CN1036949C - 分布在网络中的单元的系统 - Google Patents

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Abstract

一种最多N个单元(A、B、C、D、…)的系统，这些单元分布在按预定的协议(SCSI)操作的网络(RE)中，按照该协议确保多个单元相互连接的任何总线(SCSI1、SCSI2、SCSI3)的长度有给定的最大值，该系统的特征在于，由于单元之间的距离大于该最大值，该系统包括多个经由双向点对点链路(LPP1、LPP2)相互连接并由中间传输器件(DIT1、DIT21、DIT23、DIT3)来管理的本地部分总线(SCSI1-SCSI3)。

Description

分布在网络中的单元的系统
本发明涉及一种最多N个单元的系统，这些单元分布在按预定的协议操作的网络中，其中确保若干个单元的相互连接的每个总线的长度有给定的最大值。更确切地说，它适用于按SCSI协议操作的网络，其中规定的总线最大长度是有限的。
“单元”被理解为意指将SCSI总线用作与其他设备通信的手段的任何设备。一项这类设备在下文中将称为一个SCSI单元或简称一个单元。
SCSI型协议用于将SCSI单元(如像计算机、外围设备等)相互连接的传输连接。这样一个协议由美国国家标准学会(ANSI)以标准X3T9.2，并由国际标准化组织(ISO)标准化。
在此协议下，连接的物理传输介质由一个并行式总线构成。
图1表示一个总线BS，其上连接着最多N个SCSI单元，这里编号从1到N。
信息处理系统中的趋势是倾向于在同一系统中使用越来越多的站、终端、中央处理单元及外围设备。为了使这些通常相距很远的各种要素相互连接起来，可将它们连接到同一网络上。这往往意味着如象磁盘存储器这类的计算机外围设备可在远大于总线BS的最大长度的距离上使用。
根据本发明，提供一种分布在网络中的最多N个单元的系统，该网络按照预定的协议操作，按照该协议确保多个单元相互连接的任何总线的长度有给定的最大值，其特征在于：单元之间的距离大于该最大值，并且该系统包括：经由双向点对点链路相互连接的多个本地部分总线，用来管理所述链路的中间传输装置，每个所述中间传输装置既连接到部分总线又连接到点对点链路，并且对由连接到任一部分总线的、为了取得网络控制而被赋与预定优先权的任一单元取得控制进行管理。
本发明还提供一种使用分布在网络中的最多N个单元的系统的方法，该网络按照预定的协议操作，按照该协议确保多个单元相互连接的任何总线的长度有给定的最大值，其特征在于：假定由在每个部分总线级上在本地使用的标准定义一个预定仲裁规则，
探测仲裁阶段的开始，然后作用于本地接口以便使试图取得网络控制的任何单元中立化；
当被赋与了最高优先权的单元参与仲裁阶段时，取得该单元所连接的部分总线的控制，并通过输出一个选择信号来启动选择阶段；
停止每个探测到选择阶段开始的中间传输装置的本地接口上的作用，并使中间传输装置对于选择阶段中立化；以便借此允许所有信号从第一接口向第二接口或反过来传播。
根据本发明，通过构成一个在网络中分布的系统，可将多个SCSI单元相互连接起来，在网络中严格遵守有关最大总线长度的SCSI标准。这是通过使用多个部分总线来实现的，每个部分总线具有标准所规定的最大长度。
另外，在本发明的系统中，中间传输装置是智能的。它们管理网络控制，并且能够预测整个网络中所有部分总线的单元之间的潜在的或实际的冲突情况。
在给出的作为非限定性例子及其文字说明中，本发明的其他特征和优点将是明显的。附图中，
图1表示如何按照标准构成SCSI型总线；
图2表示按照本发明分布在网络中的SCSI单元系统的各种基本构成要素；
图3表示如何构成属于本发明的系统的中间传输装置；
图4表示按照本发明的SCSI单元系统所构成的包括三个部分总线的示范性实施例，此图还表示信号从一个部分总线到另一个的行进；
图5、图6和图7说明图4所示的系统在各种情况下的操作；
图8是图4中所给出的那些中间传输器所对应的不同可能状态的状态机，说明了图5、图6和图7的各种操作。
在图2中，有按照本发明的系统的各种基本构成要素，这些要素如下：
—部分总线SCSI1-SCSI6，其最大长度为25m；
—SCSI单元A1-A6，单元A1连接到总线SCSI1，A2连接到部分总线SCSI2，A3到部分总线SCSI3，A4到部分总线SCSI4，A5到部分总线SCSI5，以及A6，…，An到部分总线SCSI6；
—中间传输器件DIT1，DIT2，DIT3，DIT5，DIT6，DIT14，DIT24，DIT34，DIT54，DIT64；
—点对点双向链路(LPP1-LPP5)。
从图2可以看到，中间传输器件DIT1既连接到部分总线SCSI1又连接到双向链路LPP1。同样，DIT2既连接到部分总线SCSI2又连接到双向链路LPP2。DIT3既连接到部分总线SCSI3又连接到双向链路LPP3，而DIT6既连接到部分总线SCSI6又连接到双向链路LPP5，而DIT5既连接到部分总线SCSI5又连接到双向链路LPP4。此外，所有中间传输器件DIT14，DIT24、DIT34、DIT54、DIT64分别连接到部分部线SCSI4并连到链路LPP1，LPP2，LPP3，LPP4，LPP5。每个点对点双向链路LPP1-LPP5可以用能够可靠地双向高速传输信号的任何传输介质。这些传输介质可以是多股线、同轴电缆、光纤或其他类型。
在这个网络中，如图2中所示，SCSI型单元数在2与N之间，与部分总线数相同，而LPP型链路数在1与N-1之间。还可以看到，中间传输器件始终处于一个部分总线SCSI与一个点对点LPP型链路之间。
从部分总线SCSI1和传输器件DIT1来看，连接到此同一部分总线上的单元A1被看成是本地单元，而连接到任何其他部分总线即SCSI2-SCSI5的每个其他单元被看成是远程单元。因此对于传输器件DIT1及部分总线SCSI1而言，A5被看成是远程单元。
连接到任何部分总线SCSI1，SCSI5的任何单元像连接到标准SCSI型总线上的任何单元一样被看成是完全相同的。因此对于每个部分总线SCSI1-SCSI5，严格遵守SCSI标准。已知道按SCSI协议，每个单元A1，Ai，…，An是靠用于仲裁和选择阶段的由此标准提供的标识号来标识的。按照该标准，当任何单元A力图使用一个总线SCSI与某个其他单元Ai通信时，它首先经过一个仲裁阶段然后经过一个选择(或重新选择)阶段。在选择(或重新选择)阶段期间，进行单元A与单元Ai之间的连接。在两个单元之间的交易处理所需的整个时期将该总线SCSI称为BUSY。在交易处理结束时，该总线SCSI被释放(以标准中指出的方式)。
此外还知道，有三种主要类型的SCSI并行总线。第一种类型包括八个数据位和一个奇偶位，第二种类型16个数据位和两个奇偶位，第三种类型32个数据位和四个奇偶位。此外，这三种类型的SCSI总线的一个共同的特征在于每种都有九个控制位而不论数据总线的宽度如何(即究竟是8、16还是32位宽，在这些情况的最后有附加的控制位)。控制位的具体性质在附录1中给出。
具有预定的标识，例如标识7的一个单元通过激活与它的优先级相对应的数据线而引入自己；这既标识了该单元，同时又给了它的优先级。因此一个标识7的单元有优先级7，此优先级是最高的优先级。标识和优先的仲裁是在相应的单元连入网络时根据给定的网络配置用物理方法进行的；因此，是在此单元设置时完成的，且一旦确定此配置就不能改变。
之后的描述，为简单起见应该假定图2的部分总线SCSI1-SCSI5是第一类型的总线，即具有八个数据位的总线。在这种情况下，N＝8。N个单元的每一个的标识由各自的数据信号0-7表示，这些数据信号由具有递增的优先权的符号DID0-DID7表示，DID0的优先权最低，DID7的优先权最高。
每个部分总线是符合标准的正常SCSI型总线，其上连接着：
—从1至N-1初始端和/或目标类型的SCSI型单元；
—从1至N-1中间传输器件DIT。
对于具体的DIT：
—如果中间传输器件DIT不经任何中间体而与一个部分总线相连的话，则称该部分总线为本地总线。因此对于中间传输器件DIT1来说，部分总线SCSI1是本地总线。
—如果至少有一个点对点链路LPP将该部分总线与中间传输器件DIT隔开的话，则称该部分总线为远程总线。因此对于器件DIT1来说，部分总线SCSI2-SCSI5的任何一个都是远程总线。
在图3中，针对一个中间传输器件DIT，如像图2中的中间传输器件DIT1-DIT3，DIT5，DIT6，DIT14-DIT34，及DIT54和DIT64的任何一个，表示了基本构成要素。此中间传输器件DIT基本上包括一个远程接口ID，一个本地接口IL，及一个由状态机ME形成的中央部分。应该指出，DIT包括存储装置，为了简化起见而没有画出，该存储装置一方面设置在IL与ME之间，另一方面设置在ID与ME之间，用于进入和离开DIT的信号。
本地接口IL连接于本地总线SCSI(例如部分总线SCSI1-SCSI5之一)。远程接口ID连接于点对点链路LPP(它是链路LPP1-LPP5之一)。接口IL是个符合SCSI标准的物理连接接口，而接口ID是个按照对应链路所使用的常规规则或标准的物理连接接口。状态机ME一方面连接于本地接口IL，另一方面连接于远程接口ID。由远程接口ID经由链路LPP接收的信号组称为sss-di，而由DIT通过此同一远程接口经由LPP向远程总线输出的信号组称为sss-de。由本地接口IL向部分总线SCSI输出的信号组称为SSS-Le。由本地接口IL在状态机ME的控制下向远程接口ID传输的信号组称为SSS-Li。字母d表示远程，字母i表示它加在接收端，字母e表示输出，而字母L表示本地。到达远程接口或离开远程接口去远程总线的信号用小写字母写出，而到达或离开本地接口的信号用大写字母写出。更一般地，在状态机ME的控制下的所有信号参见附录1。
中间传输器件DIT有四项基本功能，即：
a)借助于远程接口ID向链路LPP发送或接收信号；
b)从本地总线SCSI向点对点链路的传输部分传输信号；这涉及从本地接口到远程接口的信号传输，在图3的下部用信号SSS-Li和sss-de之间的宽箭头表示；
c)从远程接口ID的传输部分向本地SCSI总线的传输；这涉及从远程接口到本地接口的传输，在图3的上部用信号sss-di和SSS-Le之间的箭头符号表示；
d)在SCSI型单元的部分对取得网络控制的管理，将在下文结合状态机ME的操作过程介绍。
对取得网络控制的管理在中间传输器件DIT内进行，由状态机ME进行，并作为到达本地接口IL和远程接口ID的信号状态的函数进行。
这种由图2的任何一个中间传输器件的状态机对取得网络控制的管理是根据在SCSI标准中定义的仲裁和选择的规则，以及因为信号在网络中传播的时间被传输链路分裂为多个部分总线SCSI1～SCSI15所加长而必须考虑的某些具体性质。
已经知道，按照SCSI标准中确定的仲裁规则，每个Ai单元试图取得对它所连接的总线的控制，它会在标准中确定的一段时间内，通过激活它的BUSY信号(此信号在下文中称为BSYi-Li)和它的标识数据信号DIDi来通知。每个挂在总线上的单元观察到一个高于自己优先级的标识信号时，应在仲裁期间关闭它的BSYi-Li信号和标识信号以结束总线占用。
按照本发明，在网络中分布的单元系统中，SCSI标准中所规定的仲裁规则不能适用于整个网络，因为在网络中的单元向网络中连接的其他单元的信号输出需要传输时间。
本发明的系统的基本规则如下：
1)SCSI标准中所规定的仲裁在每个部分SCSI的总线级上在本地使用：这是因为中间传输器件DIT设在此部分总线与每个点对点链路之间，而且此传输器件带有使它符合SCSI标准所规定的规则的智能，智能包含在状态机中。
2)每个DIT探测一个仲裁阶段的开始，然后作用于它的本地接口以便使可能希望取得网络控制的任何实际SCSI单元中立化。
3a)当指定优先权为7(在SCSI标准下最高)的实际单元SCSI在仲裁阶段参与时，它会取得网络的控制，并通过输出以下描述中称为SELECT或SEL的选择信号进入选择阶段。
3a1)在探测选择阶段开始时，每个DIT停止作用于它的本地接口，使其对选择中立，从而允许此选择信号从它的一个接口传输到另一个。
3b)当指定优先权为7的实际单元SCSI在仲裁阶段未参与时，每个DIT在使它自己的部分总线中立化(对单元禁止总线控制)的同时，观测一个预定的延迟，在延迟期间它保存试图取得网络控制的单元标识。
3c)在此延迟结束时，仅释放网络的一个部分总线，在此部分总线上已经判明连接着在仲裁阶段参与的并在此阶段期间具有(7以外的)最高优先权的单元。
3d)然后沿此部分总线布置的单元可进行取得总线控制的新的尝试，如果该单元转换成SELECT信号传向整个网络。
然后每个DIT按3a1中所述工作。
根据以上给出的规则，本发明系统的操作轮廓大致如下：
在仲裁阶段期间，任何DIT，不论它在网络中布置在何处，也不论在仲裁阶段参与的单元的位置的数目，都有能力预测在这些要接管网络的总线的各个单元中潜在或实际冲突的情况。当认为这样一种冲突可能时，经过一个称为DELAY1的短暂延迟之后，DIT通过像一个指定为最高优先权的虚拟SCSI单元一样对它作用，而将与其本地接口连接的部分总线中立化：它此时激活其信号BUSY及其标识信号DID7。指定低于优先权7的优先权的与此部分总线相连的所有单元停止参与仲裁。
每个DIT触发一个第二延迟期DELAY2，其持续时间长于使整个网络中的信号稳定所必须的时间。
在两个延迟期DELAY1和DELAY2的持续时间里，每个DIT在它的本地接口和远程接口处记录数据线的状态：这将使它可以确定在仲载阶段参与的并且在该阶段里被指定最高优先权的单元相对于该DIT的本地接口或远程接口的位置。
在此阶段可能出现两种情况，视被指定最高优先权7的单元是否连接到网络而定。如果它连接了，则出现它是否在仲裁阶段参与的问题。
在指定最高优先权的单元在仲裁阶段参与的情况下，它取得所连接的部分SCSI总线的控制(因为它不可能被作为优先权7的虚拟SCSI单元的DIT的作用而中立化)；然后，按照SCSI标准，它通过激活选择信号SEL而启动选择阶段。此选择信号在网络内传播；在其接口之一观测选择信号的活化的每个DIT据此推断出整个网络处在单个单元的控制之下。然后它停止其正在进行的延迟期并停止像优先权7的虚拟SCSI单元那样行事。然后它把信号从它的一个接口传输到另一个。
如果指定优先权7的单元在仲裁阶段未参与，则网络的所有单元被作为优先权7的虚拟SCSI单元作用的DIT所中立化。在第二延迟期DELAY2结束时，每个DIT有能力确定在仲裁阶段参与的指定最高优先权(低于7)的单元相对于该DIT的本地接口或远程接口布置在哪里，以及哪个单元作为结果如上所述被与同一部分总线连接的DIT自发地中立化。
在其远程接口确定此同一单元位置的任何DIT不改变其状态并保持它所连接的部分总线中立。在改变其状态之前，它等待在其远程接口处的选择信号SELECT的活化。
相反，在其本地接口确定此同一单元位置的任何DIT停止像优先权7的虚拟SCSI单元那样行事。然后它释放指定小于7的最高优先权的此同一单元所连接的部分SCSI总线。
既然此同一部分SCSI总线被释放，与它连接的任何单元可在新的仲载阶段参与。在此阶段里与此同一部分总线连接的所有DIT保持中立。在若干个企图取得此同一部分总线的控制的单元之间的冲突事件中，这种企图是按照SCSI标准的准备在本地级上，即在此同一总线级上进行的，因为事实上位于其他部分总线的所有单元由于它们被继续作为指定最高优先权的虚拟单元作用的DIT中立化而不可能介入。
因此，取得部分总线的控制的单元通过激活传播到整个网络的信号SELECT而启动选择阶段。然后每个DIT在其接口之一处观测信号SELECT的激活并据此推断出一个单元已经取得网络的控制。然后相对于它所连接的总线变为中立，并保证数据信号和控制位信号从它的一个接口向另一个的传输。
在选择(或重新选择)阶段结束时，每个DIT有能力确定卷入进一步交换的初始端类型单元和目标类型单元所在的区域相对于该DIT的每个接口的位置。
它然后确定即将到来的传送的方向，并保证同时作为该单元的相对位置的函数接收信号及管理这些传送的控制位信号的内部切换。
每个DIT都能够探测到整个网络是否返回释放状态。
作为上面描述的网络操作的大致轮廓的运用，随后的介绍将有助于更好地理解当中间传输器件DIT的状态机ME取得网络的控制时所进入的具体步骤序列。为此，将假定图4中所示的网络RE1比图2的网络RE简单，且仅包括三个部分总线SCSI1-SCSI3。显然，取得网络的控制中所进入的步骤序列对于网络RE和RE1来说是同一类型的。
标识为1，或者换句话说具有优先权1(优先权7是最高优先权)的单元D与部分总线SCSI1配套。单元D的标识数据在下文称为DID1。
包括本地接口IL1和远程接口ID1的中间传输器件DIT1一边借助于它的接口IL1连接到部分总线SCSI1，另一边借助于它的远程接口ID1连接到点对点链路LPP1。假定链路LPP1包括一个用于发送的链路和一个用于接收的链路，各用图4中的一个箭头表示。
中间传输器件DIT21一边连接到链路LPP1，另一边连接到部分总线SCSI2。此同一传输器件的远程接口ID21连接到双向链路LPP1，而此同一器件的本发接口IL21连接到总线SCSI2。连接到此后一总线上的是不同于1、6或7的标识i的单元C。单元C的标识数据在下文称为DIDi。
中间传输器件DIT23利用它的本地接口IL23连接到部分总线SCSI2，而作用它的远程接口ID23连接到双向链路LPP2(在图4中再次用相反方向的箭头表示)。之后连接的是中间传输器件DIT3，使用它的远程接口ID3。它本发接口IL3连接到部分总线SCSI3上，标识为7的A单元和标识为6的B单元连接到此总线上。在后面的描述中，单元A的标识数据称为DID7，而单元B的标识数据称为DID6。在图4的右部可看到相反方向的两个箭头，一个从下指向上，另一个从上指向下，分别表示从一个单元向另一个单元传送的信号的名称，一方面从部分总线SCSI3及其配套的单元A和B到连入总线SCSI1的单元D，而另一方面从此单元D和部分总线SCSI1到总线SCSI3及其配套的单元A和B。
于是由IL3接收的始发于部分总线SCSI3的信号组为SSS3-Li，由ID3发送的信号组为sss3-de，由ID23接收的信号组为sss23-di，等等，直到经由接口IL1向部分总线SCSI1发送的信号，此信号称为SSS1-Le。同理，由单元D发送并在接口IL1处到达的信号组为SSS1-Li，由ID1发送的信号组为sss1-de，直到始发于接口IL3向总线SCSI3上传送的信号，此信号称为SSS3-Le。进一步的细节可见图4。此外，在图4的网络RE1中信号的更准确的标识在附录2中给出，其中给出的例子是对信号BUSY，引信号被写成BSY或bsy，视该信号究竟是经由本地或远程接口发送还是接收而定。
图5-图8表示在分别经历操作2a-2a6(图5和图8)、2b-2b3(图6和图8)及最后3a和3b(图7和图8)的三种不同的情况下在取得图4的网络RE1的控制中进入的步骤序列。
下面考虑由图5和图8表示的第一种情况，该情况描述当如像优先权7(这意味着此单元在整个网络RE1中有最高的优先权)的单元A的单个单元力图取得网络的控制而进入的步骤序列。
已经做出一定数量的假设，以致图5的流程图可以表示成更简化的形式(当然对于图6和图7中的流程图也是这样)：
1)通过中间传输器件传送信号的转送时间视为零。这使得对于许多信号可以有单个的垂直绘制的线，这些信号实际上可能相互错开重叠时间，视它们在流程图中出现的顺序而定。
2)假定标识信号DID7(这意味着标识信号DID＝7，表示最高的优先权)与信号BSY同时发生，这是前三个绘制曲线L1-L3的情况(图5中的流程图包括16个不同的线L1-L16)。
假定信号DID7、DID1及奇偶位与选择信号SEL同时发生(图5的流程图中的L5-L7)。
为了使流程图较容易理解，图5的流程图中没有画出前面提到的识别信号(图6和图7当然也是这样)。
3)在图5的流程图中(当然还有图6和图7的流程图中)，在单元A与B之间传送的数据的活动期看上去很短，但实际上此活动期远长于仲裁和选择所必须的时间。
4)图5(及图6和图7)的流程图不试图代表SCSI标准的准确时序曲线图，只是为了给出仲裁、选择转移和返回响应状态的各种操作的序列的某些指令构思。
取得控制的操作如下：
1)网络初始释放：没有活动。每个中间传输器件在它的两个接口上即本地接口和远程接口上取非活动信号BUSY(即BUSY或bsy)。
2)优选权7的单元A在仲裁时激活它的信号BUSY，仲裁一词用来意指构成介入以便占有网络RE1并向它发送或从它接收信号的作用。此信号BUSY在线L1上表示，它的名称是BSY3-Li。
L4表示总线SCSI3上的信号BSY，该信号既是BSY3-Li又是信号BSY3-de；就是说，它表示中间传输器件DIT3的两个接口IL3和ID3上的信号BUSY。一般来说，图5中线L1-L2上所示的所有信号都属于图4中和附录2中已经定义的表示系统。此线L1表示传输器件DIT3的接口IL3和ID3处的信号，线L2表示到中间传输器件DIT23和DIT21的接口IL23和ID23、IL21和ID21的信号线L3表示在中间传输器件DIT1的接口IL1和ID1处的信号，线L4表示总线SCSI3上的信号BUSY，线L5表示中间传输器件DIT3的本地接口和远程接口处的选择信号，线L6表示中间传输器件DIT23和DIT21的本地接口和远程接口处的选择信号，线L7表示中间传输器件DIT的本地接口和远程接口处的选择信号，线L8表示总线SCSI2上的信号BUSY，而线L9-L11表示传输器件DIT3、DIT23、DIT21、DIT1的本地接口和远程接口上的BUSY型信号，以及L12表示总线SCSI1上的信号BUSY。把线L1和L4、L2和L8及L3和L12连接起来的箭头意味着这些线上所示的信号是相同的。显然，对线L9和L12、L10和L8及L11和L4也是这样。
单元A一旦激活它的信号BUSY，最接近它的中间传输器件，即这种情况下的器件DIT3在其本地接口IL3处观测BUSY型信号变成活动(线L1)。它把此信号传送到它的远程接口IID3同时触发延迟期DELAY1的开始，该延迟期历时1毫秒左右(此延时期是中间传输器件里的内部延迟)并且在它的两个接口处存储数据信号的状态的同一特许下。由单元A发送的BUSY型信号逐渐传送到整个网络。
在每个中间传输器件的级上，此信号到达远程接口或到达本地接口。因此在DIT23处，信号到达远程接口，而对于DIT21到达本地接口，对于DIT1到达远程接口。每个中间传输器件观察它的接口之一的信号BUSY变成活动并把此信号传送到另一个接口，触发它自己的延迟期DELAY1，并特许它的两个接口的数据信号的存储。这由线L1-L3、L9-l11以及L4、L8、L12表示。在取决于网络的物理特性的一段时期之后，在每个部分总线SCSI1～SCSI3上信号BUSY都处于活动状态(见线L4、L8、L12)。
在延迟期DELAY1结束时，并且在每个已经在它们的本地接口IL处探测到BSY-Li的活化的中间传输器件里，进行从步骤2a到步骤2a1的转移，而且状态机从状态1向状态1A转移，见图5中的线L13和L15。
在延迟期DELAY1结束时，并且在每个已经在它们的远程接口ID处探测到BUSY-di的活化的DIT里，进行从步骤2a到2a2的转移，而且状态机从状态1向状态3转移，见图5的线L14和L16。
2a1)在此操作时，所有已经在它们的本地接口处探测到信号BUSY的活化及已经存储唯一活动的数据信号DID7的中间传输器件正如SCSI标准所提供的那样开始在它们的本地接口上等待选择信号SEL。这时它们的状态机处于状态1A，见图5的线L13和L15。
2a2)在此操作时，所有已经在它们的远程接口处探测到信号BUSY活化的中间传输器件(DIT23和DIT1)触发一个称为DELAY2的延迟期，并在它们两个各自的接口处继续存储数据信号，见图5中的线L14和L16。此外，每一对本地总线(此时为SCSI2和SCSI1)的操作，同正常的标识为7的SCSI单元一样，通过在同一总线上激活BUSY信号和标识为7(即具有最高优先级)的数据信号。此最后作用使得可以暂时拒绝让这些地总线(SCSI2和SCSI1)被这些同一总线上的任何潜在的请求单元(即除A之外的单元)所取得。延迟期DELAY2的持续时间在这里所述的示范性实施例中长于信号走过布置在相互分开的部分总线上的两个单元这间的路程的最长时间的两倍。在此2a2操作时，进入此操作的中间传输器件的状态机处于状态2。
2a3)在仲裁阶段结束时，即在SCSI标准中所定义的操作2a1结束时，单元A激活它的选择信号SEL(线L5)。中间传输器件DIT3第一个在它的本地接口IL3上探测到选择信号，此时是SEL3-Li。它把此信号连同配套的数据信号和奇偶信号(信号DID7，加上DID1，DID1是目标单元即单元D的标识信号，再加上与8数据位配置对应的奇偶位)传送到它的远程接口ID3。
然后它等待本地总线SCSI3上信号BUSY的钝化，然而等待该信号的再活化(在图5中可以看到，线L4中所示的本地busy信号第一次活动然后在图的右部第二次活动)或远程信号BUSY的活化(例如它可经由单元D发送)。然后选择信号SEL逐渐向整个网络RE1发送，直到单元D。在本地接口上观测它们的选择信号SEL活化的中间传输器件，如像DIT3和DIT21，按同一方式操作。状态机处于状态S1，见图5中线L13和线L15。
2a4)在此操作时，在它们的远程接口上观测它们的选择信号SEL活化的中间传输器件(此时是DIT23和DIT1)停止正在进行的延迟期DELAY2。它们停止作为优先权7的SCSI单元行事，把选择信号及与远程接口配套的数据信号和奇偶信号传送到自身的本地接口，然后等待它们的远程信号BUSY的停止，之后再等待该信号的可能的再次活化或它们的本地信号BUSY的活化。它们的状态机处于状态S2，见图5中的线L14和L16。
2a5)在此操作时，单元A在已经激活它的选择信号SEL之后停止它的信号BUSY；例如一种方法参见L1和L5，其中可以看到在线L1中所示的主号即BSY-Li被停止之前，选择信号SEL3-Li被短期激话。这也是在SCSI标准中提供的。
单元A力图选择的单元D当它同时观测到带有其自己的标识即DID1的选择信号和数据信号是活动的时(此时含有SEL1-Le)发现本身被单元A加急。与此同时还必须观测带有标识A的数据信号即DID7。然后单元D又转而激活它自己的信号BUSY，即线L9上所示的信号BSY-Li。这后一信号借助于图4中所示的所有传输器件和点对点链路传送到整个网络RE1。每个中间传输器件把各自的选择信号的起点与被激活的最后BUSY型的信号的起点作比较。
如果这两个信号的起点相同，即如果它们始发于同一本地接口或远程接口，则该器件DIT据此推断出不一定参与它的部分总线的进一步活动，并推断出未来的数据传送与它无关。这时它的作用限于把信号BUSY从一个接口传送到另一个接口。在这种情况下，中间传输器件的状态机从状态S1转移到状态VL，该状态表示初始端单元，在这种情况下的A，和目标单元B都连接于中间传输器件的同一本地接口，在这种情况下是连接于部分总线SCSI3的IL3。此时的情况为图8中所示的情况I。
如果选择信号的起点与被激活的最后BUSY信号的起点是相反的，则情况为以下情况II-V(图8中所示)之一：
II.一个本发初始端单元，此时为A，选择一个远程目标：然后中间传输器件的状态机从状态S1转移到状态ILCD，该状态可用于本地初始端/远程目标，见图5中的线L13和L15。
III.一个远程目标选择一个本地初始端，此时为A。中间传输器件经历它的状态机从状态S2变到状态ILCD。
IV.一个本地目标选择一个远程初始端；中间传输器件的状态机从状态S1转移到状态CLID，该状态可用于本地目标/远程初始端。
V.远程初始端选择一个本地目标：DIT的状态机从状态S2转移到状态CLID，见图5中的线L14和L16。
在情况II-V中，一旦它处于状态ILCD或CLID，DIT的作用就是固定的，即保证所有信号沿由SCSI标准协议提供的适当方向传送。
VI.如果选择信号的起点与被激活的最后BUSY信号的起点是相同的，即如果它们始发于中间传输器件的同一远程接口，则该传输器件的状态机从状态S2变到状态VD。
2a6)在此操作时，每个器件DIT连续观测它们所接收的信号BUSY的状态。如果信号被钝化，则DIT据此推断出曾被执行的活动结束。然后它发出它自己处于响应状态的指示信号，并准备好再次参与管理网络控制的取得，以响应网络上任何单元的某个进一步请求。因此可以看到，参见图8，在此操作2ab的该时间，进行了从状态VL、IICD、CLID或VD之一的转移以便进入初始的响应状态。
下面将考虑取得网络控制的第二种情况，在多个单元同时参与仲裁的场合，假设在这些单元中优先权7的单元A，像在所有操作2a1-2a6中一样。
接下来的描述参见图6和图8，应该指出图6必须结合图5一起研究。
参与仲裁的每个单元在由SCSI协议为此提供的时间里，相对于它所连接的部分总线的自由状态激活自己的信号BUSY。每个DIT在它的两个接口处观测信号BUSY的活化。它保证此信号按优先权规则传输(传送始发于其中的第一个信号BUSY，而不传送第二个，或者仅传送后者)。它触发自己的延迟期DELAY1并特许它的两个接口的数据信号的内部存储。
为了更好地理解第二种情况下各项操作是如何进行的，假设参与仲裁的是单元A和C。假设A有优先权，DID7被激活。而单元C有下标为i的标识位，i是小于7的数。单元A首先仲裁，并且它触发标识符为DID1的单元D。已发现总线SCSI2在E1处自由(见图6中线L4)，单元C试图仲裁。给它指定它的标识的数据位DDIDi传播到两个部分总线SCSI1和SCSI3，它在E3处到达(图6中的线L1)。由于单元C有比单元A低的优先级，它在仲裁过程中是失败者，而且它停止它的信号BUSY和它的标识数据DIDi。然而，此数据被存储在三个器件DIT23、DIT21和DIT1中。
之后，各个传输器件进行如下操作：
2b)结束延迟期DELAY1的，已经在它的本地接口IL处仅观测到标识数据DID7变成活动的每个DIT处于2a1中所定义的情况。
在图4和图6的例子中，仅有DIT3处于此情况，在它的本地接口IL3处标识数据DID7活化时，已经触发延迟期DELAY1，而在它的远程接口ID3处观测到标识数据didi的活化之前它已经结束延迟期DELAY1，见图6中的线L11。
后一个在它的远程接口ID3处对标识数据didi的活化的观测不受状态机处于状态1A的时刻的影响。
此后，已经取得本地总线SCSI3的控制的单元A(A有最高的优先权)激活信号SELECT，在此具体情况下是SEL3-Li，以及(它自己的)标识数据信号DID3和(目标单元的)DID1。由DIT观测到的SEL3-Li的活化导致在从状态1A变到状态S1的状态机中按照2a3中定义的状态进展，见图6中的线L1和L11。
2b1)结束延迟期DELAY1的，已经在它的本地接口IL上观测到一个以上的标识数据信号的活化，或者已经在它的远程接口ID处观测到至少一个标识数据信号的活化的每个DIT触发它的延迟期DELAY2，而它的状态机从状态1转移到状态2。
在延迟期DELAY2的活动时间里，保持本地接口和远程接口的标识数据信号的存储。
DIT21处于所讨论的第一种情况。因为在延迟期DELAY1结束时它已在它的本地接口上观测到标识数据信号DID7和DIDi的活化，见图6中的线L13。
DIT23和DIT1处于所讨论的第二种情况，因为在它们各自的延迟期DELAY1结束时，DIT23已经在它的远程接口ID23处观测到标识数据did7的活化(图6中的线L12)，而DIT1已经在它的远程接口ID1处观测到标识数据did7或didi或二者的活化(图6中的线L14)。
由单元激活的信号SELECT和标识数据信号DID7和DIDi被传播给网络。
2b2)其状态机处于状态2而且它在它的本地接口处观测到信号SELECT的活化的每个DIT引起它的状态机从状态2转移到状态S1。
此外，它保证信号SELECT和标识信号DID7和DIDi从它的本地接口IL到它的远程接口ID的传输。
在图4和图6的上述例子中，DIT21处于上面讨论的情况。它在它的本地接口IL21处观测到信号SEL21-Li的活化；见图6中的线L6和L13。
2b3)其状态机处于状态2而且在它的远程接口ID处观测到信号SELECT的活化的每个DIT引起它的状态机从状态2转移到状态S2。
它还保证信号SELECT和标识数据信号did7和didi从它的远程接口到它的本地接口IL的传输。
在图4和图6的上述例子中，DIT23和DIT1处于此情况。它们在它们的远程接口处观测信号SELECT的活化，即分别在DIT23观测sel23-di在DIT1观测sel1-di；对于DIT23见图6的线L12和L6，对于DIT1见线L14和L7。
符合SCSI协议的单元A保持SEL3-Li、DID7和DID1活动并停止BSY3-Li。它等待必须激活BSY1-Li的被触发装置的响应。
目标装置发现自己被选择，并激活信号BSY1-Li，此信号在网络中传播，网络中的各个DIT按照2a5节中描述的情况进行工作。
3)接下来转到图7和图8，将考虑取得网络的控制的第三种情况，其中一个或多个具有小于最大优先权7的优先权的单元试图仲裁。一旦每个传输器件在它的接口之一处探测到信号BUSY的存在就触发延迟期DELAY1。它把此信号传送到它的另一接口。它特许它的数据信号的存储。在延迟期DELAY1结束时，它触发DELAY2，保持存储数据信号的特许，然后在它的本地接口处激活信号BUSY和数据信号7，以便使布置在此本地接口配套的总线上的任何单元失去网络的控制。在延迟期DELAY2结束时，每个传输器件把它的两个接口的(在DELAY1和DELAY2期间存储的)数据信号作比较。它确定哪个接口，本地接口还是远程接口，属于与在此两个延迟期的一个或另一个期间被激活的具有最高优先权标识的数据信号配套的单元。在这种第三情况时，传输器件的状态机从状态2变到状态3(见图8)。
3a)如果与具有最高优先权标识的数据信号配套的单元布置在本地总线上，则布置在此本地总线上的任何传输器件停止像具有对于它自己本地总线来说最高的优先权的单元那样行事。这后一总线变成被释放的，布置在此总线上的任何单元可以仲裁，已经取得该本地总线的控制的单元激活它的选择信号。对于此传输器件，操作有在2a3节中针对器件DIT3说明的序列。然后此传输器件的状态机从状态3转移到状态4，然后转移到状态S1。
3b)具有最高标识的单元布置在远程总线之一上；对应的DIT停止存储数据信号。它在它的本地接口处保持信号BUSY活动，然后进入在它的远程接口处等待选择信号的状态。当它在远程接口处观测到选择信号时，像2a4中说明的那样进行操作。
为了更好地理解上面讨论的操作3a和3b，将考虑更详细的例子，其中三个单元试图仲裁而它们之中没有一个具有网络中的最高优先权标识。例如，有标识6的单元B(见图4)；标识i的单元C，这里i在1与6之间，以及标识1的单元D。目标单元是有标识7的单元A。在它们各自的延迟期DELAY2结束时，各个传输器件的行为如下，参见包括线K1至K25的图7。
传输器件DIT3在它的本地接口处存储标识6的数据信号，在它的远程接口处存储标识i和1的数据信号。由于对应本地单元(B)的标识等于6且大于远程单元的标识i，它的行为是步骤3a的行为，如线K3所描述的。
传输器件DIT23在它的远程接口处存储标识信号6，在它的本地接口处存储标识信号i和1。远程单元的标识大于连接于它的配套本地总线的单元的标识i或1，所以它按照步骤3b行事(见图7中的线K7)。
传输器件DIT21在它的本地接口处存储标识信号6和i，在它的远程接口处存储标识信号1。由于它的本地单元的标识等于6，且大于远程单元的标识1，它按照步骤3a行事；见图7中的线K8。
传输器件DIT1在它的远程接口处存储标识信号6和i，在它的本地接口处存储标识信号1。由于远程单元的标识6大于它的本地单元的标识，它按照步骤3b行事(图7中的线K12)。
应该指出，在它们各自的延迟期DELAY2结束时，传输器件DIT3和DIT21停止对它们各自的信号BSY和DID7的强制，但仅部分总线SCSI3是自由的，因为部分总线SCSI2本身被传输器件DIT23占用。因此唯一自由的总线是在试图仲裁的单元组中具有最高的标识的单元所连接的总线。图7限于表示在仲裁阶段的时间信号，因为随后的选择阶段是与在唯一选择之后进行的阶段相同的，如图5和图6中所示。
       附录1状态机控制下的信号
传入的信号＝在时间t接收的信号：后缀i
发送的信号＝由DIT发送的信号：后缀e
存储信号＝暂时存储的信号：后缀m
来自/去往本地SCSI总线的信号：后缀L
来自/去往远程SCSI总线的信号：后缀d
信号表：本地接口            远程接口传入的    发送的     传入的    发送的RST_Li  ｜ RST_Le    rst_di  ｜ rst_de复位BSY_Li  ｜ BSY_Le    bsy_di  ｜ bsy_de忙SEL_Li  ｜ SEL_Le    sel_di  ｜ sel_de选择ATN_Li  ｜ ATN_Le    atn_di  ｜ atn_de注意C/D_Li  ｜ C/D_Le    c/d_di  ｜ c/d_de指令/数据I/O_Li  ｜ I/O_Le    i/o_di  ｜ i/o_de输入/输出MSG_Li  ｜ MSG_Le    msg_di  ｜ msg_de信息*REQ_Li ｜ REQ_Le    req_di  ｜ req_de请求*ACK_Li ｜ ACK_Le    ack_di  ｜ ack_de应答Dxy_Li  ｜ Dxy_Le    dxy_di  ｜ dxy_de数据位XY
                                  XY-00至N-1
                                  N＝08：SCSI8位
                                  N＝16：SCSI16位
                                  N＝32：SCSI32位DPz_Li  ｜ DPz_Le    dpz_di  ｜ dps_de奇偶位，
                                  字节Z；Z＝
                                  0至3SSS_Li ｜ SSS_Le    sss_di ｜ sss_de  SCSI总线
                                  的所有信号
                                  置位CCC_Li ｜ CCC_Le    ccc di ｜ ccc_de  SCSI总线
                                  的9个检验
                                  位信号
*这些信号在32位SCSI总线中加倍，32位SCSI总线尚未充分定义。为此，这里给出的信号表是不完全的。
在图8中，情形标号I、II、III、IV、V和VI分别表示如下：
I：起动和标识位于DIT本地接口
II：本地起动选择远程标识
III：远程标识再选择本地起动
IV：本地标识再选择远程起动
V：远程起动选择本地标识
VI：起动和标识位于DIT远程接口
VI：起动和标识位于DIT远程接口
    附录2  在图4的网络RE1中信号的标识
信号针对本地和远程DIT接口来标识
               从A或B发送的信号BSY例发送端        接收端        接收标识        发送标识A或B          DIT3IL3      BSY3_Li        -DIT3ID3    DIT23ID23     Bsy23_di       bsy3_deDIT23IL23   DIT21IL21     BSY21_Li      BSY23_Le
             C            BSY21_Li      BSY23_LeDIT21ID21   DIT1ID1       bsy1_di        bsy21_deDIT1IL1        D                           BSY1_Le
             从D发送的信号BSY例D          DIT1IL1      BSY1_Li        -DIT1ID1    DIT21ID21     bsy21_di      bsy1_deDIT21IL21   DIT23IL23     BSY21_Le      BSY23_Li
             C              -               -DIT23ID23   DIT3ID3       bsy3-di        bsy23_deDIT3IL3       A.B             -            BSY3_Le

Claims (8)

1.分布在网络(RE)中的最多N个单元(A，B，C，D，…)的系统，该网络按照预定的协议(SCSI)操作，按照该协议确保多个SCSI单元相互连接的任何总线(SCSI1，SCSI2，SISC3)的长度有给定的最大值，其特征在于：
单元之间的距离大于该最大值，并且该系统包括：
经由双向点对点链路(LPP1，LPP2)相互连接的多个本地部分总线(SCSI1-SCSI3)，
用来管理所述链路的中间传输装置(DIT1，DIT21，DIT23，DIT3)，每个所述中间传输装置既连接到部分总线又连接到点对点链路，并且对由连接到任一部分总线的、为了取得网络控制而被赋与预定优先权的任一单元取得控制进行管理。
2.权利要求1的系统，其特征在于：
每个传输装置(DIT1，DIT21等)包括用于与它的相关部分总线连接的第一接口(IL)，用于与相关的双向链路(LPP)连接的第二接口(ID)，用于管理从部分总线到链路以及反过来的数据传送的中央部分(ME)，每个部分总线(SCSI1，SCSI2等)按照预定的SCSI标准工作，中央部分是确保对属于网络的任何单元(A，B，C，D，…)作为在第一接口(IL)和第二接口(ID)出现的信号的状态的函数而取得网络(RE1)的控制进行管理的状态机。
3.权利要求2的系统，其特征在于：由SCSI标准定义一个仲裁阶段，并且由每个状态机(ME)在与对应的中间传输装置(DIT1，DIT21，DIT23，DIT3)相关的部分总线(SCSI1，SCSI2，…)级上在本地使用，该对应的中间传输装置在由SCSI标准定义的仲裁和选择阶段对于它自已的相关部分总线来说是被赋与最高优先权的一个虚拟SCSI单元。
4.权利要求3的系统，其特征在于：状态机(ME)包括用于探测一个仲裁阶段的开始的装置和用于中立化的装置，它作用于第一连接接口，以便在探测装置已经探测到仲裁阶段的开始时，立即使连接于相关部分总线上的可能取得网络控制的任何单元中立化的装置。
5.权利要求4的系统，其特征在于：被赋与最高优先权的每个单元包括用于在参与仲裁阶段期间当取得它所连接的总线的控制时输出一个选择信号的装置，状态机包括用于探测该选择信号以便释放第一接口并把该选择信号传送到第二接口的装置。
6.权利要求4的系统，其特征在于：状态机包括用于在预定的延迟期间存储试图取得网络控制的单元的优先权的装置。
7.使用分布在网络(RE)中的最多N个单元(A，B，C，D，…)的系统的方法，该网络按照预定的协议(SCSI)操作，按照该协议确保多个SCSI单元相互连接的任何总线(SCSI1，SCSI2，SISC3)的长度有给定的最大值，其特征在于：
假定由在每个部分总线级上在本地使用的SCSI标准定义一个预定仲裁规则，
1)探测仲裁阶段的开始，然后作用于本地接口以便使试图取得网络控制的任何SCSI单元中立化；
2a)当被赋与了最高优先权的单元参与仲裁阶段时，取得该单元所连接的部分总线的控制，并通过输出一个选择信号来启动选择阶段；
2a1)停止每个探测到选择阶段开始的中间传输装置的本地接口上的作用，并使中间传输装置对于选择阶段中立化；以便借此允许所有信号从第一接口向第二接口或反过来传播。
8.权利要求7的方法，其特征在于：
2b)当一个被赋与了最高优先权的单元不参与仲裁阶段时，每个中间传输装置使与传输装置相关的部分总线中立化，借以禁止每个单元控制对应的总线，并观测预定的延迟(DELAY1)，在此延迟期间该传输装置存储试图取得网络控制的单元的标识；
2c)在所述预定的延迟结束时，由部分总线的相关中间传输装置释放已被认为是连接于参与仲裁阶段并在该阶段期间有最高优先权的单元的网络部分总线；以及
2d)由每个布置在已经被释放的部分总线上的单元偿试取得部分总线的控制，而当该偿试成功时，把由所述单元输出的选择信号传播到整个网络。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee