Селекторный канал Советский патент 1983 года по МПК G06F3/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в1 вычислительных .

Известны селекторные каналы, содержащие блок управления, блок связи с центральным вычислителем, блок

(СВЯЗИ с абонентами, формирователь адреса слова состояния канала, регистры, управляющего слова, регистр слова состояния,шифраторы адреса команды и команды останова, дешифратор вида обслуживания и элемент И 1 .. ,

Недостатком этих устройств являеся низкая производительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является селекторный канал, содержащий блок связи с центаальным вычислителем, соединенный двусторонней связью с блоком сопряжения с абонентами, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом свази с абонентами канала, блок управления, соединенный двусторонней связь с блоком сопряжения с абонентами, а

первым выходом - с первым входом блока связи с центральным вычислителем, второй вход которого подключен к выходу формирователя адреса слова состояния канала, третий вход - с выходом регистра слова состояния канала, а выход - с входом регистра управляющего слова, выходом соединенного с первыми входами регистра слова состояния канала, дешифратора вида обслуживания и формирователя адреса слова состояния кнала и вторым входом блока управления, вход блока сопряйкения с абонентами подключен к вторым входам дешифратора вида обслуживания и ре- . гистра слова состояния канала, третьи входы которых подключены к второму вьщоду блока управления, соединенному третьим выходом с вторьда входом формирователя адреса слова состояния канала, третий вход которого соединен с выходом дешифратора вида обслуживания и выходом прерывания канала, шифратор команды останова ввода- -вывода и шифратор адреса командал, входы которых подключены к четвертому входу регистра слова состояния канала и входу прерывания канала, причем выход дешифратора команды о.станова ввода-вывода соединен с входом пуска блока управления, выход шифратора адреса команды подключен к четвертому вх:оду бло.ка связи с центральным вычислителем 2 ,

Недостатком этого канала является низкая производительность из-за больших затрат времени центрального вычислителя, канала и внешнего устройства на повторный запуск и выполнение команды ввода-вывода, выполнение которой было прекращено при обслуживании прерываний от сверхопе- .ративного абонента (СОА).

Целью .изобретения является повышение производительности канала путем сокращения времени выполнения команд ввода-выйрда.

Поставленная цель достигается тем, что в.селекторный канал, содержащий блок связи с центральным вычислителем, соединенным выходом с входом первого регистра управляющего слова канала, входом-выходом - с входомвыходом блока сопряжения с абонентами, а первьлм, вторым, .третьим и четвертым входами - соответственно с первым выходом блока управления и выходами формирователя адреса слова состояния канала, регистра слова состояния канала и через шифратор , адреса команды с -входной шиной прерывания канала, первый вход регистра слова состояния канала соединен с входной шиной прерывания канала и через шифратор команды останова с первым входом блока управления, вторым входом подключенного к первому входу блока сопряжения с абонентами, выход и второй Вход которого соединены соответственно с входной и выходной шинами связи с абонентами канала, второй выход блока управления подключен к первому входу формирователя адреса слова состояния канала, второй вход которого соединен с вто- . рыми входами блока управления и регистра слова состояния каналаи первым входом дешифратора вида обслуживания, а третий вход с выходом . дешифратора вида обслуживания и выходной шиной прерывания канала, третий и четвёртый входы регистра слова состояния канала подключены соответственно к второму-и третьему входам дешифратора вида обслуживания и к третьему выходу блока управления и входной шине связи с абонентами, введены второй регистр управляющего слова канала, коммутатор, триггер и шифратор команды Начать ввод-вывод, причем второй вход регистра слова состояния канала соединен с выходом коммутатора, информационные входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго регистров управ.дяющего слова канала, а управляющие входы - соответственно к единичному и нулевому выходам триггера,.нулевой вход которого соединен с входной шиной прерывания канала, а единичный вход - с вторым выходом блока управления и через шифратор команды Начать ввод-вывод с первым входом блока управления, вход второго регистра 5 I управляющего слова канала подключен к выходу блока связи с центральным вычислителем.; На фиг. 1 представлена блок-схема канала; на фиг. 2 - функциональная схема блока связи с центральным вычислителем; на фиг. 3 -,функциональная .схема блока сопряжения с абонентами; на фиг, 4 - блок-схема алгоритма блока управления; .на фиг.. 5 - функциональная схема блока управления Канал содержит блок 1 связи с центральным -вычи спителем, блок 2 сопряжения с абонентами, блок 3 управления, регистр 4 управляющего слова канала, регистр 5 слова состо яния канала (ССК), дешифратор 6 вида обслуживания. Формирователь 7 адреса слова состояния канала, шифратор 8 команды останова ввода-вывода, шифратор 9 адреса команды, . выходную шину 10 и входную шину 11 связи с абонентами канала, выходную шину 12 прерываний канала, входную шину 13 прерываний канала, второй регистр 14 управляющего слова канала, коммутатор 15, триггер 16, шифратор 17 команды Начать вводвывод . Блок 1 связи с центральным вычислителем (фиг, 2) содержит дешифратор. 18 номера канала, регистр 19; инструкций, входного 20, выходного 21 и адресного 22 регистров ОЗУ, сумматора 23 количества чисел, сумматора 24 адреса команд и сумматора 25 адреса обмена. Блок 2 сопряжения с абонентами (фиг, 3) содержит регистр 26 информации канала, регистр 27 номера внешнего устройГства (ВУ) регистр 28 кода операции, регистр 29 информации абонента, коммутатор 30, регистр 31 управления канала, регистр 32 управления абонента. Блок 3 управления работает по ал горитму, приведенному на фиг. 4, и содержит (фиг, 5) мультиплексор 33, блок 34 постоянной памяти (ПЗУ), выходной регистр .35, информационную шину 36 и дешифратор 37 кода нуля. Селекторный канала работает следующим образом. Канал осуществляет обмен командной и числовой информацией с центральным вычис.лителем через блок if а с абонентами - через блок 2. В со ответствии с командной информацией содержащейся в регистре 4 или регистре 14, блок 3 вырабатывает сигналы, управляющие ВЕЛполнением всех команд в канале. Выбор регистра управляющего слова канала осущейтвляется триггером 16. В исходном состо янии триггер 16 установлен в нуль, и единичный сигнал на его инверсном выходе обеспечивает передачу в блок 3 к регистр 5 через коммутатор 15 командной информации из регистра 4, а при обслуживании прерываний от СОА триггер 16 уртанавливается в единицу и сигналом с прямого выхода обеспечивает передачу командной информации из р1егистра 14. В регистр 4 командная информация заносится только в том случае, если команда ввода-вывода выполняется по инициативе центрального вычислителя или по инициативе обычного абонента, а в регистр 14 - если команда вво.да-вывода выполняется по инициативе ICOA. Дешифратор 6 совместно с регистром 5 и формирователем 7 в зависимости от указателей, содержащихся в байте состояния абонентов, состояния блока 3 управления, и других специальных признаков инициируют различные виды обслуживания байтов состояния абонентов. В случае необходимости связи с каналом СОЛ выставляет сигнал прерыв.ан.ия на iimHe 13, по которой шифратор 8 формирует инструкцию Остановить ввод-вывод,, поступающую на вход блока 3. Если в данный момент канал занят комалдой ввода-вывода, с каким-либо другим абонентом, блок 3 организует прекращение текущей команды, а регистр 5 формирует соответствующее слово состояния, котоpqe записывается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) центрального вычислителя. Одновременно с этим дешифратор 6 формирует сигнал прерывания, который поступает в регистр прерываний центрального вычислителя. Перечисленные действия Необходимы для того, чтобы информировать центральный вычислитель о том, что текущая команда ввода-вывода прервана по требованию СОА. Шифратор 9, на вход которого также поступает сигнал прерывания от СОА, формирует адрес начала программы канала, по.которой обслуживается СОА. Этот адрес поступает на вход блока 1, который и осутдествляет выборку команд канала из ОЗУ. Эти команды поступают в-регистр 14. Триггер 16 устанавливается в единицу сигналом прерывания,, поступающим на шину 13, и поэтому через коммутатор 15 командная информация из регистра 14 подается в блок 3 и регистр 5. Дальнейшее обслуживание. СОА производится в обычном порядке. После выполнения команды вводавывода СОА по сихгналам от блока 3 из регистра 5 передается в ОЗУ слово состояния канала по:адресу, сформированному формирователем 7, По этим же сигналам осуществляется сброс триггера 16 и формирование инструкции Начать ввод-вывод шифратором 17.. Инструкция Начать вводвывод поступает на вход блока 3, канал начинает выполнять команду ввода-вывола, определяемую командной информацией, содержащейся в регистре 4. Таким образом, канал без участи центрального вычислителя осуществл ет запуск и выполнение команды ввод вывода, приостановленной при обслу живании прерывания от СОА, причем выполнение приостановленной команды ввода-вывода начинается .с того места (по адресу обмена к счетчику количества байтов данных), на кото ром команда была приостановлена. В случае, если в момент появлени прерывания от СОА канал не выполнил команды ввода-вывода, о чем свидетельствует информация, содержащаяся в регистре 5, инструкция Начать ввод-вывод от шифратора 17 не. при нимается блоком .,-3 к исполнению. Процессор инициирует выполнение операций обмена в канале с помощью инструкции, формат которой следующий . Поле НК (номера канала) содержит двоичный код номера каНала, в котором инициируется обмен. Поле КИ. (кода инструкции) содержит код инструкции, например, Начать ввод-вывод (НВВ) или Остановить ввод-вывод (ОВВ). Поле АНП (адреса начала-программы) содержит адрес начала программы (для инструкции НВВ)., этот адрес является адресом ОЗУ, в котором хра нится первая команда программы обмена . После засыпки инструкции в канал процессор отключается от канала и продолжает выполнение своей програм мы. Канал самостоятельно пересылает АНП в регистр 25 и считывает в регистр 20 первую команду программы. Формат команды программы канала следующий Поле КОП (кода операции) содержи код операции, выдаваемой внешнему устройству (ВУ). . Поле НВУ (номера внешнего устро ства) содержит код номера ВУ, с которым осуществляется обмен. Поле ФЛ содержит флажки (указатели) , управляющие работой канала. например: Цепочка команд, Це почка данных, Программно управ Особый аболяемое прерывание и др. Поле АО (адреса обмена) определ начальный адрес ОЗУ, откуда переда ётся (или куда принимается) информация в ходе выполнения операции обмена. Поле АК (адреса команда) опредеяет адрес ОЗУ, в котором хранится следующая команда программы. Поле КЧ (количества чисел) содержит код количества чисел, подлежащих передаче по операции обмена. Из регистра 20 команды обмена пересылаются в регистр 4 или .14 управляющих слов ( в регистр 4 - если ко-. манда вводится по инициативе процессора, а в регистр 14 - по инициативе особого абонента). В зависимости от типа операции (запись или чтение) данные из ОЗУ через регистр 20 поступают в блок 2 или из блока 2 через регистр 21 в ОЗУ..АО из регистра 4 или 14 черезкоммутатор 15 и блок 3 заноситься в регистр 22, а затем увеличивается на 1 сумматором 25 (одновременно КЧ уменьшается на i сумматором 23)- и снова заносится (одновременно с КЧ) в регистр 4 или 14. После того, как количество чисел (КЧ) станет равным О , выполнение команды прекращается, канал передает вОЗУ слово состояния (если зто необходимо) из регистра 5 через регистр 21 по адресу, формируемому узлом 7 и заносимому в регистр 22. После вьшолнения команды каналом выбирается .следующая команда из ОЗУ по адресу АК, хранящемуся в регистре 4 или 14, АК увеличивается на сумматором 24, промодифицированный АК снова заносится в регистр 4 или 14. Регистр 26 информации ка.нала и регистр 29 информации абонента служат для согласования форматов информации в ЦВМ и ВУ. Обмен с ВУ производится байтами, а с ОЗУ - словами, например, по 4 байта. При выполнении операций записи на ВУ информация из регистра 20 поступает в регистр 26, а оттуда через коммутатор побайтно па ВУ. При считывании информация побайтно приш: мается на регистр 29, а после накопления полного слова (4 байта) переписывается в регистр 21, а затем в ОЗУ. Регистры 27 и 28 служат соответственно для хранения номера внешнего устройства (НВУ) и кода операции (КОП). НВУ и КОП поступают из регистра 4 или 14 через коммутатор 15, блоки 3 и 1. Регистр 31 предназначен для формирования управЛяю1цих сигналов канала,а регистр 32 для приема и задержки управляющих сигнгшов абонентов. Задержки необходимы для надежного приема сигналов на информационных шинах. Информация, записанная в выходном регистре 35 (и в ПЗУ 34), разбита на три поля: поле выходных сигналто поле управления мультиплексором и поле управления адресом перехода. Выходы поля выходных сигналов явля ются сигналами блока 3 управления и поступают .в соответствую&дие блоки канала. Сигналы с выхода поля управления мультиплексором поступают на управляющий вход мультипле сора 33 и определяют вхс,4ной сигнал, анализируемый в данном состоя нии. Адрес ПЗУ 34 формируется следующим образом: старшие разряды - выхода поля адреса перехода, младцшй - с.выхода мультиплексора 33, т.е. следующее состояние определяется предьщусщм состоянием (поле адреса перехода) и входным сигналом По сигналу Сброс на выходном регистре 35 в поле адреса перехода устанавливается нулевой адрес ПЗУ в поле выходных -сигналов - нули, в поле управления мультиплексором код входного сигнала, анализируемого в нулевом состоянии (в соответствии с фиг. 4 - сигнал Инструкция от блока 8). Каждому состоянию блока 3 соответствуют два адреса, отличающиеся значением младшего разряда, который принимает значев зависимости от значения входного сигнала, анеши зируемого в этом состоянии. Так,, если сигнал Инструкция равен ну лю, то на выходе мультиплексора 33 будет нулевой сигнал, который совме стно с нулевым полем адреса перехода обеспечивает обращение к ПЗУ 34 по нул вому адресу. После того, как сигнал Инструкция станет равным единиц происходит обращение к ПЗУ 34 по пе вому адресу и блок 3 переходит в следующее состояние в соответствии алгоритмом. При поступлении сигнала прерывания на выходе шифратора 8 команды останова вырабатывается сигнал Инструкция и код команды Остановить ввод-вывод. Формирователь 7 предназначен для формирования и передачи в блок 1 адресу ОЗУ, в который записывается слово состояния канала. При 16-разрядном адресе ОЗУ структура сек имеет .следующий вид: Разряды с имеют постоянный код, хранящийся на регистре базы блока 7, 10-й разряд равен нулю, если абонент не сверхоперативный, и единице - в противном случае. Разряды с 11 по 16 для обычного абонента соответствуют номеру подканала. Для сверхоперативного.абонента одиннадцатый разряд равен единице при выполнении команды Запись и нулю - при выполнении команды Чтение. В разрядах 12 - 15 содержатся младшие разряды кода номера абонента. I При поступлении сигнала прерывания от абонента на выходе блока 9 формируется код адреса начала программы обмена с эти абонентом. По шиНе 36 управляющая информация из регистра 4 или 14 через коммутатор 15 поступает в блок 3, а из блока 3 в блок 1 или 2. Дешифратор 37 определяет равенство нулю хода в поле КЧ управляющего слова. Таким образом, канал позволяет существенно сократить время выполнения приостановленной команды вводавывода за счет исключения средств процессора для перезапуска приостановленной команды ввода-вывода и за счет обеспечения выполнения приостановленной команда) с места приостановки. Это обеспечивает повышение производительности селекторного канала.

СЕЛЕКТОРНЫЙ КАНАЛ, содержащий блок связи с центральнь вычислителем, соединенный выходом с входом первого регистра управляющего слова каиала входом-выходом - с входом-выходом блока сопряжения с абонентами, а Лервым, вторым, третьим и четвёртым входами - соответст-. .венно с первым выходом блока управления и выходами формирователя адреса слова состояния канала, регистра слова состояния канала и через шифратор адреса команды с вХодиой ншной прерывания канала, первый вход регистра слова состояния канала соединен с входной шИной прерывания канала и через шифратор команды останова с первым входом блока управления, вторым входом подключенного к первому входу блока сопряжения с абонентами, выход и второй вход которого соединены соответственно с входной и выходной шинами связи с абонентами канала, второй выход блока управления подключен к первому входу формирователя адреса слова состояния канала, второй вход которого соединен с ВТОРЕЗМИ входами блока управления и регистра слова состояния канала и первым входом дешифратора вида обслуживания, .а третий вход - с выходом дешифратора вида обслуживания и выходной шиной прерывания кайала, третий, и четвер;тый входы регистра слова состояния ; . канала подключены соответственно к , второму и третьему входам дешифратора вида обслуживания и к третьему выходу блока управления и входной шине связи с абонентами, о тличаю-щийся тем, что, с целью повышения его производитель- нбсти, в него вйедены второй регистр W управляющего слова канала, коммутатор, триггер и шифратор команды Начать ввод-вывод, причем второй вход регистра слова состояния канала соединен с выходом коммута-. тора, информационные входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго регистров управляющего слова канала, а управляющие ел входы - соответственно к единичному со о со и нулевому выходам триггера, нулевой вход которого соединен с входной шиной прерывания канала, а единичный вход - с вторым выходом блока управления и черезшифратор коОГ) манды Начать ввод-вывод с первым входом блока управления, вход второго регистра управляющего слова канала подключен к выходу блока .связи с центральнымвычислителем.

W и ft

/

31

ayv

27

30

}

tt

ynaeetttHie канем

; . ШИН-К

ни fMHtHtt

Юани tl

шт-л

(C

w.

J.

s

5 §5 l||i

i

4A

irfi

Ш

OrnSMwe tS

Bfae/fl