Адаптер канал-канал Советский патент 1984 года по МПК G06F3/04 

Изобретение относится к области вычислительной техники, может использоваться как системное устройство дл связи цифровых вычислительных машин (ЦВМ) в многомашинных вычислительных комплексах.

По основному авт,св.№734661 известен адаптер канал-канал, содержащий буферный регистр, блок задания режима, блок сравнения команд и два полуадаптера, каждый из которых содержит узел входных сигналов, рег йс,тр адреса, соединенный выходом с первым информационным входом узла сравнения адреса, второй информационный которого соединен с первыми входами регистра команд, и узла выходных сигналов и через узел входных сигналов с соответствующим информационным входом устройства, а выход с вторым входом узла управления, первый вход которого через дешифратор команд подключен к выходу регистра команд, третий вход - к соответствую щему управляющему входу устройства, шестой вход - к соответствующему управляющему выходу устройства, первый выход - к второму входу узла выходных сигналов, второй выход через регистр байта состояния к третьему входу узла выходных сигналов, выход которого является соответствую1чим информационным выходом устройства, третий и седьмой выходы узла управления подключены соответственно к второму входу регистра команд и управляющему входу узла сравнения адреса, первый и второй входы узла сравнения команд соединены соответственно с выходами регистров команд первого и второго полуадаптеров, а выход - с шестыми входами узлов управления первого и второго полуадаптеров, пятые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока задания режима, а пятые выходы - соответственно с первым и вторым входами буферного регистра, выход которого соединен с четвертыми входами узла выходных с1-)нгналов первого и второго полуадаптеров, третий и четвертый входы буферного регистра подключены соответственно к выходам узлов входных сигналов первого и второго полуадаптеров, четвертые вход и выход узла управления первого полуадаптера подключены соответственно к четверты

выходу и входу узла управления второго полуадаптера ij .

Недостаток этого адаптера состоит в его низкой пропускной способности, что вызвано большими непроизводительными затратами времени по выполнению команды уточнения состояния при межмашинном обмене.

Цель изобретения - повышение пропускной способности адаптера за счет сокращения непроизводительных затрат времени при межмашинном обмене.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптере выходы регистров команд первого и второго полуадаптеров подключены соответственно к вторым входам регистров байта состояния второго и первого полуадаптеров.

На фиг.1 приведена блок-схема канала; на фиг.2 - функциональная схма узла управления, на фиг.З - граф алгоритма работы узла управления.

Адаптер канал-канал содержит (фиг.1) первый 1 и второй 2 полуадаптеры, каждьй из которых состоит из узла 3 входных сигналов, регистра Д команд, дешифратора 5 команд, регистра 6 адреса, узла 7 сравнения адреса, узла 8 управления, узла 9 выходных сигналов и регистра 10 байтасостояния, буферный регистр 11, блок 12 сравнения команд, блок 13 задания режима, шины 14 и 15 первого и второго информационных входов канала, шины 16 и 17 первого и второго управляющих входов канала, шины 18 и 19 первого и второго информационных выходов каналов и шины 20 и 21 первого и второго управляющи выходов канала.

Адаптер подключен шинами 14,16, 19 и 21 к каналу ввода-вывода первой ЭВМ, а шинами 15,17,18 и 20 -к каналу ввода-вывода второй ЭВМ.

Узел 8 управления каждого канала (фиг.2) содержит входной дешифратор .22,регистр, состояний, состоящий из триггеров 23-26, дешифратор 2.7 сотояния, выходной деи фратор 28, генератор 29 синхросигналов и триггеры 30 и 31.:

Адаптер работает следующим образо

Канал ввода-вывода (например, первой ЭВМ) выбирает адаптер в соответствии с принципами организации ввода-вывода интерфейса ЕС ЭВМ. При этом адрес от канала по шинам 14 (информационным линиям канала) через 3 узел 3 поступает в узел 7 для сравнения с адресом адаптера, хранимым в регистре 6. Результат сравнения адресов выдается в узел 8. Если адреса совпадают, то из узла 8 на узел 9 поступает сигнал выдачи ответного адреса адаптера по шинам 18 на информационные линии абонента второго канала. Регистр 4 и дешифратор 5 служат соответственно для хранения и декодирования команды, полученной из первого канала. В отличии от устройства-прототипа, где после расшифровки команды первого канала, требующей соответствующей команды второго канала, адаптер помещает команду в буферный регистр 11 и.выдает по шинам 18 во второй канал байт сос тояния с указателем Внимание, в ответ нг который второй канал по шинам 15 посылает команду уточнения состояния. По этой команде адаптер по щинам 19 передает второму каналу содержимое буферного регистра 11, т.е. команду, присланную первым кана лом. Программа второго канала определяет, какая ответная команда должна быть послана в адаптер, и затем посылает эту команду, В данном устройстве после расшифровки команды ne вого канала, поступившей в регистр 4 первого полуадаптера и требующей соответствующей команды второго канала, узел 8 первого полуадаптера сигналом в узел 8 второго полуадаптера помещает команду в регистр 10 второг полуадаптера, которьй выдает во второй канал по шинам 19 эту команду, присланную первым каналом. Вторая ЭВМ производит анализ полученной команды и определяет, какая ответ-, ная команда должна быть послана в адаптер и посылает эту ответную команду. После того, как обе команды приняты адаптером, продолжается их совместное выполнение до завершения Формат команды обмена содержит Два поля: поле основной команды и поле модификаторов. Информация в поле основной команды определяет направление передачи данных (запись, считывание и т.д.) р расшифровывает ся как каналом, так и внешним уст- ройством, информация в поле модифика торов используется для модификации основной команды и расшифровьшается только внешним устройством. В данном устройстве эта информация исполЬ 3614 зуется для установления соответствия между командами канала. Нулевой разряд поля модификаторов для команд, требующих соответствующей команды второго канала, должен быть равен единице, так как в байте состояния, передаваемом во второй канал, должен быть указатель Внимание. Соответствие, между командами каналов проверяется с помощью блока 12. Сигнал соответствия вырабатывается на выходе блока 12 при совпадении информации в полях модификаторов команд каналов ,и поступает в узлы В управления обоих полуадаптеров. Если команды соответствуют друг другу (команде записи соответствует команда считывания с теми же модификаторами), адаптер выполняет их до завершения. При этом байт информации, полученный из канала, производящего запись, помещается в буферный регистр 11, а затем передается в канал, производящий считывание. В этом случае, если от канала поступает несогласованная команда, ему посылается байт состояния с указателем занятости, адаптер остается в ожидании согласованной команды. Узел 8 управления вырабатывает Внутренние управляющие сигналы и сигналы на шинах 20 (21) линий управления абонента в соответствии с кодом команды и сигналами, поступающими из каналов по шинам 16 (17) линий управления канала, а также сигналами , поступающими из блока 13 задания ре- . жима. Формирование разрядов регистра 10, за исключением передачи команды, требующей согласования от второго канала, производится по сигналам узла 8 управления. Уэел 9 выходных сигналов служит для вьщачи по шинам 18 (19) на информационные линии абонента адреса адаптеоа, байта состояния и данных. При работе адаптера узлы 8 управления функционируют следующим обра зом. Узлы 8 управления в данном адаптере могут быть реализованы в виде цифрового автомата (фиг.2), граф которого представлен на фиг.З. Состояния автомата (.состояниям узла 8) соответствуют вершины граа С1-С16. Дуги (ребра) соответствуют переходам автомата из одного состояния в другое. Вершины графа (фиг.З) отмечены названиями выходных сигналов, вырабатываемых автоматом в этом состоянии (названиями выходны сигналов узла 8 управления). Дуги гр фа отмечены названиями входных сигналов или булевыми выражениями входных сигналов, под действием которых автомат переходит из одного состояни в другое (направление перехода указывается стрелкой на дуге, соединяющей две вершины). Так, например, в состоянии СЗ автомат вырабатьшает сигнал АДР-А и под действием сигнала УПР-К он из состоянияСЗ переходи 3 состояние С4, названия выходньк сигналов, зависяп{их не только от сос тояния автомата, но и от входных сигналов, на фиг.З подчеркнуты волни той линией и приведены логические формулы их формирования. Автомат, одна часть выходных CHI- налов которого определяется только состоянием автомата, а другая часть выходных сигналов определяется как состоянием, так и входными.сигналами автомата, называется совмещен ным автоматом (С-автоматом). Рассмотрим работу узла 8 по графу автомата, приведенного на фиг.З. который соответствует узлу 8 управле ния первого полуадаптера 1. Граф автомата узла 8 второго полу адаптера 2 такой же, только в названиях выходных сигналов, показанных на фиг.З, необходимо изменить индекс 1 на индекс 2, а в названиях сигналов, поступающих из узла 8 полуадаптера 1 - индекс 2 на индекс 1. Интерфейс сопряжения адаптера с каналами ввода-вывода соответствует стандартному интерфейсу ввода-вывода ЕС ЭВМ. В исходном состоянии автомат находится в состоянии С1. В этом состоянии не вырабатывается сигнал ра боты абонента (РАБ-А), который вырабатывается во всех остальных состояниях (HQ показано). Канал, производя выборку адаптера, выдает его адрес по шинам 14 (15) и сигнал АДР-К. При совпадении адреса, полученного из канала, с адресом адаптера, хранимым в регистре 6, из узла 7 в узел 8 поступает сигнал адреса совпали (АДР.СОВП.) . По совпадению сигналов (АДР-К). (ВБР-К). (ДЦР-СОВ автомат переходит из первого состоя ния во второе, начиная с которого вы рабатывается сигнал РАБ-А, поступающий через узел 9 на шины 18 (19) и далее в канал. По этому сигналу канал снимает адрес адаптера с шин 14 (15) и сбрасывает сигнал АДР-К, после чего автомат переходит в состояние СЗ. В этом состоянии вырабатывается сигнал АДР-А, адрес адаптера из регистра 6 через узел 7, узел 8, узел 9 поступает в канал (сигналы, управляющие передачей через узел 9 либо байта состояния, либо адреса, либо информации из буферного регистра 11 на графе фиг.З не показаны). Канал сравнивает этот адрес с адресом, выданным им ранее адаптеру и при их совпадении выдает по шинам 14 (15) код команды, сопровождая его сигналом Я1Р-К. Код команды заносится в регистр 4 и деко дируется дешифратором 5. По сигналу УПР-К автомат переходит в состояние С4 и далее, без воздействия входных сигналов в состояние С5, а затем в состояние С6 (так называемый безусловный переход автомата, необходимый для задержки на время дешифрации команды). В пятом состоянии автомат продолжает выдавать сигнал АДР-А и в том случае, если от канала получена команда, требующая согласования (запись или чтение), и второй полуадаптер 2 не получил ранее команды, требующей согласования (сигнал ОЖ.СОГЛ.2 равен нулю), вырабатывает сигнал установки триггера 31 (УСТТОЖ1) ,и сигнал записи в ре- гистр 10 полуадаптера 2 (ЗП РБС2). По сигналу ЗП РБС2 в регистр 10 полуадаптера 2 записывается команда,, поступившая от первого канала в регистр 4 полуадаптера 1 и требующая согласования. Сигнал ОЖ СОГЛ1 с выхода триггера 31 (ТОЖ1) поступает в узел 8 полуадаптера 2, который по этому сигналу выходит на связь с вторым каналом и передает ему команду, присланную первьи каналом. В состоянии С6 производится сброс триггера 30 (сигналом СБРОС ТОК), сброс сигнала АДР-А и, если полученная команда согласуется с командой второго полуадаптера 2 (сброшен триггер ТОЖ1 и сигнал КОМ. 4Т2 ЗП2 4Т1 равен единице), вырабатывается сигнал подтверждения согласования (ПОДТВ СОГЛ1), по которому сбрасывается сигнал ТОЖ2. По сбросу сигнала

АДР-А канал сбрасывает сигнал УПР-К и автомат переходит в состояние С7, в котором в канал передается байт состояния и сигнал УПР-А (сигна.г1ы установки триггеров регистра 10 байта состояния на фиг.З не показаны) . Канал принимает байт состояния и выдает сигнал ИНФ-К, по которому автомат переходит либо в состояние С8, начиная процесс передачи данных, либо в состояние С16, завершая выполнение команды.

В состояние С16 автомат переходит в том случае, если выполняемая команда является немедленно выполняемой, например, ПРОВЕРИТЬ-ВВОД-ВЫВОД УПРАВЛЕНИЕ и др. (сигнал ИБО равен единице), либо в том случае, когда поступившая команда обмена не согласуется с командой ранее пришедшей во второй полуадаптер 2.Условие несогласованности команд следующее КОМ СОГЛ ЗП2ЗПЬЧТ2-ЧТ1. Таким образом, по сигналу ИНФ-К при выполнен условия НВО КОМ автомат переходит из состояния С7 в состояние С16, где срабатывает сигнал УПР-А, а после сброса каналом сигналов МНФ-К, и ВБР-К возвращается в исходное состояние С1.

Если команда обмена является командой записи или чтения и либо согл суется с командой, полученной ранее вторым полуадаптером 2 (вьтолняется условие согласованности команд - КОМ СОГЛ ЗП1 ЧТ2-ЧТ1 ЗП2.), либо сама требует согласования (установлен триггер 31), то по условию МНФ-К (ЗП ЧТ) (КОМ СОГЛ ТОЖ1) автомат переходит из состояния С7 в состояние С8, сбрасывая сигнал УПР-А. В ответ канал сбрасывает сигнал ИНФ-К.

Далее автомат узла 8, выполняющего команду ЗАПИСЬ (сигнал ЗП равен единице), при сброшенном сигнале ПОДТВ ГОТ2 и сброшенном триггере 30 переходит в состояние С11, где выдает сигнал ИНФ-А, обращаясь в канал за байтом данных. Канал либо вьщает байт данных, сопровождая его сигналом ИНФ-К, либо вьщает сигнал УПР-К, завершая последовательность передачи данных. По любому из данных сигналов (ИНФ-К или УПР-К) автомат переходит в состояние С12.

В этом состоянии он вьщает сигнал ГОТ1 и ЗПБР и сигнал установки триггера 30 (УСТ ТОК) при условии, что

канал ответил сигналом УПР-К. В ответ на сигнал ГОТ1 второй полуадаптер 2 отвечает сигналом ПОДТВ ГОТ2, по которому зг1томат приходит в состоя5 ние С8.

При выполнении операции ЧТЕНИЕ (сигнал ЧТ равен единице) по сигналу ГОТ2ТОК ЧТ И11Ф-К автомат из состояния С8 переходит в состояние С9.

0 Сигнал ГОТ2 поступает из второго полуадаптера 2 (выполняющего запись), после того, как он поместил бaйt информации в буферный регистр 11. В состоянии С9 первый полуадаптер

5 1 вьщает этот байт (из поля буферного регистра 11 второго полуадаптера 2) в канал, сопровождая его сигналом ИНФ-А. В ответ канал выдает сигнал ИНФ-К, либо (при завершении

0 обмена) - сигнал ЭТПР-К. По любому из этих сигналов автомат переходит в состояние С10, в котором выдает сигнал ПОДТВ ГОТ1, и при наличии сигнала УПР-К, сигнал УСТ ТОК1, По сигналу

5 ПДТВ ГОТ1 второй полуадаптер 2 сбрасывает сигнал ГОТ2 и автомат переходит в состояние С8. Цикл замкнутьк переходов автомата из состояния С8 в состояния С9, СЮ и назад в С8

0 при выполнении операции ЧТЕНИЕ и из состояния С8 в состояние С11, С12 и назад в С8 при записи, повторяется при передаче каждого байта данных до тех пор, пока канал не ответит

сигналом УПР-К и не установится триггер 30. При установленном триггере 30 автомат из состояния С8 переходит в состояние С13.

Если автомат находится в исходном

0 состоянии С1 и второй полуадаптер 2 получил команду, требующую согласования (сигнал ОЖ СОГЛ2 равен единице) то выдается сигнал требования абонента ТРБ-А.. В ответ из канала поступает

5 сигнал ВБР-К при спрошенном сигнале АДР-К, по которым автомат переходит . в состояние С14, где выдает адрес адаптера на шины 18 (19).сопровождая его сигналом АДР-А. В ответ канал

0 выдает сигнал УПР-К, по которому ав томат переходит в состояние С13, сбрасьшая сигнал АДР-А.

Канал сбрасьгоает сигнал УПР-К (срабатьшает сигнал ИНФ-К, если авто мат перешел в состояние 013 из состояния 08, и автомат переходит в состояние 015, где вьвдается в канал байт состояния, сопровождая его сигналом . По сигналу ИНФ-К автомат переходит в состояние С16, где сбрасывает сигнал УПР-А, а после сбрЬсов сигналов ИНФ-К, и ВБР-К канал возвращается в исходное состояние Ci. Состояние автомата определяется состоянием триггеров 23-26 (фиг.2), причем каждому состоянию автомата соответствует четьфехразрядный двоичкод состояний триггеров 23-26 Из ный менение состояний триггеров 23-26 производится по фронтам синхроимпульсов, формируемых генератором 29. На выходе дешифратора 27 вырабатываются сигналы 1СОСТ-16СОСТ, соответствуюптие состояниям автомата. Входной дешифратор 22 в зависимости от предыдущего состояния автомата (сигналов с выхода дешифратора 27)|состояний 111 10 триггеров 30 и 31 и выходных сигналов автомата формирует сигналы на управляющих входах триггеров 23-26 (например на D и К входах триггеров 23-26), обеспечивая переходы автомата из состояния в состояние согласно графу автомата . Выходной дешифратор 28 в зависимости от состояния автомата, триггера 31 и входных сигналов форг мирует необходимые выходные сигналы автомата. Таким образом, предлагаемый канал обеспечивает йовышение пропускной способности за счет сокращения потерь времени на фазе установлений связи между каналами, что позволяет ПОВЫСИТЬ производительность всей вычислительной системы.

S

АДАПТЕР КАЛАЛ-КАНАЛ по авт.св.№734661, отличающ и и с я тем, что, с целью повыше ия пропускной способности адаптера, выходы регистров команд первого и второго полуадаптеров подключены соответственио к вторым входам регистров байта состояния второго первого полуадаптеров.

P i| J i 1

«

N

iv

1:2 АйР-К-8ВР-К-А РСОаП 7Г бБР-К-АЛР-К 0000.

ЛР-А

t ЗПР6С2 -CSOMCOr/l /Jfffr4 Tl)

J yCTTOMI CSOiKCOrjttlS/nY Tf) /

4М ТбСОГ/ИС6ТОЖ7ХОМСОГ/1 ..„„„

5ycrTOKj--fcfO CK ynpK

S.(2

РАВ-А,

9ПР-К

инФ-кзпподтептщ

ша}-к9йр-х

УПР-Л

ФигЗ