Блок-мультиплексный канал

 

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и Щ1Яф( (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 27.06.77 (21) 2500396/18 — 24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M, Кл.

6 06 F 3/04

Геаудврственный ванвтвт

СССР в делам изабретвнкк и вткрнтнй

Опубликовано 15.10.79. Бюллетень Рй 38

Дата опубликования описания 15 10 79 (53) УДK 681.14 (088.8) 72) Авторы (54) БЛОК вЂ” МУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ КАНАЛ

Недостатком этого устройства является низкая пропускная способность в монопольном режиме передачи данных, что не позволяет использовать канал в режиме мультиплексирования блоков при работе с быстродействующими устройствами .

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является селекторный канал (2J, который содержит регистр информации, регистр маркеров, регистр ключа защиты, регистр адреса внешних устройств, регистр признака результата, регистр байта состояния канала, регистр кода команд, регистр адреса оперативной памяти, регистр флажков, регистр счета, блок буферизации данных, узел модификации. адресов и счета данных, схему сравнения, блок сопряжения с внешними устройствами, узел управления каналом, причем первые выходы регистра информации, регистра адреса оперативной памяти, узла управления каналом, выходы регистра маркеров, регистра ключа защиты связаны с паровой выходной шиной канала, а первые входы регистра информации и узла управления. каналом соединены с первой входИзобретение относится к цифровым вычислительным системам.

Известен мультиплексный канал (1), который содержит узел местной памяти, узел управляющих и информационных регистров, узел мультиплексных подканалов, узел селекторных подканалов, узел модификации управляющей информации, узел приоритетов и узел управления.

Мультнплексный канал может работать. как в мультиплексном, так и в монопольном режимах, передачи данных, в зависимости от подключенного к нему устройства. В мультиплексном режиме канал одновременно способен обслуживать несколько устройств, каждое по своему подканалу. В монопольном режиме только одно устройство может передавать данные через канал. Если канал передает данные в мультиплексном режиме, средства канала вьщеляются для обслуживания устройства только на время передачи сегмента информации. Сегмент может содержать один или несколько байтов, поэтому такой канал можно назвать байт-мультиплексЪ ным.

" П. "Самоилова " --" .

69184 ной шиной канала, второй выход узла управления.каналом связан с первыми входами регистра адреса внешних устройств, регистра ключа защиты, регистра кода команд, регистра маркеров, регистра счета, регистра флажков, узла модификаЦии адресов и счета данных, регистра адреса оперативной памяти, блока буферизации данных блока сопряжения с внешними устройствами, со входами регистра признака результата, регистра байта состояния канала, 1О со вторым входом регистра информации, .три этом вторые входы регистра адреса внешнйх устройств, узла управления каналом и первый вход схемы сравнения связаны ео второй входной шиной канала, а третйй выход узла управления каналом и первые выхоцы регйСтра адреса внешних устройств и регистра признака результата связаны со второй выходной шиной канала, третий вход, второй и третий выходы регистра адреса внешних устройств связаны соответственно с первым выходом блока "сопряжения с внешниМи устройствами, со вторым вхОдом схемы сравнения, со вторьпМ входом блока сопряжения с внешними устройствами, выход схемы сравнения соединен с третьим входом узла управления icàíàëîì, четвертйй, пятый, шестой и седьмой входы которого соедйнены соответственно. с выходом регистра флажков, первыми.выходами регистра кода команд, регистра байта состояния канала, со вторым выходом блока сопряжения с внешними устройствами, второй, третий, четвертый, пятый входы и первый, второй, третий и четвертый выходы блока буферизации данных соединены соответственно с первым выходом узла моди- 35 фикации адресов и счета данных, со вторыми

0 выходами регистра оперативной памяти и регистра информацйи,.с третьим выходом блока сопряжения с внешними устройствамй, со "вторым входом узла модификации "адресов и сче40

Та времени, с третьими входами блока сопряжения с внецпйми устройствами и регистра информации, с четвертым входом регистра информации и вторым входом регистра маркеров, второй вход регистра ключа защиты связан со вторым выходом регистра" кода команд, первый выход которого связан с четВертым вхбдом блока Сопряжения с внешними устройствами, четвертый выход и пятый вход которого связаны соответственно с третьей выходной и входной шинами. Как правило, к селекторному каналу подключаются быстродействующие устройства, передающие данные в монопольном режиме.

Недостатками такого устройства является то, что оно не позволяет мультиплексирование блоков данных, кроме того, недостаточная пропускная способность — 1,25 мгб.

Целью изобретения является обеспечение режима блокового мультиплексирования и повышение интегральной пропускной способности в канале.

Это достигается тем, что предлагаемое уст. ройство содержит узел управления местной . памятью, регистр состояния подканала, узел местной памяти, причем первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый входы и первый, второй, третий и четвертый выходы узла -местной памяти связаны соответственно с первым выходом регистра состояния подканала, с выходами регистра призйака результата, регистра байта состояния канала, со вторым выходом регистра кода команд, с третьим выходом регистра ад-- реса оперативной памяти, с выходом регистра счета, со вторым выходом узла модификации адресов и счета данных, с третьим выходом блока сопряжения с внешними устройствами, с первым выходом узла управления местной памятью, с первым входом регистра состояния подканала, с третьими входами узла модифика ции адресов и счета времени и регистра ключа защиты, со вторым входом регистра адреса оперативной памяти и пятым входом реГистра информации, при этом второй выход регистра адреса внешних устройств связан с .нервьгм входом узла управления местной памятью, вторые вход и выход которого соединены со-. ответственно с четвертым выходом узла управления каналом и со вторым входом регистра состояния подканала, второй выход которого связан с восьмым входом узла управления каналом, при этом вторые входы ре. гистра кода команд, регнстра флажков, регистра счета и третий вход регистра адреса оперативной памяти связаны с первой входной шиной;

На чертеже приведена структурная схема блок-мультиплексного канала, где 1 — регистр адреса внешних устройств; 2 — регистр:признака результата, 3 — регистр ключа защиты, 4 — регистр маркеров, 5 — регистр информации, б — регистр байта состояния канала, 7 — регистр кода команд, 8 — регистр адреса оперативной памяти, 9 — регистр флажков;

10 — регистр счета, 11 — схема сравнения,.

12 — узел управления каналом, 13 — узел местной памяти, 14 — узел модификации адресов и счета данных, 15 — блок буферизации данных, 16 — узел управления местной памятью, 17 — регистр состояния подканала, 18 — блок сопряжения с внешними устройствами, 19 — входная шина канала (связи с цент-ральным процессором), 20 — выходная шина канала (связи с центральным процессором), 21 — входная шина канала (связи с управле691841 нием оперативной памятью), 22 — выходная шина канала (связи с управлением оперативной памятью), 23 — выходная шина канала (связи с внешними устройствами) 24 — входная шина канала (связи с внешними устройствами), Все команды ввода-вывода, поступающие из центрального процессора, имеют формат $, который. содержит 32 разряда (Π— 31) (разряды 0-16 — код операции, разряды 16 — 31 используются для определения адреса канала и внешнего устройства); Адресное слово канала (АСК) содержит. 32 разряда (Π— 31) (разряды 0-7 — ключ защиты, 8 — 31 — адрес первого в канальной программе управляющего слова канала). Управляющее слово канала (УСК) 5 содержит 64 разряда (0-63) (разряды 0 — 7— код команды в канале, разряды 8 — 31 — адрес данных или адрес УСК, если выполняется операция перехода в канале, или адрес адресного слова данных, если есть косвенная адресация данных, разряды 32 — 37 — флажки, разряды

48 — 63 — счет данных). Адресное слово данных (АСД) содержит 32 разряда (0-31) (разряды Π— 7 — нули, разряды 8 — 31 — адрес данных), Слово состояния канала (ССК) содержит

64 разряда (0-63) (разряды 0-3 — ключ за- щиты,. разряд 5 —. признак "Не выполнена регистрация в канале", разряды 6; 7 — отложен- ный признак результата, разряды 8-31 — адрес УСК, разряды 32 — 47 — байты состояния

30 канала и устройства, разряды 48 63 — остаточный счет данных)

В исходном состояний канали все подканалы находятся в состоянии "Доступен".

Режим работы канала задается процессором в момент приема комайды процессора на инициирование канальной программы.

Кайал выбирает АСК иа регистр адреса оперативной памяти 8 и на регистр кода команд

7, после чего адрес УСК и ключ защиты запи40 сываются в подканал в узле местной памяти

13, а ключ защиты в регистр ключа защиты 3.

Через блок сопряжения с внешними устрой1. ствами 18 под управлением узла управления

45 каналом 12 происходит связь с внешним устройством, адрес которого принят из центрального процессора на регистр адреса внешних устройств 1. Под управлением узла управления. каналом. 12 из оперативной памяти выбирает50 ся УСК,в регистр кода команд 7, регистр адреса оперативной памяти 8, регистр флажков

9, регистр счета 10. Информация из регистра кода команд 7 передается в узел управленйя каналом 12 для управления операцией и в блок сопряжения с внешними устройствами 18

55 для передачи кода команд во внешнее запоминающее устройство, адрес данных, или адрес АСД, если есть признак косвенной адресации данных, или адрес следующего УСК, если выполняется команда "Переход в канале", по- ступает в узел местной памяти 13, информация с регистра флажков 9 передается в узел управления каналом 12 и информация из регистра счета 10 поступает в подканал в узел .местной памяти 13. Если в УСК есть признак косвенной адресации данных, то выбирается АСД в регйстр адреса оперативной памяти 8 и адрес данных запоминается в узел местной пас мяти 13. Адрес данных и адрес АСД записываются в область местной памяти, общую для всех подканалов, используемую для хранения адресов. Адрес, подканала в узле местной памяти 13 определяется по адресу внешнего устройства на регистре адреса вйешних устройств 1.

В область подканала в узле местнойпамяти 13 записываются также адрес УСК начало операции, предназначенный для процедуры повторения команды, признак цепочки команд, признак останова операции, состояние подканала, признак результата из регистра признака результата 2, байт состояния канала из регистра байта состояния канала 6 и байт состояния устройства из блока сопряжения с внешними устройствамй 18.

Если в канале во время работы был обнаружен какой-либо сбой, нли после окончания канальной программы, в канале формируется слово состояния канала, которое записывается в оперативную память, после чего подканал для данного устройства переходит в состояние

"Доступен".

Если в канале инициирована кайальная программа, информация, передаваемая через канал, проходит по основному тракту передачи данных: регистр информации 5, блок буферизацийданных 15, блок сопряжения с внешнйми устройствами 18. Причем для улучшенйя характеристик канала блок сопряжения с внешними устройствами обеспечивает двухбайтный ускоренный интерфейс ввода-вывода.

Адреса обращения в оператйвную память и счет данных продвигаются с помощью узла модификации адресов и счета данных 14. Во время организации обращения в оперативную

)память узлом управления каналом 12, адрес обращения выбирается в регистр адреса оперативной гамяти 8 из узла местной памяти 13 или формируется на самом регистре.

Если канал работает в режиме блокового мультиплексирования и устройство имеет механизм, позволяющий прерывать связь с каналом на неограниченное время при переходе по це- почке команд, то канал, выполняя цепочку комацц, освобождается для инициирования новой канальной программы или для продолжения

7 69

\ ранее прерванной канальной программы с другим устройством. Сведения, необходимые для продолжения канальной программы, хранятся в подканале узла местной памяти 13. Продолжение канальной программы происходит по инициативе устройства. Как только устройство будет готово для продолжения канальной программы, при условии, что свободен интерфейс ввода-вывода, в канал по шине 24 связи с внешним устройством поступает требование от абонента. Канал, если он не занят.выполнением другой канальной программы или команды процессора, устанавливает связь с устройством, выбирает из подканала адрес очередного УСК и ключ защиты на регистр ключа зашиты 3 и

I продолжает канальную программу до следующей цепочки команд или цо,завершения. . Таким образом, в связи с существованйем внешних устройств, способных прерывать связь с каналом на неограниченное время при переходе по цепочке команд, целесообразно введение режима блокового мультиплексирования, который позволяет,с одной стороны, объединить операции с разделенными копцами канала и устройства в .одну цепочку комод, vI0 снижает нагрузку на центральный процессор со стороны канала, с другой стороны, обеспечить при этом максимальную загрузку оборудования канала при передаче данных и, наконец, совместить во времени .выполнение установочных и поисковых операций на многих вне иних устройствах, что в целом приводит к повышению производительности всей вычислительной системы.

Режим блокового мультиплексирования достигается введением дополнительного блбка местной памяти, позволяющего храйить инфор-мацию для продолжения канальной программы после прерывания по цепочке комайд. Применение двухбайтного ускоренного интерфейса ввода-вывода позволяет увеличить пропускную способность ка йла по передаче данных.

Применение блок-мультиплексного канала в вычислительной машине йозволит увеличить производительность подсистемы канал-внешние запоминающие устройства (например магнитные диски) приблизительно в девять раз„ что повысит эффективность вычислительной системы в целом.

Формула изобретения

Блок-мультиплексный канал, содержащий регистр информации, регистр маркеров, регистр ключа защиты, регистр адреса внешних уст. ройств, регистр признака результата, регистр байта состояния канала, регистр кода команд, 1841 женил с внешними устройствами, второи, третий; четвертый, пятый входы Й первый, второй, 45 третий и четвертый выходы блока буферизации

1танных соединены соответственно с первым выходом узла модификации адресов и счета данных, со вторыми выходами регистра адреса

50 оперативной памяти и регистра информации, с третьим выходом блока сопряжения с внешними устройствами, со вторым входом узла модификации адресов и счета времени, с третьи. ми входами блока сопряжения с внешними устройствами и регистра информации, с четвертым входом регистра информации и вторым входом регистра маркеров, второй вход регистра ключа защиты связан со вторым выходом регистра кода команд, первый выход которого

55 регистр адреса оперативной памяти, регистр флажков, регистр счета, блок буферизации данных, узел модификации адресов и счета данных, схему сравнения, блок сопряжения с внешними устройствами, узел управления каналом, причем первые выходы регистра информации, регистра адреса оперативной памяти, узла управления каналом, выходы регистра маркеров, регистра ключа защиты связаны с первой выходной шиной канала, а первые входы регистра информации и узла управления каналом соединены с первой входной шиной канала, второй выход узла управления каналом связан с первыми входами регистра адреса внешних устройств, регистра ключа защиты, регистра кода команд, регистра маркеров, регистра счета, регистра флажков, узла модификации адресов и счета данных, регистра адреса оперативной памяти, блока буферизации данных, блока сопряжения с внешними устройствами, со входами регистра признака результата, регистра байта состояния канала, со вторым входом регистра информации, при этом вторые входы регистра адреса внешних устройств, узла управления ка25 налом и первыи вход схемы сравнения связаны со второй входной шиной канала, а третий выход узла управления каналом и первые выходы регистра адреса внешних устройств и регистра призйака результата связаны со второй

30 выходной шиной канала, третий вход, второй и третий выходы регистра адреса внешних . устройств связаны соответственно с первым выходом блока сопряжения с внешними устройствами, со вторым входом схемы сравнения., со вторым входом блока сопряжения с внеш35

-ними устройствами, выход схемы сравнения соединен, с третьим входом узла управления каналом, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы которого соединены соответственно с вы40 ходом регистра флажков, первыми выходами регистра кода команд и регистра байта состояния канала, со вторым выходом блока сопря691841

Составитель А. Королев

Техред Л.Алферова

Редактор Н, Каменская

Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д 4/S

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 6217/39 связан с четвертым входом блока сопряжения с внешними устройствами, четвертый выход и пятый вход которого связаны соответственно с третьей выходной и входной шинами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уве- 5 личення интегральной пропускной способности, он содержит узел управления местной памятью, регистр состояния подканала, узел местной памяти, причем первый, .второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый входы и первый, второй, третий и четвертый выходы узла местной памяти связаны соответственно с первым выходом регистра сосТояния подканала, с выходами регистра признака ре-. зультата, регистра байта состояния канала, со вторым выходом регистра кода команд, с третьим выходом регистра адреса оператйвной памяти, с выходом регистра счета, со вторым выходом узла модификации адресов и счета данных, с третьим выходом блока сопряжения с внешними устройствами, с первым выходом узла управления местной памятью, с первым входом регистра состояния подканала, с третьими входами узла модификации адресов и сче- та времени и регистра ключа зашиты, со вторым входом регистра -адреса оперативной памяти и пятым входом регистра информации, второй выход регистра адреса внешних. устройств связан с первым входом узла управления местной памятью, вторые вход и выход которого соединены соответственно с четвертым выходом узла управления каналом и со вторым входом регистра состояния аодканала, второй выход которого связан с восьмым входом узла управления каналом, при этом вторые входы регистра кода команд, регистра флажков, регистра счета и третий вход регистра адреса оперативной памяти связаны с первой входной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США, Р 3432813, кл. 340 — 17,5, от 1966.

2. ЕС вЂ” 4035 (Ц 53.057.003 ТО), 1976.

КорректорН. Задерновская