Устройство для управления диагностикой каналов

 

О П И С А Н И Е !)!) 526876

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сои)з Советских

Социаиистических

Респ!!блин, (61) Дополш)тельное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 03.08.73 (21) 1951534j24 (51) М. Кл. - G 06F 3,, 04

G 06F 11/00!

:-к-,у с ) с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР до делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень № 32

Даты опубликования оппсыпия 15.09.76 (53) УДК 681,325(088.8) (72) А)! !)!) ь! ! ):5!)L) I)! I е!)и)!

М. А. Вериго, Т. В. Горбуль, В. О. Каптюг, В. П. Ка )коь, О. В. Кулаго, H. А. Мальцев, В. И. Овсянников, Ю. В. Тихович и А. Г. Яловега (7! ) З))яв)гг!.Ль (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ Д

КАНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к организации структур устройств управления диагностикой каналов ввода-вывода.

Известно устройство (1) для управления диагностикой каналов, содержащее блок управления каналами, каналы, к которым подключены внешние устройства.

Зто устройство имеет такие недостатки, как большой объем оборудования, сложность программирования и неполнота проверки «аналов при их диагностике.

Наиболее близким к изобретению техническим решением задачи является устройство (2) для управления диагностикой каналов, содер)кащее блок записи ситуации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам устройства, а первый выход — к первому выходу устройства.

Однако в известных устройствах для управления диагностикой каналов диагностика каналов проверяет оборудование канала на функционирование при выполнении команд ввода-вывода с использованием определенчых ьидов тестов. При этом применяют оборудование твердого ядра, необходимое для загрузки тестов в основную память, которое состоит из селекторного канала, накопителя на магнитной ленте и узлов загрузки.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит регистр признаков диагностируемых каналов, блок управления коммутаторами сигналов интерфейса, коммутатор сигна loB интерфейса мультиплексного канала, коммутаторы сигналов интерфейса первого и второго селекторных каналов. Третий вход устройства соединен с входом регистра признаков каналов, выходы этого регистра — с ин-!

О формационными входамп блока управления коммутаторами сигналов интерфейса, управляющий вход которого связан с вторым выходом блока записи ситуации, а выходы — с одними управляющими входами коммутаторов !

5 сигналов интерфейса. Другие их управляющие входы подключены к четвертому входу устройства, информационные входы и выходы коммутаторов сигналов интерфейса — соответстBcIIHo с первой, второй и третьей группам

20 входов и выходов устройства.

На чертеже представлена схема предлагыемorо устройства.

Устройство для управления диагностикой каналов 1. предназначено для управления дн25 агност))кой coлскторных 2, 3 H Alv;IHTIIII Ie):.оного 4 каналов ввода-вывода. Каналы вывода служат для подклоченпя внешних устройств

5 и управления передачей данных между ними и процессором 6. Каналы ввода-выводы

30 подклочают к процессору 6 прп помощи уст526876

3 ройства 7 управления каналами. К устройству упр» влеп пя каналами могут быть подключены

>яlltl мультиплекс ый 4 и два селекторных 2, 3 к;шалон ввода вывода. Мультиплексный канал 4 пред IaIIa leII для подключения сравнительно мсдленнодсйствующих внешних устройств 5 и может работать как в мультиплсксном, так и в монопольном режиме.

Сслекторный канал 2 (3) предусмотрен для подсоединения быстродействующих внешних устройств и работает только в монопольном режиме.

Устройство для управления диагностикой каналов 1 содержит блок 8 записи ситуации, регистр 9 признаков диагностируемых каналов, включающий в себя триггеры режима работы мультиплексного канала 10, второго 1! и первого 12 селекторного канала, блок 13 управления коммутаторами сигналов и нтерфейса, имеющий элементы «И» 14 — 19, «НЕ»

20- — 25, коммутаторы сигналов интерфейса мультиплексного 26 и селекторных 27, 28 каналов соответственно, каждый из которых и;лючает элементы «И — ИЛИ» 29 — 31.

Одной из основных функций вычислительной машины является управление операциями ввода-вывода. Каждая операция ввода-вывода начинается по специальной команде, которая задает номер канала и внешнего устройства и при помощи специальных управляющих слов указывает начальный адрес оперативной памяти, счетчик количества передаваемых байтов, операцию, которую необходимо выполнить, и другие управляющие признаки. Передача информации между процессором б и каналом 2 (3, 4) осуществляется через систему информационных 32 и управляющих 33 шин процессора, устройство 7 управления каналами и систему информационных 34 и управляющих 35 шин каналов.

Во время загрузки управляющей информации в канал внешнее устройство 5 подключается через шины 36 нетерфейса внешнего устройства, коммутаторы 26, 27 и 28 сигналов интерфейса, шины интерфейса канала 37, 38, 39 к селекторному 2 (3) или мультиплексному

4 каналу соответственно.

Канал после получения управляющей информации освобождает процессор от дальнейшего управления выполнением операций ввода-вывода, формирует для каждой операции ввода-вывода управляющее слово канала и храпит его или в своих регистрах (селекторные каналы), или в специальных областях оперативной памяти процессора (мультплексный канал) .

Примером могут служить каналы, работающие следующим образом.

В селекторный канал 2 (3) введены блок 40 управления каналов, регистры адреса данных

41, счета байтов 42, состояния каналов 43, признаков операции 44, буферный регистр 45 данных, входной регистр 46 управления интерфейсом и выходной регистр 47 управления интерфейсом.

"7, 5

ЗО

50 да

4.

Мультиплексный канал 4 содержит блок

48 управления каналом, входной 49 и выходной 50 регистры управления интерфейсом и входной 51 и выходной информационный 52 регистры.

Подача данных между селекторным каналом 2 (3) и внешним устройством 5 осуществляется по инициативе внешнего устройства.

При выполнении команды считывания внешнее устройство помещает байт данных и ylIравляющие признаки на шины 36 интерфейса внешнего устройства, которые поступают в селекторный канал 2 (3) через коммутатор 28 сигналов интерфейса селекторного канала (элементы «И — ИЛИ» 30, 31) и шины интерфейса канала 37 (38). Управляющие признаки попадают через элементы «И — ИЛИ» 30 во входной регистр 46 управления интерфейсом и указывают на то, что внешнее устройство желает передавать байт данных. При выполнении команды записи внешнее устройство

5 помещает па шины 36 интерфейса внешнего устройства только управляющие признаки, указ;,вающие на то, что оно готово принять байт данных. Содержимое входного регистра

46 управления интерфейсом поступает в блок

40 управления каналом, в регистр 45 данных и выходной регистр 47 управления интерфейсом и создает управляющее воздействие на управляющие схемы, которые, в сгою очередь, управляют приемом байта данных (при выполнении команды считывания) или передачей байта данных из буфера данных на шины интерфейса селекторного канала 37 (38), поступающего через элемент «И — ИЛИ» 29 коммутатора 28 (27) сигналов интерфейса селекторного канала во внешнее устройство 5. После обмена байтом данных в выходном регистре 47 управления интерфейсом устанавливаются ответные признаки, которые подаются во внешнее устройство 5 через шины интерфейса селекторного канала 37 (38), элемент «И—

ИЛИ» 29 коммутатора 28 (27) сигналов интерфейса селекторного канала, шины 36 интерфейса внешнего устройства. Получив ответные сигналы из канала, внешнее устройство снимает байт данных и управляющие признаки с шин интерфейса внешнего устройства.

Такая последовательность действий происходит всякий раз, когда внешнему устройству селекторного канала необходимо передать или принять байт данных. При необходимости передать (принять) байт (группу байтов) данных в (из) память процессора блок 40 управления селекторного канала 2 (3) формирует сигнал запроса на передачу данных, поступающий в устройство 7 управления каналами через управляющие шины каналов 35. Устройство управления каналами анализирует сигналы запросов из каналов 2 (3, 4), устанавливает приоритет на передачу данных и генерирует запрос на передачу данных в процессор б через управляющие шины 33 процессора. По этому запросу процессор прерывает выполнение текущей микропрограммы и вырабатыва526876 ст специа 7»èólo серию синхроимпульсов, поступающую г, устройство управления канала11 lI, вырабатывающее последовательность управлятотци.;. сигиало», проходящих в сслскторный кall»л 2 (3) по управляющим шинах ..5 т 2112;тов. По BTII>>t CHI нялям СО7Р.11>K IIIOP p0»IIcTp2 41 адреса данных подается в процессор

6 (адресные шииы на чертеже не показаны), байт (слово) данных поступает на информационные пшны 34 каналов (при считывании) или байт (c.70»o) данных принимается в буфср данных (при записи). Содержимое регистра адреса данных 41 и счета байтов 42 модицифирустся (по управляющим сигналам из устройства управления каналами), после чего прерванная программа процессора продол >к а ется.

Так жс как и в селекторном канале 2 (3) передача данных в мультиплексном канале 4 начинается по требованию внешнего устройства, которое передает на шины 36 интерфейса

",»íåøíåãо устройства управляющие признаки, поступающие во входной регистр 49 управления через коммутатор 26 с сигтталов интерфейса мультиплсксного канала, шитты 39 интерфейса мультиплексного канала. Управляющие признаки. ппинятые в этот регистр 49, создают управляютцие воздействия на логические схемы блока 48 управления каналом и выходного регистра 50 управления интерфейсом, в котором устяттал,чиватотся ответные управляющие признаки. Эти признаки поступают во внешнее уcTpoillcT»o и подключают его к мультиилсксному каналу 4. Таким образом, осуществляется выборка внешнего устройства. Выбранное лисшнсс устройстго передает на шипы 36 интерфейса внешнего устройства свой адрес совместно с управляющими признаками.

IloTop1.lc принимаются во входной регистр 49 уттраллсиия интерфейсом, а адрес внешнего устройства принимается во входной информационньш регттстр 51. В этом случае содср>кимое входного регистра управления интерфейсом создает воздействие на управляющие схемы блока 48 управления каналом, который вырябатываст сигнал запроса;а микропрограм»Ное прсрыванис. По этому запросу процессор 6 проистанявливает вьтполиение текущей микропрограммы и выполняет специальную микропрограмму, которая запоминает содержи»oe регистров процессора в памяти, считывает соответствующее номеру внешнего устройства управляющее слово из памяти и размещает его па регистрах процессора и управляет передачей байта данных между внештним устройством и памятт.то процессора, После обмена байто vl дBHIII>lx эта микропрограмма

2àïècû»2åT содержимое тодифищированного управляющего слова в специальную часть памяти, восстанавливает содержимое регистров процессора 11 продолжает выполнение прерывной микропрограммы.

Таким образом, работа се7екторного 2 (3) и мультттп.7еKcH070 4 ка налов определяется входпттми управляющими признаками, постуя

53

1>.1> пающими и канал. Они создают согместио улря»7ятотцимтт микропрограммами канала определецныс воздействия на отдельные участки аппаратуры канала. С целью 1-ролсрки исправности оборудования каиалог> можно lioc",c каждого такого воздействия содержимое регистров сравнттгтать с эталонным значением этих регистров, которые могут быть предварительно составлены для каждого воздействия, Решение î необходттмости ди»ãíoñò>IêH принимает оператор ттли программа-супервизор, если во время выполнения операции »»ода-вывода в каналах лознш.ают сбои или отказы. Для этого. чтобы г. режиме диагностики исключить влияние внсшнего устройства на каналы ввода-вывода, необходимо Ilìåò» непосредственный доступ к этим регистрам со стороны процессора. Этого можно добтться путем логического отключения от каналов шин 36 интсрфсйса внешнего устройства подключения вместо них информационных шин 34 каналов, при помощи которых процессор может заносить определенные уппалляющие признаки во входной управляющий регистр интерфейса диагпостируемого «анà 72.

Во время выполнения дттагно>стики пепси»явного канала процессор передаст управляющие признаки в диагностируемьтй канал через информационные шины 32 процессора, устройство 7 управления каналами, информационные шины 34 каналов. коммутатор 26 (27, 28) сигналов IIIITepglei са канала и шины интерфейса канала 39 (37, 38). Управляющие признаки. передаваемыс в катталы ввода-вывода в диагностическом режиме, назывяlотся диягlтости тескими . >тсткя >111. Диягнос 11кя кяняля пячштастся по специальной команде, которая задаст номср проверяемого канала, диагностические метки и начальный адрес диагностической ттрограммы. Диагностическая программа мультиплексного канала выполнеHà в виде микропрограммы, которая задает входньтс воздейстгия ня оборудоттанис мультиплсксного канала 4, затем сравнивает содержимое регистров капала с эталонным значением этих регистров для каждого воздействия и делает заключение о состоянии аппаратуры. Передача содержимого регистров канала выполняется блоком 8 записи ситуации, управление которым проводится через устройство 7 управления каналами по специальным управлятощим сигналам установки 53 и опроса 54. Блок записи ситуации формирует сигнал опроса каналов 55. поступающий в диагностируемый канал 2 (3, 4). По этому сигналу передается содержимое регистров диягностируемого капала в процсссор. При несовпадении эталонного и действительного значений содержимого регистров мультиплсксHого канала происходит останов диагносттт теской микропрограммы. По адресу остяиогя определяется место петтспрялио Tll г, му,7ьт 1111,7ет>СIIOхт кянялс.

Диагностическая микропрограмма селекторного канала может быть выполнена также в шт lc мтткроттрогрямлтного тестя, но л этом

526876

7 случае li3, я большого объема о&>рудо>!)) ()))я каналдимо иметь бо>(ь)))о>1! об! с1t Ifoстояпцой цямятп для храпения ъл))кро))ро

ГJ! 3 1<òÎ1>II() f <>

f(;l1(3ля включает:1133 уровня: первый --микр(>))рогряммпый, на котором проверяется та ча(ть оборудования, которая необходима для ввода программы, второй — выполнен в виде комбинированного программно-микропрограммного теста. При этом микропрограммные тесты создают определснныс воздействия и записывают содержимое селекторного канала в фиксированную область оперативной памяти.

Затем программные тесты анализируют информацию. записанную в оперативную память

Mèê1>oTåñò3MiI, делают заключение о состоянии аппаратуры и сообщают об этом оператору через печатающее внешнее устройство, подключсннос к мультиплексному каналу.

Рассмотрим работу устройства для управления диагностикои каналов при выполнении диагностики мультиплскснсго и селекторного каналов.

При нормальной работе мультиплекспого канала 4 (в режиме ввода-вывода) три!>гер

10 режима работы мультиплексного канала сброшен и на выходе элементов «НЕ» 20, 21 блок 13 управления коммутаторами сигналов интерфейса установлены сигналы 56, 57, разрешающие передачу информации в мультиплексный канал с шин 36 интерфейса внешнего устройства через коммутатор 26 сигналов интерфейса мультиплексного капала. Диагностическая микропрограмма мультиплекспого канала начинается с установки в единичное состояние триггера режима работы мультиплексного канала, выход которого поступает на элементы «И» 14, 15 блока управления коммутаторами сигналов интерфейса. Затем диагностическая микропрограмма помещает на информационные шины 32 процессора диагностические метки, поступающие через устройство 7 управления каналами, информационные шины 34 каналов в коммутатор 26 сигналов интерфейса мультиплексного канала, после чего по сигналу установки 53 блок записи ситуации вырабатывает управляющий сигнал, поступающий через систему управляющих шин установки 58 на элемент «И» 14.

С и г I I 3 . I 59, I> I I p <7 6 0 T 3 I I H bi Itl э л C 1t C I I TO M «И» 1 4, подается в коммутатор 26 сигналов и тсрфсйса мультиплсксного капала, где разрешает передачу диагностических мс i ок ь. мультиплсксный канал с информационных шин 34 каналов, а также блокирует формирование сигнала 56. Таким образом, диагностические метки поступают на входной регистр 49 управления интерфейсом мультиплексного канала с шин интерфейса мультиплексного канала 39 и создают управляющие воздействия на логические схемы канала.

Д)ля проверки (рактов приема )))л(1)орм!)и))(! в мультиплексном канале процессор помещает байт данных ця информационные шины 32 процес (ря ц гь)д "ст сигнал установки 53, по

ЗО

45 !

)О

60 () <) 8 к(> <) J>o<1 >< F) !()! ) 3) I il ll i>fо(")у))яющий перса < II(ГС "l C If! >! )! » If P<) f>, I if f()lf (ff> <. if! I f3>1()13 <СТ

58 пя элемент «11> 15. 1JJ)ff эт(>м рязрсц)ястся (с))гii<)лом 60) через коммутатор 26 с ))п)я f<)f< цц гсрфсйса мультицлсксного канала прием байта данных во входной информационный регистр 51 мультиплсксного канала. После ка>кдого занесения диагностических меток в мультиплексный канал состояние регистров канала пе>сдается в процессор черсз информационцыс шины каналов, устройство управления каналами и затем сравниваются с эталонным значением (заранее заготовленным), значениcfI регистров каналов. Сигнал разрешения записи содержимого регистров каналов в процессор осуществляет блок записи ситуации по сигналу опроса 54. В случае успешного сравнения проводится проверка следующей части оборудования канала, в случае неуспешного— останов. В конце выполнения диагностической микропрограммы процессор сбрасывает триггер 10 работы мультиплексного канала и капал возвращается в нормальное рабочее состояние.

Процедура диагностики в селекторном канале 2 (3) так же, как и в мультиплексном начинается с установки в единичное состояние триггера 12 (11) режима работы селекторного канала. При нормальной работе селекторного канала 2 (3) на выходе элементов «НЕ» 24, 25 (22, 23) образуются сигналы 61, 62 (63.

64), поступающие в коммутатор 28 (29) сигналов интерфейса селекторного канала ня элементы «И — ИЛИ» 30, 31, которые разрешают передачу информации между внешним устройством 5 и селекторным каналом 2 (3). Пос)с установки в единичное состояние 7.pilllcpa режи;)а работы селекторного канала диагностическая микропрограмма помещает диагностические метки и вырабатывает сигнал установки 53, срабатывает элемент «И» 18 (16), формирующий сигнал 65 (66), по которому элемент «И — ИЛИ» 30 коммутатора 28 (27) срабатывает и проводится подключение информацHQIIIIIIx шина 34 каналов к селекторному каналу 2 (3). При этом формирование сигнала 61 (63) элементом «НЕ» 24 (22) блокируется.

По -iyffaiottiие диагностические метки создают определении)с воздействия на блоки канала, ш>слс чего дия IlocT3ческая микропрограмма (по сигналу опроса 55) записывает состояние селекторного канала в определенную область оперативной памяти. Затем содержимое этой области программным путем сравнивается с эталонным значением. В случае совпадения выполняется следующая проверка, в случае неуспешного — на пультовое устройство выводится сообщение о месте и типе неисправности селекторного канала. Для провер)<я работы буферного регистра 45 данных и трактов приема байта данных в буфер данных служит элемент «И» 19. С целью проверки цепей управления приемом данных в селек52G87G

25 парном капа!Ic дпапюстпчсская микропрограмма помещает байт данных па информационные шины процессора 32 и по сигналу установки 53 блок записи ситуации вырабатывает управляющий сигнал, который через систему управляющих шин установки 58 поступает на элемент «И» 19 (17), вырабатывающий сигнал 67 (68), по которому в коммутаторе 28 (27) сигналов интерфейса селекторного канала подключаются информационные шины 34 каналов к входу регистра 45 данных селекторного канала. В конце выполнения диагностической программы триггер 12 (11) режима работы селекторного канала сбрасывается и канал возвращается в нормальный режим работы.

Таким образом, изобретение позволяет сократить оборудование устройства и повысить эффективность работы устройства при диагностике каналов.

Формула изобретения

Устройство для управления диагностикои каналов, содержащее блок записи ситуации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам устройства, а первый выход — к первому вы) 10

20 ходу устройства, о т л и ч а ю п1с c с я тем, tTo с целью упрощения устройства, оно содержит регистр признаков диагностпруемых каналов, блок управления «оммутаторамп сигналов интерфейса, коммутатор сигналов интерфейса мультиплексного канала, коммутаторы сигналов интерфейса первого и второго селекторных каналов, причем третий вход устройства соединен с входом регистра признаков каналов, выходы которого соединены с информационными входами блока управления коммутаторами сигналов интерфейса, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока записи ситуации, а выходы соединены с одними управляющими входами коммутаторов сигналов интерфейса, другие управляющие входы которых соединены с четвертым входом устройства, информационные входы и выходы коммутаторов сигналов интерфейса соединены соответственно с первой, второй и третьей группами входов и выходов устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании М 1084069, кл.

64 А (G 061 3/04), 1967.

2. Вопросы радиоэлектроники, серия ЭВМ, выпуск 1, 1973, 79 †1 (прототип).

526876

Составн сль Т. Лрешев

Текред 3. Тараненко

Корректор Е. Рожкова

Редактор И. Грузова

Типография, нр. Сапунова, 2

Заказ 2070/12 Изд. ¹ 1041 Тираж 804 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но дслаги изобретений и озкрытнй

113035, Москва, А(-35, Раушская наб., д. 4,5