Устройство управления накопителями на магнитных дисках Советский патент 1989 года по МПК G06F13/14 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления накопителями- на магнитных дисках, составляющими устройство внешней памяти ЭВМ.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема блока пакетной обработки.

Устройство содержит блок 1 связи, блок 2 прямого доступа, блок 3 прерывания, блок 4 регистров, регистр 5 данных, преобразователь 6 последовательного кода в параллельный, блок 7 обработки данных, блок 8 формирования адреса, блок 9 памяти, регистр 10 микрокоманд, блок 11 дешифрации, блок 12 приемопередатчиков, блок 13 буферной памяти, регистр 14 и блок 15 пакетной обработки.

Блок пакетной обработки содержит счетчик 16 адреса, регистр 17 адреса, узел 18 двунаправленной передачи данных, с первого по четвертый узлы 19-22 памяти.

Устройство управления накопителями на магнитных дисках работает следующим образом.

Программа ЭВМ при обращении к на- копителю на магнитных дисках (НМД) анализирует состояние бдока 4 регистров и регистра состояния диска (РСД), входящего в состав блока 11, после чего загружает в регистр управления и состояния (РУС) кодt команды, который соответствует одной из восьми функций управления НМД: сброс, запись, чтение, проверка записи, проверка чтения, позиционирование, восстановление, защита записи. Принятый код

по сигналу старт РУС определяет через блок 8 формирования адреса пе- р|еход микропрограммы устройства, записанной в блоке 9 памяти, на начальный адрес подпрограммы, соответствующей заданной функции НМД.С этого момента и в дальнейшем управление блоком постоянной памяти осуществляется от блока 8 формирования адреса Q при этом микропрограмма устройства анализирует состояние НМД, в частности, номер сектора на дорожке диска (сигналы Сек, Сек 1,

Сек 2, Сек 3), момент сравнения jf текущего сектора с заданным в регистра адреса диска РАД, состояние авершения поиска дорожки (Поиск АК), готовность НМД (Устр гот),

манд 10, Таким образом, адрес очеред ной микрокоманды выбирается либо без условно, либо на основании результата тестирования одного из ряда указа ных выше условий. Состояние остальны разрядов регистра микрокоманд, соответствующих выбранному адресу, в сво очередь,определяет ряд служебных сиг налов управления, а также операцию НМД, которая заносится в блок 11 по сигналу Упр Ф-Д, а затем передаетс в интерфейс НМД посредством блока 12 приемопередатчиков.

Обмен данными по магистрали ЭВМ осуществляется параллельными 16-разрядными словами посредством регистра данных 5. Вместе с тем обмен данными по интерфейсу накопителя происходит

секторный импульс (Сектор), состоя- JQ последовательным кодом. Поэтому для ние неправильного поиска (Ош поиск), неисправность в накопителе (Неисправность) , состояние защиты записи ).

Логические значения отдельных раз- 25 рядов регистров вычисляет блок 7 обработки данных путем сравнения внутсопряжения типа данных между ЭВМ и НМД служит преобразователь 6 последовательного кода в параллельный который преобразует данные при запис на диск из параллельного кода в последовательный, а при считывании с ди ка- из последовательного кода (Счит Д) в параллельный. Обмен данными по магистрали ЭВМ ведется в режиме прямого доступа к памяти (ПДП). Упра ление циклами ПДП осуществляется от блока 2 прямого доступа к памяти.

ренних регистров с константой, посту :тающей по микроканалу МК АД (00-15) из регистра микрокоманд Ю. Результа сравнения, т.е. состояние того или иного разряда регистра, блок 7 выдает в виде флага по шине на вход мультиплексора тест-условий входящего в состав блока 8. На остальные входы этого мультиплексора поступают следующие сигналы: Запрос ЩЩ - флаг, устанавливаемый микропрограммно и сбрасываемый по концу цикла прямого доступа к памяти Разр. флаг, устанавливаемый микропрограммно и сбрасываемый по окончании передачи данных; флаг чтения (ФЧТ) и флаг записи (ФЗП), характеризующие готовность преобразователя данных к приему или считыванию следующего (очередного)слова данных; Старт РУС флаг, указывающий на поступление от ЭВМ следующей команды: Вектор - флаг, устанавливаемый по разрешению прерывания от устройства. Выбор сигнала для тестирования определяется микропрограммно по разрядам Выбор тест-усл от регистра микрокоманд. Выход мультиплексора тест-условий определяет либо адрес следующей микрокоманды по внутреннему счетчику, либо адрес ветвления, поступающий на вход блока 8 из регистра микрокоманд 10, Таким образом, адрес очередной микрокоманды выбирается либо безусловно, либо на основании результата тестирования одного из ряда указанных выше условий. Состояние остальных разрядов регистра микрокоманд, соответствующих выбранному адресу, в свою очередь,определяет ряд служебных сигналов управления, а также операцию НМД, которая заносится в блок 11 по сигналу Упр Ф-Д, а затем передается в интерфейс НМД посредством блока 12 приемопередатчиков.

Обмен данными по магистрали ЭВМ осуществляется параллельными 16-разрядными словами посредством регистра данных 5. Вместе с тем обмен данными по интерфейсу накопителя происходит

последовательным кодом. Поэтому для

сопряжения типа данных между ЭВМ и НМД служит преобразователь 6 последовательного кода в параллельный который преобразует данные при записи на диск из параллельного кода в последовательный, а при считывании с диска- из последовательного кода (Счит- Д) в параллельный. Обмен данными по магистрали ЭВМ ведется в режиме прямого доступа к памяти (ПДП). Управление циклами ПДП осуществляется от блока 2 прямого доступа к памяти.

Для сопряжения ЭВМ и НМД по быстродействию и для исключения потерь данных, связанных с различием в быстро- действии, служат блок 13 буферной памяти с регистром.

Буферизация данных осуществляется следующим образом.

Пространство буферной памяти условно разбито на две страницы, управление которыми осуществляется таким образом, что в то время как запись данных ведется в первую страницу, считывание данных ведется из второй предварительно заполненной страницы. Далее по мере заполнения и опустошения страниц памяти они поочередно переворачиваются, т.е.

номера страниц на запись и считывание меняются местами.

Управление страницами записи-считывания блока буферной памяти осуществляется от регистров записи-чте- ния 14. Сигналы Упр зп буф, Упр чт буф вырабатываются после отсчета 256 адресов ячеек памяти. Выбор страниц записи или считывания опре10

деляется из алгоритма микропрограммы посредством мультиплексора чт-зп по сигналу Упр стр чт-эп. Сигнал Разр буф разрешает работу узлов памяти, при этом наличие или отсутствие сигнала Зп буф определяет режим соответственно записи или считывания буферной памяти.

При вводе пакетов команд в память блока пакетной обработки в устройство управления загружается последовательность пакетов данных, каждый из которых соответствует определенной команде ЭВМ (Запись, Чтение и др.), jr Начальный адрес загрузки каждого пакета определяется микропрограммой и по шинам МК АД (00-15) заносится параллельно в счетчик 16 адреса и счетчик-регистр 17 адреса по сигналу Зп адр пп. Данные загружаются в узлы 19,20,21,22 по сигналам Зп пп и Разр пп. Узел 18 двунаправлен- ной передачи данных работает при

этом на прием,

ющему уровню управляющего сигнала Упр кан он транслирует данные в направлении из шины АД (00-15) в шину МК АД (00-15) и затем на входы узлов 19-22 памяти. Далее в соответствии с блочным режимом ПДП содержимое счетчика 16 адреса наращивается при каждой загрузке слова данных по сигналу Дчт пдп от блока 2 прямого доступа к памяти.

При выводе ответных пакетов из памяти блока пакетной обработки последовательность пакетов данных,сформированных в блоке пакетной обработки пакетов данныхр выводится в память ЭВМ. Начальная адресация выгрузки пакетов определяется, как и при вводе пакетов. Данные выводятся из памяти при установленном сигнале Разр пп и неактивном Зп пп. Теперь узел 18 двунаправленной передачи данных работает на передачу, т.е. выводит данные из узлов 19-22 памяти в направлении от МК АД (00-15) в АД (00-15) и далее через блок 1 связи с ЭВМ в память машины. При этом в блочном режиме ПДП содержимое счетчика 31 наращивается после каждого вывода сло- гва пакета по сигналу Деп пдп.

1 Счетчик 16 адреса и регистр 17 адреса позволяет осуществить адресацию к пакетной памяти объемом 4К 16-разрядных слов. Это позволяет держать в памяти одновременно достаточно большое количество командных и ответных пакетов, причем доступ адресных счетчиков к микроканалу МК АД(00-15) позволяет переупорядочить выполнение последовательности команд в зависимости от физического положения в текущий момент времени магнитных головок на диске накопителя, при этом очередной в цепочке команд выполняется та команда, которая соответствует наиболее близкому положению блока магнитных головок до адресуемой дорожки магнитного диска.

Формула изобретения

1. Устройство управления накопителями, на магнитных дисках, содержащее 20 блок 1 связи, блок 2 прямого доступа, блок 3 прерывания, блок 4 регистров, регистр 5 данных,преобразователь 6 последовательного кода в параллельный, блок 7 обработки данных,блок 8 формиро35

40

т.е. по соответству- 25 вания адреса, блок 9 постоянной памяти,

регистр 10 микрокоманд,блок 11 дешифрации, блок 12 приемопередатчиков,блок 13 буферной памяти и регистр 14,причем информационные входы группы устройства 30 подключены соответственно к информационным входам-выходам первой группы блока связи, управляющий вход и первый выход которого подключены к входу-выходу выборки устройства, вход разрешения захвата магистрали которого подключен к первому управляющему входу блока прямого доступа, выходы первой группы которого подключены соответственно к выходам группы разрешения захвата магистрали устройства, входы разрешения прерывания которого подключены соответственно к управляю щим входам группы блока прерывания, выходы группы которого подключены соответственно к выходам запроса прерывания устройства, выходы группы которого подключены соответственно к выходам первой группы выходов блока приемопередатчиков, информационные входы группы которого подключены соответственно к информационным входам группы устройства, выходы первой группы, выходы второй группы и информационные входы группы блока

связи подключены соответственно

i

к информационным входам блока регистров, соответственно к информационным входам группы регистра данных и соответственно к выходам второй

45

50

55

0

r

но большое количество командных и ответных пакетов, причем доступ адресных счетчиков к микроканалу МК АД(00-15) позволяет переупорядочить выполнение последовательности команд в зависимости от физического положения в текущий момент времени магнитных головок на диске накопителя, при этом очередной в цепочке команд выполняется та команда, которая соответствует наиболее близкому положению блока магнитных головок до адресуемой дорожки магнитного диска.

Формула изобретения

1. Устройство управления накопителями, на магнитных дисках, содержащее блок 1 связи, блок 2 прямого доступа, блок 3 прерывания, блок 4 регистров, регистр 5 данных,преобразователь 6 последовательного кода в параллельный, блок 7 обработки данных,блок 8 формиро35

30

40

30

30

45

30

50

55

7153

Группы блока прямого доступа, первый управляющий вход которого подключен к выходу блока связи, информационные входы-выходы второй Группы которого подключены соот- фетственно к информационным входам- выходам первой группы блока ре- бистров и к информационным входам- выходам первой группы блока деишфра- ции, выходы первой группы котороо подключены соответственно к управляющим входам группы блока ре-

истров, первой и второй выходы которого подключены соответственно

. к первому и второму информационным

входам блока прерывания, выход которого подключен к управляющему ;зходу блока обработки данных, информационные входы - выходы группы которого под- ключены соответственно к информационным входам-выходам второй группы блока регистров к информационным входам-выходам регистра данных, к информационным входам-выходам преобразователя последовательного кода в параллельный, к информационным входам-выходам блока буферной памяти, к информационным входам-выходам регистра микрокоманд и к информационным входам-выходам блока дешифрации, пер- j вый выход которого подключен к пер- Iвому управляющему входу преобразователя последовательного хода в параллельный, второй управляющий вход которого подключен к выходу блока приемопередатчиков, выходы второй группы которого подключены соответственно к информационным входам первой группы блока дешифрации, информационные входы второй группы которого подключены соответственно к выходам первой группы регистра микрокоманд, выходы второй и третьей группы которого подключены соответственно к управляющим . входам блока формирования адреса и соответственно к управляющим входам группы блока обработки данных, выходы группы которого подключены соответственно к информационным входам блока формирования адреса, выходы которого подключены соответственно к адресным входам блока постоянной памяти, выходы которого подключены соответственно к информационным входам группы регистра микрокоманд, выход которого подключен к второму управляющему входу блока прямого доступа, выходы второй, треть

0

5

0

5

5

0 5 0

5

0

ей и четвертой групп блока дешифрации подключены соответственно к управляющим входам блока буферной памяти, соответственно к управляющим входам блока приемопередатчиков и соответственно к информационным входам регистра, выход которого подключен к адресному входу блока буферной памяти, второй выход блока дешифрации подключен к входу записи-считывания регистра данных, выход которого подключен к информационнЬму входу блока приемопередатчиков, выход блока обработки данных подключен к информационному входу регистра микрокоманд, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства в режиме прямого доступа него введен блок 15 пакетной об- работки, причем информационные входы-выходы первой и второй групп блока пакетной обработки подключены соответственно к информационным входам-выходам второй группы блока связи и соответственно к информационным входам-выходам группы блока обработки данных, первый и второй выходы блока прямого доступа подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока пакетной обработки, управляющие входы группы которого подключены соответственно к выходам пятой группы блока дешифрации.

2, Устройство поп.1 о т л и ч а -1 ю щ е е с я тем, что блок пакет,ной обработки содержит счетчик 16 адреса,регистр 17 адреса,с первого по четвертый узлы памяти и узел 18 двунаправленной передачи данных, причем информацион- ные входы-выходы первой группы блока подключены соответственно к информационным входам-выходам первой группы узла двунаправленной передачи данных, информационные входы-выходы второй группы которого подключены соответственно к информационным входам-выходам

узлов памяти с первого по четвертый, к информационным входам счетчика адреса, регистр адреса и к информационным входам-выходам второй группы блока, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к первому и второму счетным входам счетчика адреса, выходы счетчика адреса и регистра адреса подключены соответственно к первым адресным входам узлов памяти с первого по четвертый и к вторым адресным входам узлов памяти с первого по четвертый, первый управляющий вход группы блока подключен к входам синхронизации счетчика адреса и регистра адреса, второй и третий управляющие входы группы блока подключены соответственно к входам записи и к входам чтения узлов памяти с первого по четвертый, четвертый управляющий вход группы подключен к управляющему входу узла дву направленной передачи данных.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам управления накопителями на магнитных дисках, составляющими устройство внешней памяти ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия в режиме прямого доступа к памяти. Поставленная цель достигается тем, что устройство управления накопителями на магнитных дисках содержит блок 1 связи, блок 2 прямого доступа к памяти, блок 3 прерываний, блок 4 регистров, регистр 5 данных, преобразователь 6 последовательного кода в параллельный, блок 7 обработки данных, блок 8 формирования адреса, блок 9 постоянной памяти, регистр 10 микрокоманд, блок 11 дешифрации, блок 12 приемопередатчиков, блок 13 буферной памяти, регистр 14 и блок 15 пакетной обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

с

МКАД (00+15)

16

k

АДР(

Л

AffPfar V)

3/7/7/7

РОЗРПП

(АД {OQ+is

УПРКАН -,

V

Фиг. 2

19

№зр.

Vi

№

03

20

fowr,

Vi

Шк

гп/

21

(ijkfl

Шк

22

m+15

МК АП (00+15)