Устройство для сопряжения процессоров обмена с внешними устройствами Советский патент 1986 года по МПК G06F13/00 

1257650

Изобретение относится к цифровой вь1числительной технике и может быть исярльзовано в вычислительных системах для обмена процессоров с внешними устройствами (ВУ).5

Целью изобретения является сокращение. апш1рату нь1Х затрат устройства. ...-,

На фит.1а,8 представлена блок- схема устройства; на фи1.2 - 7 функ- О циональная схема к оммут атор а внешних устройств; на фиг. 3 - схема подканала абонента; на фиг.4 - схема блока управления; на фиг.5 - схема

Мяти со входом 39 начальной устано ки.

Каждый из узлов 11, - 1Ij микропрограммного управления (фиг.5) содержит модификатор 40 адреса микрокоманд, регистр 41 адреса микрокоманд, дешифратор 42 адреса микрокоманд, узел 43 постоянной памяти с входом 41 начальной установки.

Коммутатор 12 интерфейсных сигналов (фиг.6) содержит блоки 45 - 4 злементов И, блоки 48 и 49 элементов ИЛИ.

Узе.п 29 управления (фиг. 7) содер

манд, регистр 5-1 адреса микрокоманд дешифратор 52 адреса микрокоманд, узел 53 постоянной памяти с входом 54 начальной установки.

20 Регистры 5 - 5 готовности прог раммы представляет собой набор из п + 1 триггеров.

Регистр 13 номера подканала пред ставляет собой набор из триггеров.

25 В устройстве совокупность подканалов 3| - Зп , блока 4, регистра

5,, блока 6j, регистра 7,, блока 8 и блока 9, образует первый канал обмена, устройства, а совокупность

30 подканалов 3

П 4-1

- Згп

блока 4

г

регистра 5, блока 6, регистра 7, блока 82 и блока - второй канал обмена. Каждый из каналов обмен подключен к соответствующему пр.оцес ,, сору обмена (ПцО), один из которых находится в рабочем (основном) режи

узлов управления подк.аналрв абрнен- 15 жит модификатор 50 адреса микрокота; да фиГ.6 - схема коммутатора интерфейсных сигналов; на фиг.7 - ; схема узлов микропрограммного, управления блока имитации работы внешних устррйств; на.4)иг.8а ,S,K, 9o,S, 10a,S - блок схема алгоритмов функционирования соответственно блоков уйравлёния устройства, узлов микропрограммного, управления блока имитации внешнего устройства и узла управления .подканала абонента.

Устройство содержит (фиг.1) ксж- мутатор 1 внешних устройств , блок 2 имитации работы внешнего устройства, подааналы 3 абонента, блоки 4 приоритетов, регистры 5 готовности программы, блоки 6 управления, регистры 7 обмена, блоки 8 элементов ИЛИ, блоки 9 контроля.

Блок -2 имитации работы ВУ содержит регистр 10 обмена, узлы 11 - 11, микропрограммного управления, коммутатор 12 интерфейсных сигналов, регистр 13 нрмера подканалов, триггеры 14 - 142 готовности блока имитации триггеры 13 - 152 номера подканала, элементы И 16, - 163 и элементы ИЛИ 17 -17г.

: Коммутатор 1 внешних устройств ,(фиг.2,V содержит блоки 18-27 элементов И и блоки 22 и 23 элементов ИЛИ.

Каящый из подканалов 3 абонента (фиг.З) содержит регистр 28 обмена Подк.ацала, узел 29 управления, регистр 30 служебных сигналов, коммутатор 31 типа передачи, триггер 32 готовности подканала, элемент И 33 и элемент ИЛИ 34.

Каждый из блоков 6, - 62 управления (фиг, 4) содержит модификатор 35 адреса микрокоманд, регистр 36 адреса микрокоманд. Дешифратор 37 адреса микрокоманд, узел 38 постоянной паме, а другой - в

горячем резерве,

45

Соответственно один из каналов обме на находится в горячем резерве,

- а другой - через коммутатор 1 подкл чается к внешним устройствам.

Блок 2 имитации работы ВУ предна начен для осуществления самопровер ки вычислительной системы, в состав которой входит данное устройство для сопряжения, путем передачи инфо мации из одного процессора обмена (которы.й находится в горячем резе ве) .в другой, работакнций в основном режиме. Передача информации осущест вляется через резервный канал обмен блок 2, коммутатор 1 и поступает в подканалы 3, - 3„ (3„,- З) по штатным линиям связи.

Блоки 6, - 6 , УЗЛЫ 1 Ь - 11г и у

лы 29 служат для управления сост- ветст1Венно каналами обмена, блоком 2 имитации работы ВУ и подканалами и имеют одинаковый принцип работы.

50

Мяти со входом 39 начальной установки.

Каждый из узлов 11, - 1Ij микропрограммного управления (фиг.5) содержит модификатор 40 адреса микрокоманд, регистр 41 адреса микрокоманд, дешифратор 42 адреса микрокоманд, узел 43 постоянной памяти с входом 41 начальной установки.

Коммутатор 12 интерфейсных сигналов (фиг.6) содержит блоки 45 - 47 злементов И, блоки 48 и 49 элементов ИЛИ.

Узе.п 29 управления (фиг. 7) содерманд, регистр 5-1 адреса микрокоманд, дешифратор 52 адреса микрокоманд, узел 53 постоянной памяти с входом 54 начальной установки.

Регистры 5 - 5 готовности программы представляет собой набор из п + 1 триггеров.

Регистр 13 номера подканала представляет собой набор из триггеров.

В устройстве совокупность подканалов 3| - Зп , блока 4, регистра ....

5,, блока 6j, регистра 7,, блока 8 и блока 9, образует первый канал обмена, устройства, а совокупность

жит модификатор 50 адреса микрокоподканалов 3

П 4-1

- Згп

блока 4

г

регистра 5, блока 6, регистра 7, блока 82 и блока - второй канал обмена. Каждый из каналов обмена подключен к соответствующему пр.оцес- сору обмена (ПцО), один из которых находится в рабочем (основном) режи

ме, а другой - в

горячем резерве,

Соответственно один из каналов обме- на находится в горячем резерве,

а другой - через коммутатор 1 подключается к внешним устройствам.

Блок 2 имитации работы ВУ предназначен для осуществления самопроверки вычислительной системы, в состав которой входит данное устройство для сопряжения, путем передачи информации из одного процессора обмена (которы.й находится в горячем резерве) .в другой, работакнций в основном режиме. Передача информации осуществляется через резервный канал обмена блок 2, коммутатор 1 и поступает в подканалы 3, - 3„ (3„,- З) по штатным линиям связи.

Блоки 6, - 6 , УЗЛЫ 1 Ь - 11г и узлы 29 служат для управления сост- ветст1Венно каналами обмена, блоком 2 имитации работы ВУ и подканалами 3 и имеют одинаковый принцип работы.

Очередной адрес микрокоманды управления фиксируется на регистре 36 (41, 51) адреса микрокоманд, дешифратор 37 (42, 52) адреса микрокоманд расшифровывает адрес микроко- 5 манда и выдает сигнал по соответст- вукндей шине в узел 38 (43, 53) постоянной памяти, где;хранится микропрограмма. По этому сигналу считывается соответствующая микрокоман- 10 да. Сигналы микроопераций, входящих в состав микрокоманды, идут с выхода узла 38 (43, 53) постоянной памяти в качестве управляющих сигналов в различные блоки устройства .и на 15 модификатор 35 (40, 50) адреса микрокоманд, который- производит анализ внешних сигналов и ветвление микропрограммы.

Устройство обеспечивает обмен20

информацией одного из процессоров обмена вычислительной системы, в состав которой входит устройство, с набором внешних устройств, а также самопроверку этой системы.25

Устройство обеспечивает мультиплексный режим обмена информацией с внешними устройствами через коммутатор внешних устройств, причем работа внешних устройств производит- JQ ся одновременно и независимо друг от друга.

Режим обмена информацией с вкеш- .ними устройствами.

Работа в данном режиме происхо- 35 дит следующим образом. .Процессор обмена (не показан), работакщий в основном режиме, например первый, за- ,пускает блок 6, и передает содержи- мое регистра готовности программы, где позиционным кодом записываются номера внешних устройств, от которых процессору необходимо получить информацию, в регистр 1 , откуда затем эта информация поступает в ре- 5 гистр 5J готовности програм «|1. Блок 6 передает сигналы пуска в подка- 1напы 3., - 3„, где они поступают на элемент ИЛИ 34 и затем на элемент И 33. Так как на второй вход элемен- 50 та И 33 поступают сигналы с соответствующих разрядов регистра 5, то запускаются только те узлы 29, которым соответствуют 1 в регистре 5, .55

Под управлением этих узлов 29 . производится прием информации от соответствующего ВУ на регистр 28

40

5 10 15

20

25

Q

5 5 0 5

0

и поочередная (в соответствии с : приоритетом) выдача этой информации в регистр 7 .

Регистр 30 предназначен дпя фиксации при приеме от внешнего устройства и для выдачи во внешнее устройство служебных сигналов, со- путствуюпщх различным зтапам обмена с соответствующим внешним устрййст- веж.

Коммутатор 31 предназначен дпя выбора формы пе редачи информации между регистром обмена подканала 28 и внешним устройством (последователь- ной или параллельной).

Связь хюдканалов с внешними устройствами осуществляется через ком мутатор 1. Из блока 6 на блоки 18 и 20 поступает сигнал разрешения связи от ВУ и информации от ВУ поступает через блоки 26, 22 и 18 в подканалы 3, - 3 и из подканалов 3, - 3 через блоки 20, 23 и 27 - во вн«и- ние устройства. Через блоки 26 и 27 сигнага. проходят при отсутствии запрета на связь с ВУ со стороны блока 2, т.е.-когда этаТ блок выключен.

После приема очередного слова на регистр 28 узел 29 устанавливает в 1 триггер 32 и, таким образом, . передает на блок 4 заявку на обмен с процессором обмена. После этого происходит останов микропрограммы узла 29 управления подканала.

Блок 4jвыбирает старщий из числа подавших заявки подканал и, по команде от блока 6, включает узел 29 ° этого подканала. Запущенный таким образом подканал передает в регкстр 1 J свой номер позиционным кодом, который передается в процессор обме. на под управлением блока 6, а затем из регистра 28 подканала через блок 8-J. эла 1ентов ИЛИ и регистр 7 из подканала в процессор обмена передается информационное слово, полученное от ВУ.

После этого цикл обмена словом между подканалс м и процессором обМ в на повторяется в общем случае уже со словом из другого подканала. Та- КИМ образом, имеет место режим мультиплексного обмена с разделением ); Времени канала связи с процессором обмена между многими ВУ.

Когда в подканал принимается последнее слово массива, из ВУ поступает соответствующий признак и передачи этого слова в процес-

:5

еор обмена микропрограмма узла 29 этого подканала останавливается.

Нрограммное управление обменом обуславливается заданием и изменением набора внешних .устройств (пос- редством передачи содержимого регистра готовности программь:) в процессе обмена с внешними устройствами.

Режим самопроверки вычислительной систёкы,

Рабата в данном режиме производится на фоне работы одного из процес- сррой (проверяемого) в основном режиме и осуществляется следующим образом... .; .. ...

Второй процессор обмена работает в режиме имитации работы ВУ. При этом во процессоре обмена включается программа имитации работы ВУ, которая формирует вьгкрдные массивы цо ка ждому внешнему устройству сымитированные по определенному закону и по исходным данным, задаваемыми оператором. Затем этот процес- сор обмена включает блок 6, и передает .в рег.истр , значение регистра готовности программы, в котором I соответствует блоку 2 имитации ВУ.

Таким образом, второй процессор производит мультиплексный обмен только с однимиподканалом, а именно е блоком 2.

Содержимое регистра 7 передаетс в регистр 5, готовности программы и

под управлением блока 6 через элементы ИПИ 17 и И 16 на узел 1 i J, поступает сигнал начального пусKSi. . ,., /.. ;

Включившись, узел выдает :Че- рез Коммутатор 12, а именно через блок 49, сигнал запрета на связь внептих устройств с самим устройством для сопряжения, который поступает в коммутатор 1 на блоки 26 я . /27. - . . ...,

Затем узел Mg- выдает заявку на блок Aj посредством установки в I триггера lAj и, так как другие под- казналы не включены, сразу включается виовь через блрк Aj.

Массив, передаваемый из процессора обмена в блок 2, имеет вид:

Слово, содержащее номер подканаа, записанный позиционным кодом (г)

Информа:ционное слово по этому подканалу

Номер подканала (j) Информационное слово по подканалу

Периодичность следования информации по каждому подканалу определяетг ся исходя из реальных частот поступления слов от соответствующих внешних устройств.

Таким образом, сначала в блок 2 поступает слово с номером подканала, по которому затем передается информация. Это слово передается под управлением узла 11д. в регистр 13 номера подканала. 1, записанная в одном из разрядов этого регистра, передается в коммутатор I на соответствующий блок 24 (на выдачу информации и служебнь1х сигналов в подканалы 3 - 3) и 25 (на прием служебных сигналов из подканалов

3, - з-„).- . . .

Таким образом, устанавливается связь между блоком 2 и одним из под- каналов 3 - 3 первого канала обмена, работающего в основном режиме.

Затем в регистр 10 из второго процессора; обмена поступает слово ин ,фо 5мац1ни, которое I передается в зыб- ранный подканал 3. - 3„. При этом служебные сигналы, обеспечивающие обмен, поступают из подканала 3 через блоки 20, 23 и 25 коммутатора

1, блок 47 блока 12 в узел , и из узла II через блок 49 и блоки 24, ,

22 и 1.8 в подканал 3 - 3„. Информация из регистра 10 через блок 45 и блоки 24, 22 и 18 и через, коммутатор 31 поступает в регистр 28 подканала 3 - 3. .При этом разрешение на входы блоков 47 и 45 выдается узлом, rij . .

Триггер 15, служит для различия узлом М содержимого слова,переда- в аемого из второго процессора обмена - номер подканала либо информационное слово.

После окончании передачи слова по одному подканалу 3f - 3, содержимое регистра 13 обнуляется и в него заносится новое значение номера подканала, И цикл обмена словом информации с подканалом 3, - 3„ повторяется. После окончания режима имитации из второго процессора обме- -на поступает признак конца обмена и узел 11, снимает запрет на связь с ВУ в коммутаторе и,таким образом восстанавливается связь первого процессора обмена с реальными ВУ.

Таким образом, р данном режиме для первого процессора обмена происходит имитация мультиплексного обмена информацией с реальными ВУ без подключения и работы внешних устройств.

в режиме Имитация работы ВУ может работать любой из процессоров обмена и, соответственно, любой канал обмена.

Фор ну л а и 3 о б р е т е н и я 25

1. Устройство для сопряжения процессоров обмена с внешними устройст вами, содержащее коммутатор внешних устройств, первые группы инфррмацй- онных входов и выходов которого являются соответственно группами входов и выходов связи с внешними устройствами устройства и два канала обмена, каждый из которых содержит регистр обмена, блок управления блок контроля по модулю, регистр готовности программы, блок приоритетов и группу подканалов абонента, причем в каждом канале обмени первые информационные вход и йЬосод ре- гидтра обмена и первые вход и выход блока управления образуют соответ- , ствующие информационные и управляйг- щие входы и выходы связи с процессорами обмена устройства, вторые и третьи информационные входа и выходы регистра обмена подключены соответственно к информационным входам ; и выходам регистра готовности программы и блока контроля по модулю, управляюшрим входом подключенного к второму выходу блока управления обменом, третий и четвертьтй выходы которого соединены соответственно с синхронизирующими входами регистра обмена и регистра готовности прог

раммы, а пятый и шестой вь1ходы со10

f5

20

-t

25

-,

25765.08

ответственно - с управлднвдим входом блока приоритетор и синхронизирующими входа:ми подканалов абонента, входь готовности которых подключены к группе выходов регистра готов- ности программ, а входу разращения и выхода запросов соответственно - к группе выходов и группе входов блока приоритетов, седьмые выходы блоков управления первого и второго каналов обмена соединены сортвететвенно с первым и вторым адресными входами коммутатора внешних устройств, вторые и третьи группы инфорнацнонных входов и выходов которого соедине1ш соответственно с первыми упрадшоощи- ми выxoдa ш и первыми информационными входами подканалов абонента первого и второго каналов обмена, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью сокращения аппаратурных затрат-, в устройство введен блок имитации работы внешнего устройства, а в каждый канал обмена - блок .элементов ИЛИ, причем в каждом канале обмена группа информационных входов и четвертые информационные выход и вход регистра обмена соединены соответственно с вторыми управляющими выходами и вторыми информационными

входами подканалов абонента и выходом блока элементов группа вхог дов КОТОРОГО подключена к информа- . ционным выходам подканалов абонента, пятый информационный выход регистра обмена соединен с вторым входом блока управления, первый и второй - информационные входы блока имитации работы внешнего устройства соединены соответственно с четвертыми выходами регистров обмена первого и второго каналов обмена, первый информаци- онньй шлход, третий информационный - вход и.выход запрета связи е внешни -; . lи устройствами соответственно с I информационными входом и выход ом и . f управляющим входом ксфмутатора внеапних устройств, первые и вторые тлсо- да запросов и входы разрешения блока имитации работы внешних устройств соединены соответственно с группами входов И :8ыходов . блоков приоритетов Первого и второго каналов обмена первый и второй входы готовности соответственно - с группами выходов регистров готовности программы первого и второго каналов обмена, первый и второй синхронизирующие входы

30

35

40

45

50

55

блока имитации работы внешних устройств подключены Соответственно к шестым выходам блоков управления первого и второго каналов обмена, а первый и второй управляющие выходы 5 соответственно - к группам информаци- онных входов регистров обмена перво-i го и второго каналов обмена,

2. Устройство по п.1, от ли - ч а ю щ е е с я тем, что,блок ими- 10 тации работъ внешних устройств содержит коммутатор интерфейсных сигналов, первые информационные выход и вход которого являются соответственно выходом запрета связи с внешни- 15 ми устройствами и третьим информационным входом блока, регистр номера подканала, два триггера готовности., два триггера номера подканала, два узла микропрограммного управле- 20 ния, два элемента И, Два элемента ИЛИ и регистр обмена, причем первые и информационные входы ре- гистра номера подканала и регистра являются соответственно пер- 25 вь1м и вторым информационными входайи блока, первые и вторые входы первого и второго: элементов ИЛИ являются cooTBeTCTBieHHo первыми и вторыми синхронизирующими входами и входами JQ разрешения блока, а выходы подклю- чены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, вто- рые входы которых являются первым и

вторым входами готовности блока, а выходы соединены соответственно с первыми входами узлов микропрограммного управления, первые выходы которых соответственно подключены через первый и второй триггеры готов ност и к первому и второму выходам запросов блока, а вторые выходы и входа соответственно - к входам и выходам первого и второго триггеров номера подканала, первый и второй информационные выходьт, первый и второй управляющие входы и третий информационный выход регистра номера подканала соединены соответственно с третьими входами и выходами первого и второго узлов микропрограммного управления и первым информационным выходом блока, четвертые входы и выходы первого и второго узлов микропрограммного управления соединены соответственно с вторым и третьим информацион{гыми выходайи и первым и вторым управляю- щим входами коммутатора интерфейс- ньрс сигналов, вторым информационным входом подключенного к выходу регистра обмена, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с пятыми выходами первого и второго узлов микропрограммного управления , шестые выходы которых являются соответственно первым и вторым управляю1цими выходами блока.

КЬнещнин устройстбам

КПцО

Фие. 1а

КПцОKSucuuHUfi устроигтёон

iPus.liS

Kit

к$

/г

М-,//

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных системах для обмена процессоров с внёшниг ми устройствами. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат устройства. Цель достигается ; тем,что в устройство,содержащее ком мутатор внешних устройств и два канала обмена, каждый из которых содержит регистр обмена, блок управления, блок контроля по модулю, регистр готовности программы, блок приоритетов и группу подканалов абонента, введен блок имитации работы внешнего уст- ройства и в каждатй канал обмена - блок элементов ИЛИ. Блок имитации работы внешнего устройства содержит коммутатор интерфейсных сигналов,: регистр номера подканала, два триггера готовности, два триггера номе- i ра подканала, два узла микропрограмм- много управления, два элемента И, два элемента ИЛИ и регистр обмена. I З.П. ф-лы 10 ил. 10 ел 01

r/f#

SS

-&

|ЛГ7 4%/«

,Д77чЙ7

W/

,

KSO

аГ|

KS2

53

П

Е

50

-jT ;

«iiMiMaMiijLpM

Rt/e.7

ФинМ

.0

Фие.Уа

3

9S

Фаг. 10а

6 «Нет

Да

Редактор М.Недолуженко

Составитель В.Вертлиб Техред Л.Сердюкова

Заказ 4958/48Тираж 671Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

по делам изобретения и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

- Т г ---- - -- - ------ - - .- ----,---.. .

Проиэ водственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная ,4

С J

г 106

Корректор С.Черни