Мультиплексный канал

 

Союз Советских

Социапистическиа

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и>868744 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 03.01.80 (21) 2865442/18-24 с присоединением заинкн №вЂ” (23) П риорнтет— (5I)M. Кл.

G 06 F 3/04

9вудврата @ив квинтет

CCCP вв евам взеаретевкв и втврьпвй

Опубликовано 30.09.81. Бюллетень № 36 (53) д К 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 30.09 .81 (54) МУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ КАНАЛ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к организации структур мультиплексных каналов, и может бып использова но для ввода-вывода информации в цифровых вычислительных системах.

Известны мультнплексиые каналы, содержащие регистр командного слова, регистр адреса нового командного слова, модификатор. адреса, регистр запросов, схему выбора запросов, дешифратор номера внешнего устройства, шйфратор адреса командного слова, схему,управления, 10 шины передачи управляющих сигналов и инфор- мационные шины. Функционирование таких ка палов происходит параллельно с работой центрального процессора и заключается s приеме командных слов из центрального процессора и управлении по ним обменом данными между внутренней памятью электронной цифровой вычислительной машины (ЭЦВМ) и большкм чи лом внеппптх устройств, работающих ogaoape. менно. Командные слова, выбранные из внутренней памяти ЭЦВМ, приниввются в память устройства "Мультнплексный канал" и указыва ют номер индикатора прерывания программы

2 центрального процессора при окончании обмена, счетчик количества обменов и область памяти; которую следует использовать при обмене. После каждого однократного обмена данными происходит изменение счетчика количества обменов и текущего адреса данных. ЗавершеншеЭ ние операции ввода-вывода вызывает прерывание программы центрального процессора f1J.

Недостаток указанных каналов состоит в их невысоком быстродействии.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является мультиплексный канал, содержащий блок обработки команды центрального процессора, вход которого соединен с первым входом канала, регистр связи с центральным процессором, первый вход которого соединен со вторым входом канала, а второй вход — с первым выходом блока об. рабопси команды центрального процессора, регистр хранения запросов, вход котороГо соединен с третьим входом канала, а выход — с первым входом блока анализа приоритетов, второй вход которого соединен со вторым вы868744

20 ходом блока обработки команды центрального процессора, третий вход через регистр разрешения реализации запросов и дешифратор адреса внешнего устройства — с первым выходом регистра связи с центральным процессором, а выход через шифратор адреса внешнего устройства — с первым выходом устройства, регистр командного слова, первьй вход которого соединен с четвертым входом канала, а нервьй (номер индикатора прерывания программы центрального процессора) и второй (счетчик количества обменов) выходы — со входами дешифратора номера индикатора прерывания, выход которого соединен со вторым выходом канала, третий (счетчик адресов размещения данных во внутренней памяти) и четвертый (начальный адр-с размещения данны во внутренней памяти) выходы регистра командного слова поступают на входы блока для формирования адреса обращения к внутренней памяти, выход которого соединен с третьим выходом канала, пятый выход регистра командного слова (командное слово) поступает на вход блока модификации, В этом блоке при каждом однократном обмене данными происходит из4 последовательно: обслуживание каждого отдельного запроса начинается после того, как закончилось обслуживание предыдущего запроса, в течение всего времени обслуживания одного запроса соответствующее ему командное слово находится на одном регистре командного слова.

Это обуславливает невысокую пропускную способность мультиплексного канала.

Цель изобретения — повышение пропускной способности канала.

Поставленная цель достигается тем, что в мультиплексный канал, содержащий блок дешифрации команды центрального процессора, вход которого является первым входом канала; регистр связи с центральным процессором, первыи вход которого соединен со вторым входом канала, а второй вход — с первым выходом блока дешифрации команды центрального процессора, регистр хранения запросов, вход которого соединен с третьим входом канала, а выход — с первым входом блока приоритетов, второй вход которого соединен со вторым выходом блока дешифрации команды центрального процессора, третий вход через регистр разрешения реализации запросов и дешифратор ад50 менение состояния счетчиков в составе команд-, ного слова, С выхода блока модификации командное слово поступает на второй вход регистра командного слова, с пятого выхода которого командное слово поступает на четвертый вход регистра хранения данных, пфвьй вход которого соединен со вторым входом канала, второй вход — со вторым выходом регистра связи с центральным процессором, а трепй вход — c пятым входом канала, выход регистра хранения данных соединен со входом селектора, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым выходами устройства. Канал содержит также коммутатор адресов обращения к памяти канала, первый вход которого соединен с выходом шифратора адреса внешнего устройства, второй вход — с первым выходом регистра связи с центральным процессором, а выход соединен с седьмым выходом канала (2j .

В известном мультиплексном канале обработка каъ. ого запроса внешнего устройства на обмен информацией проходит последовательно следующие стадии: чтение командного слова, соответствующего старшему из пришедших запросов из памяти устройства, осуществление обмена информацией между внешним устройством, приславшим старший запрос, и указанной в командном слове областью внутренней памяти ЭЦВМ, модификация командного слова и запись промодифицирован ого командного слова в память канала. Обслуживание запросов внешних устройств организовано реса внешнего устройства — с первым выходом регистра связи с центральным процессором, а выход — со входом шифратора адреса внешнего устройства, первьй регистр командного слова, вход ксторого соединен с четвертым входом канала, а выход — со входом блока модификации, дешифратор номера индикатора прерывания, выход которого соединен с первым выходом канала, блок формирования адреса обращения к внутренней памяти, выход которого соединен со вторым выходом канала, регистр хранения данных, первьй вход которого соединен со вторым входом канала, второй вход — со вторым выходом регистра связи с центральным процессором, третин вход— с пятым входом канала, а выход — со входом селектора, группа выходов которого является группой выходов канала, коммутатор адресов обращения к памяти, первый вход которого соединен с выходом шифратора адреса внешнего устройства, второй вход — с первым выходом регистра связи с центральным процессором, а выход — с третьим выходом устройства, введены второй и третий регистры командного слова, первый и второй регистры аг реса внешнего устройства и коммутатор, причем груши входов второго регистра командного слова подключена к группе выходов первого регистра командного слова, первая группа:выходов — к группе входов блока формирования адреса обращения к внутренней памяти, а вторая группа выходов — к группе входов третьего регистра командного слова, первьй и второй выходы которого соединены с

5 86 соответствующими входами дешифратора номера индикатора прерывания, выход блока модификации соединен с четвертым входом регистра хранения данных, вход первого регистра адреса внешнего устройства соединен с выходом шифратора адреса внешнего устройства, а выход — со входом второго регистра адреса внешнов, которое необходимо выполнить для завершения обмена, счетчик 98 адресов размещения данных во внутренней памяти и начальный адрес 99 размещения данных во внутрен5 ней памяти

Канал работает следующим образом.

Работа устройства инициируется командой

"прием командного слова", поступающей из центрального процессора на вход 14 блока 13.

С выхода 15 в регистр 17 поступает сигнал приема командного слова, разрешая принять в регистр 17 командное слово и сопровождающий его адрес внешнего устройства из памяти центрального процессора.

Запись командного слова в память осуществляется следующим образом. Адрес внешнего устройства, одновоеменно являющийся адресом размещения командного слова в памяти, с выхода 21 регистра 17 поступает на вход

94 коммутатора 92 и.далее в память канала. го, Вслед эа передачей адреса в память производится передача командного слова, которое с выхода 20 регистра 17 поступает на вход 82 регистра 81 и через селектор 87 — на выход

12, откуда поступает в намять канала. Во вре25 мя передачи командного слова иэ центрального процессора в память канала работа блока 25 блокируется, для чего на вход 26 блока 25 с выхода 16 блока 13 поступают блокирующие сигналы. Наличие в памяти канала командного

Зо . слова для некоторого внешнего устройства нндицируется соответствующим разрядом регистра 30, который возбуждается сигналами, поступающими на его вход 31 с выхода дешифратора 33.

Реализация запросов внешних устройств на обмен информацией между каким-либо внешним устройством и внутренней памятью ЭЦВМ осуществляется в следующей последовательности.

40 Запросы внешних устройств на обмен данными поступают на вход 23 регистра 22. При наличии сигналов разрешения реализации запросов, поступающих с выхода 32 регистра 30 на вход

28 блока 25, последний выделяет сигнал, со45 ответствующий старшему (нулевому) запросу.

Этот сигнал поступает на шифратор 36, с выхода 38 которого адрес внешнего устройства, одновременно являющийся и адресом размещения в памяти канала соответствующего командного слова, поступает на вход 93 коммутато50 ра 92, с выхода 95 которого — в память канала. Считанное по этому адресу из памяти командное слово, соответствующее нулевому запросу, поступает по входу 4 в регистр 49.

Командное слово с выхода 53 регистра 49 по79

55 него устройства, первый и второй входы коммутатора соединены соответственно с выходами первого и второго регистров адреса внешнего устройства, а выход — с четвертым выходом устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого мультиплексного канала; на фиг. 2— структура командного слова.

Мультиплексный канал (фиг. 1) содержит входы 1 — 5, выходы 6 — 9 и выходы 10, 11 и 12 группы выходов канала, блок 13 дешифрации команды центрального процессора со входом .

14 и выходами 15 и 16, регистр 17 связи с центральными процессором со вторым и первым входами 18 и 19, вторым и первым выходами 20 и 21, регистр 22 для хранения запросов со входом 23 и выходом 24, блок 25 приоритетов со вторым, первым и третьим входами 26 — 28 и выходом 29, регистр 30 разрешения реализации запросов со входом 31 и выходом 32, дешифратор 33 адреса внешнего устройства со входом 34 и выходом 35, шифратор 36 адреса внешнего устройства со входом 37 и выходом 38, первый регистр 39 адреса внешнего устройства со входом 40 и выходом 41, второй регистр 42 адреса внешнего устройства со входом 43 и выходом 44, коммутатор 45 со входами 46 и 47 и выходом

48, первый регистр 49 командного слова со входом 50 и выходами 51 — 55 группы выходов, второй регистр 56 командного слова со входами 57 — 60 группы входов и выходами 61, 62 и 63, 64 первой и второй групп выходов, третий регистр 65 командного слова со входами 66 и 67 группы входов и выходами 68 и 69, дешифратор 70 номера индикатора прерывания со входами 71 и 72 и выходом 73, блок 74 модификации со входом 75 и выходом 76, блок 77 формирования адреса обращения к внутренней памяти со входами 78 и группы входов и выходом 80, регистр 81 храь иения даяшых со вторым, четвертым, первым и третьим входами 82 — 85 и выходом 86, селектор 87 со входом 88 и выходами 89 — 91 группы выходов, коммутатор 92 адресов обращения к памяти со входами 93 и 94 и выходом 95.

Структура командного слова (фиг. 2) включает следующие поля: номер 96 индикатора прерывания программы центрального процессора при окончании обмена по данному icp1мандному слову, счетчик 97 количества обме8744 6 ступает на блок 74. На выходе 76 последнего формируются новые промодифицированные значения полей 97 и 98 командного слова и оставшиеся без изменения значения полей 96 и 99.

868744 З.

С выхода 76 блока 74 командное слово постутиет на вход 83 регистра 81, с выхода 86 которого через селектор 87 командное слово поступает на выход 12 для возвращения в память канала по адресу, поступающему с шифратора 36 через коммутатор 92. После этого командное слово нэ регистра 49 передается в регистр 56, освобождая регистр 49 под командное слово, соответствующее следующему (первому) запросу. Одновременно с этой передачей командного слова осуществляется и запись адреса внешнего устройства, приславшего нулевой запрос, с шифратора Зб.в регистр

39.

С выходов 62 и 61 регистра 56 поля 98 и

99 командного слова, необходимые для формирования текущего адреса обращениа к внутренней памяти по нулевому запросу, поступают на блок 77, с выхода &О которого сформированный адрес поступает на выход 7 устройства, н далее во в память ЭЦВМ, В случае, если необходимо записать информацию. во внутреннюю память ЭЦВМ, к внешним устройствам с выхода 41 регистра 39 через коммутатор 45 поступает адрес внешнего уегройства, который идентифицирует внешнее

ycrpokcrso, участвующее в обмене информацией но нулевому запросу. После этого паля 96 и 97 командного слова, находящегося на регистре 56, а также адрес внешнего устройства на регистре 39 передаются соответстяенйо в регистры 65 н 42, а в регистры 56 и 39 передаются соответственно комащное caoso as первого регистра 49 командного слова и адрес внешнего устройства с шифратора 36 для фор. мирования адреса обращения к внутренней памяти по следующему (первому) запросу и идентификации внешнего устройства, приславшего этот запрос (в случае записи дишых во внутреннюю память ЭЦВМ); ,Обмен информацией по нулевому запросу происходит следующим образом. Если данные записываются во внутреннюю память, то информация от внешнего устройства поступает на вход 5, откуда — на вход 85 регистра 81 и далее через селектор 87 — на выход 11, с которого нн,ормацня поступает во внутреннюю память вычислительной машины, где осуществляется запись данных йо ранее выданному адресу с выхода 7. Если данные читаются из внутренней памяти ЭЦВМ, то прочитанная информация из внутренней памяти поступает на вход 2 и далее на вход 84 регистра 81 и затем через селектор 87 — на выход 10, с которого — в информационные шины внешних устройств и используется внешним устройством, с идентифицируемым адресом, поступающим с регистра 42 через коммутатор 45 на выход 9.

Таким образом, однократный обмен данными

5

10 !

20.

ЭО

3$

55 по нулевому запросу завершен. В случае, когда обмен данными завершен полностью и сосюяние поля счетчика 97 количества обменов равно нулю, производится выдача номера индикатора прерывания программы центрального процессора: поля 96 и 97 командного слова с регистра 65 поступают на дешифратор 70 и далее с выхода 16 — в центральный процессор.

Таким образом, предлагаемый мультиплексный канал позволяет увеличить пропускную способность в установившемся режиме по сравнению с пропускной способностьл известного канала. Это обусловлено тем, что в предлагаемом канале одновременно s режиме перекрытия различных стадий Обслуживания зап1юсов внешних устройств ведется работа по трем командным словам, в то время как. в известном в каждый момент времени работа ведется только по одному командному слову.

Формула изобретения

Мультиплексный канал, содержащий блок дешифрации команды цеитращюго процессора, ВхОд котОрого является перВым входом кана ла, регистр связи с центральным процессором, первый вход которого соединен со Вторым входом канала, а Второй вход — с первым выходом блока дешифрации команды центрального процессора, регистр хранения запросов, вход которого еоепииеи с третьим входом, пала, а выход — с перВЫЫ входом блока приоритетов, Второи вход которого соединен со вторым выходом блока депинррации команды центрального процессора, третий вход через регистр разрешения реализации запросов и дешиф ратор адреса внешнего устройства — с первым

:.Выходом регистра связи с центральным процессором, а выход — со входом шифратора адреса внешнего устройства, первый регистр командного слова, вход которого соединен с чет- . вертым входом канала, а Выход — co входом блока модификации, дешифратор номера инцикатора прерывания Выход которогО соединен с первым выходом канала, блок формирования адреса обращения к Внутренней памяти, выход которого соединен со вторым выходом канала, регистр хранения мннжх. первый вход которого соедииеи со вторым входом канала, вюрой вход — со вторым выходом регистра связи с центральным процессором, третий входс пятым входом канала, а выход — со входом селектора, группа выходов которого является . .группой выходов капала, коммутатор адресов обращения к памяти, первый вход которого соединен с выходом шифратора адреса. внешнего устройства, второй вход — с первым выходом регистра связи с центральным процессором, -а выход — с третьим выходом устройства, о т9 868744 10 с четвертым входом регистра хранения данных л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыа еса внешнего йшения пропускнои спосо ности канал, введены второй и третий регистры командно- ства соединен с выходом шифратора адреса го слова, первый и второи регистры адреса внешнего устройства, а выход — со входом внешнего устройства и коммутатор, причем груп- > второго регистра адреса внешнего ycrpoQeraa, па входов второго регистр истра командного слова первый и второй входы коммутатора соединеподключена к группе выходо ов первого регист- ны соответственно с выходами первого и втора командного слова, первая группа выходов — рого регистров адреса внешнего устройства, а к группе входов блока формирования адреса выход — с четвертым выходом устроиства. обращения к внутренней памяти, а вторая груп- Источники информации, — не входов третьего регист- принятые во внимание при экспертизе а ВМ. М. "Нара командного слова, первый и второй выхо- 1. Карцев М. А. Архитектура ЦВМ. М., а1978 с. 265-267.

2. Авторское свидетельство СССР Ф 495659, P

ывания выход блока модификации соединен >> кл, 6, G 06 F 3/04 1973 (прототип).

Э ) ВНИИПИ Заказ 8329/70

Тиралс 748 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгорол, ул. Проектная 4

Фи.г,2