Многоканальное устройство для обмена информацией Советский патент 1987 года по МПК G06F13/12 

вычислительных средств путем упорядоченного пакоплеиня в промежуточной памяти заказов на обмен от ЭВМ и выполнения о бмепов с памятью ЭВМ в ryль- тнплэксном режиме всеми внешними уст- ройствам.4 системы. Заказы на обмен из ЭВМ под управлением блока 5 формирования очередей устанавливаются в очереди к каждому БУ отдельно. В каналах

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена информацией между ЭВМ и внешними устройствами (ВУ) .

Цель изобретения - новьшение тсоэф- фициента использования оборудования.

Указанная цель достигается тем, что устройством обеспечивается совместная работа всех каналов с памятью ЭВМ в мультиплексном режиме, прием заказов на обмен от ЭВМ в темпе рабочих программ ЭВМ и их выполнение в темпе ВУ. Кроме того, обмен заказами на обмен между ЭВМ и каналами обмена осуществляется без прерывания обменов с памятью ЭВМ.

На фиг. 1 представлена схема многоканального устройства для обмена информацией; на фР1г. 2 - схема блока формирования очередей; на фиг„ 3 - анализатор готовности канала.

Устройство состоит из каналов 1у, блока 2 микропрограммного управления, регистра 3 обмена, памяти 4,

блока 5 формирования очередей, распределителя 6. сигналов.

Каждый канал 1 состоит из регистра 7 обмена, приоритетного узла 8, узла 9 синхронизации, узлов связи с внешними устройствами, узла 11 подключения к магистрали, анализатора 12 готовности канала.

Устройство содержит шину 13 связи с ЭВМ, шины 14д-14 подключения регистра 3 обмена и регистров 7 каналов к памяти ЭВМ, шины 15.-15 связи i-ro канала устройства с ВУ, шины 16(j-16jy подключения регистра 3 и регистров 7 каналов, шины и 18 „-18 подключения распределителя 6

обмена реализована возможность приоритетного обмена с возможностью программного маскирования. Очередность обращения каналов к магистрали памяти ЭВМ устанавливается распределителем 6, анализатором 12, а к магистрали буферной памяти - распределителем 6 и узлом 11 подключения к магистрали. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

: i

5

5

и узлов подключения к магистрали, адресно-информационные шины 19-22 па- . мяти 4, регистра 3, блоков 2 и 5, шины 23-27 подключения к блоку 2 регистра 3, памяти 4, блока 5 формирования очередей, распределителя 6 сигналов, шины 28-32 для подключения узла 9- к регистру 7 обмена, приоритетному узлу 8, узлу 11 подключения к магистрали, к анализатору 12, шины 33-34 для подключения приоритетного узла, регистра 7 обмена и узла 10 связи с ВУ к информационно-адресной магистрали канала, шипы 35 и 36 для подключения узла 10 связи с БУ к входам-выходам запросов-разрешений соответственно приоритетного узла 8 и анализатора 12.

Блок 5 формирования очередей состоит из регистров 37 и 38 начального и конечного адресов, счетчиков 39 и 40 адресов записи и считывания, счетчика 41 длины слова, определяющего длину заказа, схем 42-44 сравнения текущих адресов на считывание и на запись с конечным адресом зоны и между собой, узла 45 злементов I-fflH, узлов 46-49 элементов И, через которые осуществ.- ляются перезапись информации из регистра начального адреса в счетчик текущего адреса и вьщача текущих адресов на адресные шины местной магистрали, триггера 50,.фиксирующего переполнение зоны очереди, четырех злементов ИЛИ 51-54, четырех элементов И 55-58, разрешающих вьтолнять запись 1нформа- ции в случае, когда зона свободна, из двух элементов 59 и 59 задержки, элемента НЕ 60,

Анализатор 12 готовности канала состоит из регистра 61 программных готовностей, регистра 62 программной

10

маски, группы триггеров запро- к каждому ВУ отдельно, информация сов, шифратора 64, узла 65 элементов И, первой группы элементов И 66, второй группы элементов И 67, - 67 , группы элементов НЕ 68, элемента ИЛИ 69, элемента НЕ 70, узла 71 анализа приоритета канала, состоящего из группы элементов И поразрядного опроса и группы элементов НЕ 73-73 поразрядного опроса.

Устройство работает следующим образом.

ЭВМ через регистр 3 записывает заказы на обмен в буферную ог1еративную память 4 устройства (БОЗУ), а каналы по мере готовности ВУ к выполнению за-20 казов Ца обмен считывают заказы из БОЗУ и передают их в узлы 10, которые обеспечивают выполнение заданных запредставлена в виде двухсловных сп вок, записываемых по постоянным ад сам БОЗУ, идентифицируемым с, номер БУ, и содержащих в первом слове на чальный и конечный адреса зоны, от веденной для заказов на обмен с да ным ВУ, информация первого справоч ного слова считывается из БОЗУ без стирания, второй слово справки изм 1.5 няется в процессе работы устройств и содержит адрес .конца и адрес нач ла очереди, т.е. адреса на считыва и запись очередного заказа на обме а также признак переполнения зоны.

Любой обмен устройства с ЭВМ на нается с занятия магистрали канало что исключает возможность его прер вания каналами, магистраль каналов освобождается по окончании обмена.

Любой обмен устройства с ЭВМ на нается с занятия магистрали канало что исключает возможность его прер вания каналами, магистраль каналов освобождается по окончании обмена.

казов.

Приоритет ЭВМ реализуется в распре-25 в рабочем режиме - после записи из делителе .6, осуществляющем захват ма- ЭВМ очередного заказа, в подготови гистрали каналов по высшему приоритету и тем самым блокирующем обращения

тельном - после записи установочно массива в БОЗУ, которая выполняется по признаку режима через регистр 3

каналов к БОЗУ за заказами. Приоритет

обращений за заказами на.обмен перед 30 под управлением блока 2 микропрограммного управления (БМУ), по адресам БОЗУ 4, формируемым блоком 5 начиная с нулевого, обмен информацией осуществляется через местную информационно-адресную магистраль.

обменом с памятью ЭВМ реализуется внутри каждого канала средствами узла, который предоставляет внутреннюю магистраль- канала и регистр 7 обмена для передачи информации, в первую 35 очередь, в магистраль каналов, а во вторую - в магистраль., памяти ЭВМ, приоритет ВУ внутрь канала относительно каждого .вида обмена реализуется анамного управления (БМУ), по адресам БОЗУ 4, формируемым блоком 5 начиная с нулевого, обмен информацией осуществляется через местную информационно-адресную магистраль.

Для выполнения записи в- БОЗУ 4 заказа на обмен БМУ 2 через запрос, посылаемый в распределитель 6, управ- ЛЯЮЩ1-1Й магистралью, инициирует блокилизатором 12 (к обмену с .каждым ВУ). о ровку магистрали каналов и обеспечи- Обраш;ёние за заказом имеет высший вает считывание первого и второго приоритет, что обеспечивается узлом 9-, слов справки по-адреса, ндеитифици- которьш разрешает занять регистр 7 руемым с номером БУ, указанным в за- для счит;ывания заказа на обмен, если казе на обмен. Справочная информация захвачена магистраль каналов, или для 45 поступает с местной магистрали по обмена с памятью ЭВМ, если захвачен входу 22 на триггер, регистры и счет- канал памяти ЭВМ, захват осуществляет- чики блока 5, что обеспечивает-его ся узлом 11, служащим для распределен- подготовку к выполнению режима прие- ного управления магистралью в соответ- ма заказов на обмен. Сигнал на за- ствии с приоритетом канала, приоритет gQ пись, принятый по входу 25, проходит ВУ при обращении за заказами на обмен через элемент И 55, элемент ИЛИ 53, регулируется программной маской, запи- группу 47 элементов И и узел элемен- сываемой из ЭВМ в регистр 62 анализа- тон ИЛИ 45 на счетчик адреса на затора 12.пись. Показания одновременно с инфорВ исходном состоянии триггеры и Pe-gg мацией из регистра 3 поступают через гистры устройства и БОЗУ находятся в местную магистраль на информационно- нулевом положении, прием из ЭВМ зака- адресные входы БОЗУ 4 на запись, зов на обмен возможен только после Одновременно увеличивается на +1 зна- ввода из ЭВМ в БОЗУ 4 установочного чение счетчика 41. Сигнал записи, за13597814

массива, в котором записана информация о назначаемом порядке размещения в БОЗУ очередей из заказов на оСмен

к каждому ВУ отдельно, информация

представлена в виде двухсловных справок, записываемых по постоянным адресам БОЗУ, идентифицируемым с, номером БУ, и содержащих в первом слове начальный и конечный адреса зоны, отведенной для заказов на обмен с данным ВУ, информация первого справочного слова считывается из БОЗУ без стирания, второй слово справки изме- няется в процессе работы устройства и содержит адрес .конца и адрес начала очереди, т.е. адреса на считывание и запись очередного заказа на обмен, а также признак переполнения зоны.

Любой обмен устройства с ЭВМ начинается с занятия магистрали каналов, что исключает возможность его прерывания каналами, магистраль каналов освобождается по окончании обмена.

в рабочем режиме - после записи из ЭВМ очередного заказа, в подготови

тельном - после записи установочного массива в БОЗУ, которая выполняется по признаку режима через регистр 3

под управлением блока 2 микропрограммного управления (БМУ), по адресам БОЗУ 4, формируемым блоком 5 начиная с нулевого, обмен информацией осуществляется через местную информационно-адресную магистраль.

Для выполнения записи в- БОЗУ 4 заказа на обмен БМУ 2 через запрос, посылаемый в распределитель 6, управ- ЛЯЮЩ1-1Й магистралью, инициирует блоки51359781

держанньй па элементе 59} на время, необходимое для съема кода адреса, производит изменение кода счетчика 39 адреса на запись на +1 и после дополнительной задержки на время переходных процессов в счетчике - проверку на схеме А2 вновь сформированного адреса на запись с конечным адресом

зоны, записанным в регистре 38. Запись каждого следующего слова заказа производится после смены информации ЭВМ в регистре 3 обмена.

Если заказ записывается в пустую зону, о чем свидетельствует равенство начального и конечного адресов при нулевом состоянии триггера, то по выходу 25-4 БМУ 2 выдается сигнал который означает, что по окончании приема заказа в канал, к которому подключено данное ВУ, должен быть передан сигнал программной готовности, т.е. готовности выдачи заказа.

Команда засьшки в канал программной готовнострг выполняете вслед за окончанием записи первого заказа па обмен в зону ВУ, для чего БМУ через распределитель б осуществляет занятие магистрали ЭВМ, в результате чего все каналы приводятся в ждущее состояние, посылает через регистр 3 обмена и магистраль памяти ЭВМ команду тз канал с указанием номера канала и ВУ, к которому поступает

заказ на обмен, после чего освобожда- шения выхода в магистраль, вследствие

готся обе магистрали.

Аналогично выполняется и команда засьшки в канал кода программной маски, прзгходящего от ЭВМ, которая может поступить от ЭВМ как до получе- ния первого заказа на , так и после этого, в коде команды, адресуемой каналу, позиционно указываются

40

чего по входу 32-2 поступает сигнал опроса номера ВУ и блокируется возможность его изменения..Узел 19 связи с ВУ, получивший от анализатора 12 разрешение на считывание заказа, выдает во внутреннюю магистраль канала и далее на регистр 7 обмена в магистраль каналов и на регистр 3 обмена код запроса и собственный номер, пономера ВУ, обмен с которыми не выпол- ц буждая блок 2 к выполнению считыва- няется до тех пор, пока не будут из- ния заказа на обмен из БОЗУ 4. менены соответствующие разрядные зна- Считывание заказа на обмен из БОЗУ чення. Код маски, поступившей на регистр 7 обмена под управлением сигналов блока 9, выдаваемых по связям 28 и 32, поступает во внутреннюю магистраль 34 канала, а оттуда по входу

50

вьшолняется под управлением БМУ 2 и. начинается с идентификации номера ВУ, принятого в регистр 3 с адресом справки, в результате, как и в случае записи заказа в местную магистраль, из

33 на регистр 62 анализатора 12, Ка-БМУ 2 поступает адрес справочной я чейнал приступает к выполнению операций,ки и производится считывание двух

связанных с подготовкой и выполнениемслов справки в блоке 5, коды справки

обменов, только после получения ко-поступают на регистры 37 и 38°, на

манды на принятие программной готов-счетчики 39-41 и на триггер 50 состояности, содержащей позиционный код но-ния зоны, после чего из БМУ 2 передамера ВУ, который в.том же порядке,ется признак выполнения считывания

что и код программной маски, поступает на регистр 61 анализатора 12.

Считывание каналом заказа на обмен из БОЗУ 4 устройства -выполняется тогда, когда совпадает программная готовность и запросы заказов от ВУ и вьтолнение данного обмена немаскированно. Позиционный код запросов узлов 10 поступает по входам: 36 анализатора 12, инвертируется на элементах НЕ 68 и в виде сигналов прямого и обратного значений кода поступает на элементы И 66 и .67 для нередачи на

единичные и нулевые входы разрядных триггеров 63. Занись в триггеры 53 значений входных сигналов запросов осуществляется по сигналу с элемента НЕ 70 в разрешенные узлом 9 временные интервалы, когда не опрашивается узел 65, Наличие готовностей и отсутствие маскирования проверяется элементом И 72 и в случае совпадения передается на вход шифратора 64, а в

случае несовпадения инвертируется

элементом НЕ 73 и передается на опрос следующего элемента И 72, младшего по приоритету. Если одним из элементов сделан выбор, то на вы-ходе 32-1

шифратора 64 появляется сигнал возбуждения, передаваемый в узел 9, в результате чего по связи 30 возбуждается узел 11, а после захвата каналом магистрали принимается сигнал разре0

чего по входу 32-2 поступает сигнал опроса номера ВУ и блокируется возможность его изменения..Узел 19 связи с ВУ, получивший от анализатора 12 разрешение на считывание заказа, выдает во внутреннюю магистраль канала и далее на регистр 7 обмена в магистраль каналов и на регистр 3 обмена код запроса и собственный номер, буждая блок 2 к выполнению считыва- ния заказа на обмен из БОЗУ 4. Считывание заказа на обмен из БОЗУ

50

вьшолняется под управлением БМУ 2 и. начинается с идентификации номера ВУ, принятого в регистр 3 с адресом справки, в результате, как и в случае запо связи 25-2, вследствие чего выполняется считывание в местную магистраль со счетчика адреса считывания и изменение показания счетчика на -1. Слово заказа, считанное из ВОЗУ 4, под управлением БМУ 2 передается; в канал, приславший запрос, и далее в узел 10 обмена .с ВУ, при считывании последнего слова заказа на выходе счетчика 41 появляется сигнал обнуления, которьй по связи 25-3 поступает в БМУ 2. Если при этом происходит также и обнуление триггера 50, что

20

означает опустошение зоны, то по свя- ig чем информационньй и управляющий вхо- зи 25-5 вьщается сигнал в БМУ 2, по которому он переходит на выполнение команды снятия программной готовности в канал, операция начинается с выдачи в тот же канал команды на снятие программной готовности в виде позиционного кода, которьй передается на нул.евые входы регистра 61 анализатора 12. После вьздачн команды на снятие готовностей магистраль каналов освобождается.

Формула и-з обретения

ды-выходы канала соединены с вторым информационным и первым управляющим входами-выходами регистра обмена, второй управляющий вход-выход которого соединен с входом-выходом синхронизации регистра обмена узла синхронизации, вход-выход синхронизации узла подключения к магистрали которого соединен с входом-выходом узла

25 подключения к магистрали, информационный вход-выход которого соединен с тактируюв;им входом-выходом канала, вход-выход синхронизации приоритетного узла узла синхронизации соединен с синхронизирующим входом-выходом приоритетного узла, управляющий вход анализатора готовности канала через шину обмена канала соединен с первым информационным входом-выходом регистра обмена, управляющие входы-выходы узлов связи с внешними устройствами соединены с управляющим входом-выходом приоритетного узла, вход-выход синхронизации анализатора готовности узла

1. Многоканальное устройство для обмена информацией, содержащее памят распределитель сигналов, регистр обмена, соединенный управляемым вхо- ром-выходом с входом-выходом управления регистром обмена блока микропрограммного управления, а каждьй канал содержит регистр обмена, узел сйнхро низ.ации, приоритетный узел, узлы связи с внешними устройствами, соединенные информационными входами-выхода-. ми через шину обмена канала с первым информационным входом-выходом регистра обмена канала, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента использования оборудова ния, в него введены блок формировани очередей, информационно-адресный вход-выход которого соединен через шину обмена с адресно-информационным

входом памяти,- с адресным входом-выходом блока микропрограммного управления и с первым информационным входом-выходом регистра обмена, второй информационньй и управляющий входы- выходы которого соединены соответственно с информационными и управляемыми входами-выходами каналов, тактирующие входы-выходы которых соединены с тактирующими входами-выходами распределителя сигналов, управляющий вход-выход которого соединен с входом-выходом управления распределителем сигналов блока микропрограммного управления, вход-выход управления блоком формирования очередей которого соединен с управляющим входом-выходом блока формирования очередей, управляющий вход памяти соединен с выходом управления памятью блока микропрограммного управления, а в.каждый канал введен анализатор готовности канала и узел подключения к магистрали, при0

ig чем информационньй и управляющий вхо-

0

5

g ройствами. 2. Устройство

ды-выходы канала соединены с вторым информационным и первым управляющим входами-выходами регистра обмена, второй управляющий вход-выход которого соединен с входом-выходом синхронизации регистра обмена узла синхронизации, вход-выход синхронизации узла подключения к магистрали которого соединен с входом-выходом узла

5 подключения к магистрали, информационный вход-выход которого соединен с тактируюв;им входом-выходом канала, вход-выход синхронизации приоритетного узла узла синхронизации соединен с синхронизирующим входом-выходом приоритетного узла, управляющий вход анализатора готовности канала через шину обмена канала соединен с первым информационным входом-выходом регистра обмена, управляющие входы-выходы узлов связи с внешними устройствами соединены с управляющим входом-выходом приоритетного узла, вход-выход синхронизации анализатора готовности узла

.„ синхронизации соединен с синхронизирующим входом-ВЕ)Гх;одом анализатора готовности, информационньй вход-выход которого соединен с разрешающими входами узлов связи с внешними устg ройствами. 2. Устройство

е с я

по п тем.

1, что

о т л и - блок форч а ю щ е

мирования очередей содержит регистр конечного адреса, регистр начального д адреса, счетчик адреса записи, счетчик адреса считьшания, счетчик длины слова, три схемы сравнения, узел элементов ИЛИ, четьфе узла элементов И, триггер, четыре элемента ИЛИ, четыре элемент И, два элемента задержки, элемент НЕ, причем первые входы счетчиков адреса записи и считьтания, счетчика длины слова, первые входы первого и второго элементов ИЛИ, вхо5

ды регистров начального и конечного адреса, выходы счетчиков адреса запи- i си и считывания, регистров начального и конечного адреса, узла элементов ИЛИ и выходы счетчика длины слова и триггера соединены с информационно-адресным входом-выходом блока, управляющий вход- выход которого соединен с первыми входами первого и рого элементов И, первых узла элементов И и элемента задержки, выходами второго и третьего элементов И и вторым выходом счетчика длины слова, выход счетчика адреса записи соединен с первыми входами второго узла элементов И и первой и второй схем сравнения, выход счетчика адреса считывания соединен с первым входом третьей

135978110

си и третьего узла элементов И и вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, выходы второго элемента задержки соединены с третьими входами счетчика адреса считывания и четвертого узла элементов И и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом триггера, второй выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ.

15

3. Устройство по п. 1, отлисхемы сравнения и вторыми входами BTO-JQ чающееся тем, что анализатор

рюи схемы сравнения и первого узла элементов И, выходы которого и второго узла элементов И соединены с входами узла элементов ИЛИ, выход регистра начального адреса соединен с вторыми входами первой и третьей схем сравнения, выход регистра конечного адреса соединён с первыми входами третьего и четвёртого узлов элементов И, выходы которых соединены с вторыми вхо- nai-m соответственно счетчика адреса записи и счетчика адреса считывания, выходы первой и третьей схем сравнения соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого узлов элементов И, выход второй схемы сравнения соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторым входом второго элемента И и через элемент НЕ

вого элемента И выход которого соединен с первым входом третьего элемента ШШ, выход которого соединен с вторым входом второго узла элементов И, первым входом четвертого элемента ИЛИ и через второй элемент задержки с третьими входами счетчика адреса запи25

30

готовности канала содержит два регистра, узел анализа приоритета, шифратор, узел элементов И, элемент ШШ, группу триггеров, две группы элементов И, группу элементов НЕ, элемент НЕ, причем синхронизирующий вход-выход анализатора соединен с синхровходами первого и второго регистров, узла элементов И, с выходами шифратора и элемента ИЛИ и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой и второй групп, выходы.которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих триггеров группы, выходы которых, первого и второго регистров соединены с входами узла анализа приоритета, выходы которого соединены с входами шифратора, элес вторым входом пер- . мента ИЛИ и узла элементов И, выходы

которого и вторые входы элементов И первой группы и входы элементов НЕ группы соединены с информационным входом-выходом анализатора, выходы элементов НЕ группы соединены с вто35

45

рыми входами соответствующих элементов И второй группы.

3. Устройство по п. 1, отликоторого и вторые входы элементов И первой группы и входы элементов НЕ группы соединены с информационным входом-выходом анализатора, выходы элементов НЕ группы соединены с вто45

рыми входами соответствующих элементов И второй группы.

22 S-1

25-4

зг-г

Составитель С.Подгопригора

Редактор М.Андрушенко .Техред М.Ходанич

Заказ 6154/50Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

IT

fpuf3

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обмена информацией между ЭВМ и внешними устройствами. Целью изобретения является повьшение коэффициента использования оборудования. Изобретение позволяет повысить производительность систем обмена и ЪА СО СЛ СО 00