Устройство для сопряжения вычислительных машин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия к авторском свиднальст п

Союз Советскии

Социаяистическии

Респубпик

""732845

Ф

/ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 28. 11.77 (21) 2547 356/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 07.05.80 (53)M. Кд.

G 06 F 3/04

G 06 F- 15/т 6

Гесударстввииый комитет йо делам иэобретвиий и открытий (53) УДК 681, . 14(OS8.8) В. A. Редько, И. М. Тимофеев, Г. B. Фесик, Л. А. Стебунова и Д. Я. Тавьев (72) Авторы изобретения

Институт электроники и вычислительной техники

AH Латвийской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ

МАШИН

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в многомашинных вычислительных комплексах и сетях ЭВМ для связи однотипных и разнотипных вычислительных машин между собой, для связи ЭВМ с нестандартны5 ми внешними устройствами и физическими объектами.

Известно устройство, содержашее блок управления линиями, буферные регистры данных, блок управления интерфейсом к памяти вычислительной системы (11, а также устройство, содержашее блоки связи с линиями передачи данных, буферные регистры, блок коммутации, блок управ ления передачей данных (2). Эти устройства обеспечивают сопряжение ЭВМ с несколькими линиями связи через обший интерфейс.

Их обшим недостатком являются огра- 2О ниченные функциональные воэможности, т.е, абонент, подключенный к линии, в требуемый момент времени не может инициировать обмен информацией и вынужден ожидать сканируюший сигнал, вырабатываемый блоком управлении линиями.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату является устройство, содержашее первый регистр команд, первый и второй буферные регистры данных, блок управления связью с основной машиной, блок управления линиями связи, группу блоков усилителей связи с линией причем первый вход-выход блока

/ управления связью с основной машиной является первым управляюшим входом-выходом устройства, а второй вход - выход подключен к входу-выходу первого регистра команд, вход которого соединен с информационным входом устройства, управляющий вход первого буферного регистра данных соединен с выходом блока управления связью с основной машиной, а выход второго буферного регистра данных подключен к информационному выходу уст ройства, при этом информационные входывыходы группы блоков усилителей связи . с линией являются информационным вхо7328

3 дом-выходом устройства, а управляющие входы-выходы — вторым управляющим входом-выходом устройства (31.

Однако это устройство не обеспечивает равноправие ЭВМ в системе, так как инициатором обмена может быть только основная машина. Это является серьезным недостатком при использовании устройства в многомашинных комплексах, поскольку лишает возможности вспомогательные 10 машины, обращаться к ней в те моменты времени, когда это необходимо вспомогательной машине (или любой другой ЭВМ, подключенной на место вспомогательной), Во-вторых, известное устройство имеет 15 ограниченное количество режимов работы.

Допускается передача информации из основной машины во вспомогательную и из вспомогательной машины в основную, но не возможны модификации этих режимов,, 20 так как устройство лишь расшифровывает коды команд, но в нем не предусмотрена передача этих кодов из одной ЭВМ в другую при установлении связи между машинами. В-третьих, устройство позволяет подключать к основной машине только три вспомогательных, что явно недостаточно в современных больших вычислительных комплексах при использовании мощной

ЭВМ в качестве основной. Кроме того, прш:ятые в устройстве принципы организации связи основной машины со вспомогательными, наличие отдельного блока согласования для каждой вспомогательной

ЭВМ (хотя одновременно в обмене может участвовать только одна из вспомогательных ЭВМ) делают устройство неуниверсальным, что, в свою очередь, приводит или к значительному избытку аппаратуры .(в случае одинаковых типов вспомогатель40 ных машин), или к необходимости разработки принципиально различных блоков согласования (в случае различных типов вспомогательных ЭВМ).

Е1ель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены регистр приоритетов, второй регистр команд, причем первый вход-выход блока управления линиями связи подключен, соответственно, к первым входам-выходам усилителей связи с лини ей, второй вход-выход блока управления линиями связи подключен ко входу-выходу второго регистра команд, третий входвыход блока управления линиями связи подключен к третьему входу-выходу блока управления связью с основной машиной, 45 Д четвертый вход-выход блока управления линиями связи подключен к первому входу-выходу регистра приоритетов, а выход блока управления линиями связи подключен к управляющему входу второго буферного регистра данных, вторые входы-выходы регистра приоритетов подключены, соответственно, ко вторым входам-выходам группы блоков усилителей связи с линией, причем выход первого буферного регистра данных, вход второго буферного регистра и вход второго регистра команд подключены соответственно, к информационным входам-выходам группы блоков усилителей связи с линией, вход первого буферного регистра данных соединен с информационным входом устройства, а выход второго буферного регистра данных является информационным выходом устройства, На чертеже представлена структурнач схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый регистр

1, команд, первый буферный регистр 2 данных, блок 3 управления связью с основной машиной, блок 4 управления линиями связи, регистр 5 приоритетов, внутренняя магистраль 6 устройства, группа блоков 7 -7 усилителей связи с линией, второй регистр 8 команд, второй буферный регистр 9 данных, информационные шины (информационный вход устройства) 10 выдачи основной машины, управляющие шины (первый управляющий вход-выход устройства) .: 11 выдачи и 12 приема основной машины, информационные шины (информационный выход устройства) 13 приема основной машины, информационные ши-. ны (информационный вход-выход устройства) 14 -14 приема и 15„-15> выдачи линий связи, управляющие шины (второй управляющий вход-выход устройства)

16, -16 приема и 17 -17 выдачи линий связи, линии 181-18 связи с вычислительными машинами (нестандартными внешними устройствами, физчческими объектами) .

Первый регистр 1 команд предназначен для расшифровки и хранения команды, поступающей из основной машины, в соответствии с принятой командой он задает режим работы устройства. Первый регистр

1 команд по информационным входам связан с информационными шинами 10 выдачи основной машины, по управляющим входам и выходам - со вторым входом-выходом блока 3 управления связью с основной машиной. Первый буферный регистр

5 7328

2 данных предназначен для буферизации (временного хранения) кодов команд и данных, которые необходимо передать из основной машины в одну иэ линий связи, по информационным входам он связан с информационными шинами 10 выдачи основной машины, по информационным выхс дам - с внутренней магистралью 6 устройства, по управляюшему входу - с блоком 3 управления связью с основной ма- 10 шиной.

Блок 3 управления связью с основной машиной принимает, интерпретирует и формирует управляющие сигналы основной машины, он также управляет работой первого регистра 1 команд и первого буферного регистра 2 данных. Блок 3 управления связью с основной машиной по первым входам и выходам связан с управляюшими шинами 11 выдачи и управляющими шина- 0 ми 12 приема основной машины, по вторым входам и выходам — с регистром 1 команд, по третьему выходу - с буферным регистром 2 данных, по третьему входу и четвертому выходу — с блоком 4 управ25 пения линиями связи, Блок 4 управления линиями связи служит для интерпретации и формирования уп= равляюших сигналов линий связи.. Он также управляет работой второго регистра 8

30 команд и второго буферного регистра 9 .данных. Блок 4 управления линиями связи по первым входам и выходам связан с внутренней магистралью 6 устройства, по вторым входам и выходам — со вторым регистром 8 команд, по третьему входу и выходу — с блоком 3 управления связью с основной машиной, по четвертому входу— и выходу — с регистром 5 приоритетов, 40 по выходу — со вторым буферным регистром 9 данных.

Регистр 5 приоритетов предназначен для обеспечения коммутации основной машины с одной из линий связи в соответст-„ вии с принятыми в устройстве приоритетами; по первому входу и выходу он связан с блоком 4 управления линиями связи, по вторым входам и выходам - с первыми входами-выходами группы блоков

7 -7ц усилителей связи с линией.

Внутренняя магистраль 6 устройства предназначена для передачи к любому из блоков 7 -7,1 усилителей связи с линией информации с первого буферного регистра 2 данных и управляюших сигналов с блоками 4 управления линиями связи, а также для передачи от любого иэ блоков

7 -7 усилителей связи с линией инфор45

6 мации во второй регистр 8 команд или второй буферный регистр 9 данных и управляющих сигналов в блок 4 управления линиями связи, Шины внутренней магистрали 6 устройства связаны с первым буферным регистром 2 данных, блоком 4 управления линиями связи, блоками 7 -7> усилителей связи с линией, вторым регистром 8 команд, вторым буферным регистром 9 данных, Блоки 71 -71„усилителей связи с линией предназначены для формирования (усиления) информационных и управляющих сиг налов, передаваемых в линии 18,-18> связи и принимаемых из линий 18, »»18 связи; но (информационным) входам и выходам они связаны с внутренней магистралью 6 устройства, по первым входам и выходам - с регистром 5 приоритетов,по информационным входам и выходам — с информационными шинами 15 - 15 выдачи и информационными шинами 14 -14> приема линий связи, по управляющим входам и выходам — с управляюшими шинами 17,«

17д выдачи и управляющими шинами 161

16д приема линий связи, по первым входам и выходам — с блоком 4 управления линиями связи.

Второй регистр 8 команд предназначен для расшифровки и хранения команды, поступившей из любой линии 18 -18 связи; в соответствии с принятой командой он задает режим работы устройства. Второй регистр 8 команд по информационному входу соединен с внутренней магистралью 6 устройства, по управляюшим входу и выходу — с блоком 4 управления линиями связи, Второй буферный регистр 9 данных предназначен для буферизации (временного запоминания) кодов команд и данных, которые необходимо передать из какойпибо линии 18 -18 связи в основную машину; по информационному входу он связан с внутренней магистралью 6 устройства, по информационному выходу - с информационными шинами 13 приема основной машины, по управляюшему входу — с блоком 4 управления линиями связи.

Устройство работает следуюшим образом.

Обмен информацией осуществляется между основной ЭВМ и одной из линий связи (одновременно). В режиме передачи информации иэ основной машины (ОМ) в одну из линий 18„-18 связи, когда в оперативной памяти ОМ имеется массив информации, подготовленный для передачи, ОМ

7 73284 выдает команду "записать". Полученная из канала ON по информационным шинам 10 выдачи в сопровождении соответствующих управляющих сигналов на управляющих шинах 11 выдачи основной машины команда записать" заносится в первый регистр

1 команд для задания режима работы устройства и в первый буферный регистр 2 данных для передачи кода команд в выбранную линию связи, например 18, Ад- 10 ресация в выбранной линии осуществляется обычным образом с помощью блока 3 управления связью с основной машиной, блока 4 управления линиями связи и регистра 5 приоритетов.

Код команды записать иэ первого буферного регистра 2 данных через внутреннюю магистраль 6 устройства и включенный регистром 5 приоритетов блок 71 усилителей связи с линией передается в линию 18 связи.

Нормальное выполнение процедуры передачи данных возможно лишь при соответствии команд, поступивших с одной стороны из канала ОМ и с другой - из соответствующей линии связи.

Встречная команда "читать" поступает из линии 18 связи через включенный блок 74 усилителей связи с линией и внутреннюю магистраль 6 устройства во второй регистр 8 команд и второй буферный регистр 9 данных.

При этом блок 3 управления связью с ON управляет приемом команды из ОМ, а блок 4 управления линиями связи управ-З5 ляет передачей кода этой команды в линию 184 связи и приемом встречного кода команды из линии 18 связи, принимая (посылая соответствукнцие сигналы

40 . через внутреннюю магистраль 6 устройства в блок 7< усилителей связи с линией с/(на) управляющих шин 164 выдачи (шин 171 линии приема 18 связи), После процедуры установления связи

45 (обмена командами команд) устройство переходит непосредственно к передаче данных. Приемом информации из канала ОМ в устройство сопряжения управляет блок

3 управления связью с основной машиной, 50 сама информация с информационных шин

10 выдачи основной машины поступает в первый буферный регистр 2 данных. Передачей информации из устройства сопряжения в линию 18 связи управляет блок 4

55 управления линиями связи, информация из первого буферного регистра 2 данных через внутреннюю магистраль 6 устройства и блок 7 усилителей связи с лини5 8 ей 18 поступает на информационные шины 141 приема линии 184 связи.

Передача информации прекращается после поступления соответствующего сигнала по управляющим шинам 11 выдачи основной машины в блок 3 управления связью с основной машиной, который прекращает управлять приемом информации из канала

ON и посылает сигнал конца обмена в блок 4 управления линиями связи. Блок

4 управления линиями связи прекращает управление передачей информации из устройства сопряжения в линию 18 связи и через внутреннюю магистраль 6 устройства и блок 74 усилителей связи с линией передает сигнал конца в управляющие шины 16, приема линии 184 связи.

Передача информации может быть так- . же прекращена по инициативе линии 184 связи, В этом случае сигнал конца обмена по управляющим шинам 17 выдачи ли4 нии 184 связи через блок 7 усилителей связи с линией и внутреннюю магистраль

6 устройства поступает в блок 4 управления линиями связи. Блок 4 управления линиями связи прекращает управление передачей информации из устройства сопряжения в линию 18 связи и посылает соответствующий сигнал в блок 3 управления связью с основной ашиной. Этот блок, в свою очередь, прекращает управлять приемом информации из канала ON в устройство сопряжения и по управляющим шинам 12 приема основной машины посылает в ON сигнал конца обмена данным и.

Е режиме передачи информации иэ какой-либо линии 18 -18„связи в основную

1 машину иэ линии связи, например 18, по информационным шинам 15 выдачи через блок 7 усилителей связи с линией выдается код команды записать (в сопровождении соответствующих управляк ших сигналов на управляющих шинах 17< выдачи линии 18 связи). Полученная из линии 184 команда "записать заносится во второй регистр 8 команд для задания режима работы устройства сопряжения и во второй буферный регистр 9 данных для передачи кода команды в основную машину. Прием кода команды во второй регистр8 команд и второй буферный регист(9 данных производится под управлением блока 4 управления линиями связи, который посылает сигнал об инициировании процедуры обмена со стороны линии 184 вблок3 управления связью с основной машиной.

Этот блок, в свою очередь, по управляющим шинам 12 приема основной машины сообщает

ON о поступлении с поступлением с линии команды, иницируюшей обмен информацией

Нормальное выполнение процедуры пере-5 дачи данных возможно лишь при соответствии команд, поступивших с одной стороны иэ линии связи, с другой — из канала ОМ, Встречная команда "читать поступает из ОМ по информационным шинам

10 выдачи основной машины в первый бу- ферный регистр 2 данных и первый регистр

1 команд, При этом блок 3 управления связью с основной машиной управляет приемом команды из ОМ, а блок 4 управления линиями связи управляет передачей кода этой команды в линию 184, После процедуры установления связи (обмена кодами команд) устройство переходит непосредственно к передаче данных.

Приемом информации иэ линии 184 связи управляет блок 4 управления линиями связи. Информация с информационных шин 15 выдачи линии 18 связи через внутреннюю

25 магистраль 6 устройства поступает во второй буферный регистр 9 данных,а затем по информационным шинам 13 приема основной машины — в ОМ, Передача информации в ON происходит под управлением зо блока 3 управления связью с основной машиной, Передача информации прекращается после поступления соответствующего сигнала по управляющим шинам 174 линии 184

35 связи в блок 4 управления линиями связи, который прекращает управлять приемом информации из линии 184 и посылает сигнал конца обмена в блок 3 управления связью с основной машиной. Этот блок, в свою очередь, по управляющим шинам 12 приема основной машины передает сигнал конца в ON.

Передача информации может быть также прекращена по инициативе ОМ, В атом

45 случае сигнал конце обмена по управляю» шим шикам 11 выдачи основной машины поступает в блок 3 управления связью с основной машиной, который прекрашает .управлять передачей информации в канал

ОМ и посылает сигнал конца обмена в блок 4 управления линиями связи, Блок

4 управления линиями связи прекращает управление приемом информации в устройство сопряжения иэ линии 18„связи и через внутреннюю магистраль 6 устройства и блок 7 усилителей связи с линией передает сигнал конца в управляющие шины 164 приема линии 18 связи.

732845 10

Режим передачи информации из ОМ в одну «з линий 18 -18««связи задается не только командой записать", полученной из канала ОМ, как было описано выше, но и командой читать, полученной из какой-либо линии 18 -18«связи. В этом случае для нормального выполнения процедуры передачи данных из канала ОМ должна быть получена встречная команда

"зал ис ать ".

Аналогично режим передачи информации из какой-либо линии 184 18«т связи задается не только командой записать, полученной из линии связи, как было описано выше, но и командой читать", полученной иэ канала ОМ. В этом случае для нормального выполнения процедуры передачи данных из соответствующей линии связи должна быть получена встречная команда "записать .

В тех случаях, когда обмен информацией инициируется командой (записать или читать ), поступившей из какой пибо линии 18 -18 связи, ON имеет возможность прочитать код поступившей команды. Это необходимо для того, чтобы

ON могла проанализировать код поступившей из линии связи команды(со всеми модификаторами) и послать в устройство сопряжения нужную команду с необходимыми модификаторами режимов работы. Эта процедура выполняется при поступлении из канала ON команды уточнить байт команды . По этой команде содержимое второго буферного регистра 9 данных по информационным шинам 13 приема основной машины передается в канал ON (как было описано выше в этот регистр заносится код команды, поступившей из какойлибо линии 184 -18 т связи) . Если после анализа кода команды с линии связи ОМ попытается передать в устройство сопряжения не соответствующую команде с линии встречную команду, эта команда отвергается и устройство сопряжения ждет появления из какала ОМ нужной команды.

Для передачи управляющих и служебных директив от ОМ в какую-либо линию

18 -18«1 связи или иэ какой-либо линии

184-18««связи в ON используется команда управление", Управляющая информация, предназначенная для подключенного к линии связи абонента или для ON, кодируется различными комбинациями модификаторов в коде самой команды. При передаче управляющей директивы от ON к абоненту какой-либо линии 181 -18 т связи команда управление", полученная из кана11 73284 ла ОМ по информационным шинам 10 выдачи в сопровождении соответствующих управляющих сигналов на управляющих шинах 11 выдачи, заносится в первый регистр 1 команд и первый буферный регистр 2 данных, откуда затем через внутреннюю магистраль 6 устройства и включенный регистром 5 приоритетов блок, например 7 усилителей связи с линией передается на информационные шины 14 10 приеме линии 18 связи. При этом блок

3 управления связью с основной машиной управляет приемом команды из ОМ, а блок 4 управления линиями связи управ= ляет передачей кода этой команды в линию 18 связи.

При передаче управляющей (служебной) директивы от абонента какой-либо линии

18 -18 т связи к ON, команда "управление", полученная из линии, например 18 связи по информационным шинам 16 выдачи в сопровождении соответствующих управляющих сигналов на управляющих шинах 17 выдачи линии 181 связи, через блок 17 усилителей связи с линией и

25 внутреннюю магистраль 6 устройства заносится во второй регистр 8 команд и второй буферный регистр 9 данных, из которого затем по информационным шинам

13 приема основной машины передается

30 в канал ОМ. При этом блок 4 управления линиями связи управляет приемом этой команды из линии 18 связи, а блок 3 управления связью с основной машиной управляет передачей кода этой команды в ОМ.

К другим преимуществам предлагаемого изобретения относится возможность использования различных способов передачи

- информации по линиям связи (эти способы могут варьироваться в широких пределал от высокоскоростной параллельной передачи по выделенным физическим линиям и до последовательной передачи по теле45 фонным линиям с использованием модулируюшего и демодулируюшего оборудования).

Передача кодов команды вместе с модификаторами от одной ЭВМ к другой (или от устройства, физического объекта к ЭВМ) позволяет уже на этапе установления связи идентифицировать программы обработки или режимы работы. Это дает возможность использовать такие протоколы связи, в которых время для выполнения вспомогательных функций сведено к минимуму. Это объясняется тем, что в " этих протоколах не требуется выполнение

12 дополнительных служебных операций для передачи управляющей информации, что, в свою очередь, сокращает общее время передачи каждого блока данных и увеличивает эффективную скорость передачи данныхе

Тот факт, что n .обая из линий связи является инициатором обмене, исключает задержки на ожидание связи и повышает реактивность вычислительной системы в целом. Отпадает необходимость в работе на основной ЭВМ специальной программы спрося л., чий. За счет этого достигается

pKeíñ>Ièÿ оперативной памяти и процессорного времени основной ЭВМ.

Формуле изобретения

Устройство для сопряжения вы тислительных машин, содержащее первый рЕгистр команд, первый и второй буферные регистры данных, блок управления связью с основной машиной, блок управления линиями связи, группу блоков усилителей связи с линией, причем первый вход-выход блока управления связью с основной маш иной является первым управляющим входомвыходом устройстве, а второй вход-выход подключен к входу-выходу первого регистра команд, вход которого соединен с информационным входом устройства, управ ляющий вход первого буферного регистре данных соединен с выходом блока управления связью с основнои машиной, а выход второго буферного регистра данных подключен к информационному выходу устройства, при этом информационные входывыходы группы блоков усилителей связи с линией являются ифнормациснным входом-выходом устройства, а управляющие входы-выходы — вторым. управляющим входом-выходом устройства, о т л и ч е ю— щ е е с я тем„что, с целью увеличения количестве сопрягаэмых машин и расширеник ф чициональньтх возможностей устройства за счет возможности инициирования обмена любой сопрягаемой машиной, в него введен регистр приоритетов, второй регистр команд, причем вход-выход блока управления линиями связи подключен, соответственно, к первым входам-выходам усилителей связи с линиейр втОрой ВХОД выход блока управления линиями вязи подключен ко входу-выходу второго регистра команд, третий вход-выход блока управления линиями связи подключен к третьему входу-выходу блока управления

13 732845 14 связью с основной машиной, четвертый линией, вход первого буферного регистра вход-выход блока управления линиями свя- . данных соединен с информационным вхози подключен к первому входу-выходу ре- дом устройства, а выход второго буфергистра приоритетов, а выход блока управ ного регистра данных является информаления линиями связи подключен к управля- 5 ционным выходом устройства. ющему входу второго буферного регистра данных, вторые входы-выходы регистра Источник сточники информации, приоритетов подключены, соответственно, принятые в п инятые во внимание при экспертизе ко втоРым входам-выходам гРУппы блоков 1. Патент США м, 34В2214

Усилителей связи с линией, причем выход 10 кл. 340 172 5 1972

Э первого буферного регистра данных, вход 2. Патент США % 3514758, второго буферного регистра и вход второ- кл. 340-172.5, 1974. го регистра команд подклкчены, соответ- 3. Авторское свидетельство СССР ственно, к информационным входам-выхо- М 437075, кл. G 06 F 9/ОО, дам группы блоков усилителей связи с

09.03.71 (прототип).

1Ф, 5f лбу

17 м, t3p

ffg

Составитель А. Баранов

Редактор А. Мотыль Техред И. Асталош Корректор В. Бутяга

Заказ 1554/10 Тираж 751 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4