Мультиплексный канал

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

/бК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270779 (21) 2802885/18-24 (5$) М. К11.>

G 06 F 3/04 с присоединением эа яв ки М2 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53)УДК 681.3 (088. 8) Опубликовано 230482. Бюллетень Мо 15

Дата опубликования описания 2304.82 (72) Авторы изобретения

В.В.Веселовский и О.Г.Светни в

««р«« 1

1 (71) Заявитель (54) ИУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ КАНАЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительных систем.

Известен мультиплексный канал, .содержащий адресный регистр и регистр информации, соединенные с запоминающим устройством, блок хранения управляющего слова, соединенный с адресным регистром и регистром информа- ции, блок сопряжения, соединенный с устройствами ввода-вывода и регистром информации (1) .

Известный канал осуществляет начальную загрузку ЦВМ полуавтоматически, т.е. оператор вручную, с помощью переключателей, выбирает устройство ввода и инициирует операцию чтения. Такая реализация начальной загрузки не позволяет обеспечить эффективное управление со стороны главной управляющей ЦВМ машинами нижнего уровня в иерархических вычислительных системах, работающих в реальном масштабе времени, так как первоначальная загрузка каждой ЦВМ осуществляется автономно.

Кроме того, в канале отсутствуют аппаратные средства для управления вводом данных от абонентов. В результате приходится испольэовать программные средства, обеспечивающие опрос абонентов с целью выявления сообщений, ожидающих передачи.

Между моментами опроса первого и последнего. абонента может пройти достаточно много времени, что существенно для систем, работающих в реальном масштабе времени. В системах, в которых пакеты передаваемых данных имеют переменную длину, программные средства усложняются, что сказывается также на производительности вычислительной системы. Отсутствие

15 средств управления вводом информации приводит к неэффективности работы запросных систем, систем коллективного пользования и сетей связи.

При этом в известном канале отсутствует также возможность передачи в процессор внешних запросов на прерывание, которые позволяют процессору отвечать на сигналы от внешних объектов, подключаемых к каналу.

Таким образом, известный канал ввода-вывода не обеспечивает эффективную работу вычислительных систем.

Наиболее близким к изобретению является мультиплексный канал, кото-.

30 рый содержит блок хранения управляюще922713

4 го слова;. блок сопряжения, регистр состояния, адресный регистр и регистр информации, причем первые входы-выходы регистра адреса и регистра информации соединены соответственно с первыми ,и вторыми входами-.выходами канаю а, завторив входы соединены с первым выходом блока сопряжения, третьи входыс выходом блока хранения управляющего слова, вход которого соединен с вторым выходом регистра информации и первым входом блока сопряжения, вторые входы-выходы которого соединены с третьими входами-выходами канала, третий вход блока сопряжения соединен с первым выходом блока управ-15 .ления, третий выход - с первым входом регистра состояния, выход которого соединен с четвертым входом регистра информации и первым входом блока управ-. ления, второй выход которого соединен 2О

:с вторым входом регистра состояния, третий выход - с пятым входом регистра информации, и четвертый выходявляется выходом канала (2) .

В указанном мультиплексном канале также отсутствуют аппаратные средства для управления вводом данных от абонента и возможность передачи в процессор внешних запросов на прерывание, что приводит к неэффективной работе запросных систем., систем коллективного пользования, сетей связи, и не позволяет процессору отвечать на сйгналы от внешних объектов, подключенных к каналу.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей мультицлексного, канала за счет возможности управления вводом данных от абонента.

Поставленная цель достигается тем,40 что в мультиплексный канал, содержащий регистр адреса, регистр информации, блок управления, регистр состояния, блок хранения управляющего слова и блок сопряжения, причем.первые 4

> входы - выходы регистра адреса и регистра информации соединены.соответственно с первыми и вторыми входами« выходами канала, первые входы соединены с первым выходом блока сопряжения, вторые входы - с выходом блока

5 .хранения управляющего слова, вход которого соединен с вторым выходом регистра информации и первым входом блока сопряжения, вторые входы-выходы которого.соедйнены с третьими входами-выходами канала, третий вход блока сопряжения соединен с первым. выходом блока управления, третий,выход - с первым входом регистра состояния, выход, которого соединен с 6О третьим входом регистра информации и первым входом блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом регистра состояния, третий выход - с четвертым входом ре- 65 г гкстра информации, и четвертый выход является выходом канала, введены запоминающий блок, дешифратор к регистр служебного символа, причем первый вход регистра служебного символа ,соединен с третьим выходом блока сопряжения, второй вход. - с пятым выходом блока управления, выход — c ..пятым входом регистра информации и входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока управления к первым входом запоминающего блока, второй вход которого соединен с шеСтым выходом блока управления, к выход - с третьим входом регистра адреса и шестым входом регистра инФормации. Кроме того, блок управления содержит Группу элементов> И-ИЛИ, адресный регистр, дешифратор, узел синхронизации, генератор импульсов, постоянное запоминающее устройство и формирователь управляющих импульсов, причем первые входы элементов И-ИЛИ являются соответствующими входами блока, а выходы соединены с первым входом адресного регистра, второй вхоц и выход которого соединен соответственно с первым выходом формирователя управляющих импульсов, и первым входом дешифратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом узла синхронизации и входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом Формирователя управляющих импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом узла синхронизации, вход которого соединен с выходом генератора импульсов,:второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы Формирователя управляющих импульсов являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым,. пятым к шестым выходами блока, а восьмой выход соединен с вторыми входами элементов И-ИЛИ груп" пы.

На фиг.1 представлена схема мультиплексного канала, на фиг.2 — схема блока управления.

Мультиплексыый канал содержит регистр 1 адреса,,запоминающий блок 2, предназначенный для формирования фик" сированных управляющих слов при первоначальном вводе.информации и вводе заголовка в оперативную память (не показана), блок 3 хранения управляющего слова, предназначенный для хранения и модификации текущего управляющего слова, регистр 4 инфор-. мации, блок 5 управления предназначенный для управления режимами загрузки, дешифратор б, регистр 7 служебных символов, блок 8 сопряжения с устройствами ввода-вывода .(не показаны), регистр 9 состояния, предназначенный для хранения байта сос922713 тояния устройства ввода-вывода, шины 10 сопряжения с устройствами ввода-вывода, шины 11-13 управления.

Связь с оперативной памятью и процессором (не показан) осуществляется через адресные шины 14 и инфор- 5 мационные шины 15.

Блок 5 управления содержит Формирователь 16 управляющих импульсов, ;постоянное запоминающее устройство

l7. дешифратор 18, адресный регистр Я

19, группа элементов И-ИЛИ 20 условных переходов, узел 21 синхронизации и генератор 22 импульсов.

Мультиплексный канал работает следующим образом. !5

Устройство ввода (не показано) посылает в блок 8 сопряжения по шинам

l0 запрос на прерывание. Блок 8 сопряжения организует прием байта состояния из устройства сопряжения и за-gp писывает его в регистр 9 состояния.

Байт состояния анализируется в блоке

5. При наличии в байте состояния сигнала "Внимание" запускается блок 5.

При этом блок 5 выдает в блок сопряжения сигнал по шине 11, который через блок 8 сопряжения выдается на устройство ввода и разрешает выдачу в канал служебного символа. tIo шине

12 устанавливается разрешение на при- 30 ем служебного символа в регистр 7, который принимается блоком 8 и переписывается в регистр 7. Служебный символ задает режим работы блока 5. Служебный символ дешифрируется дешифра- тором 6. В зависимости от результата дешифрации блок 5 настраивается на режим начальной загрузки (принят символ "Начало текста"), режим ввода заголовка (принят символ "Начало заголовка" ), режим обработки 40 внешнего по отношению к ЦВМ прерывания (принят символ "Идентификатор внешнего прерывания") и режим обра-ботки запрещеннсго служебного симво- ла. 45

В режиме начальной загрузки блок

5 организует обнуление (запись нулевых слов) ячеек памяти подканала, соответствующих устройству ввода, инициирующему загрузку и запись фиксированного управляющего слова. Память подканала может находиться в оперативной памяти ЦВМ или в собственной памяти канала, что не имеет значения. Для обнуления и записи управляющего слова блок.2 под управлением блоков 5 и .6 формирует константы, которые записываются в память через регистр 4 информации. Адреса ячеек памяти подканала формируются путем присоединения к адресу устройства ввода, передаваемому из блока 8 сопряжения в регистр 1 адреса, базового адреса (константы) иэ блока .2. Дальнейшая работа канала 65

1 осуществляется обычным образом, т.е. под управлением сформированного управляющего слова осуществляется прием нового управляющего слова иэ устройства ввода, переход по цепи управляющих слов к вновь принятому управляющему слову и загрузка памяти под управлением последнего. .Режим ввода заголовка выполняетСя аналогично режиму начальной загрузки.

Блок 2 при этом формирует управляющее слово, задающее сбласть памяти для ввода заголовка, отведенную або(ненту, инициирующему обмен.

После записи управляющего слова в память иоцканала осуществляется запись слова состояния канала в фиксированную ячейку памяти и выдача запроса на прерывание ЦВМ по шине 13.

Адрес Фиксированной ячейки формиру.ется блоком 2. Слово состояния канаl ла содержит байт состояния устройства ввода в битом "Внимание" и служебным символом "Начало заголовка".

Для записи слова состояния канала содержимое регистров 7 и 9 переписывается в регистр 4.

Заголовок содержит информацию, характеризующую вводиа ое сообщение и абонент: идентификатор абонента, тнп действия при вводе, приоритет сообщения, объем сообщения и. т.д.

По окончании ввода заголовка в память обмен приостанавливается. После анализа ЦВМ слова состояния канала и заголовка в канал выдается команда "Начать ввод", разрешающая ввод текста сообщения. Выдача процессором команды в канал может осуществляться любым известным способом.

Таким образом, ввод заголовка осуществляется псд управлением управляющего слова., сформированногб каналом, а ввод текста — под управлением управляющего слова, сформированного процессором. При вводе заголовка и текста сообщения канах работает обычным образом, т.-е. на запрос абонента считывается иэ памяти подканала управляющее слово и заносится в блок 3, затем принимается символ данных из шины 10 сопряжения в блок 8, записывается символ данных по адресу в управляющем слове из блока 3 в оперативную память через регистры 1 и 4, модифицируется управляющее слово в блоке 3 и возвращается в память подканала. Затем канал переходит к обслуживанию эапрс»сов от других устройств.

Так как режим работы мультнплексный, ввод заголовком может осуществляться от многих устройств ввода.

Режим обработки внешнего прерывания отличается от предыдущих режимоВ .отсутствием передачи данных. При этом в ЦВМ записывается слово состояния

922713 канала с битом "Внимание" и служебным символом - идентификатор внешнего прерывания. Этот режим позволяет

ЦВМ отвечать на прерывания от внешних объектов °

В случае приема каналом запрещенной комбинации служебного символа блок 5 организует запись в регистр .

9 состояния бита "Ошибка в сопряже" нии", запись слова состояния канала в фиксированную ячейку памяти и выда-10 чу запроса на прерывание в ЦВМ по шине 13.

Блок 5 управления работает, следующим образом.

Дешифратор 18 управляется кодом ре15 гистра 19. При поступлении кода в регистр 19 дешифратор 18 вырабатывает на одном из выходов сигнал, подаваемый на один. иэ входов шифратора, На выходе шифратора образуются сигналы,.70 управляющие работой мультиплексного канала. Одному сигналу на выходе дешиФратора 18 соответствует несколько сигналов на выходе шифратора.

На-входе регистра .19 установлен элемент И-ИЛИ 20, управляемый логическими условиями таким образом, что код в регистре 19 образуется в зависимости от условий.

Узел 21 вырабатывает сигналы опроса и стробирования.

Предлагаемый мультиплексный канал может быть использован с большой эффективностью в различного рода вычислительных систем. Эффективность работы вычислительных систем с использованием предлагаемого канала выше по сравнению с вычислительными системами с использованием известных каналов. Например, в системах, в которых необходимо управлять вво- 40 дом данных, выигрыш в производительности по расчетам может составить

5-10% в зависимости от количества подключенных активных абонентов.

Формула изобретения 45

1. Мультиплексный канал, содержа-. щий регистр адреса, регистр информа- ции, блок управления, регистр состояния, блок хранения управляющего с:лова и блок сопряжения,, причем первые входы- выходы регистра адреса и регистра информации являются соответственно первым и вторым входамивыходами канала, первые входы соединены с первым выходом блока сопряжения, вторые входы соединены с выходом блока хранения управляющего слова, вход которого соединен с вторым выходом регистра информации -,и первым

Входом блока сопряжения, второй входвыход которого является третьим 60 входом-выходом канала, третий вход блока сопряжения соединен с первым выходом блока управления, третий выход соединен с первым входом регистра состояния, выход которого сое- 65 динен с третьим входом регистра информации и первым входом блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом регистра состояния, третий выход блока управления соединен с четвертым входом регистра информации, а четвертый выход является выходом канала, о т л и и а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воэможности управления вводом данных от абонента, он содержит запоминающий блок, дешифратор и регистр служебного символа, причем пер,вый вход регистра служебного символа соединен с третьим выходом блока сопряжения, второй вход — с пятым выходом блока управления, выход регистра служебного символа соединен с пятым входом регистра информации и входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока управ.ления и первым входом запоминающего

;блока, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управле-. ния и выход - c третьим входом ре" гистра адреса и с шестым входом регистра информации.

2. Канал по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что блок управления содержит группу элементов И-ИЛИ, адресный регистр„ дешифратор, узел синхронизации, генератор импульсов, постоянное запоминающее устройство и формирователь управляющих импульсов, причем первые входы элементов

И-ИЛИ являются соответствующими вхо" дами блока, а выходы соединены с первым входом адресного регистра, второй вход и выход которого соедииены соответственно с первым выходом формирователя управляющих импульсов и первым входом дешифратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом узла синхронизации и входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом формирователя управляющих импульсов,. второй. вход которого соединен с вторым выходом. узла синхронизации, вход которого соединен с выходом генера тора импульсов, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы формирователя управляющих импульсов являются соответственно первым, вторым,. третьим, четвертым, пятым и шестым выходами блока, а восьмой выход соединен с вторыми входами элементов И-ИЛИ группы.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

l. Вычислительная система IBM 360.

Принципы работы. М., "Советское радио", 1978, с. 164, 165.

2. Патент Великобритании

В 1191560, кл. С 06 F 3/00, опублик.

1976 (прототип).

922713

Ф

Щ

Ф еиаl

Составитель В.Гречнев

Редактор В.Данко Техред A. Бабинец Корректор М.Пожо

Заказ 2580/62 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий

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

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