Устройство для сопряжения каналов ввода-вывода

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (щ789989

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 251278 (21) 2700876/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23,1280. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 2312.80 (51}М. Кл.з

G06 Г 3/04

Государствеииый комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325

088.8 (72) Авторы изобретения

A.Ï.3àïîëüñKèé, Г.A.Híàíoâ, A.ß.Koñòèíñêèé и Е.H.Bîðîáåé (71) Заявитель! 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ КАНАЛОВ

ВВОДА-ВЫВОДА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения двух каналов

ЭВМ, имеющих одинаковый интерфейс ввода-вывода, например, интерфейс ввода-вывода ЕС ЭВМ.

Известно устройство для сопряжения, содержащее блок приема информации, блок приема адреса, дешифратор, блок сравнения адреса, регистр команд 1О

f11 .

Однако данное устройство имеет низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сопряжения 15 каналов ввода-вывода, содержащее две управляющие входные шины, две ин-. формационные входные шины, две управляющие выходные шины, две информационные выходные шины, два узла форми- 20 рования состояния, два узла управления, два узла начальной выборки, два регистра команд, два регистра данных, nI ичем первые входы каждого узла начальной выборки и узла 25 управления соединены с соответствующей управляющей входной шиной, а первые выходы каждого узла начальной выборки и узла управления — .с первым и вторым входами соответствующего 30 узла формирования состояния, вторые вход и выход каждого узла начальной выборки соединены со вторыми выходом и входом соответствующего узла управления, третий выход каждого узла начальной выборки соединен с первым входом соответствующего регистра данных, третьи вход и выход каждого узла управления — с первыми выходом и и входом соответствующего регистра, команд, четвертый выход каждого узла управления соединен с соответствующей управляющей выходной шиной, второй вхор. каждого регистра команд — с соответствующей информационной входной шиной и вторым входом противоположного регистра данных, второй и третий выходы каждого регистра команд соединены соответственно с третьим входом противоположного регистра данных и с третьим входом соответствующего узла формирования состояния, четвертый вход и первый выход одного узла формирования состояния — с первым выходом и четвертым входом противоположного узла формирования состояния, второй выход каждого узла формирования состояния — с четвертым входом соответствующего регистра данных, первый выход которого соединен с соот789989 ветствующей информационной выходной шиной. Укаэанное устройство предназ- начено для сопряжения двух каналов, имеющих интерфейс ввода-вывода, аналогичный принятому в ЕС ЭВМ (2).

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие,а также отсутствие информации о состоянии устройства в процессе возникновения сбойных ситуаций..

Цель изобретения — повышение быст- р родействия, а также расширение функциональных возможностей, связанных с увеличением числа индицируемых сос-, тояний устройства, устанавливаемых в различных сбойных ситуациях.

Поставленная цЕль достигается тем, что в устройство, содержащее два блока согласования, каждый из которых включает узел управления, соединенный двухсторонними связями с регистром команд и узлом начальной выборки, первые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам узла формирования состояния, соединенного третьим входом с первым выходом узла управления, а первым выходом — с первым входом регистра данных, второй вход которого подключен ко второму выходу узла начальной выборки, соединенного входом со входом узла управления, причем gg вход и второй выход узла управления первого блока согласования являются соответственно первыми управляющими входом и выходом устройства, вход и второй выход узла управления второ- З5 го блока согласования являются соответственно вторыми управляющими входом и выходом устройства, выходы регистров данных первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства, входы регистров команд первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, вход и второй 45 выход регистра команд одного блока согласования подключены соответственно к третьему и четвертому входам регистра данных другого блока согласования, второй выход и четвеРтый 5О вход узла формирования состояния одноГо блока согласования соединены соответственно с четвертым входом и вторым выходом узла формирования состояния другого блока согласования в каждый блок согласования введены узел ускоренного .обмена и регистр сбоев, соединенный двухсторонними связями с регистром данных и узлом. формирования состояния; причем первый вход регистра сбоев каждого бло- 60 ка согласования подключен к третьему входу узла начальной выборки того же блока согласования, первый вход узла начальной выборки первого блока согласования соединен с первыми, б5 входами узлов ускоренного обмена первого и второго боков согласования вторые входы которых соединены с первым входом узла начальной выборки второго блока согласования, а третьи входы — соответственно с третьими выходами узлов управления первого и второго блоков согласова ния, выходы узлов ускоренного обмена первого и второго блока согласования соединены соответственно с первым управляющим выходом устройства и пя- тым входом регистра данных второго блока согласования и со вторым управляющим выходом устройства и пятым входом регистра данных первого блока согласования, четвертый выход узла управления первого блока согласования соединен со вторыми входами регистров сбоев первого и второго блока согласования, третьи входы которых подключены к четвертому выходу узла управления второго блока согласования, четвертые входы — соответственно к шестым входам регистров данных второго и первого блоков согласования, а пятйе входы соответственно к первым выходам регистров команд первого и второго блоков согласования, седьмые входы регистров данных первого и второго блоков согласования подключены соответственно к выходам соединенных двухсторонней связью регистров сбоев второго и первого блоков согласования, а также тем, что узел ускоренного обмена содержит два триггера, четыре элемента И и два элемента НЕ, причем первый и второй входы первого триггера соединены с соответствующими шиками второго входа узла, а третий и четвертый входы — соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и через первый элемент НЕ к первому входу первого элемента И и первой шине третьего входа узла, втсрой вход первого элемента И соединен со второй шиной третьего входа узла, первым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ со вторым входом третьего элемента

И, выходы которого и четвертого элемента И соединены с соответствующими входами второго триггера, первый выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, первый выход первого триггера соединен с третьим входом ; третьего элемента

И, вторые входы второго и четвертого элементов И соединены с соответствующими шинами первого входа. узла, а вторые выходы первого и второго триггеров подключены к соответствующим шинам выхода узла.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема узла ускоренного обмена, на фиг. 3 — временная диаграмма ускоренного обмена °

789989

55 изошел сброс или последовательность отключения от интерфейса, и этот .узел перешел в неготовое состояние.

Второй бит регистра определяет,,что при обмене данными н соответствующем регистре данных произошел сбой

Устройство содержит блоки 1 и 2 согласования, узлы 3,4 начальной выборки, узлы 5,6 управления, узлы 7,8 формирования состояния, регистры 9, 10 данных, регистры 11,12 команд, регистры 13,14 сбоев, узлы 15,16 ускоренного обмена, шиНы 17 и 18 управляющих входов устройства и выходы 19, .20 устройства, шины 21 и 22 инфорМационных входов устройстна и выходы 23,24 устройства.

Узлы 15 и 16 ускоренного обмена содержат первый элемент HE 25, второй триггер 26, второй 27 и третий

28 элементы И, второй элемент НЕ 29, четвертый элемент И 30, первые триггер 31 и элемент И 32.

Устройство работает следующим образом.

Узлы 3 и 4, узлы 5 и 6 через шины 17 и 18, а также шины 19 и 20 соединяются с соответствующими каналами. Узлы 3,4,5 и 6 предназначены для реализации последовательнсоти интерфейса ввода-вывода. Регистры 11 и 12 предназначены для хранения кода операции, поступившей из соответствующего канала по входным информационным шинам 21 и 22. Данные в каналы выдаются из соответствующих регистров 9 и 10 по выходным информационным шинам 23 и 24. Узлы 7 и 8 формирования состояния предназначены для формирования состояния устройств перед началом выполнения очередной команды, а также после завершения ее выполнения. Информация о состоянии . устройства выдается в каждый ;;анал.

Через регистр 9 (10) данных выдается в соответствующий канал адрес устройства сопряжения, передаваемый из узла 3 (4) начальной выборки, код операции, поступивший и устройство из другого канала, передаваемый из регистра 12 (11) команд, информация о состоянии устройства, выдаваемая из узла 7 (S) формирования состояния, данные, поступающие с входных информационных шин 22 (21); информация о сбоях, которые могут возникнуть при выполнении устройством команд канала, выданаемая иэ регистров 13, 14 сбоев (14,13) . Каждый .регистр сбоев представляет собой восьмираэрядный регистр, каждый бит которого соответстнует определенному типу сбоя в устройстве. Нуленой бит регистра определяет сбой в команде (неверный паритет), поступившей в соответствующий регистр команд. Первый бит регистра фиксирует ситуацию, когда в противоположном узле управления (расположенном и другом блоке согласования) `ро(зафиксирован неверный паритет байта данных) .Третий бит регистра определяет ситуацию, когда в соответствующих узлах управления, начальной выборки или формирования состояния произошел сбой оборудования. Четвертый пятый и шестой биты регистра уточняют эту информацию. Четвертый бит регистра устанавливается при сбое выборки в соответствующем узле на4 чальной выборки, пятый бит — при сб .е соответствующем узле управления, шестой — пои сбое в формировании байта состояния в соответствующем узле формирования состояния. Седьмой бит регистра устанавливается, когда в противоположном узле управления выполняются последовательности селектинного сброса или отключения от интерфейса. Биты 1 и 7 в совокупности позволяют точно определить тип произошедшего сброса. Содержимое регистров 13 и 14 доступно каналам посредством выполнения специальной команды уточнения состояния.

При этом биты О, 2, 4-6 регистра выдаются в противоположный канал, а биты -,3, 7 — в свой канал. Взаимодействие каналов через устройство сопряжения осущестнляется путем выдачи пары соответствующих команд (например, "считать" и "записать") .

Команды в устройство поступают в процессе начальной выборки, осущеcT нляемой узлами 3 (4), 5 (6), 7 (Я).

Коды операций хранятся . в соответствующем регистре 11 (12) команд. Обмен происходит под управлением узлов

15 (16) . Каждый из этих узлов состоит из одинаковых элементов и работает одинаковым образом. Взаимодействие между узлами осуществляется не непосредственно, а через интерфейс канала. Для увеличения пропускной способности устройства н состав каждой управляющей выходной шины 19 (20) введена одна дополнительная сигнальная линия запроса (запрос 2), а в состав каждой управляющей входной шины 17 (18) — дополнительная сигнальная линия ответа (отнет 2) . . На фиг. 3 изображена временная диаграмма ускоренного обмена для случая, когда канал А, снязанный с устройством через блок 1, выполняет команду "записать", а канал В, связанный с устройством через блок 2, команду "считать". По сигналу запрос

1 A выдаваемому триггером 31, канал

A выдает сигнал ответ 1 А нместе с байтом данных. Установка триггера

31 производится в процессе обмена сигналами интерфейса ввода-вывода.

Исключение составляет случай выдачи первого сигнала запрос 1 А, когда триггер 31 устанавливается в "1" по сигналу -из узла управления (из узла

5 управления устанавливается триггер

31 узла 15) . Сигнал ответ 1 А устанан789989 ливает в "0" триггер 31 узла 15 в

"1" триггер 31 узла 16. Установка в

"1" триггера 31 узла 16 вызывает выдачу сигнала запрос 1 В. Вместе с эгим сигналом в канал В выдается байт данных, принятый иэ канала А. Приняв байт данных, канал В выдает сигнал

5 ответ 1 В. Установленный в "0" триггер 31 через элемент И 28 по сигналу ответ 1 А разрешает установку триг- гера 26 блока 15 в "1". По единичному состоянию триггера 26 в канал 4 выда ется сигнал запрос 2 А. Сигнал отв=-т

1 A блокирует повторную установку триггера 31 через элемент НЕ 25, исключая тем самым выдачу запросов в канал А по двум шинам одновременно.

Установка триггера 26 разрешается через элемент HE 29 отсутствием сигнала ответ 2 А. Таким образом, наличие на входных шинах устройства сигналов ответ 1 или ответ 2 от какоголибо канала блокирует выдачу в этот канал соответствующего запроса (запрос 1 или запрос 2). В ответ на сигналы запрос 1 В и запрос 2 А, каналы

В и А выдают соответственно сигналы ответ 1 В и ответ 2 А. Канал А вместе с сигналом ответ 2 A выдает следующий байт данных, а канал В, выдавая сигнал ответ 1 В, принимает предыдущий байт данных. По сигналам ответ

1 В и ответ 2 А устанавливаются в 30

"0" триггер 31 узла 16 через элемент

И 27 и триггер 26 узла 15 через элемент И 30. Установка в "0" этих триггеров сбрасывает сигналы запрос

2 А и запрос 1 В, По сигналу ответ 35

2 А, нулевому состоянию триггера 31 и отсутствию сигнала ответ 1 А устанавливается в "1" триггер 31 узла

15, а в канал 1 выдается запрос 1 А на обмен следующим байтом данных. По сигналу ответ 1 В, нулевому состоянию триггера 31 и отсутствию сигнала ответ 2 В устанавливается в "1" триггер 26 узла 16, а в канал В выдается сигнал запроса 2 B. Выдача и сброс следующих запросов осуществля ется аналогично.

Таким образом, устройство позволяет записывающему .каналу выдавать каж- о дый последующий байт во время приема считывающим каналом предыдущего байта, не дожидаясь окончания последовательности приема предыдущего байта, это увеличивает быстродействие и пропускную способоность устройства. Расширение функциональных. возможностей, полученное эа счет введения узлов регистрации сбоев, улучшает эффективность от использования устройства сопряжения. Наличие инфор- Щ мации, фиксирующей различные сбойные ситуации в устройстве сопряжения, поз воляет оператору ускорить поиск неисправности, тем самым улучшается такой параметр надежности, как вели- у чина среднего времени восстановления

Формула изобретения

1. Устройство для сопряжения каналов ввода-вывода, содержащее два блока согласования, каждый из которых включает узел управления, соединенный двухсторонними связями с регистром команд и узлом выборки, первые, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам узла формирования состояния, соединенного гретьим входом с первым выходом узла управления, а первым выходом-с первым входом регистра данных, второй вход которого подключен ко второму выходу узла начальной выборки, соединенного входом со входом узла управления, причем вход и второй выход узла управления первого блока согласования являются соответственно первыми управляющими входом и выходом устройства., вход и второй выход узла управления второго блока согласования являются соответственно вторыми управляющими входом и выходом устройства, выходы регистров данных первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства, входы регистров команд первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными входами устроиства, вход и второй выход регистра команд одного блока согласования подключены соответственно к третьему и четвертому входам регистра данных другого блока согласования, второй выход и четвертый вход узла формиро вания состояния одного блока согласования соединены соответственно с четвертым входом и вторым выходом узла формирования состояния другого блока согласования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в каждый блок согласования введены узел ускоренного обмена и регистр сбоев, соединенный двухсторонними связями с регистром данных и узлом формирования состояния, причем первый вход регистра сбоев каждого. блока согласования подключен к третьему выходу узла начальной выборки того же блока согласования, первый вход узла начальной выборки первого блока согласования соединен с первыми входами узлов ускоренного обмена первого и второго блоков согласования,. вторые входы которых соединены с первым входом узла начальной выборки второго блока согласования, а третьи входы соответственно с третьими выходами узлов управления первого и второго блоков согласования, выходы узлов ускоренного обмена первого и второго

789989

10 блока согласования соединены соответственно с первым управляющим выходом устройства и пятым входом регистра данных второго блока согласования и со вторым управляющим выходом устройства и пятым входом регистра данных первого блока согласования, четвертый выход узла управления первого блска согласования соединен со вторыми входами регисторов сбоев первого и второго блока согласования, третьи входы которых подключены к четверто- о му выходу узла управления второго блока согласования, четвертые входысоответственно к шестым входам регистов данных второго и первого блоков согласования, а пятые входы — к соот- t5 ветственно первым выходам регистров команд первого и второго блоков сог-. ласования, седьмые входы регистров данных первого и второго блоков согласования подключены соответственно к в о выходам соединенных двухсторонней связью регистров сбоев второго и первого блоков согласования.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел ускорен- ного обмена "одержит два триггера, четыре элемента И и два элемента НЕ, причем первый и второй входы первого триггера соединены с соответствующими шинами второго входа узла, а третий и четвертый входы — соответственно с выходами первого и,второго элементов

И, первый вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и через первый элемент НЕ к первому входу первого элемента И и первой шине третьего входа узла, второй вход первого элемента И соединен со второй шиной третьего входа узла, первым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ со вторым входом третьегQ элемента И, выходы которого и четвертого элемента И соединены с соответствующими входами второго триггера, первый выход которого соединен с третьим входом первого элемента И,. первый выход первого триггера соединен с третьим входом третьего элемента И, вторые входы второго и четвертого элементов И соединены с соответствующими шинами первого входа узла,а вторые выходы первого и второго триггеров подключены к соответствующим шинам выхода узла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 572777, кл. < 06 Р 3/04, 1973.

2. Патент США Р 3400372, кл. 340-1725, 1970. прототип /

789989

Уст пердого

ыпрос1 Я

3anpoc1 Я

Отоет1М

СМЕРОС ПЕРоог запроо/А

Уют. первое

3апрос1 В ,Ьпрас f И

Om8em18

3anpocl Я

Отоетг 4

Запрос Р 8

Отдет2 8

Составитель В.Вертлиб

Редактор В.Парасюн Техред Т.Маточка КорректоР tu,Ìàêàðåíêo

Заказ 9041/50 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4