SU723559A1 - Мультиплексный канал - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при конструировании мулыиш:сксных каналов вводавывода .

Известны мультиплексные каналы автономного либо встроенного типа, содержащие больщое число подканалов. Такой канал способен выполн ть одновременно несколько операций ввода-вывода. Работающие внещние устройства (ВУ) периодически устанавливают св зь с каналом дл  приема либо выдачи данных (обычно байта). В каждом сеансе св зи канал считывает из пам ти подканалов управл юидее слово (УС), св занное с данным ВУ и указывающее вид операции (запись либо чтение), текущий адрес данных в оперативной пам ти и светчик байтов. Затем производитс  передача байта между ВУ и оперативной пам тью, модификаци  адреса и счета в УС и запись УС в пам ть подканалов.

Известно устройство, содержащее регистр данных и регистр управл ющего слова, соединенные по входу и выходу с информационной магистралью оперативной пам ти. К входу и

выходу регистра данных подключена также информационна  щина интерфейса ввода-вывода. В этом устройстве пам ть подканалов  вл етс  частью оперативной пам ти 1.

Недостаток его заключаетс  в уменьщении пропускной способности канала и производительности вычислительной системы, обусловленном больщими затратами времени на считывание и запись управл ющих слов.

Claims (2)

1. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство f, содержащее регистр адреса, первый выход которого соединен с адресной шиной оперативной пам ти, а второй выход и первый вход соединегы с информационной шиной интерфейса и с первыми входом и выходом регистра данных, вторые вход и выход которого подключены к информационной шине оперативной пам ти и к первым входу и выходу регистра управл ющего слова, второй выход которого соединен с адресной шиной оперативной пам ти. Устройство содержит местную пам ть, предназначенную дл  хранени  управл ющих слов. Объем этой пам ти значителен , поскольку устройство имеет Много под3 каналов (обычно от 32 до 256). В каждый период времени операции ввода-вывода выполн ютс  только на нескольких внешних устрой ствах, следовательно лишь несколько управл ющих слов  вл ютс  активными, а остальна  часть местной пам ти в каждый период времени не используетс  2. Недостатком данного устройства  вл етс  расход оборудовани  на построение местной пам ти подканалов значительного объема. Цель изобретени  - упропдение устрюйства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что -в мультиплексный канал, содержащий регистр адреса , первый выход которого соединен с адрес ной ишной оперативной пам ти, а второй выхо и первый вход соединены с информационной шиной интерфейса и с первыми входом и выходом регистра данных, вторые вход и вы ход которого подключены к информационной шине оперативной пам ти и к первым входу и выходу регистра управл ющего слова, второй выход которого соединен с адресной шиной оперативной пам ти, введены блок ассоциативных регистров и блок сравнени , первый вход i которого соединен с первым выходом регистра адреса и с первым входом блока ассоциативных регистров, первый выход которого подклю чен ко второму выходу регистра управл ющего слова и ко второму входу блока сравнени , выход которого соединен со вторым входом блока ассоциативных регистров, второй выход и третий вход которого соединены соответственно со вторым входом и с третьим выходом регистра управл ющего слова. На чертеже представлена блок-схема устройства . Устройство содержит регистр 1 управл ющего слова, регистр 2 дaннь XJ регистр 3 адреса , блок 4 ассоциативных регистров с признаковой 5 и информационной 6 част ми, блок сравнени , информационную 8 и адресную 9 шины оперативной пам ти, информационную шину 10 интерфейса ввода-вывода. Устройство работает следующим образом. Процессор,инйцииру  операцию ввода-вывода посылает в канал адрес внешнего устройства и управ .11 ющее слово,которые помещаютс  в регистры 3 и 1 соответственно. Канал производит вы борку внешнего устройства и настраивает его на выполнение операи.ии. Затем дл  обслуживани  данной операции выбираетс  любой незан  тый из числа ассоциативных регистров блока 4. Зан тость регистра указываетс  специ альным разр дом-указателем в признаковой части 5. В признаковую часть 5 выбранного ре гистра помещаетс  адрес внешнего устройства из регистра 3, а в информащюнную часть 6 - управл ющее слово из регистра 1. Управление регистрами и узлами устройства производитс  узлом местного управлени , если канал автономный , или центральным управлением прюцессора , есди канал встроенного типа (эти узлы управлени  на чертеже не показаны). Когда внешнее устройство подготовитс  к выдаче или приему данных, оно устанавливает св зь с каналом и по шине 10 посылает свой адрес, который записываетс  в регистр 3. Блок 7 отыскивает ассоциативный регистр, св занный с данной операцией, дл  чего содержимое признаковых частей 5 всех ассоциативных регистров анализируетс  на равенство с кодом , в регистре 3. Выбираетс  тот регистр, дл  которого имеет место совпадение. Потенциалами на выходе блока 7 информационна  часть 6 этого регистра подключаетс  по выходу и входу к регистру 1. Из ассоциативного регистра в регистр 1 переписываетс  управл ющее слово, указывающее направление передачи данных, св занный с этой передачей участок оперативной пам ти и так далее. Производитс  передача байта,данных из внешнего устройства через шину 10, регистр 2 и шину 8 в оперативную пам ть, либо в противоположном направлении. Адрес обращени  к оперативной пам ти устанавливаетс  на шине 9 с выхода 11 адресной части регистра 1. Затем в этом регистре корректируетс  на единицу адрес данных и счетчик байтов. После передачи байта или группы байтов внешнее устройство отсоедин етс  от канала, скорректированное управл ющее слово возвращаетс  из регистра 1 в ассоциативный регистр. При каждом очередном подключении внешнего устройства дл  передачи данных описанные действи  повтор ютс . Канал может обращатьс  в оперативную пам ть не побайтно, а словами, Он формирует слово из- байтов (в операции чтени ) или распредел ет слово на байты (в операции записи) и хранит обрабатываемое слово в ассоциативном регистре вместе с управл юшим словом. Средства реализации обмена с пам тью словами на чертеже не показаны. После окончани  операции св занный с нею ассоциативный регистр освобождаетс  и может использоватьс  дл  вьшолнени  другой операции ввода-вывода с любым внешним устройством . Параллельно с рассмотренной операцией и подобно ей могут выполн тьс  еще несколько операций; ввода-вывода, кажда  из которых обслуживаетс  одним из ассоциативных регистров блока 4. Если процессор пытаетс  начать очередную операцию ввода-вывода в момент времени, когда все ассоциативные регистры зан ты, канал может отказатьс  от ее вьшолнени  до окончани  одной из текущих операций. В эточ случае каналу не требуетс  пам ть помимо ассоциативных регистров дл  хранени  Т1равл ющих слов, однако количество выполн емых операций ввода-вывода ограничиваетс  числом ассоциативных регистров. Дл  избежани  этого ограничени  предлагаемый канал содержит пам ть подканалов, расположенную в оперативной пам ти. ЕС.ЛИ во врем  инициировани  очередной операции ввода-вывода все ассоциативные регистры блока 4 зан ты, канал производит запуск внешнего устройства и затем передает управл ющее слово из регистра 1 по шине 8 в пам ть подканалов дл  записи. Адрес обращени  к пам ти подканалов определ етс  адресом внещнего устройства, который посылаетс  на шину 9 с выхода регистра 3. Когда зто внешнее устройство устанавливает св зь с каналом дл  передачи данных, блок 7 по несовпадению содержимого регистра 3 и признаковых частей 5 определ ет отсутствие ассоци ативного регистра, св занного с данной операцией . Затем блок 7 отыскивает свободный регистр или, если свободных, нет, ассоциативный регистр, используемый реже остальных. Потенциалами на выходе блока 7 производитс  выборка наименее активного регистра, и содержи мое его информационной части 6 посылаетс  через регистр 1 и шину 8 в пам ть подканало дл  записи. Адрес записи устанавливаетс  на ш не 9 с выхода признаковой части 5 этого реги тра . Затем из пам ти подканалов считывает с  управл ющее слово устройства, подключенного в данный момент к каналу. Это управл  ющее слово помещаетс  в регистр 1 j после пе редачи данных корректируетс  и записываетс  в информационную час:ь 6 только что освобож- 35 денного регистра. В признаковую часть 5 записываетс  адрес внешнего устройства из регистра 3. Если имеетс  свободный ассоциативный регистр, канал работает таким же образом, но выгрузка содержимого регистра в пам ть подканалов не производитс . Обращение в пам ть подканалов происходи лишь в случае, если число параллельно выполн емых операций превышает количество ассоциативных регистров. Поскольку выгрузке-загрузке подвергаютс  наименее активные регистры, эти обращени  имеют место в сеансах св зи с наиболее медленными из одновременно работающих внещних устройств. Следовательно, обращени  в пам ть подканалов редки и практи чески не снижают. гЕропускную способность канала , если он, например, располагает двум  ассоциативными регистрами и выполн ет операции с устройствами А, В и С, имеющими быстродействие 1000, 100 и 10 байтов в секунду соответственно. Обращение в пам ти подканалов происходит во всех сеансах св зи с устройствами С и в дес ти из каждых ста сеансов св зи с устройством В, т.е. в двадцати сеансах из 1110. 1110. Изобретение создает экономию оборудовани  . за счет уменьшени  объема местной пам ти, так как предлагаемый канал, име  те же характеристики , содержит лишь несколько регистров, дополненных признаковой частью (размером 1 байт) и общих дл  всех подканалов. Особенность канала, св занна  с работой словами, не снижает эффективности изображени . Формула изобретени  Мультиплексный канал, содержащий регистр адреса, первый -выход которого соединен с адресной щиной оперативной пам ти, а второй выход и первый вход coeAiiHCHbi с информа- ционной щиной интерфейса и с первыми входом и выходом регистра данных, вторые вход и выход которого подключены к информационной щине оперативной пам ти и к первым входу и выходу регастра управл ющего слова, второй выход которого соединен с адресной шиной оперативной пам ти, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  устройства, он содержит блок ассоциативных регистров и блок сравнени , первый вход которого соединен с первым выходом регистра адреса и с первым входом блока ассоциативных регистров, первый выход которого подключен ко второму выходу регистра управл ющего слова и ко второму входу блока сравне1ш , выход которого соединен со вторым входом блока ассоциативных регистров, второй выход и третий вход которого соед11нены соответственно с вторым входом и с третьим выходом регистра управл ющего слова. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3504345, кл. 342-172.5, опублик. 1970.
2. 2.Патент США № 3432813, кл. 342-172.5, опублик. 1969 (прототип).