SU1405067A1 - Комбинированный канал - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.Целью изобретени   вл етс  увеличение пропускной способности комбинированного канала. Комбинированный канал содержит блок 1 управлени , блок 2 обмена информацией, узел 3 задани  объема пам ти, блок 4 формировани  адреса, блок 5 хранени  адреса, узел 6 дешифрации констант, узел 7 коммутации , узел 8 запуска, узел 9 счета , триггер 10, элемент НЕ 11, элементы И 12, 13, элемент ИЛИ 14. 2 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл. ( I (Л

Description

4;:

СП

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.

Целью изобретени   вл етс  увеличение пропускной способности комбинированного канала за счет введени  плавающего количества подканалов,автоматического распределени  любого подканала из группы отведенных подканалов любому по адресации периферийному устройству, временного контрол  позвол ющего осуществить контроль работы канала, не охваченньй аппарат- и программными средствами конт- .рол , совмещени  работы канала по микропрограммному обслуживанию запоминани  управл ющего слова устройства с аппаратным обслуживанием выбор- ки по требованию.

Плавающее количество подканалов позвол ет применительно к требовани м любого пользовател  индивидуально назначить только то максимальное количество подканалов, которое необходимо только ему. Это позвол ет в ЭВМ использовать минимальный объем пам ти дл  хранени  подканалов.

Автоматическое распределение подканалов дает возможность независимо от общего количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств и работать с ними в оптимальном режиме.

Введенный временный контроль позвол ет контролировать перерывы в работе канала, возникающие при его св зи с группой периферийных устройств, которые по временным интервалам практически могут любыми.

Совмещение работы канала по микро программному обслуживанию запоминани  управл ющего слова устройства с аппаратным совмещением выборки по требованию позвол ет ускорить организацию выборки периферийного устройства по его требованию, за счет чего сокращаетс  врем  на организацию св зи канала с периферийным устройст- вом и, следовательно, увеличиваетс  пропускна  способность канала. Причем пропускна  способность канала увеличиваетс  при его работе и в байт-мультиплексном, и в блок-муль- типлексном, и в селекторном режимах.

Введение в комбинированньй канал .узла задани  объема пам ти позвол 

Q 5 0

5

0 5

0

5

0

5

ет путем установки вручную на переключающих устройствах соответствующего кода использовать индивидуально дл  любого конкретного пользовател  тот необходимый оптимальный объем пам ти дл  хранени  подканалов, который ему требуетс .

Введение в комбинированный канал блока формировани  адреса дает возможность оперативно аппаратным путем определ ть наличие свободных подканалов и, если свободные подканалы есть, аппаратно формировать адрес свободного подканала.

Введение в канал блока хранени  адреса позвол ет хранить управл ющую информацию и оперативно ее использовать при назначении подканалов .

Введение в комбинированньй канал узла дешифрации констант позвол ет оперативным образом формировать константы , которые используютс  в процессе назначени  свободных подканалов .

Введение в канал узла коммутации позвол ет устанавливать различные по длительности временные интервалы , введение узла запуска - возможность в нужные моменты времени организовать пуск схемы временного контрол , а введение узла счета - возможность организовать фиксацию нарушени  работы комбинированного канала по временному контролю.

Введение в комбинированный канал триггера, элемента НЕ, первого и второго элементов И, элемента ИЛИ дает ВОЗМОЖНОСТЬ организовать предварительную выборку периферийного устройства по его требованию в момент выполнени  каналом микропрограммы запоминани  управл ющего слова устройства .

На фиг.1 изображена структурна  схема комбинированного канала; на фиг.2 - функциональна  схема блока управлени ; на фиг.З - функциональна  схема блока обмена информацией; на фиг.4 - функциональна  схема блока формировани  адреса; на фиг.З - функциональна  схема блока хранени  адреса; на фиг.6 - функциональна  схема узла дешифрации констант;на фиг. 7- расположение управл ющей информации в фиксированных  чейках местной пам ти; на фиг.8 - функциональна  схема узла коммутации;на фиг.9 - функцирнальна  схема узла запуска; на фиг.10 - функциональна  схема узла счета.

Комбинированный канал (фиг.1) содержит блок 1 управлени , блок 2 обмена информацией, узел 3 задани  объема пам ти, блок 4 формировани  адреса, блок 5 хранени  адреса, узе 6 дешифрации констант, узел 7 ком- мутации, узел 8 запуска, узел 9 счета , триггер 10, элемент НЕ 11,второй; 12 и первый 13 элементы И, элемент ИЛИ 14, вход 15 группы логических условий , вход 16 группы информационных и управл ющих сигналов, выход 17 информационных сигналов, выход 18 запроса на прерывание, выход 19 группы информационных и управл ющих сигналов ,вход 20 информационных сигналов, вход 21 группы тактовых сигналов, вход 22 останова, вход 23 группы потенциальных сигналов предварительной установки, внутренние св зи 24-37 комбинированного канала.

Блок 1 управлени  (фиг.2) содержи коммутатор 38, дешифратор 39, регистр 40 управлени , вход 41 регистра управлени .

Блок 2 обмена информацией (фиг.З) содержит узел 42 усилителей-приемников , регистр 43 идентификаторов абонента , регистр 44 идентификаторов .канала и узел 45 усилителей-передатчиков .

Блок 4 формировани  адреса (фиг.4 содержит приоритетные шифраторы 46 - 50, мультиплексорьГ 51-53, выходы 54-56.

Блок 5 хранени  адреса (фиг.5) содержит первый 57 и второй 58 триггеры , первый 59 и второй 60 двухразр дные регистры, первый 61 и второй 62 трехразр дные регистры, входы 63 и 64, выходы 65 и 66,

Узел 6 дешифрации констант (фиг.6 содержит первый 67 и второй 68 дешифраторы , узел 7 коммутации (фиг.8) регистр 69 коммутации, мультиплексор 70, элемент НЕ 71 и элемент И 72, узел 8 запуска (фиг.9) - элемент И 73, триггер 74, элемент ИЛИ 75, входы 76 и 77,а узел 9 счета (фиг.10) - первый 78 и второй 79 триггеры, входы 80 и 81 группы потенциальных сигналов установки.

Комбинированный канал работает следующим образом. .

5 0 5

0

5

0

5

0

Автоматическое назначение подканалов в комбинированном канале вьтол- н етс  микропрограммно-аппаратными средствами с использованием узла 3 заданий объема пам ти, блока 4 формировани  адреса, блока 5 хранени  адреса и узла 6 дешифрации констант.

Организаци  временного контрол  перерывов в работе комбинированного канала при его св зи с группой периферийных устройств выполн етс  микропрограммно-аппаратными средствами с использованием узла 7 коммутации , узла 8 запуска и узла 9 счета.

Сбймещение работы комбинированного канала по организации выборки периферийного устройства по его требованию с работой по запоминанию управл ющего слова устройства выполн етс  аппаратным путем с использованием триггера 10, элемента НЕ 11, . элементов И 12 и 13, элемента ИЛИ 14.

Комбинированньш канал может примен тьс  в системах ввода-вывода ЕС ЭВМ, может входить как один из комбинированных каналов в состав процессора .

Комбинированньш канал управл етс  работой процессора с помощью специальных команд ввода/ьывода. Обращение к программе канала осуществл етс  с помощью адресного слова канала , расположенного в фиксированной  чейке оператршной пам ти. Адресное слово канала содержит ключ защиты и адрес первого управл ющего слова канала. Программа канала состоит из последовательности управл ющих слов канала. Управл ющее слово канала содержит код операции, который указывает действи  между каналом и периферийным устройством (абонентом), начальньй адрес данных, который определ ет начальньш адрес оперативной пам ти, куда будет записыватьс  пер- ..вый байт данных дл  передачи его абоненту , признаки режима работы канала , например ,байт-мультиплексньм, блок-мультиплексный или селекторный режимы,и другие идентификаторы, необходимые дл  нор 1альной работы канала с абонентом.

Так как оборудование канала может 55 раздел тьс  во времени выполнением нескольких операций ввода/вывода,то управл юща  информаци  об операци х ввода/вывода хранитс  в области управл ющей пам ти процессора, в которой хран тс  процессорные и канальные микропрограммы. Часть области управл ющей пам ти, в которой хранитс  управл юща  информаци  дл  одной операции ввода/вывода, называетс  подканалом.

Информаци , хран ща с  в подканале , отражает состо ние выполнени  операции ввода/вьюода между каналами и конкретным периферийным устройством на данньй момент времени. Эта информаци  называетс  управл ющим словом устройства.

С целью оперативного использовани управл ющего слова устройства в процессе св зи канала с абонентом эта информаци  переписываетс  из подка- нала управл ющей пам ти (пассивного подканала) частично непосредственно в оборудование канала и частично в быстродействующую местную пам ть (активный подканал). После конца очередного цикла св зи информаци  .из активного подканала переписываетс  в пассивный подканал. Это Необходимо , чтобы освободить активньгй подканал дл  возможности организации св зи с другим абонентом.

В процессе выполнени  операции ввода/вывода, например, при обмене данными управл ющее слово устройства в пассивном канале обновл етс . Однако это обновление зависит от режима работы канала.

Если комбинированный канал работает в селекторном режиме,то управл ющее слово устройства хранитс  в активном подканале в течение всего времени выполнени  операции ввода/вывода , поскольку селекторный режим позвол ет работу канала только с одним абонентом в так называемом монопольном режгме, когда абонент не отключаетс  от канала до тех пор, пока между каналом и абонентом полностью не закончена св зь. Поэтому при работе канала в селекторном режиме обновлени  информации в пассивном подканале практически не происходит . 1

При работе комбинированного канала в байт-мультиплексном и блок- мультиплексном режимах канал способен обслуживать несколько абонентов одновременно. Поэтому дл  организации этих режимов работы канал имеет несколько пассивных подканалов, необходимых дл  одновременного хранени 

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нескольких управл ющих слов устройств . При этом обновление информации в пассивном подканале происходит вс кий раз после конца цикла св зи канала с абонентом.

Таким образом, предлагаемьй комбинированный канал выполн ет все функции известного (на фиг.1 показаны только те блоки или функциональные части блока известного канала, которые претерпели изменени  в св зи с расширением функциональных возможностей комбинированного канала и увеличением его пропускной способности).

Плавающее назначение количества пассивных подканалов и автоматическое распределение этих подканалов между абонентами с последующим их освобождением после конца св зи канала с абонентом позвол ет гибко и простым способом адаптироватьс  к требовани м пользовател  путем предоставлени  ему возможности назначени  того количества подканалов, которое ему необходимо, за счет чего пользователь может создавать нужные только ему конфигурации периферийных устройств как по количеству, так и по составу с организацией производительной с ними работы, использу  при этом минимальньй объем управл ющей пам ти, предназначенный дл  хранени  подканалов, тем самым использу  большой объем управл ющей пам ти дл  хранени  в ней процессорных микропрограмм , напрг ер, при организации динамиче ско го микропро граммировани , и организовать возможность назначени  любого свободного подканала любому по адресации периферийному устройству , что позвол ет вне зависимости от действительного количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств, что в свою очередь исключа ет все ограничени  на подключение к каналу любых по адресации абонентов, если количество подканалов в канале меньше 256.

Комбинированньй канал в части организации плавающего количества подканалов и их распределени  работает следующим образом.

При помощи узла 3 вручную на переключательных устройствах набираетс  .нужный код, который через вход 37 блока 1 поступает в коммутатор 38. При вьшолнении процессорной микропрограммы сброса системы, котора  выполн етс  при загрузке системы команд- в процессор, а также при нажатии кнопки Сброс системы этот код с выхода коммутатора 38 через выход 17 канала считьшаетс  в процессор и запоминаетс  в управл ющей пам ти как характеристика количества подканалов, отведенных в управл ющей пам ти дл  ю комбинированного канала. В дальнейшем эта информаци  используетс  при назначении подканалов в процессе выполнени  очередной команды ввода/вывода .15

Если свободные подканалы использованы не все, очередное назначение подканала выполн етс  и выполнение операции ввода/вывода продолжаетс .

Если свободных подканалов нет, вы- 2о данного случа  содержит одно восьми- полнение команды ввода/вывода прекра- разр дное слово, расположенное в щаетс .При этом комбинированный ка-  чейке местной пам ти (фиг.7), ис-;

количеству абонентов, которые можно подключить к комбинированному каналу ) , кажда  из которых предназначена дл  хранени  адреса назначени  подканала дл  конкретного абонента. Пер ва  таблица, кроме этого, предназначена дл  хранени  признака,который говорит о том, назначен дл  данного абонента подканал или нет. После назначени  подканала этот признак устанавливаетс , после конца св зи с абонентом сбрасываетс .

Перва  таблица, содержаща  К последовательно адресованных  чеек в управл ющей пам ти дл  хранени  М разр дных слов (в данным случае К 8, а М 32), совместно с указателем слов второй таблицы, который дл 

количеству абонентов, которые можно подключить к комбинированному каналу ) , кажда  из которых предназначена дл  хранени  адреса назначени  подканала дл  конкретного абонента. Перва  таблица, кроме этого, предназначена дл  хранени  признака,который говорит о том, назначен дл  данного абонента подканал или нет. После назначени  подканала этот признак устанавливаетс , после конца св зи с абонентом сбрасываетс .

Перва  таблица, содержаща  К последовательно адресованных  чеек в управл ющей пам ти дл  хранени  М разр дных слов (в данным случае К 8, а М 32), совместно с указателем слов второй таблицы, который дл 

30

35

нал микропрограммно формирует такой признак результата, который формируетс , когда оказываетс , что нуж- 25 ного периферийного устройства нет-. Подобный алгоритм формировани  признака результата при отсутствии свободных подканалов выбран из расчета, чтобы указать пользователю, что при выбранной конфигурации периферийных устройств, подключенных к каналу, количество подканалов выбрано неправиль- но. Подобное заключение пользователь должен сделать на основании реакции операционной системы (или какой-либо другой системы), заключающейс  в том, что Б этом случае операционна  система указывает оператору, что периферийного устройства нет, а на сз мом деле оно подключено к комбинироанному каналу и нормально функционирует .

Автоматическое назначение подканалов , т.е. назначение любого свободного подканала любому по адресации абоненту с последующим освобождени- ем этого подканала после конца св зи канала с абонентом, выполн етс  аппаратно-микропрограммным путем.При этом,кроме аппаратных средств, используютс  две таблицы, расположенные управл ющей пам ти, и несколько  чеек местной пам ти, необходимых дл  оперативной обработки управл ющей информации.

40

45

50

55

Перва  таблица содержит 256 последовательно адресованных  чеек управл ющей пам ти (по максимальному

0

5

5

0

5

пользуетс  дл  формировани  адреса свободного подканала, если свободные подканалы есть.

Втора  таблица определ ет то максимальное количество подканалов, ко- торое может быть отведено дл  комбинированного канала. В данном случае максимальное количество подканалов 256.

Указатель слов второй таблицы (фиг.7) используетс  дл  оперативного определени  наличи  свободных подканалов и формировани  адреса свободного подканала, если свободньм подканал есть.

Адрес свободного подканала формируетс  из адреса слова второй таблицы и адреса бита в этом слове. Так как адрес слова второй таблицы определ етс  адресом бита указател  слов второй таблицы, расположенного в  чейке 1 местной пам ти (фиг.7), то адрес свободного подканала формируетс  из адреса бита в указателе ,-слов второй таблицы и адреса бита соответствующего слова второй таблицы .

Таким образом, общее количество подканалов, которое определ етс  кодом , считанным из узла 3, устанавливаетс  путем установки соответствующих бит указател  слов второй таблицы и слов второй таблицы в соответствующее состо ние, например в нулевое. Следовательно, если некоторые биты указател  слов второй таблицы ycTaj7.

новлены в единичное состо ние, то свободных подканалов, которые адресуютс  соответствующими словами второй таблицы, нет.

При выполнении команды ввода/вывода по адресу абонента, который задаетс  в команде ввода/вывода и запоминаетс  в  чейке 4 местной пам ти (фиг.7), в  чейке 2 местной пам ти выбираетс  соответствующа   чейка первой таблицы. Цель этой выборки - определить зан то адресованное в команде ввода/вывода периферийное устройство или нет.

Определение выполн етс  путем анаЛИЗа признака назначени  подканала.

Если подканал дл  данного абонента бьш уже назначен, следовательно, абонент, адресованный в выполн емой команде ввода/вывода,зан т и выполнение команды ввода/вывода прекращаетс  ,

Если --подканал дл  данного абонент не назначен, выполнение команды вво- да/вывода продолжаетс  путем попытки назначени  дл  данного абонента свободного подканала.

Сначала анализируетс  наличие свободных подканалов путем анализа нали чи  нулевых бит в указателе слов второй таблицы. Если нулевых бит нет, т.е. свободных подканалов нет, канал прекращает выполнение команды ввода/ вывода.

Если свободные подканалы есть, формируетс  адрес свободного подканала .

Анализ наличи  свободных подканалов и формирование адреса свободного подканала выполн ютс  следующим .образом .

Содержимое  чейки 1 местной пам ти (фиг.7) по входу 20 посылаетс  в блок 4, рассчитанный на прием четырех байтов. При этом байт О поступает на вход приоритетного шифратора 46, байт 1 - шифратора 47, байт 2 - шифратора 48, байт 3 - шифратора 49. Каждый из этих шифраторов на своих первом, втором и третьем выходах формирует трехразр дный код,  вл ющийс  адресом первого бита (наличи  с нулевого), который говорит о том,что слово второй таблицы по этому адресу (имеет по крайней мере один свободный подканал.

Если, например, в байте О нет ни одного нулевого бита, приоритетный

1405067 .10

пшфратор 46 возбуждает четвертый

д

5

Q

0

выход, что говорит о том, что в группе слов второй таблицы, адресуемых битами байта О указател  слов второй таблицы, ни одного свободного подканала нет. Четвертые выходы приоритетных шифраторов 46-49 поступают на соответствующие входы приоритетного шифратора 50. Следовательно, если в З сазателе слов второй тыблицы нет ни одного бита, указывающего на на-, личйе свободного подканала,то возбуждаетс  третий выход ширфатора 50. Если свободные подканалы есть,то двухразр дный код, сформированный на первом и втором выходах шифратора 50, указывает адрес первого байта (начина  с нулевого), в котором есть по крайней мере один свободный подканал. Трехразр дный код, сформи- рованньй на выходах мультиплексоров 51-53,  вл етс  адресом первого бита байта, адрес которого сформирован на первом и втором выходах приоритетного шифратора 50, который определ ет адрес слова второй таблицы, в котором есть по крайней мере один свободньш подканал.

Q

5

0

Информаци  из блока 4 по выходу 28 записываетс  в блок 5. При этом в триггере 57 запоминаетс  состо ние третьего выхода приоритетного шифратора 50, в двухразр дном регистре 59 - первого и второго выход- дов шифратора 50, в трехразр дном регистре 61 - состо ние выходов мультиплексоров 51-53. Запоминание выполн етс  по управл ющему сигналу по входу 63 блока 5 хранени  адреса, полученному с выхода дешифратора 39 блока 1 через выход 32.

Таким образом, анализиру  выходной сигнал с триггера 57, определ - 5 ют наличие свободных подканалов, двухразр дный код с регистра 59 и трехразр дный код с регистра 61 определ ют адрес слова второй таблицы , в котором есть по крайней мере хот  бы один свободный подканал.

Указанньй анализ выполн етс  микропрограммно путем чтени  информации с выхода 29 блока 5 через коммутатор 38 блока 1 и выход 17. Если свободные подканалы есть, п тиразр дный код адреса слова второй таблицы запоминаетс  в  чейке 3 местной пам ти. По этому адресу из второй таблицы читаетс  тридцатидвухразр д0

5

11

Hoe слово, которое запоминаетс  в  чейке 5 местной пам ти. Затем слово из  чейки 5 местной пам ти выдаетс  в блок А аналогично указателю слов второй таблицы, а информаци  с выхода 28 блока 4 запоминаетс  в блоке 5 соответственно на триггере 58, двухразр дном регистре 60 и трехразр дном регистре 62 по управл ющему сигналу по входу 64, поступившему с дешифратора 38 блока 1 через выход 32.

Таким образом, после анализа двух слов указател  слов второй таблицы и одного из слов второй таблицы, с выхода 29 блока 5 снимаетс  дес тиразр дный адрес, который  вл етс  адресом свободного подканала. Этот адрес запоминаетс  в - чейке 2 местной пам ти и по адресу первой таблицы , хран щемус  в  чейке 4 местной пам ти, записываетс  вместе с признаком назначени  подканала в первую таблицу. Подканал дл  данного абонен- та назначен.

1

После назначени  подканала необходимо скорректировать слово второй таблицы и, если необходимо, указатель слов второй таблицы.

Дл  зтого трехразр дные коды адреса бита в байте указател  слов второй таблицы и слова второй таблицы по лини м 65 и 66 соответственно через выход 30 блока 5 подаютс  на выходы дешифраторов 67 и 68 соответственно . С выходов последних снимаютс  константы, позиционные коды которых указывают какой бит в байте необходимо установить в единичное состо ние вследствие назначени  очередного подканала .

Микропрограммно сначала, считываетс  константа с дешифратора 68 чер.ез

ВЫХОД 31. блока 6, коммутатор 38 и вы- 45 ьше 256, что наблюдаетс , когда .ход 17 и путем сложени - этой константы с соответствующим байтом слова второй таблицы, расположенного в  чейке 5 местной пам ти. После этого скорректированное слово второй 50 таблицы по адресу второй таблицы,расположенному в  чейке 3 местной пане используетс  предлагаемое автоматическое назначение подканалов.

Организаци  временного контрол  в комбинированном канале, наиболее эффективно используемого дл  контро л  перерывов в работе канала с груп пой периферийных устройств, которые могут быть по длительности временных интервалов практически любыми.

м ти, записываетс  во вторую таблиОрганизаци  временного контрол  в комбинированном канале, наиболее эффективно используемого дл  контрол  перерывов в работе канала с группой периферийных устройств, которые могут быть по длительности временных интервалов практически любыми.

цу, затем провер етс  на предмет на-п

личи  в этом слове свободных подкана- gg осуществл етс  аппаратно-микропролов . Дл  этой цели скорректированное граммным способом и выполн етс  слеслово второй таблицы из  чейки 5

местной пам ти подаетс  в блок 4,

после чего на триггере 58 запоминаетдующим Образом.

В начале работы процессора вручную при помощи устройств регистра

10

25

15

20

40506712

с  признак наличи  свободных подканалов . Этот признак анализируетс . Если свободные подканалы есть, никаких действий не вьшолн етс . Если свободных подканалов нет, корректируетс  байт указател  слов второй таблицы путем сложени  его с константой , полученной с дешифратора 67 блока 6.

Скорректированный байт записываетс  в  чейку 1 местной пам ти.

Назначение подканалов заканчиваетс .

Освобождение подканалов выполн етс  -после конца св зи комбинированного канала с абонентом, когда информаци  в соответствующем подканале не нужна. Освобождение подканала выполн етс  микропрограммньм способом путем сн ти  признака назначени  подканала и корректировки бит слова второй таблицы и, если необходимо, указател  слов второй таблицы.

Таким образом, аппаратно-микропро- граммньй способ организации йлаваю- щего количества подканалов и их автоматического назначени  с последующим освобождением позвол ет с минимальными аппаратными затратами и оптимальными временными затратами оперативно выполн ть назначение любого свободного подканала любому по

адресации периферийному устройству. I .

Автоматическое назначение подканалов позвол ет вне зависимости от действительного количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств, что в свою очередь исключает все ограничени  на подключение к каналу периферийных устройств только с определенными адресами, если количество отведенных подканалов

30

35

40

ьше 256, что наблюдаетс , когда

не используетс  предлагаемое автоматическое назначение подканалов.

Организаци  временного контрол  в комбинированном канале, наиболее эффективно используемого дл  контрол  перерывов в работе канала с группой периферийных устройств, которые могут быть по длительности временных интервалов практически любыми.

дующим Образом.

В начале работы процессора вручную при помощи устройств регистра

13

69 узла 7 на первом, втором и третьем выходе регистра 69 устанавливаетс  код, определ ющий частоту следовани  временных сигналов,поступающих в узел 7 по входу 21, а также режим включени  путем установки соответствующего потенциала на четвертом выходе регистра 69, который через элемент ИЛИ 75 узла 8 по входу . 25 узла 9 поступает на сбросовые входы триггеров 78 и 79, разреша  их нормальное функционирование. В частности , разрешаетс  запуск триггера 79 по синхровходу, на который поступают с выхода мультиплексора 70 временные сигналы с определенной регистром 69 частотой следовани .

Таблицы состо ний работы мультиплексора 70 и триггеров 78 и 79 приведены в табл.1 и 2 соответственно .

Запуск временного контрол  комбинированного канала выполн етс  микропрограммным путем в процессе выполнени  команды ввода/вывода сигналом с выхода дешифратора 39 через вход 32 по линии 76, который через элемент И 73, стробируемый сигналом по входу 24, устанавливает в единичное состо ние триггер 74 и через элемент ИЛИ 75 сбрасывает в исходное состо ние триггеры 78 и 79.

Так как триггер 78 работает в режиме счета, а триггер 79 в режиме триггера с запоминанием (по линии 80 входа 23 подаетс  посто нно единичный потенциал, а по линии 81 - нулевой потенциал), то в случае поступ20 го контрол  по сигналу с выхода 26 выполн етс  прерывание, по которому осуществл етс  выход на микропрограмму анализа сбо  от схем временного контрол , в процессе выполнени 

25 которой конкретизируютс  услови , при которых сработала схема времен- .ного контрол : определ етс  адрес периферийного устройства, при св зи с которым произошел сбой, а также

30 состо ние канала и периферийного уст ройства в момент сбо .

С целью конкретизации адреса периферийного устройства, а также состо ний в моменты сбо  в управл ю25 щей пам ти процессора хранитс  таблица состо ний, в которой дл  каждого периферийного устройства устанавливаютс  признаки, характеризующие этапы работы канала с периферийными

лени  по входу 27 на синхровход триг- 40 устройствами. Например, при успешно

гера 79 двух сигналов устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 78, сигнал с быхода которого говорит о том, что в работе комбинированного канала с периферийными устройствами произошли незапланированные перерывы в работе. Если временных нарушени в перерывах в работе канала с абонентом не произойдет, триггер 78 никогда не устанавливаетс  в единичное состо ние, так как после успешного выполнени  команды ввода/вывода микропрограммно по сигналу по линии .77 узла 8 сбрасываетс  триггер 74, который устанавливает в исходное со- сто ние триггеры 78 и 79 и посто нно поддерживает их в состо нии сброса. Запуск схем временного контрол  выполн етс  каждый раз в процессе

405067 .14

выполнени  очередной команды ввода/ /вывода. Если очередна  команда ввода/вывода начата в процессе выполнеg ни  ранее начатой команды ввода/вывода , установка в единичное состо ние триггера 74 выполн етс  (его со- .сто ние подтверждаетс ). При этом триггеры 78 и 79 сбрасываютс  в ис10 5 одное состо ние, после чего их раS бота начинаетс  сначала.

В этом случае до срабатывани  триггера 78 должны быть выполнены все запущенные команды ввода/вывода. Ес15 ли за то врем  не выполнена одна или несколько команд ввода/вывода, то срабатывает схема временного контрол .

После срабатывани  схем временно20 го контрол  по сигналу с выхода 26 выполн етс  прерывание, по которому осуществл етс  выход на микропрограмму анализа сбо  от схем временного контрол , в процессе выполнени 

25 которой конкретизируютс  услови , при которых сработала схема времен- .ного контрол : определ етс  адрес периферийного устройства, при св зи с которым произошел сбой, а также

30 состо ние канала и периферийного устройства в момент сбо .

С целью конкретизации адреса периферийного устройства, а также состо ний в моменты сбо  в управл ю25 щей пам ти процессора хранитс  таблица состо ний, в которой дл  каждого периферийного устройства устанавливаютс  признаки, характеризующие этапы работы канала с периферийными

начатой св зи канала с конкретным периферийным устройством в таблице состо ний дл  данного устройства устанавливаетс  код последовательности 11. Это говорит о том, что логическа  св зь канала с периферийным устройством произошла. Если в процессе св зи из периферийного устройства в канал поступает конечный байт состо ни  с признаком Канал кончил , в таблице состо ний устанавливаетс  код последовательности 01. Если из периферийнрго устройства в канал поступает конечный байт состо ни  с признаком Устройство .кончило, в таблице состо ний устанавливаетс  код последовательности 00. Анализиру  эти коды последовательности , канал определ ет состо 15

ние канала и периферийного устройства на момент сбо  по временному контролю .

Дл  возможности анализа количества периферийных устройств, во врем  работы с которыми произошел сбой по временному контролю, в местной пам ти процессора хранитс  счетчик количества одновременно работающих периферийных устройств.

С учетом этого микропрограммный анализ рбо , происше дшего вследствие срабатывани  схем временного контрол , выполн етс  следующим образом.

После успешного завершени  начала св зи канала с периферийным устройством микропрограммным путем в таблицу состо ний дл  запущенного периферийного устройства заноситс  код последовательности 11, а в счетчик количества одновременно работащих периферийных устройств, который расположен в фиксированной  чейке местной пам ти, добавл етс  единица. После этого запускаетс  схема временного контрол  путем микропрограммной установки триггера 74 в единичное состо ние, при этом с инверсного выхода триггера 74 (фиг.9) снимаетс  нулевой потенциал.

После завершени  операции ввода/ ывода микропрограммно из счетчика количества вычитаетс  единица и выполн етс  анализ его содержимого. Если содержимое счетчика равно О, сбрасываетс  триггер 74., Св зь с периферийным устройством завершилась успешно и аппаратна  схема временного контрол  приведена в исходное состо ние .

Если содержимое счетчика не равно О, микропрограммно триггер 74 не сбрасываетс . Аппаратна  схема временного контрол  продолжает работать . Триггер 74 сбрасываетс  только том случае, если после очередного вычитани  ед1шицы из счетчика количества его содержимое равно 0.

В случае нарушени  длительности запланированных перерывов в работе комбинированного с периферийными устройствами, по сигналу с выода 26 происходит прерывание с переходом на микропрограмму обработки сбо  по временному контролю, котора  фиксирует состо ние канала и онкретного периферийного устройст405067

а т сбо 

16 по временному конт10

15

20

ва в момент ролю.

Рассмотрим несколько примеров работы микропрограммы обработки сбо  по временному контролю.

Сигнал сбо  по временному контролю выработан в процессе работы канала с периферийным устройством. Этот сигнал может возникнуть, например, и в процессе передачи байта данных, когда периферийное устройство, обмен вшись с каналом очередным байтом и не отключившись от него в течение определенного интервала времени, не обмен лось следующим байтом.

Микропрограмма обработки сбо  по временному контролю в первую очередь определ ет, при св зи с каким периферийным устройством произошел сбой. В этом случае микропро.грамма по состо нию канала (а он находитс  в рабочем состо нии), определ ет что канал работает, поэтому вс  управл ю- 25 ща  информаци  (управл ющее слово устройства) при этом находитс  в ак- тинном подканале, т.е. в фиксированных  чейках местной пам ти. В этом случае микропрограмма обработки,анализиру  управл ющее слово устройства , определ ет адрес п ариферийного устройства И его состо ние и, снима  маску с канала, фиксирует его аппаратное состо ние. Затем по этим данным микропрограмма обработки сло  по временному контролю формирует слово состо ни  канала, в котором указываетс  необходима  информаци  о сбое, после чего выставл ет запрос на программное прерьгоание, которое обсуждаетс  той управл ющей программой, под управлением которой работает процессор (например, под управлением операционной системы), вследствие чего подобньй сбой в работе канала обнаруживаетс  и принимаютс  соот ветствующие меры по устранению его. I

Случай, когда сигнал сбо  по временному контролю выработалс , когда канал не был св зан ни с каким периферийным устройством,может возникнуть , например, когда, когда канал, начав св зь с периферийным устройством и приостановив ее при нормальной последовательности св эи, не возобновил эту св зь за установленный про .межуток времени. В подобной ситуации микропрограмма сбо  по временному контролю в первую очередь определ ет

30

35

40

45

50

55

адрес периферийного устройства, при св зи с которым произошел с бой по вр времени. Так как канал свободен, что микропрограммно определ етс  по состо нию канала,то по микропрограмме опрашиваетс  таблица состо ний, в которую заносились коды последовательностей , определ ющие состо ние канала и периферийного устройства на оп- ределенньш момент.

Таблица состо ний опрашиваетс  последовательно ,  чейка за  чейкой в последовательности возрастани  адресов , начина  с нулевого (адрес  чейк соответствует адресу периферийного устройства).

Если  чейка состо ни  содержит код 00, опрашиваетс  следующа   чейка и так далее до тех пор, пока не опрошены все  чейки таблицы состо ний .

Если во всех  чейках таблицы состо ний занесены коды последовательности 00, микропрограмма сбо  по временному контролю формирует слово состо ни  канала, в котором указываетс , что возможной причиной сбо   вл етс  неправильна  работа аппаратуры временного контрол .

Если  чейка, например, 35 таблицы состо ний содержит код последовательности , отличный от 00, микропрограмма по адресу  чейки определ ет адрес периферийного устройст- ва, который равен 35. Затем по коду последовательности и содержимому управл ющего слова устройства, которое выбираетс  дл  периферийного устройства с адресом 35, формируетс  соответствующее .слово состо ни  канала .

Например, если код последовательности равен 11 и подканал, активен , так как конечного байта состо - ни  от периферийного устройства; не получено, сбой произошел по причине отсутстви  св зи канала с периферийным устройством по адресу 35 в процессе передачи байта данных.

Если код последовательности 11 и подканал пассивен, т.е. все байты между каналом и периферийным устройством переданы, сбой по временному Контролю произошел во врем ; попыт- ки передачи конечного байта состо ни  с признаком Канал кончил.

Если код последовательности 01 сбой по временному контролю произо5

5

0

0

5 0

5 0

5

шел при ndnbiTKe передачи конечного байта состо ни  с признаком Устройство кончило.

Таким образом, представленный в комбинированном канале временньй контроль обнаруживает практически все нарзтпени  св зи, которые могут произойти в процессе св зи между каналом и периферийным устройством. При этом при нормальной работе системы ввода/вывода временные потери в работе процессора и канала, вызванные представленным временным контролем, практически отсутствуют. Временные потери в работе канала и процессора возникают только тогда, когда происход т нарушени  в длительности установленных перерывов в работе канала и периферийного устройства.

Учитыва  это, необходимо с целью сокращени  временных потерь в работе процессора, которые возникают в случае срабатывани  схем временного контрол , частоту следовани  временных сигналов, устанавливаемых при помощи регистра 69, выбирать максимально возможной, т.е. сокращать до минимума временные интервалы прерьша- ни  в работе канала и периферийного устройства с целью немедленного обнаружени  незапланированных перерывов в работе канала и периферийного устройства.

Следовательно, представленньй ап- паратно-микропрограммный способ временного контрол   вл етс  эффективным средством контрол  работы канала с периферийными устройствами как с точки зрени  затрат по аппаратным средствам контрол , так и с точки зрени  временных и пространственных потерь в работе канала и процессора. .

Наибольший эффект представленного временного контрол  достигаетс  при сравнении этого контрол  с контролем перерывов в работе канала с периферийным устройством программным путем на уровне операционной системы , так как при программном способе контрол , который можно организовать только через прерывание от таймера, временные потери в работу канала и процессора наблюдаютс  независимо 3т того, правильно работает канал с периферийными устройствами или со сбоем . При этом временные потери при контроле на программном уровне достигают значительных величин, так

как, например, организаци  прерыва- | ни  по таймеру на уровне операционной системы требует больше тыс чи команд.

В св зи с этим с целью сокращени  временных потерь (пространственные потери остаютс ) в рабЬте канала и процессора временные интервалы по таймеру при программном способе контрол  необходимо устанавливать как можно больше, что практически исключает оперативное обнаружение сбо , св занного с нарушением перерывов в работе канала и периферийных устройств .

Кроме этого, эффективность представленного временного контрол  по сравнению с программным контролем перерывов в работе -канала и периферийных устройств з аключаетс  в том, что программный контроль по време ни на уровне операционной системы станавливаетс  единым дл  всех ка- налов, включенных в состав процессора , а представленный временный конроль устанавливаетс  дл  каждого комбинированного канала отдельно.

Совмещение работы комбинированного канала при его работе по запоминанию управл ющего слова устройства, котора  выполн етс  микропрограммным пособом путем переписи управ(л ющего слова устройства из активного подка- нала (местной пам ти)в пассивный подканал (управл ющую пам ть), с представленной аппаратурной реализацией начальной выработки по требованию, абонента позвол ет повысить пропускную способность канала при его работе в байт-мультиплексном,блок-мультиплексном и селекторном режимах, что в свою очередь повьшает произвоительность процессора и, следовательно , всей вычислительной системы в целом.

Совмещение указанных работ комбиированного канала выполн етс  слеующим образом.

После конца очередного цикла св зи канала с абонентом, т.е. при отсутствии логической св зи между канаом и абонентом, кан ал с целью освобождени  активного подканала дл  возможности организации св зи с другим абонентом микропрограммно переписывает управл ющее слово устройства из активного подканала в пассивный. И только после операции запоминани 

управл ющего слова устройства в пас - сивном подканале канал готов к организации св зи с очередным абонен- том по его инициативе, т.е. по идентификатору требовани  абонента (ТРБ- А), который поступает в канал по входу 16 и через узел 42 запоминаетс  в регистре 43.

0 Начало св зи канала с абонентом по его требованию канал осуществл ет путем- формировани  идентификатора выборки от канала (ВБР-К), который выдаетс  из регистра 44 через

5 узел 45 и выход 19 в магистраль ввода/вывода и последовательно обходит все абоненты до тех пор, пока этот идентификатор не поступит абоненту, выставившему идентификатор ТРБ-А.

0 Абонент, выставивший идентификатор ТРБ-А, после получени  вдентифи- катора ВБР-К запрещает дальнейшее распространение идентификатора ВБР-К другим абонентам, а сам в ответ вы5 ставл ет в канал идентификатор адреса от абонента (АДР-А). Канал, при- н в идентификатор АДР-А, начинает- стандартные действи  по организации св зи с данным абонентом.

0 Таким образом, организаци  выборки по требованию абонента от момента вьщачи каналом идентификатора ВБР-К и до момента получени  каналом идентификатора от абонента АДР-А требует определенного времени, которое может быть значительным, так как распространение выборки от одного абонента к другому может составл ть до 1,6 МКС, а количество абонентов, . подключаемых к магистрали ввода/вывода , может быть до дес ти включительно .

С другой стороны, микропрограммный способ запоминани  управл ющего слова устройства также требует опре- деленного времени,которое,например, дл  ЭВМ ЕС 1036 составл ет пор дка 10 МКС.

В св зи с этим в комбинированном

0 канале в микропрограмме запоминани  управл ющего слова одной из первых микрокоманд устанавливаетс  Триггер 10 по сигналу с выхода дешифратора 39 блока 1. Триггер 10 в начале вы5 полнени  микропрограммы запоминани  управл ющего слова устройства уста- , навливаетс  в единичное состо ние, |так -как триггер Канал загружен ре- гистра 40 блока сбрасываетс  по мик5

0

5

рокоманде только после запоминани  управл ющего слова устройства. Установка триггера 10 в единичное состо ние позвол ет, если присутствует идентификатор ТРБ-А,поступающий из регистра 43 через выход 35. на второй вход элемента И 12, сформировать сигнал установки триггера ВБР-К регистра 44, который с выхода элемента И12 через элемент ИЛИ 14 по входу 36 блока 2 устанавливает в единичное состо ние триггер ВБР-К регистра 44. Идентификатор ВБР-К с выхода регистра 44 через узел 45 и выход 19 посту- пает в магистраль ввода/вывода.

После выдачи идентификатора ВБР-К идентификатор от абонента АДР-К может поступить в канал в любое врем . Чтобы исключить неправильные деист- ВИЯ канала в случае поступлени  иден-- тификатора АДР-К в моменты, когда канал еще микропрограммно запоминает .управл ющее слово устройства, прием идентификатора АДР-К в регистр 43

блокируетс  сигналом с выхода триггера 10, которьй по входу 34 блока 2 поступает- на вход запрета триггера ДЦР-А регистра 43. И только после сброса триггера Канал загружен ре- гистра 40 блока 1, который через элемент НЕ 11 сбрасывает триггер 10, блокировка триггера АДР-А регистра 43 снимаетс . Если идентификатор ТРБ-А поступил в канал после сброса триггера Канал загружен, формиро- вание идентификатора. ВБР-К выполн етс  сигналом с выхода элемента И 13 через элемент ИЛИ 14, который по входу 36 блока 2 устанавливает в единичное состо ние триггер ВБР-К регистра 44,

Таким образом, наличие в комбинированном канале возможности совмещени  работы по микропрограммному за- поминанию управл ющего слова устройства с аппаратной выборкой абонента по его требованию позвол ет увеличить пропускную способность канала при его работе в байт-мультиплексном,

блок-мультиплексном и селекторном режимах. При этом это увеличение особенно заметно пщ1 работе канала в байт-мультиплексном режиме. Это вызвано тем, что врем  распространени  идентификатора ББР-К на одном абоненте может достичь 1,6 мкс, ко- лш1ество абонентов может быть до 10, длина магистрали ввода/вывода мо

0

г; 5

0

5 п

5

жет быть до 50 м, а при использовании ретрансл торов (например ЕС 4081) количество абонентов и длина магистрали ввода/вывода могут быть увеличены в несколько раз.

Claims (3)

1. Комбинированный канал, содержащий блок управлени , блок обмена информацией , причем перва  группа в.хо- дов логического услови  блока управлени  образует группу входов комби- нированного канала дл  подключени  к группе кодовых выходов процессора, перва  группа выходов блока управлени  образует группу выходов комбинированного канала дл  подключени  к группе информационных входов процессора , группы информационных входов и выходов блока обмена информацией образуют группы выходов и входов комбинированного канала дл  подключени  соответственно к группам информационных и управл ющих выходов и входов периферийных устройств, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  пропускной способности,в него введены блок формировани  адреса, блок хранени  адреса, узел дешифрации константы, узел задани  объема пам ти, узел коммутации, узел запуска , узел счета, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент НЕ,причем группа информационных входов блока формировани  адреса образует группу входов комбинированного канала дл  подключени  к группе адресных выходов процессора, управл ющий вход узла коммутации соединен с установочным входом узла запуска и  вл етс  входом комбинированного канала дл  подключени  к выходу останова процессора , группа информационных вхо- , дов узла коммутации образует группу входов комбинированного канала дл  подключени  к группе выходов тактовых сигналов- процессора, информационный вход узла счета  вл етс  входом комбинированного канала дл  подключени  к выходу предварительной установки процессора, выход узла счета образует выход комбинированного канала дл  подключени  к входу запроса прерывани  процессора, при этом установочный вход узла счета соединен с выходом узла запуска,первый разрешающий вход которого соединен с первым информационным выходом

узла коммутации, второй информационный выход которого соединен со счетным входом узла счета, втора  группа выходов блока управлени  соединена с вторым разрешающим входом узла запуска, входом записи блока хранени  адреса, первым входом элемента ИЛИ и нулевым входом триггера, группа информационных выходов блока формировани  адреса соединена с группой информационных входов блока хранени  адреса, перва  группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов узла дешифрации констант, группа информационных выходов которого соединена с второй группой входов логического услови  блока управлени , треть  и четверта  группы входов логическо- го услови  которого соединены соответственно с второй группой информационных выходов блока хранени  адреса и с группой информационных выходов узла задани  объема пам ти, выход блока управлени  соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с единичными входом триггера , и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен, с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым информационным входом блока обмена информацией , второй информационньй вход которого соединен с выходом триггера и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ, информационный выход блока обмена информацией соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.

2. Канал по п.1, отличающий с   тем, что блок управлени  содержит коммутатор, дешифратор, ре- г истр управлени , причем перва ,втора , треть  группы информационных входов и группа информационных выходов коммутатора образуют соответственно вторую, третью и четвертую группы входов логического услови  и первую группу выходов блока управлени , группа информационных входов

g 0 5 Q

0

5

0

5

дешифратора образует первую группу входов логического услови  блока управлени , группа информационных выходов .дешифратора образует вторую группу выходов блока управлени , выход, регистра управлени   вл етс  втохым выходом блока управлени , при этом информационный вход регистра управлени  соединен со старшим разр дом группы информационных выходов дешифратора .

3. Канал поп.1, отличаю - щ и и с  . тем, что блок формировани  адреса содержит п ть приоритетных шифраторов и три мультиплексора,причем информационные входы первого, второго, третьего и четвертого приоритетных шифраторов образуют группу информационных входов блока формировани  адреса, информационные выходы первого, второго, третьего мультиплексоров , первый, второй, информационные выходы п того приоритетного шифратора образуют группу информационных выходов блока формировани  адреса, при этом в блоке формировани  адреса первый, второй, третий, четвертый информационные входы первого мультиплексора соединены соответственно с первыми информационными выходами первого, второго, третьего, четвертого приоритетных шифраторов, вторые информационные выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым информационными входами второго мультиплексора, первый, второй, третий, четвертый информационные входы третьего мультиплексора соединены соответственно с третьими информационными выходами первого, второго , третьего, четвертого приоритетных шифраторов, четвертые информационные выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим , четвертым информационными входами первого приоритетного шифратора , первый и второй информационные выходы которого соединены с первым и вторым управл ющими входами первого , второго и третьего мультйплек- соров.

Примечание: Х- произвольное состо ние Лог.О или Лог.1.

Таблица 1

Таблица 2

21

140506728

Продолжение табл.2

Фи9.2

фиг-3

&

S6

п

13

li

f1

Sff

.es

3J7

SS

Фиг. 6

Фиг. 7

69

22

72

70

27

И, AZ

W

21

Фиа.8

Фиг. 9

Фи9,Ю