Комбинированный канал Советский патент 1988 года по МПК G06F13/10 

4;:

СП

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.

Целью изобретения является увеличение пропускной способности комбинированного канала за счет введения плавающего количества подканалов,автоматического распределения любого подканала из группы отведенных подканалов любому по адресации периферийному устройству, временного контроля позволяющего осуществить контроль работы канала, не охваченньй аппарат- и программными средствами конт- .роля, совмещения работы канала по микропрограммному обслуживанию запоминания управляющего слова устройства с аппаратным обслуживанием выбор- ки по требованию.

Плавающее количество подканалов позволяет применительно к требованиям любого пользователя индивидуально назначить только то максимальное количество подканалов, которое необходимо только ему. Это позволяет в ЭВМ использовать минимальный объем памяти для хранения подканалов.

Автоматическое распределение подканалов дает возможность независимо от общего количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств и работать с ними в оптимальном режиме.

Введенный временный контроль позволяет контролировать перерывы в работе канала, возникающие при его связи с группой периферийных устройств, которые по временным интервалам практически могут любыми.

Совмещение работы канала по микро программному обслуживанию запоминания управляющего слова устройства с аппаратным совмещением выборки по требованию позволяет ускорить организацию выборки периферийного устройства по его требованию, за счет чего сокращается время на организацию связи канала с периферийным устройст- вом и, следовательно, увеличивается пропускная способность канала. Причем пропускная способность канала увеличивается при его работе и в байт-мультиплексном, и в блок-муль- типлексном, и в селекторном режимах.

Введение в комбинированньй канал .узла задания объема памяти позволя

Q 5 0

5

0 5

0

5

0

5

ет путем установки вручную на переключающих устройствах соответствующего кода использовать индивидуально для любого конкретного пользователя тот необходимый оптимальный объем памяти для хранения подканалов, который ему требуется.

Введение в комбинированный канал блока формирования адреса дает возможность оперативно аппаратным путем определять наличие свободных подканалов и, если свободные подканалы есть, аппаратно формировать адрес свободного подканала.

Введение в канал блока хранения адреса позволяет хранить управляющую информацию и оперативно ее использовать при назначении подканалов .

Введение в комбинированньй канал узла дешифрации констант позволяет оперативным образом формировать константы, которые используются в процессе назначения свободных подканалов.

Введение в канал узла коммутации позволяет устанавливать различные по длительности временные интервалы, введение узла запуска - возможность в нужные моменты времени организовать пуск схемы временного контроля, а введение узла счета - возможность организовать фиксацию нарушения работы комбинированного канала по временному контролю.

Введение в комбинированный канал триггера, элемента НЕ, первого и второго элементов И, элемента ИЛИ дает ВОЗМОЖНОСТЬ организовать предварительную выборку периферийного устройства по его требованию в момент выполнения каналом микропрограммы запоминания управляющего слова устройства .

На фиг.1 изображена структурная схема комбинированного канала; на фиг.2 - функциональная схема блока управления; на фиг.З - функциональная схема блока обмена информацией; на фиг.4 - функциональная схема блока формирования адреса; на фиг.З - функциональная схема блока хранения адреса; на фиг.6 - функциональная схема узла дешифрации констант;на фиг. 7- расположение управляющей информации в фиксированных ячейках местной памяти; на фиг.8 - функциональная схема узла коммутации;на фиг.9 - функцирнальная схема узла запуска; на фиг.10 - функциональная схема узла счета.

Комбинированный канал (фиг.1) содержит блок 1 управления, блок 2 обмена информацией, узел 3 задания объема памяти, блок 4 формирования адреса, блок 5 хранения адреса, узе 6 дешифрации констант, узел 7 ком- мутации, узел 8 запуска, узел 9 счета, триггер 10, элемент НЕ 11,второй; 12 и первый 13 элементы И, элемент ИЛИ 14, вход 15 группы логических условий, вход 16 группы информационных и управляющих сигналов, выход 17 информационных сигналов, выход 18 запроса на прерывание, выход 19 группы информационных и управляющих сигналов,вход 20 информационных сигналов, вход 21 группы тактовых сигналов, вход 22 останова, вход 23 группы потенциальных сигналов предварительной установки, внутренние связи 24-37 комбинированного канала.

Блок 1 управления (фиг.2) содержи коммутатор 38, дешифратор 39, регистр 40 управления, вход 41 регистра управления.

Блок 2 обмена информацией (фиг.З) содержит узел 42 усилителей-приемников, регистр 43 идентификаторов абонента, регистр 44 идентификаторов .канала и узел 45 усилителей-передатчиков .

Блок 4 формирования адреса (фиг.4 содержит приоритетные шифраторы 46 - 50, мультиплексорьГ 51-53, выходы 54-56.

Блок 5 хранения адреса (фиг.5) содержит первый 57 и второй 58 триггеры, первый 59 и второй 60 двухразрядные регистры, первый 61 и второй 62 трехразрядные регистры, входы 63 и 64, выходы 65 и 66,

Узел 6 дешифрации констант (фиг.6 содержит первый 67 и второй 68 дешифраторы, узел 7 коммутации (фиг.8) регистр 69 коммутации, мультиплексор 70, элемент НЕ 71 и элемент И 72, узел 8 запуска (фиг.9) - элемент И 73, триггер 74, элемент ИЛИ 75, входы 76 и 77,а узел 9 счета (фиг.10) - первый 78 и второй 79 триггеры, входы 80 и 81 группы потенциальных сигналов установки.

Комбинированный канал работает следующим образом. .

5 0 5

0

5

0

5

0

Автоматическое назначение подканалов в комбинированном канале вьтол- няется микропрограммно-аппаратными средствами с использованием узла 3 заданий объема памяти, блока 4 формирования адреса, блока 5 хранения адреса и узла 6 дешифрации констант.

Организация временного контроля перерывов в работе комбинированного канала при его связи с группой периферийных устройств выполняется микропрограммно-аппаратными средствами с использованием узла 7 коммутации, узла 8 запуска и узла 9 счета.

Сбймещение работы комбинированного канала по организации выборки периферийного устройства по его требованию с работой по запоминанию управляющего слова устройства выполняется аппаратным путем с использованием триггера 10, элемента НЕ 11, . элементов И 12 и 13, элемента ИЛИ 14.

Комбинированньш канал может применяться в системах ввода-вывода ЕС ЭВМ, может входить как один из комбинированных каналов в состав процессора .

Комбинированньш канал управляется работой процессора с помощью специальных команд ввода/ьывода. Обращение к программе канала осуществляется с помощью адресного слова канала, расположенного в фиксированной ячейке оператршной памяти. Адресное слово канала содержит ключ защиты и адрес первого управляющего слова канала. Программа канала состоит из последовательности управляющих слов канала. Управляющее слово канала содержит код операции, который указывает действия между каналом и периферийным устройством (абонентом), начальньй адрес данных, который определяет начальньш адрес оперативной памяти, куда будет записываться пер- ..вый байт данных для передачи его абоненту, признаки режима работы канала, например ,байт-мультиплексньм, блок-мультиплексный или селекторный режимы,и другие идентификаторы, необходимые для нор 1альной работы канала с абонентом.

Так как оборудование канала может 55 разделяться во времени выполнением нескольких операций ввода/вывода,то управляющая информация об операциях ввода/вывода хранится в области управляющей памяти процессора, в которой хранятся процессорные и канальные микропрограммы. Часть области управляющей памяти, в которой хранится управляющая информация для одной операции ввода/вывода, называется подканалом.

Информация, хранящаяся в подканале, отражает состояние выполнения операции ввода/вьюода между каналами и конкретным периферийным устройством на данньй момент времени. Эта информация называется управляющим словом устройства.

С целью оперативного использовани управляющего слова устройства в процессе связи канала с абонентом эта информация переписывается из подка- нала управляющей памяти (пассивного подканала) частично непосредственно в оборудование канала и частично в быстродействующую местную память (активный подканал). После конца очередного цикла связи информация .из активного подканала переписывается в пассивный подканал. Это Необходимо, чтобы освободить активньгй подканал для возможности организации связи с другим абонентом.

В процессе выполнения операции ввода/вывода, например, при обмене данными управляющее слово устройства в пассивном канале обновляется. Однако это обновление зависит от режима работы канала.

Если комбинированный канал работает в селекторном режиме,то управляющее слово устройства хранится в активном подканале в течение всего времени выполнения операции ввода/вывода, поскольку селекторный режим позволяет работу канала только с одним абонентом в так называемом монопольном режгме, когда абонент не отключается от канала до тех пор, пока между каналом и абонентом полностью не закончена связь. Поэтому при работе канала в селекторном режиме обновления информации в пассивном подканале практически не происходит. 1

При работе комбинированного канала в байт-мультиплексном и блок- мультиплексном режимах канал способен обслуживать несколько абонентов одновременно. Поэтому для организации этих режимов работы канал имеет несколько пассивных подканалов, необходимых для одновременного хранения

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нескольких управляющих слов устройств. При этом обновление информации в пассивном подканале происходит всякий раз после конца цикла связи канала с абонентом.

Таким образом, предлагаемьй комбинированный канал выполняет все функции известного (на фиг.1 показаны только те блоки или функциональные части блока известного канала, которые претерпели изменения в связи с расширением функциональных возможностей комбинированного канала и увеличением его пропускной способности).

Плавающее назначение количества пассивных подканалов и автоматическое распределение этих подканалов между абонентами с последующим их освобождением после конца связи канала с абонентом позволяет гибко и простым способом адаптироваться к требованиям пользователя путем предоставления ему возможности назначения того количества подканалов, которое ему необходимо, за счет чего пользователь может создавать нужные только ему конфигурации периферийных устройств как по количеству, так и по составу с организацией производительной с ними работы, используя при этом минимальньй объем управляющей памяти, предназначенный для хранения подканалов, тем самым используя большой объем управляющей памяти для хранения в ней процессорных микропрограмм, напрг ер, при организации динамиче ско го микропро граммирования, и организовать возможность назначения любого свободного подканала любому по адресации периферийному устройству, что позволяет вне зависимости от действительного количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств, что в свою очередь исключа ет все ограничения на подключение к каналу любых по адресации абонентов, если количество подканалов в канале меньше 256.

Комбинированньй канал в части организации плавающего количества подканалов и их распределения работает следующим образом.

При помощи узла 3 вручную на переключательных устройствах набирается .нужный код, который через вход 37 блока 1 поступает в коммутатор 38. При вьшолнении процессорной микропрограммы сброса системы, которая выполняется при загрузке системы команд- в процессор, а также при нажатии кнопки Сброс системы этот код с выхода коммутатора 38 через выход 17 канала считьшается в процессор и запоминается в управляющей памяти как характеристика количества подканалов, отведенных в управляющей памяти для ю комбинированного канала. В дальнейшем эта информация используется при назначении подканалов в процессе выполнения очередной команды ввода/вывода.15

Если свободные подканалы использованы не все, очередное назначение подканала выполняется и выполнение операции ввода/вывода продолжается.

Если свободных подканалов нет, вы- 2о данного случая содержит одно восьми- полнение команды ввода/вывода прекра- разрядное слово, расположенное в щается.При этом комбинированный ка- ячейке местной памяти (фиг.7), ис-;

количеству абонентов, которые можно подключить к комбинированному каналу) , каждая из которых предназначена для хранения адреса назначения подканала для конкретного абонента. Пер вая таблица, кроме этого, предназначена для хранения признака,который говорит о том, назначен для данного абонента подканал или нет. После назначения подканала этот признак устанавливается, после конца связи с абонентом сбрасывается.

Первая таблица, содержащая К последовательно адресованных ячеек в управляющей памяти для хранения М разрядных слов (в данным случае К 8, а М 32), совместно с указателем слов второй таблицы, который для

количеству абонентов, которые можно подключить к комбинированному каналу) , каждая из которых предназначена для хранения адреса назначения подканала для конкретного абонента. Первая таблица, кроме этого, предназначена для хранения признака,который говорит о том, назначен для данного абонента подканал или нет. После назначения подканала этот признак устанавливается, после конца связи с абонентом сбрасывается.

Первая таблица, содержащая К последовательно адресованных ячеек в управляющей памяти для хранения М разрядных слов (в данным случае К 8, а М 32), совместно с указателем слов второй таблицы, который для

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.Целью изобретения является увеличение пропускной способности комбинированного канала. Комбинированный канал содержит блок 1 управления, блок 2 обмена информацией, узел 3 задания объема памяти, блок 4 формирования адреса, блок 5 хранения адреса, узел 6 дешифрации констант, узел 7 коммутации, узел 8 запуска, узел 9 счета, триггер 10, элемент НЕ 11, элементы И 12, 13, элемент ИЛИ 14. 2 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл. ( I (Л

30

35

нал микропрограммно формирует такой признак результата, который формируется, когда оказывается, что нуж- 25 ного периферийного устройства нет-. Подобный алгоритм формирования признака результата при отсутствии свободных подканалов выбран из расчета, чтобы указать пользователю, что при выбранной конфигурации периферийных устройств, подключенных к каналу, количество подканалов выбрано неправиль- но. Подобное заключение пользователь должен сделать на основании реакции операционной системы (или какой-либо другой системы), заключающейся в том, что Б этом случае операционная система указывает оператору, что периферийного устройства нет, а на сз мом деле оно подключено к комбинироанному каналу и нормально функционирует .

Автоматическое назначение подканалов, т.е. назначение любого свободного подканала любому по адресации абоненту с последующим освобождени- ем этого подканала после конца связи канала с абонентом, выполняется аппаратно-микропрограммным путем.При этом,кроме аппаратных средств, используются две таблицы, расположенные управляющей памяти, и несколько ячеек местной памяти, необходимых для оперативной обработки управляющей информации.

40

45

50

55

Первая таблица содержит 256 последовательно адресованных ячеек управляющей памяти (по максимальному

0

5

5

0

5

пользуется для формирования адреса свободного подканала, если свободные подканалы есть.

Вторая таблица определяет то максимальное количество подканалов, ко- торое может быть отведено для комбинированного канала. В данном случае максимальное количество подканалов 256.

Указатель слов второй таблицы (фиг.7) используется для оперативного определения наличия свободных подканалов и формирования адреса свободного подканала, если свободньм подканал есть.

Адрес свободного подканала формируется из адреса слова второй таблицы и адреса бита в этом слове. Так как адрес слова второй таблицы определяется адресом бита указателя слов второй таблицы, расположенного в ячейке 1 местной памяти (фиг.7), то адрес свободного подканала формируется из адреса бита в указателе ,-слов второй таблицы и адреса бита соответствующего слова второй таблицы.

Таким образом, общее количество подканалов, которое определяется кодом, считанным из узла 3, устанавливается путем установки соответствующих бит указателя слов второй таблицы и слов второй таблицы в соответствующее состояние, например в нулевое. Следовательно, если некоторые биты указателя слов второй таблицы ycTaj7.

новлены в единичное состояние, то свободных подканалов, которые адресуются соответствующими словами второй таблицы, нет.

При выполнении команды ввода/вывода по адресу абонента, который задается в команде ввода/вывода и запоминается в ячейке 4 местной памяти (фиг.7), в ячейке 2 местной памяти выбирается соответствующая ячейка первой таблицы. Цель этой выборки - определить занято адресованное в команде ввода/вывода периферийное устройство или нет.

Определение выполняется путем анаЛИЗа признака назначения подканала.

Если подканал для данного абонента бьш уже назначен, следовательно, абонент, адресованный в выполняемой команде ввода/вывода,занят и выполнение команды ввода/вывода прекращается ,

Если --подканал для данного абонент не назначен, выполнение команды вво- да/вывода продолжается путем попытки назначения для данного абонента свободного подканала.

Сначала анализируется наличие свободных подканалов путем анализа нали чия нулевых бит в указателе слов второй таблицы. Если нулевых бит нет, т.е. свободных подканалов нет, канал прекращает выполнение команды ввода/ вывода.

Если свободные подканалы есть, формируется адрес свободного подканала.

Анализ наличия свободных подканалов и формирование адреса свободного подканала выполняются следующим .образом.

Содержимое ячейки 1 местной памяти (фиг.7) по входу 20 посылается в блок 4, рассчитанный на прием четырех байтов. При этом байт О поступает на вход приоритетного шифратора 46, байт 1 - шифратора 47, байт 2 - шифратора 48, байт 3 - шифратора 49. Каждый из этих шифраторов на своих первом, втором и третьем выходах формирует трехразрядный код, являющийся адресом первого бита (наличия с нулевого), который говорит о том,что слово второй таблицы по этому адресу (имеет по крайней мере один свободный подканал.

Если, например, в байте О нет ни одного нулевого бита, приоритетный

пшфратор 46 возбуждает четвертый

д

5

Q

0

выход, что говорит о том, что в группе слов второй таблицы, адресуемых битами байта О указателя слов второй таблицы, ни одного свободного подканала нет. Четвертые выходы приоритетных шифраторов 46-49 поступают на соответствующие входы приоритетного шифратора 50. Следовательно, если в З сазателе слов второй тыблицы нет ни одного бита, указывающего на на-, личйе свободного подканала,то возбуждается третий выход ширфатора 50. Если свободные подканалы есть,то двухразрядный код, сформированный на первом и втором выходах шифратора 50, указывает адрес первого байта (начиная с нулевого), в котором есть по крайней мере один свободный подканал. Трехразрядный код, сформи- рованньй на выходах мультиплексоров 51-53, является адресом первого бита байта, адрес которого сформирован на первом и втором выходах приоритетного шифратора 50, который определяет адрес слова второй таблицы, в котором есть по крайней мере один свободньш подканал.

Q

5

0

Информация из блока 4 по выходу 28 записывается в блок 5. При этом в триггере 57 запоминается состояние третьего выхода приоритетного шифратора 50, в двухразрядном регистре 59 - первого и второго выход- дов шифратора 50, в трехразрядном регистре 61 - состояние выходов мультиплексоров 51-53. Запоминание выполняется по управляющему сигналу по входу 63 блока 5 хранения адреса, полученному с выхода дешифратора 39 блока 1 через выход 32.

Таким образом, анализируя выходной сигнал с триггера 57, определя- 5 ют наличие свободных подканалов, двухразрядный код с регистра 59 и трехразрядный код с регистра 61 определяют адрес слова второй таблицы, в котором есть по крайней мере хотя бы один свободный подканал.

Указанньй анализ выполняется микропрограммно путем чтения информации с выхода 29 блока 5 через коммутатор 38 блока 1 и выход 17. Если свободные подканалы есть, пятиразрядный код адреса слова второй таблицы запоминается в ячейке 3 местной памяти. По этому адресу из второй таблицы читается тридцатидвухразряд0

5

11

Hoe слово, которое запоминается в ячейке 5 местной памяти. Затем слово из ячейки 5 местной памяти выдается в блок А аналогично указателю слов второй таблицы, а информация с выхода 28 блока 4 запоминается в блоке 5 соответственно на триггере 58, двухразрядном регистре 60 и трехразрядном регистре 62 по управляющему сигналу по входу 64, поступившему с дешифратора 38 блока 1 через выход 32.

Таким образом, после анализа двух слов указателя слов второй таблицы и одного из слов второй таблицы, с выхода 29 блока 5 снимается десятиразрядный адрес, который является адресом свободного подканала. Этот адрес запоминается в -ячейке 2 местной памяти и по адресу первой таблицы, хранящемуся в ячейке 4 местной памяти, записывается вместе с признаком назначения подканала в первую таблицу. Подканал для данного абонен- та назначен.

1

После назначения подканала необходимо скорректировать слово второй таблицы и, если необходимо, указатель слов второй таблицы.

Для зтого трехразрядные коды адреса бита в байте указателя слов второй таблицы и слова второй таблицы по линиям 65 и 66 соответственно через выход 30 блока 5 подаются на выходы дешифраторов 67 и 68 соответственно. С выходов последних снимаются константы, позиционные коды которых указывают какой бит в байте необходимо установить в единичное состояние вследствие назначения очередного подканала.

Микропрограммно сначала, считывается константа с дешифратора 68 чер.ез

ВЫХОД 31. блока 6, коммутатор 38 и вы- 45 ьше 256, что наблюдается, когда .ход 17 и путем сложения- этой константы с соответствующим байтом слова второй таблицы, расположенного в ячейке 5 местной памяти. После этого скорректированное слово второй 50 таблицы по адресу второй таблицы,расположенному в ячейке 3 местной пане используется предлагаемое автоматическое назначение подканалов.

Организация временного контроля в комбинированном канале, наиболее эффективно используемого для контро ля перерывов в работе канала с груп пой периферийных устройств, которые могут быть по длительности временных интервалов практически любыми.

мяти, записывается во вторую таблиОрганизация временного контроля в комбинированном канале, наиболее эффективно используемого для контроля перерывов в работе канала с группой периферийных устройств, которые могут быть по длительности временных интервалов практически любыми.

цу, затем проверяется на предмет на-п

личия в этом слове свободных подкана- gg осуществляется аппаратно-микропролов. Для этой цели скорректированное граммным способом и выполняется слеслово второй таблицы из ячейки 5

местной памяти подается в блок 4,

после чего на триггере 58 запоминаетдующим Образом.

В начале работы процессора вручную при помощи устройств регистра

10

25

15

20

40506712

ся признак наличия свободных подканалов. Этот признак анализируется. Если свободные подканалы есть, никаких действий не вьшолняется. Если свободных подканалов нет, корректируется байт указателя слов второй таблицы путем сложения его с константой, полученной с дешифратора 67 блока 6.

Скорректированный байт записывается в ячейку 1 местной памяти.

Назначение подканалов заканчивается.

Освобождение подканалов выполняется -после конца связи комбинированного канала с абонентом, когда информация в соответствующем подканале не нужна. Освобождение подканала выполняется микропрограммньм способом путем снятия признака назначения подканала и корректировки бит слова второй таблицы и, если необходимо, указателя слов второй таблицы.

Таким образом, аппаратно-микропро- граммньй способ организации йлаваю- щего количества подканалов и их автоматического назначения с последующим освобождением позволяет с минимальными аппаратными затратами и оптимальными временными затратами оперативно выполнять назначение любого свободного подканала любому по

адресации периферийному устройству. I .

Автоматическое назначение подканалов позволяет вне зависимости от действительного количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств, что в свою очередь исключает все ограничения на подключение к каналу периферийных устройств только с определенными адресами, если количество отведенных подканалов

30

35

40

ьше 256, что наблюдается, когда

не используется предлагаемое автоматическое назначение подканалов.

Организация временного контроля в комбинированном канале, наиболее эффективно используемого для контроля перерывов в работе канала с группой периферийных устройств, которые могут быть по длительности временных интервалов практически любыми.

дующим Образом.

В начале работы процессора вручную при помощи устройств регистра

13

69 узла 7 на первом, втором и третьем выходе регистра 69 устанавливается код, определяющий частоту следования временных сигналов,поступающих в узел 7 по входу 21, а также режим включения путем установки соответствующего потенциала на четвертом выходе регистра 69, который через элемент ИЛИ 75 узла 8 по входу . 25 узла 9 поступает на сбросовые входы триггеров 78 и 79, разрешая их нормальное функционирование. В частности, разрешается запуск триггера 79 по синхровходу, на который поступают с выхода мультиплексора 70 временные сигналы с определенной регистром 69 частотой следования.

Таблицы состояний работы мультиплексора 70 и триггеров 78 и 79 приведены в табл.1 и 2 соответственно.

Запуск временного контроля комбинированного канала выполняется микропрограммным путем в процессе выполнения команды ввода/вывода сигналом с выхода дешифратора 39 через вход 32 по линии 76, который через элемент И 73, стробируемый сигналом по входу 24, устанавливает в единичное состояние триггер 74 и через элемент ИЛИ 75 сбрасывает в исходное состояние триггеры 78 и 79.

Так как триггер 78 работает в режиме счета, а триггер 79 в режиме триггера с запоминанием (по линии 80 входа 23 подается постоянно единичный потенциал, а по линии 81 - нулевой потенциал), то в случае поступ20 го контроля по сигналу с выхода 26 выполняется прерывание, по которому осуществляется выход на микропрограмму анализа сбоя от схем временного контроля, в процессе выполнения

25 которой конкретизируются условия, при которых сработала схема времен- .ного контроля: определяется адрес периферийного устройства, при связи с которым произошел сбой, а также

30 состояние канала и периферийного уст ройства в момент сбоя.

С целью конкретизации адреса периферийного устройства, а также состояний в моменты сбоя в управляю25 щей памяти процессора хранится таблица состояний, в которой для каждого периферийного устройства устанавливаются признаки, характеризующие этапы работы канала с периферийными

ления по входу 27 на синхровход триг- 40 устройствами. Например, при успешно

гера 79 двух сигналов устанавливается в единичное состояние триггер 78, сигнал с быхода которого говорит о том, что в работе комбинированного канала с периферийными устройствами произошли незапланированные перерывы в работе. Если временных нарушени в перерывах в работе канала с абонентом не произойдет, триггер 78 никогда не устанавливается в единичное состояние, так как после успешного выполнения команды ввода/вывода микропрограммно по сигналу по линии .77 узла 8 сбрасывается триггер 74, который устанавливает в исходное со- стояние триггеры 78 и 79 и постоянно поддерживает их в состоянии сброса. Запуск схем временного контроля выполняется каждый раз в процессе

выполнения очередной команды ввода/ /вывода. Если очередная команда ввода/вывода начата в процессе выполнеg ния ранее начатой команды ввода/вывода, установка в единичное состояние триггера 74 выполняется (его со- .стояние подтверждается). При этом триггеры 78 и 79 сбрасываются в ис10 5 одное состояние, после чего их раS бота начинается сначала.

В этом случае до срабатывания триггера 78 должны быть выполнены все запущенные команды ввода/вывода. Ес15 ли за то время не выполнена одна или несколько команд ввода/вывода, то срабатывает схема временного контроля.

После срабатывания схем временно20 го контроля по сигналу с выхода 26 выполняется прерывание, по которому осуществляется выход на микропрограмму анализа сбоя от схем временного контроля, в процессе выполнения

25 которой конкретизируются условия, при которых сработала схема времен- .ного контроля: определяется адрес периферийного устройства, при связи с которым произошел сбой, а также

30 состояние канала и периферийного устройства в момент сбоя.

С целью конкретизации адреса периферийного устройства, а также состояний в моменты сбоя в управляю25 щей памяти процессора хранится таблица состояний, в которой для каждого периферийного устройства устанавливаются признаки, характеризующие этапы работы канала с периферийными

начатой связи канала с конкретным периферийным устройством в таблице состояний для данного устройства устанавливается код последовательности 11. Это говорит о том, что логическая связь канала с периферийным устройством произошла. Если в процессе связи из периферийного устройства в канал поступает конечный байт состояния с признаком Канал кончил, в таблице состояний устанавливается код последовательности 01. Если из периферийнрго устройства в канал поступает конечный байт состояния с признаком Устройство .кончило, в таблице состояний устанавливается код последовательности 00. Анализируя эти коды последовательности, канал определяет состоя15

ние канала и периферийного устройства на момент сбоя по временному контролю.

Для возможности анализа количества периферийных устройств, во время работы с которыми произошел сбой по временному контролю, в местной памяти процессора хранится счетчик количества одновременно работающих периферийных устройств.

С учетом этого микропрограммный анализ рбоя, происше дшего вследствие срабатывания схем временного контроля, выполняется следующим образом.

После успешного завершения начала связи канала с периферийным устройством микропрограммным путем в таблицу состояний для запущенного периферийного устройства заносится код последовательности 11, а в счетчик количества одновременно работащих периферийных устройств, который расположен в фиксированной ячейке местной памяти, добавляется единица. После этого запускается схема временного контроля путем микропрограммной установки триггера 74 в единичное состояние, при этом с инверсного выхода триггера 74 (фиг.9) снимается нулевой потенциал.

После завершения операции ввода/ ывода микропрограммно из счетчика количества вычитается единица и выполняется анализ его содержимого. Если содержимое счетчика равно О, сбрасывается триггер 74., Связь с периферийным устройством завершилась успешно и аппаратная схема временного контроля приведена в исходное состояние.

Если содержимое счетчика не равно О, микропрограммно триггер 74 не сбрасывается. Аппаратная схема временного контроля продолжает работать. Триггер 74 сбрасывается только том случае, если после очередного вычитания ед1шицы из счетчика количества его содержимое равно 0.

В случае нарушения длительности запланированных перерывов в работе комбинированного с периферийными устройствами, по сигналу с выода 26 происходит прерывание с переходом на микропрограмму обработки сбоя по временному контролю, которая фиксирует состояние канала и онкретного периферийного устройст405067

а тсбоя

16 по временному конт10

15

20

ва в момент ролю.

Рассмотрим несколько примеров работы микропрограммы обработки сбоя по временному контролю.

Сигнал сбоя по временному контролю выработан в процессе работы канала с периферийным устройством. Этот сигнал может возникнуть, например, и в процессе передачи байта данных, когда периферийное устройство, обменявшись с каналом очередным байтом и не отключившись от него в течение определенного интервала времени, не обменялось следующим байтом.

Микропрограмма обработки сбоя по временному контролю в первую очередь определяет, при связи с каким периферийным устройством произошел сбой. В этом случае микропро.грамма по состоянию канала (а он находится в рабочем состоянии), определяет что канал работает, поэтому вся управляю- 25 щая информация (управляющее слово устройства) при этом находится в ак- тинном подканале, т.е. в фиксированных ячейках местной памяти. В этом случае микропрограмма обработки,анализируя управляющее слово устройства, определяет адрес п ариферийного устройства И его состояние и, снимая маску с канала, фиксирует его аппаратное состояние. Затем по этим данным микропрограмма обработки слоя по временному контролю формирует слово состояния канала, в котором указывается необходимая информация о сбое, после чего выставляет запрос на программное прерьгоание, которое обсуждается той управляющей программой, под управлением которой работает процессор (например, под управлением операционной системы), вследствие чего подобньй сбой в работе канала обнаруживается и принимаются соот ветствующие меры по устранению его. I

Случай, когда сигнал сбоя по временному контролю выработался, когда канал не был связан ни с каким периферийным устройством,может возникнуть, например, когда, когда канал, начав связь с периферийным устройством и приостановив ее при нормальной последовательности свяэи, не возобновил эту связь за установленный про.межуток времени. В подобной ситуации микропрограмма сбоя по временному контролю в первую очередь определяет

30

35

40

45

50

55

адрес периферийного устройства, при связи с которым произошел с бой по вр времени. Так как канал свободен, что микропрограммно определяется по состоянию канала,то по микропрограмме опрашивается таблица состояний, в которую заносились коды последовательностей, определяющие состояние канала и периферийного устройства на оп- ределенньш момент.

Таблица состояний опрашивается последовательно, ячейка за ячейкой в последовательности возрастания адресов, начиная с нулевого (адрес ячейк соответствует адресу периферийного устройства).

Если ячейка состояния содержит код 00, опрашивается следующая ячейка и так далее до тех пор, пока не опрошены все ячейки таблицы состояний.

Если во всех ячейках таблицы состояний занесены коды последовательности 00, микропрограмма сбоя по временному контролю формирует слово состояния канала, в котором указывается, что возможной причиной сбоя является неправильная работа аппаратуры временного контроля.

Если ячейка, например, 35 таблицы состояний содержит код последовательности, отличный от 00, микропрограмма по адресу ячейки определяет адрес периферийного устройст- ва, который равен 35. Затем по коду последовательности и содержимому управляющего слова устройства, которое выбирается для периферийного устройства с адресом 35, формируется соответствующее .слово состояния канала .

Например, если код последовательности равен 11 и подканал, активен, так как конечного байта состоя- ния от периферийного устройства; не получено, сбой произошел по причине отсутствия связи канала с периферийным устройством по адресу 35 в процессе передачи байта данных.

Если код последовательности 11 и подканал пассивен, т.е. все байты между каналом и периферийным устройством переданы, сбой по временному Контролю произошел во время; попыт- ки передачи конечного байта состояния с признаком Канал кончил.

Если код последовательности 01 сбой по временному контролю произо5

5

0

0

5 0

5 0

5

шел при ndnbiTKe передачи конечного байта состояния с признаком Устройство кончило.

Таким образом, представленный в комбинированном канале временньй контроль обнаруживает практически все нарзтпения связи, которые могут произойти в процессе связи между каналом и периферийным устройством. При этом при нормальной работе системы ввода/вывода временные потери в работе процессора и канала, вызванные представленным временным контролем, практически отсутствуют. Временные потери в работе канала и процессора возникают только тогда, когда происходят нарушения в длительности установленных перерывов в работе канала и периферийного устройства.

Учитывая это, необходимо с целью сокращения временных потерь в работе процессора, которые возникают в случае срабатывания схем временного контроля, частоту следования временных сигналов, устанавливаемых при помощи регистра 69, выбирать максимально возможной, т.е. сокращать до минимума временные интервалы прерьша- ния в работе канала и периферийного устройства с целью немедленного обнаружения незапланированных перерывов в работе канала и периферийного устройства.

Следовательно, представленньй ап- паратно-микропрограммный способ временного контроля является эффективным средством контроля работы канала с периферийными устройствами как с точки зрения затрат по аппаратным средствам контроля, так и с точки зрения временных и пространственных потерь в работе канала и процессора. .

Наибольший эффект представленного временного контроля достигается при сравнении этого контроля с контролем перерывов в работе канала с периферийным устройством программным путем на уровне операционной системы, так как при программном способе контроля, который можно организовать только через прерывание от таймера, временные потери в работу канала и процессора наблюдаются независимо 3т того, правильно работает канал с периферийными устройствами или со сбоем. При этом временные потери при контроле на программном уровне достигают значительных величин, так

как, например, организация прерыва- | ния по таймеру на уровне операционной системы требует больше тысячи команд.

В связи с этим с целью сокращения временных потерь (пространственные потери остаются) в рабЬте канала и процессора временные интервалы по таймеру при программном способе контроля необходимо устанавливать как можно больше, что практически исключает оперативное обнаружение сбоя, связанного с нарушением перерывов в работе канала и периферийных устройств.

Кроме этого, эффективность представленного временного контроля по сравнению с программным контролем перерывов в работе -канала и периферийных устройств з аключается в том, что программный контроль по време ни на уровне операционной системы станавливается единым для всех ка- налов, включенных в состав процессора, а представленный временный конроль устанавливается для каждого комбинированного канала отдельно.

Совмещение работы комбинированного канала при его работе по запоминанию управляющего слова устройства, которая выполняется микропрограммным пособом путем переписи управ(ляющего слова устройства из активного подка- нала (местной памяти)в пассивный подканал (управляющую память), с представленной аппаратурной реализацией начальной выработки по требованию, абонента позволяет повысить пропускную способность канала при его работе в байт-мультиплексном,блок-мультиплексном и селекторном режимах, что в свою очередь повьшает произвоительность процессора и, следовательно, всей вычислительной системы в целом.

Совмещение указанных работ комбиированного канала выполняется слеующим образом.

После конца очередного цикла связи канала с абонентом, т.е. при отсутствии логической связи между канаом и абонентом, кан ал с целью освобождения активного подканала для возможности организации связи с другим абонентом микропрограммно переписывает управляющее слово устройства из активного подканала в пассивный. И только после операции запоминания

управляющего слова устройства в пас - сивном подканале канал готов к организации связи с очередным абонен- том по его инициативе, т.е. по идентификатору требования абонента (ТРБ- А), который поступает в канал по входу 16 и через узел 42 запоминается в регистре 43.

0 Начало связи канала с абонентом по его требованию канал осуществляет путем- формирования идентификатора выборки от канала (ВБР-К), который выдается из регистра 44 через

5 узел 45 и выход 19 в магистраль ввода/вывода и последовательно обходит все абоненты до тех пор, пока этот идентификатор не поступит абоненту, выставившему идентификатор ТРБ-А.

0 Абонент, выставивший идентификатор ТРБ-А, после получения вдентифи- катора ВБР-К запрещает дальнейшее распространение идентификатора ВБР-К другим абонентам, а сам в ответ вы5 ставляет в канал идентификатор адреса от абонента (АДР-А). Канал, при- няв идентификатор АДР-А, начинает- стандартные действия по организации связи с данным абонентом.

0 Таким образом, организация выборки по требованию абонента от момента вьщачи каналом идентификатора ВБР-К и до момента получения каналом идентификатора от абонента АДР-А требует определенного времени, которое может быть значительным, так как распространение выборки от одного абонента к другому может составлять до 1,6 МКС, а количество абонентов, . подключаемых к магистрали ввода/вывода, может быть до десяти включительно.

С другой стороны, микропрограммный способ запоминания управляющего слова устройства также требует опре- деленного времени,которое,например, для ЭВМ ЕС 1036 составляет порядка 10 МКС.

В связи с этим в комбинированном

0 канале в микропрограмме запоминания управляющего слова одной из первых микрокоманд устанавливается Триггер 10 по сигналу с выхода дешифратора 39 блока 1. Триггер 10 в начале вы5 полнения микропрограммы запоминания управляющего слова устройства уста- , навливается в единичное состояние, |так -как триггер Канал загружен ре- гистра 40 блока сбрасывается по мик5

0

5

рокоманде только после запоминания управляющего слова устройства. Установка триггера 10 в единичное состояние позволяет, если присутствует идентификатор ТРБ-А,поступающий из регистра 43 через выход 35. на второй вход элемента И 12, сформировать сигнал установки триггера ВБР-К регистра 44, который с выхода элемента И12 через элемент ИЛИ 14 по входу 36 блока 2 устанавливает в единичное состояние триггер ВБР-К регистра 44. Идентификатор ВБР-К с выхода регистра 44 через узел 45 и выход 19 посту- пает в магистраль ввода/вывода.

После выдачи идентификатора ВБР-К идентификатор от абонента АДР-К может поступить в канал в любое время. Чтобы исключить неправильные деист- ВИЯ канала в случае поступления иден-- тификатора АДР-К в моменты, когда канал еще микропрограммно запоминает .управляющее слово устройства, прием идентификатора АДР-К в регистр 43

блокируется сигналом с выхода триггера 10, которьй по входу 34 блока 2 поступает- на вход запрета триггера ДЦР-А регистра 43. И только после сброса триггера Канал загружен ре- гистра 40 блока 1, который через элемент НЕ 11 сбрасывает триггер 10, блокировка триггера АДР-А регистра 43 снимается. Если идентификатор ТРБ-А поступил в канал после сброса триггера Канал загружен, формиро- вание идентификатора. ВБР-К выполняется сигналом с выхода элемента И 13 через элемент ИЛИ 14, который по входу 36 блока 2 устанавливает в единичное состояние триггер ВБР-К регистра 44,

Таким образом, наличие в комбинированном канале возможности совмещения работы по микропрограммному за- поминанию управляющего слова устройства с аппаратной выборкой абонента по его требованию позволяет увеличить пропускную способность канала при его работе в байт-мультиплексном,

блок-мультиплексном и селекторном режимах. При этом это увеличение особенно заметно пщ1 работе канала в байт-мультиплексном режиме. Это вызвано тем, что время распространения идентификатора ББР-К на одном абоненте может достичь 1,6 мкс, ко- лш1ество абонентов может быть до 10, длина магистрали ввода/вывода мо

0

г; 5

0

5 п

5

жет быть до 50 м, а при использовании ретрансляторов (например ЕС 4081) количество абонентов и длина магистрали ввода/вывода могут быть увеличены в несколько раз.

Формула изобретения

узла коммутации, второй информационный выход которого соединен со счетным входом узла счета, вторая группа выходов блока управления соединена с вторым разрешающим входом узла запуска, входом записи блока хранения адреса, первым входом элемента ИЛИ и нулевым входом триггера, группа информационных выходов блока формирования адреса соединена с группой информационных входов блока хранения адреса, первая группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов узла дешифрации констант, группа информационных выходов которого соединена с второй группой входов логического условия блока управления, третья и четвертая группы входов логическо- го условия которого соединены соответственно с второй группой информационных выходов блока хранения адреса и с группой информационных выходов узла задания объема памяти, выход блока управления соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с единичными входом триггера, и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен, с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым информационным входом блока обмена информацией, второй информационньй вход которого соединен с выходом триггера и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ, информационный выход блока обмена информацией соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.

g 0 5 Q

0

5

0

5

дешифратора образует первую группу входов логического условия блока управления, группа информационных выходов .дешифратора образует вторую группу выходов блока управления, выход, регистра управления является втохым выходом блока управления, при этом информационный вход регистра управления соединен со старшим разрядом группы информационных выходов дешифратора .

Примечание: Х- произвольное состояние Лог.О или Лог.1.

Таблица 1

Таблица 2

21

140506728

Продолжение табл.2

Фи9.2

фиг-3

&

S6

п

13

li

f1

Sff

.es

3J7

SS

Фиг. 6

Фиг. 7

69

22

72

70

27

И, AZ

W

21

Фиа.8

Фиг. 9

Фи9,Ю