канала при выполнении команды записи.

Такая последовательность действий повторяется по каждому запросу устройства управления вводом-выводом на передачу данzzz:zх.

Если устройство управления вводом-выводом работает в монопольном режиме, то чан ньте передатотся при помощи сигналов «информация устройства» и «информация канала» как описано, исключая последовательность сигналов выборки по запросх устройства управления ввочом-выводом (т. е. начиная непосредственно с установки сигнала

«информация устройства» и далее).

Запросы на передачх данных формир1.тотся блоком 7 pezi.лир1емых запросов, причем они могут формиооваться как от внутреннего генератора регулируемой частоты, так и от внешнего генератора, подключаемого к блоку через специальный;зел. управляемый сигналами, постх.патоцтттми из блока 6. Управление формированием импульсов запросов осуществляется при помощи сигналов управления из блока 6.

40 Запросы могут вьтраоатываться: в режиме непРерывного генерирования, когда следуюптий запрос вырабатывается независимо от того обслх жен ли каналом предыдх.щий запрос (если предыдущий запрос не обслужен, вьт рабатьтвается признак сбоя); в последовательном (зависимом) режиме. когча следующий запрос вырабатывается только после обслуживания каналом предьтчущего запроса устройства,.правления вводом-выводом; в шаговом режиме, когда каждый очередной запрос формирх ется при нажатии оператором соответствующей кнопки на пульте блока управления.

Передача данных может быть закончена

519705 устройство, то предва рительно должно быть задано .при помощи блока управления количество байтов данных, которое необходимо передать.

B процессе передачи каждого байта данных содержимое регистра 4 данных модифицируется на плюс единицу и сравнивается с заданным в блоке правления количеством байтов, которое необходимо передать, и, если они совпали, прекращается формирование запросов на передачу данных в блоке 7 и формируется запрос на передачу байта состояния.

При работе устройства в режиме остановя от канала установка каналом сигнала «управление канала» в ответ на сигнал «информация устройства» указывает для устройства управления вводом-вывочом на необхо IHM0cTb закончить передачу дяннЫх. Если устройство закончило передач данных раньше канала или пол "чило 3"кязоние от каня, я прекратить передач чянных, триггер передачи данных в блоке управления сбрасывается и стяновливается триггер передачи байта состояния. Количество передаваемых байтов состояния и их значения определяются при помощи блока 8 качания состояния.

Передача байта состояния заключается в том, что в ответ на кязание «продолжить» устройство vcTaHaH;IHHaåò синнал «ч правление устройства» на соответствующей споявляю щей шине устройства чеоез блок 1 выдачи vrrpa rrляющих сигналов. а также бойч состояния из блока 8 указания состояния " рез регистр 5 состояния и блок 2 выдачи информации на информационные шины тстройствя.

Канал в ответ подает си гнал «информация ка нала», если он принимает байт состояния, или сигнал «i правление канала», ес.чи он отвергает байт состояния и требует запомнить его в устройстве. Любой ответ KHHaла вызывает сброс в; стоойстве сигналов «управление устпойства» и «пабота стпойства».

Повторная выдача запомненного байта состояния выпо.чняется только тогда, когда это разрешено конялом (т. е. сброшен сигнал

«áëoêèð0âKa канала»).

Если у стройство работает в монопольном режиме, то передача rrerrrropo байта состояния ос ществляется сраз же после передачи последнего байта данных, так как оно тже подключено к каналу и выполнять последовательность сигналов выборки нет необходимости.

Если устройство работает в мультиплексном режиме, то вначале выполняется последовательность выборки так же, ка и при передаче данных, а затем — пепедача байта состояния. Передача второго байта состоя|ния или запомненного при работе в любом режиме всегда проводится с выборкой по запрос устройства.

Зячяние требуемого байта состояния обеспечив ется при помощи блошка 8 указания состояния, 5

8

На всех этапах выполнения операции ввода-вывода могут возникнуть ошибки в работе устройства, которые обнаруживаются и обрабатываются каналами ввода-вывода. Для проверки системы обработки ошибок каналами, устройство содержит блок 3 контрольных режимов, который позволяет имитировать различные ошибки на всех этапах операции ввода-вывода.

Блок 3 контрольных режимов задает та кие нарушения в последовательностях сигналов между каналом и устройством, как, например, блокировка выдачи или сброса требуемого ответного сигнала. одновременная установка нескольких ответных сигналов, выдача непревильного контрольного разряда в передаваемой информации и т. д.

Динамическое правление мультиплескным и монопольным режимом, передачей одного или чвчх байтов состояния, введение режима передачи бойтов пакетами и блокировки передачи указателей «сбой i стройствя» и

«особый случай» в байте состояния i, стройства осуществляется блоком 19 программного управления режимом, который изображен на фиг. 2.

Программное .прон.ление режимом работы устройства состоит в следящем. Необходимый режим работы; пойства указывается в разрядах (Π—:3) модификатора команды вводя-вывода, которые принимаются в регистр

22 режима. через зел 24 занесения, а также в гзел 23 rrrrrraHa! программного управления, под правлением сигна,лов, поступающих из блока 6 управления и регистра 10 команд в момент приема команды от канала в процессе rraHaльной выборки. Нулевое значение этих разрядов указывает на то, что управление режимами работы устройства осуществляется при помощи пульта управления блока

6. Нен .левое значение означает переход на программное управление режимами пяботы стройства, при этом в узле 23 вырабатывается потенциал (признак) программного управ.чения, поступающий в блок 6 управления. а положение переключателей на пульте блока правления игнорир ется.

Кажлый разряд регистра режима управляет определенным режимом работы устройства управления вводом-выводом. Монопольный или мультиплсксный режим указывается в нулевом разряде модификатора команды.

Нулевое значение этого разряда — мульти плексный режим. единичное — монопольный режим. Значение этого разряда заносится и нулевой разряд пегистпа 22 режима, который управляет работой триггера монопольного оежима в блоке 6 с"прав.чения.

Пакетный нежим передачи байтов казывается в стерном rraзояде модификатора коМаидЫ. Зиа егч Тп п раэряда, раВНОЕ «О», означает очнобо тов rn передачу байтов и миультиплексном r åæè÷å, единичное значение этого разряда — паке-ную передачу байтов в мультиплексном режиме, причем длина па519705

10 кета указывается в четвертом и пятом разрядах команды ввода или вывода. Значение этих разрядов заносится в соответствующие разряды регистра 22 режима. Длина пакета декодируется в дешифраторе 21 длины пакета байтов, сигнал с выхода:которого поступает в узел 20 управления пакетным режимом.

На выходе узла 20 под управлением ситнала с блока 6 управления и регистра 22 режима формируется сигнал, управляющий триггером пакетного режима в блоке управления.

Во втором разряде модификатора команды указывается количество передаваемых байтов состояния в конце выполнения операции ввода-вывода. При нулевом значении этого разряда передается один байт состояния с указателями «канал кончил» и «устройство кончило», при единичном значении — два байта состояния: первый с указателем «канал кончил», второй с указателем «устройство кончило». Значение этого разряда заносится во второй разряд регистра 22 режима, который выдает соответствующий сигнал в блок 7 регулируемых запросов для управления триггером передачи двух байтов состояния.

Блокировка передачи указателей байта,состояния «сбой устройства» и «особый слу5 чай» указывается в третьем разряде модификатора команды, .причем нулевое значение разряда разрешает передачу указателей, единичное значение раз ряда запрещает. Значение этого разряда заносится в третий разряд

10 регистра режима, который подает соответствующий ситнал в регистр 5 состояния.

Формула изобретения

Устройство управления вводом-выводом по

15 авт. св. № 453685, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, в него введен блок программного управления режимом, входы которого соединены соответственно с выходами ретистра

20 команд, регистра приема управляющих сигналов, регистра приема информации и блока управления, а выходы соединены соответственно с входами блока регулируемых запросов, регистра состояния и блока управле25 ни я.

519705

Kb к кк

Г !

1

1 ! ! ! ! !

1

i,. u3 15 из 1Ф из b фиг. с

Составитель А. геренов

Техред А. Камышникова

Корректор О. Тюрина

Редактор И. Грузова

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 1591/14 Изд. № 1481 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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