Устройство для сопряжения ЭВМ с накопителем на магнитной ленте Советский патент 1991 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных комплексах для подключения накопителей на магнитных носителях.

Целью изобретения является повышение производительности устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функ- циональная схема блока памяти, на фиг.3-5 - функциональные схемы узла анализ состояния, многоканального узла преобразования информационного слова и узла фазовой подстройки частоты, обазую- щих блок декодирования данных; на фиг.6 - функциональная схема блока дешифрации сигналов управления; на фиг.7 и 8 - функциональная схема блока связи с ЭВМ, на фиг.9 -11 - функциональные схемы блока связи с накопителем на магнитной ленте, блока микропрограммного управления и блока синхронизации на фиг.12 - 15 - временные диаграммы работы устройства

Устройство содержит (фиг.1) блок 1 памяти, арифметико-логический блок (АЛУ) 2. блок 3 декодирования дгнных, блок 4 управления, блок 5 связи с ЭВМ, блок 6 связи с накопителем на магнитной ленте (НМЛ), блок 7 микропрограммного управления и блок 8 синхронизации. К устройству подключена ЭВМ 9 и накопитель 10 на магнитной ленте (НМЛ).

Блок 1 памяти предназначен для хранения данных, а также статусной и адресной информации и содержит регистры 11 и 12, постоянную память (ПЗУ) 13, регистры 14 и 15. оперативную память (ОЗУ) 16 и элемент НЕ 17.

Арифметико-логический блок (АЛУ) 2 осуществляет хранение и обработку данных.

Блок 3 декодирования данных (фиг.3-5)- предназначен для приема данных из блока 6, декодирования их. формирования сигналов состояния каналов и формирования стробов данных, считанных устройством.

Ј

О

&

vj

О 00

сл

Блок 3 содержит узел анализа состояния (фиг.З), многоканальный узел преобразования информационного слова (фиг.4) и узел фазовой подстройки частоты (фиг.5).

Узел анализа состояния (фиг;3) содержит элемент НЕ-ИЛИ 18 мультиплексор (селектор синхроимпульсов) 19, элемент НЕ 20, счетчик 21, триггер 22, элемент И-НЕ 23, триггеры 24 и 25, элемент И-НЕ 26 и регистр 27.

Многоканальный узел преобразования информационного слова (фиг.4) содержит группу каналов, каждый из которых включает постоянную память (ПЗУ) 28, счетчик 29 и регистр 30 обратного магазинного типа.

Узел фазовой подстройки частоты (фиг.5) содержит триггеры 31-34, элементы И-НЕ 35 и 36, усилители 37 и 38, генераторы 39 и 40, управляемые напряжением, элемент НЕ-ИЛИ 41, делитель частоты, состоящий из счетчика 42, триггера 43, элементов НЕ-ИЛИ 44, И-НЕ 45. НЕ 46. 47

Блок 4 дешифрации сигналов управления (фиг.6) предназначен для выработки сигналов управления арифметико-логическим блоком (АЛУ) 2, разрешения третьего состояния АЛУ, регистров, запоминающих устройств, присоединенных к шине данных устройства и сигналов управления записью в регистры устройства.

Блок 4 состоит из регистра 48, дешифратора 49, дешифраторов 50 и 51 и элементов И-ИЛИ-НЕ 52, ИЛИ 53, И 54 и элементов НЕ (инверторов) 55 и 56.

Блок 5 связи с ЭВМ (фиг.7 и 8) предназначен для приема и передачи информации из ЭВМ 9 с каналом Общая шина. Блок 5 связи с ЭВМ (фиг.7) содержит регистр 57 передаваемых данных с канальными передатчиками на выходе, регистр 58 передаваемого адреса с канальными передатчиками на выходе, регистр 59 с канальными передатчиками на выходе, в котором младшие два разряда - старшие разряды адреса, старшие - разряды типа обмена (ввод, вывод, вывод байта), регистр 60 принимаемых данных с канальными приемниками на входе и тремя состояниями на выходе, регистр 61 принимаемого адреса с канальными приемниками на входе, регистр 62 с канальными приемниками на входе, в котором младшие два разряда - старшие разряды адреса, старшие - разряды типа обмена, дешифратор адреса на интегральной схеме программируемой логической матрицы (ПЛМ) 63 и элементе И-НЕ 64, элемент И- ИЛИ-НЕ 65, переключатели выбора адреса П1 иП2.

Вторая часть блока 5 (фиг.8) состоит из элементов И 66, 67 и 68, элементов НЕ (инверторов) 69. 70 и 71, элементов задержки 72-75, канальных приемопередатчиков 76- 79, триггеров 80 -82, элемента И-ИЛИ-НЕ 83 и программируемой логической матрицы (ПЛМ) 84.

Блок 6 связи с НМЛ (фиг.9) предназначен для приема и передачи данных, приема информации о состоянии и передачи сигналов управления НМЛ 10 с интерфейсом.

0Блок 6 содержит приемники 85 данных,

приемники 86 информации о состоянии НМЛ 10, диагностические шинные формирователи 87 и 88, передатчики 89 данных, передатчики 90 сигналов управления на

5 мультиплексор 91 сигналов управления, элементы ВЗАИМОИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 92 и 93, регистр 94 считываемых данных, запоминающий узел (ОЗУ) 95 записываемых

0 данных обратного магазинного типа, триггеры 96 и 97, регистр 98 управления НМЛ, передатчики 99-101 сигналов управления записью и выбора НМЛ и диагностический приемник 102 сигналов управления за5 писью.

Блок 7 микропрограммного управления (фиг.10) предназначен для задания последовательности микрокоманд, обработки запросов на прерывание микропрограммы и

0 формирования инструкции для блоков 1, 2, 4.5, и 8.

Блок 7 состоит из регистра флагов на триггерах 103-106, регистра 107 синхронизации, элемента НЕ (инвертора) 108, дешиф5 ратора 109 программируемой логической матрицы (ПЛМ) 110, мультиплексора 111 условий ветвления, первого ПЗУ 112.постоянных памятей (ПЗУ) 112 и 113, памяти (ОЗУ) 114 адресов ветвления, узла 115 управления

0 последовательностью микрокоманд, первого 116 и второго 117 конвейерных регистров.

Блок 8 синхронизации (фиг.11) предназначен для выработки синхроимпульсов и из5 мерения временных интервалов программируемой длительности.

Блок 8 содержит генератор 118 импульсов, делитель частоты, выполненный на триггере 119, счетчиках 120 и 121, элементы

0 И-НЕ 122 и 123, элемент И-ИЛИ-НЕ 124, элементы задержки 125 и 126, элементы НЕ (инверторы) 127 и 128 и счетчик 129 временных интервалов.

На фиг.1-11 показаны также линии 1305 196 связей между блоками устройства, имеющих следующее функциональное назначение: 130 - выходы состояния блоков 5 и 6, АЛУ 2 и блока 3; 131 - шина данных: 132 - вход выбора регистров блока 1; 133 - выходы состояния с блока 1: 134 - синхросигнал; 135-синхросигнал; 136-упавление

блоком 1; 137 - управление блоком 5; 138 - инструкция АЛУ 2. адресная информация для блока 5; 139 - управление АЛУ 2; 140 - выбор данных с блока 3; 141 - разрешение выбора регистра 27 мертвых дорожек блока 3; 142 - разрешение на обслуживание чтения с НМЛ блоку 7; 143 - строб считываемых данных блока 3; 144- выход синхроимпульсов с ФАПЧ блока 3; 145 - выходы данных с блока 6; 146 - выход выбора скорости с блока 8; 147 - выход опорной синхронизации для блока 3; 148 - группа выходов синхронизации записи блока 8;149 - управление блоком 6; 150 - разрешение на обслуживание записи на НМЛ блоку 7; 151 - управление загрузкой таймера блока 8; 152 - стробирующие входы блока 4; 153 - группа выходов, управляющих блоками 4 и 8; 154 - выходы младших разрядов адреса 154.0 154.1, 154.2, разрядов направления обмена 154.18, 154.19 и выходы 154.21 и 154,22 запросов на обслуживание блока 5; 155 - управление режимом прямого доступа; 156 - запрос блока 6 на обслуживание чтения с НМЛ блоком 7; 157 - запрос блока 6 на обслуживание записи на НМЛ блоком- 7; 158 - запрос блока 8 на обслуживание таймера временных интервалов блоком 7; 159 - стробирующий сигнал; 160 - сигналы стробирования синхроимпульсов; 161 - канал ЭВМ; 162 - шина воспроизведения НМЛ; 163 - шина информации о состоянии НМЛ; 164 - шина записи НМЛ; 165 - шина управления НМЛ; 166 - выход состояния процесса выделения данных; 167 - выходы выделенной синхронизации; 168 - выходы состояния выделения данных; 169 - сигнал предустановки ФАПЧ; 170 - выходы готовности данных; 171 - входные синхроимпульсы для ФАПЧ; 172 - синхроимпульсы ФАПЧ блока 3; 173 - разрешение передачи данных в канал; 174 -инверсный сигнал Канал занят ; 175 - сигнал адреса устройства выбран; 176 - совпадение адресов регистров считываемого и загруженного в регистр 57; 177 - передаваемый сигнал синхро низа- ции активного устройства; 178 - передаваемый сигнал Канал занят ; 179 - сигнал подтверждения выбора; 180 - синхросигнал предоставления канала; 181 - принимаемый сигнал синхронизации пассивного устройства; 182 - задержанный сигнал синхронизации пассивного устройства; 183 - принимаемый сигнал синхронизации активного устройства; 184 - задержанный принимаемый сигнал Канал занят ; 185 - выходы регистра 107 синхронизации; 186 - адрес вектора микропрограммного прерывания и управление записью и выбором кристалла ОЗУ 114; 187 - строб дешифратора

109; 188 - выходы регистра 117 выбора условия ветвления и режима работы блока 7; 189 - выходы на три состояния с ПЗУ 112 и ПЛМ 110 инструкции для узла 115; 190 вход выбора условия ветвления узла 115; 191 - выходы адреса с узла 115; 192 - входы информации для ОЗУ 114 и адреса для узла 115; 193 - выходы инструкции для узла 115; 194 - выходы ПЗУ 113; 195 - выходы на три состояния адресной информации с ПЗУ 112

0 и ОЗУ 113; 196 - выход Признак заполнения стекла узла 115.

Устройство работает следующим образом.

Содержимое всех программно-доступ5 ных регистров устройства хранится в регистрах АЛУ 2. Для чтения в режиме программного обмена с ЭВМ 9 необходимо передать содержимое одного из регистров АЛУ в регистр передаваемых данных блока

0 5. Для записи в регистры устройства необходимо передать содержимое регистра принимаемых данных блока 5 в соответствующий регистр АЛУ 2. Это обеспечивается заданием по шине 154 адреса

5 вектора микропрограммного прерывания для обслуживания соответствующей микро- программмой процесса передачи между регистрами АЛУ 2 и регистрами блока 3.

Процесс прямого доступа к памяти ини0 циируется на шине 154 (сигнал 154.22) с блока 4, по которому блок 5 формирует канальный сигнал запроса прямого доступа. ЭВМ по завершении текущего процесса обмена с памятью, выдает сигнал предостав5 ления канала в режиме прямого доступа. Блок с задержкой времени формирует сигнал подтверждения выбора, который снимает канальный сигнал запроса прямого доступа и устанавливает канальный сигнал

0 подтверждения выбора. ЭВМ в ответ снимает сигнал предоставления канала в режиме прямого доступа. Далее блок 5 устанавливает сигнал Канал занят, а затем сигнал синхронизации активного устройства. ЭВМ

5 отвечает сигналом синхронизации пассивного устройства. Блок 5 выдает импульс 154.22 запроса на обслуживание в режиме прямого доступа к памяти. Устройство 7

0 формирует адрес начала микропрограммы обслуживания процесса прямого доступа к памяти ЭВМ.. Эта микропрограмма производит перезапись данных с блока 5 в блок 1 или наоборот в зависимости от того, адрес

5 какой микропрограммы был записан в ОЗУ векторов ветвления блоком 7 по вектору обслуживания прямого доступа.

Процесс прерывания в канале ЭВМ инициируется сигналом запроса на прерывание 137.0(шина 137)с блока4. Блок 5формирует

канальный сигнал запроса прерывания. По завершении выполнения текущей команды ЭВМ выдает сигнал предоставления прерывания. Последний с задержкой времени формирует сигнал подтверждения выбора, который снимает канальный сигнал запроса прерывания. ЭВМ в ответ снимает сигнал предоставления прерывания, что приводит к установке в канале 161 сигнала Канал занят и сигнала 154.22 запроса на обслуживание в режиме прерывания. Блок 7 переходит в адрес, который был записан при инициировании процесса прерывания в ОЗУ векторов ветвления блоком 7, соответствующего началу микропрограммы, обслуживающей процесс прерывания. Эта программа выдает адрес вектора прерывания, формирует через блок 4 импульс в линии 137.4 (шина 137), записывающий их в регистр передаваемых данных блока 5. и сигнал управления в линии 137.3. Блок 5 устанавливает в канале 161 сигнал запроса на прерывание. ЭВМ отвеча сигналом синхронизациии пассивного устройства, который через блок 5 формирует второй импульс 154.22 запроса на обслуживание в режиме прерывания. Блок 7 переходит к следующей программе обслуживания прерывания. Эта программа снимает сигнал 137.0 и, как следствие, сигнал запроса на прерывание, а ЭВМ, в свою очередь, снима ет сигнал синхронизации пассивного устройства.

Работа устройства инициируется обращением ЭВМ 9, обслуживающей его блок 5. Блок 5, получив с ЭВМ в регистр устройства начальный адрес области памяти ЭВМ. содержащей параметры команды, например. записи на ленту, подает на блок 7 сигнал 154.21 запроса на обслуживание программного обмена. Блок 7 переходит в адрес микропрограммы, которая закачивает в режиме прямого доступа к памяти ЭВМ все данные, необходимые для выполнения команды записи на НМЛ 10 в регистры АЛУ 2 (код команды, адрес и объем информации, которую необходимо записать на ленту). Затем происходит ветвление в адрес микропрограммы, управляющей процессом заполнения блока 1 данными, которые необходимо записать на ленту. Одновременно анализируется состояние НМЛ 10 - готов ли он к записи, т.е. с НМЛ на блок 6 поступают сигналы Состояние готовности и Нет защиты записи, а с последнего они (130.14 и 130.10) приходят на регистр блока 1. а г регистра - на мультиплексор условия еегп- ления блока 7. Если состояния сошветг iny ют указанным выше, происходит гнчю.ид R микропрограмму, которая задает на НМЛ 10

состояние записи, и затем движение ленты, т.е. АЛУ 2 устанавливает четвертый разряд в шине 131 данных. На блок 4 с блока 7 по шине 153 подается код, формирующий на

его выходе сигнал 149.3, который производит запись данных с выхода АЛУ 2 в регистр блока 6. Затем происходит то же, но с установленными первым и четвертым разрядами. После этого блок 7 отрабатывает

0 микропрограмму, которая управляет отсчетом интервала времени (по сигналу 158 с блока 8 синхронизации), необходимого для разгона и образования межзонного промежутка на магнитной ленте. По завершении

5 этого интервала блок 7 управляет закачкой данных из ОЗУ блока 1 в ОЗУ 95 записываемых данных блока 6, т.е. отрабатывает микропрограмму, которая вычисляет адрес для ОЗУ блока 1 и проверяет, находится ли он в

0 заданных пределах, считывает данные из блока 1 в шину данных 131 по сигналу 136.2 с блока 4 и записывает их в блока 6 по сигналу 149.4 с блока 4. Далее происходит привязка по времени к синхроимпульсам с

5 шины 148 в зависимости от режима записи. Для этого микропрограмма устанавливает разрешение обслуживания записи на входе 150 блока 7, после чего по сигналу 157 с блока 6 происходит микропрограммное пре0 рывание и переход к микропрограмме, которая формирует на выходе блока 4 сигнал 149.0, разрешающий передачу на НМЛ 10 стробов записи 164.10. Записываемые данные с блока 6 поступают на шину 164 запи5 сываемых данных НМЛ. Затем повторяется выработка сигнала 157, прерывание и. как следствие, переход к микропрограмме, которая по мере надобности производит подкачку данных в ОЗУ 95 блока 6 и проверяет,

0 все ли данные записаны на ленту. Одновременно с записью производится контрольное чтение данных с НМЛ 10, т.е. считываемые данные сравниваются с теми. что хранятся в блоке 1. В режиме чтения

5 данных при плотности записи 32 бита на 1 мм данные поступают с регистра считываемых данных блока 6, а при плотности записи 63 бита на 1 мм данные и стробы поступают с блока 3.

0Блок 3 ожидает появления фазокодированных данных с блока 6 на входах 145. После уверенного опознавания серии начала данных на выходе 130.15 формируется сигнал разрешения выделения данных.

5 Каждое изменение входной информациии анализируется, и при появлении данных блок 3 выдает импульс, который поступает на вход 143 блока 6. Устройство при чтении анализирует состояние каналов выделения данных. Для этого с блока 4 подается сигнал

141 выбора регистра мертвых дорожек, информациия с его выхода поступает на АЛУ 2, блок 1 и анализируется блоком 7.

Блок 1 (фиг.2) записывает статусную информацию в регистры 11 и 12 по синхросигналу 134. Это необходимо для синхронизации с блоком. Данные в ПЗУ 13 с регистром на выходе записываются по импульсу 136.0 с блока 4. В ПЗУ хранится информация о состоянии шины данных: сумма по модулю 2, одна 1 из девяти, одна 1 из восьми, один О из девяти, все О, все 1, ошибка контроля по нечетности и другие функции, требующие дополнительных затрат времени на их вычисление.

Сигналы управления записью данных в регистры 14 и 15 поступают с выходов 136.3 и 136.4 блока 4. Эти регистры используются как регистр адреса для ОЗУ 16 и как регистр условий ветвления для блока 7. ОЗУ 16 хранит данные, считываемые и записываемые на ленту, т.е. является буфером данных и управляется сигналами 136.1 и 136.3 с блока 4.

Блок 3 ожидает появления фазокодиро- вгнных данных с регистра 94 на входах 145.0 - 145.8 каналов (фиг.4). При поступлении серии начала этих данных (она состоит из 41 байта данных) на выходе ПЗУ 28 каждого канала формируются импульсы выделенной синхронизации 167.0 - 167.8. Эти импульсы поступают на входы элемента НЕ- ИЛИ 18 (фиг.З), а через него - на счетный вход счетчика 21. Шестнадцатый импульс формирует на выходе последнего сигнал, устанавливающий триггер 25 (выход 166). При получении следующих восьми импульсов сигнал с другого выхода счетчика 21 устанавливает триггер 24 (выход 130 15). Таким образом после уверенного опознавания серии начала на выходах 130.15 и 166 формируются сигналы разрешения работы ПЗУ 28. При установке триггера 24 с селектора 19 на вход 171 ФАПЧ поступают импульсы выделенной синхронизации, причем источник импульсов синхронизации выбирается в зависимости от состояния пятого и восьмого каналов выделения данных. Формирователь на триггере 22 и элементе И-НЕ 26 формирует короткий импульс установки 169 одновременно с импульсом выделенной синхронизации восьмого канала (выход 167.8 ПЗУ 28, фиг 4). Этот импульс обнуляет начальное рассогласование фаз генератора ФАПЧ и декодируемых данных и позволяет осуществить плавное втягивание ФАПЧ в синхронизм, так как делитель частоты ФАПЧ на счетчике 42 и триггере 43 (фиг.5) сбрасывается, а триггеры 31 и 32 фазового дискриминатора сбрасываются и выключают генераторы заряда и разряда. Счетчик 29 (фиг.4) считает импульсы 24-кратной частоты, которые поступают с выходов 172 ФАПЧ. Каждый шестнадцатый импульс формирует на выходе счетчика импульс переноса (это соответствует 2/3 периода декодируемых входных данных), который поступает на вход А2 ПЗУ 28 и используется для выделения из входных фазокодировэн0 ных данных. Каждое изменение входной информации анализируется(после выделения синхроимпульса в течение 2/3 периода, изменения информации как синхронизирующие не воспринимаются) и, если оно 5 синхронизирующее, производится обнуление счетчика 29. На выходе ПЗУ 28 формируется синхроимпульс 167. Если перенос со счетчика поступал дважды, а обнуления не было, на выходе 168 ПЗУ 28 появляется сиг0 нал мертвой дорожки - состояние канала выделения данных. Изменения входной информации и импульса переноса со счетчика используются при выработке на выходе ПЗУ 28 импульсов записи данных в регистр 30,

Ь на выходе последнего появляется сигнал готовности данных 170, как только такие сигналы будут сформированы для всех каналов. они установят на выходе элемента И-НЕ 23 (фиг 3) импульс, который поступает на вход

0 143 блока 6. Устройство при чтении анализируют состояние каналов блока 3. С блока 4 подается сигнал 141 выбора регистра Мертвых дорожек 27. Информация с ето выхода поступает на АЛУ 2 и ПЗУ 13 (фиг.2)

5 и анализируется блоком 7.

Блок 5 (фиг.7 и 8) в режиме программного обмена чаще всего производит чтение ЭВМ регистра состояния устройства. После обработки обращение к этому регистру или

0 по завершении обслуживания прямого доступа к памяти, или, если устройство не занято выводом информации в режиме прямого доступа, а произошло изменение состояния этого регистра, из АЛУ 2 записы5 вается его содержимое в регистр 57. Одновременно адрес запиганного регистра фиксируется в регистрах 63.1 и 63.2 (на фиг. 14 приведена эквивалентная схема ПЛМ 63) дешифратора 63 адреса. В этом

0 случае при чтении ЭВМ регистра состояния устройства компаратор 63.4 дешифратора 63 сравнивает содержимое регистра и адреса, к которому происходит обращение ЭВМ и если адреса регистров равны, к требуется

5 обслуживания программного обмена блоком 7, т.е. передачи данных из регистров АЛУ 2 в регистр 57, сигнал 176 с выхода ПЛМ 63 поступает на ПЛМ 84, блокирует выработку сигнала 154.21 и разрешает немедленную выдачу сигнала 130.2. ПЛМ 84

выдает через передатчик 76 в канал 161 сигнал синхронизации пассивного устройства, и канал занимается на минимальный период времени.

Другой компаратор 63.6 дешифратора 63 выдает на ПЛМ 84 сигнал 175 запроса программного обмена (обращения к регистрам контроллера). Адрес регистров контрол- лера задается на входах 13 и 14 дешифратора 63 адреса.

Обмен информацией в режиме прямого доступа подготавливается заранее. В регистры 5Й и 59 записывается адрес и направление обмена, а в регистр 57 - данные, если будет вывод информации. Затем с выхода 137.2 блока передается сигнал, устанавливающий триггер 80 требования прямого доступа к памяти, который завершается, как только ЭВМ освободит канал. По завершении цикла прямого доступа, если был вывод информации, вызывается запрос на обслуживание блоком 7 следующего цикла обмена. Если был ввод инфорг эции, она запоминается в приемном регистре 60, и также выдается запрос на обслуживание, но только результатов текущего цикла, по заве- решнии которого установкой триггера 80 инициируется следующий цикл. ПЛМ 84 вырабатывает последовательности сигналов канала Общая шина. Элементы 67 и 68 формируют сигналы запроса, триггеры 81, 28 и 82 и элементы 69, 70 - сигналы предоставления канала в режимах прямого доступа к памяти и прерывания программы. Элемент 83 формирует импульс для управ- ления ПЛМ 84 при получении сигнала предоставления канала. Элемент 65 выдает импульс записи в регистр 60 принимаемых данных при записи ЭВМ из канала в регистр контроллера и при вводе информации в ре- жиме прямого доступа к памяти.

Элемент 66 блока 5 и; срфейса Э В М (фи г. 8 задерживает начало передачи сигнала синхронизации 130.2 пассивного устройства в канал ЭВМ, элементы И 67 и 68 снимают сигналы запроса канала в режимах прямого доступа к памяти и прерывания при установке ПЛМ 84 сигнала 178 Канал занят. Кроме того, элементы И 67 и 68, инверторы 69, 70 и триггеры 81, 82 служат для форми- рования сигналов предоставления канала. Начальное состояние выходов инверторов 69 и 70 - уровень О, на выходах триггеров 81 и 82 - 1, если устройство запрашивало канал: на выходе элемента И 67 или 68 и на входе очистки соответствующего триггера 81 или 82 имеется уровень 1. При поступлении с канала ЭВМ сигнала предоставления канала на выходе соответствующего инвертора 69 или 70 появляется уровень 1,

состояние триггеров не меняется, сигнал предоставления канала через устройство не проходит. Если запроса канала не было, на выходе элемента И 67 или 68 и на входе очистки соответствующего триггера 81 или 82 имеется уровень О, как и на входе установки; тогда на выходе триггера имеется уровень 1. При поступлении с канала ЭВМ сигнала предоставления канала на выходе соответствующего инвертора 69 или 70 появляется уровень 1, т.е. остается уровень О только на входе очистки триггера, следовательно, на его выходе имеется О, что соответствует передаваемому сигналу предоставления канала. Элемент И-ИЛИ-НЕ 83 формирует задержанный по переднему фронту сигнал 180 предоставления канала в режимах прямого доступа и прерывания.

При программном обмене и обмене информацией в режиме прямого доступа возможно одновременное использование регистров передаваеммых 57 и принимаемых 60 данных. Для того, чтобы избежать возникающие при этом потери информации, на блок 7 поданы сигналы 130.2, 130.4 и 130.7 отражающие состояние обмена.

Например, инициирован прямой доступ-, и в регистр 57 были записаны данные. Канал еще не предоставлен, а ЭВМ обратилась с запросом на чтение регистра. При обслуживании чтения регистра устройство переписывает в регистр 57 запрашиваемую информацию, проверяет наличие сигнала 130.7 и, если он есть, ожидает снятия сигнала 130.2 синхронизации пассивного устройства и восстанавливает записанную ранее информацию, сохраняемую в регистре АЛУ 2. Перед инициализацией прямого доступа блок. 7 проверяет, не замят ли канал обслуживанием устройства (сигнал 130.4).

На фиг.12 приведена временная диаграмма процессов программного обмена с ЭВМ. При обращении к устройству ЭВМ 9 (фиг.1) выставляет на иинах 161 его адрес. Селектор адреса на ПЛМ 63 дешифрирует его и выдает на ПЛМ 84 сигнал 175 (фиг.12). Далее ЭВМ выдает в канал сигнал синхронизации активного устройства, который через приемопередатчик 76 поступает на вход 183 ПЛМ 184. Если это запись в регистр устройства или чтение регистра, который не хранится в данный момент в регистре 57 (начало временной диаграммы на фиг.12), ПЛМ 84 выдает запрос на обслуживание программного обмена с выхода 154.21 в блок 7. Последний завершает выполнение текущей микропрограммы и в зависимости отсостояния шины 154 выбирает из ОЗУ 114 (фиг.10) адрес микропрограммы, которая считывает содержимое регистра 57 и выдает через блок 4 сигнал 137,3, Получив последний, ПЛМ 84 формирует сигнал синхронизации пассивного устройства 130.2, который через элементы 66, 76 поступает в канал ЭВМ. ЭВМ снимает сигнал 183, про- цесс обмена закончен. Если происходит чтение регистра, который хранится в данный момент в регистре 57 (конец временной диаграммы на фиг,12). ПЛМ 84 сразу же выдает сигнал 130.2, а сигнал 154.21 не вырабатывается.

На фиг.13 приведена временная диаграмма обмена с ЭВМ в режиме прямого доступа к памяти. Процесс инициируется сигналом 137.2 с блока 4 (фиг.1). по которому устанавливается триггер 80. Выход 130,7 триггера 80 через элемент 67 (фиг.8) и канальный приемопередатчик 77 формирует канальный сигнал запроса прямого доступа. ЭВМ по завершении текущего процесса об- мена с памятью, выдает сигнал предоставления канала в режиме прямого доступа, последний с задержкой времени формирует уровень О на выходе 180 элемента И-ИЛИ- НЕ 83. По сигналу 180 ПЛМ 84 устанавлива- ет сигнал 179 подтверждения выбора, который снимает канальный сигнал запроса прямого доступа и устанавливает канальный сигнал подтверждения выбора. ЭВМ в ответ снимает сигнал предоставления кана- ла в режиме прямого доступа, на входе 180 появляется уровень 1, что приводит к установке ПЛМ 84 сигнала 187 Канал занят, а затем сигнала синхронизации активного устройства 177. ЭВМ отвечает сигналом синхронизации пассивного устройства 181, который снимает сигналы 178, 177 и выдает импульс 154.22 запроса на обслуживание в режиме прямого доступа к памяти, сбрасывающий триггер 80 и устанавливающий триггер 104 (фиг.10). Сигнал 130.7 с выхода этого триггера через регистр 107 и ПЛМ 110 устанавливает адрес вектора микропрограммного прерывания, на адресном входе ОЗУ 114 - адрес, соответствующий началу микропрограммы обслуживания процесса прямого доступа к памяти ЭВМ, Эта микропрограмма производит перезапись данных с блока 5 интерфейса ЭВМ в блок 1 или наоборот в зависимости от того, адрес какой микропрограммы был записан в ОЗУ 114 по вектору обслуживания прямого доступа..

На фиг. 14 приведена временная диаграмма процесса прерывания, отрабатываемая блоком 5. Процесс инициируется сигналом запроса на прерывание 137,0 с блока 4 (фиг.1). Через элемент 68 блока 5 (фиг.8) и канальный приемопередатчик 77 формируется канальный сигнал запроса прерывания. По завершении выполнения

текущей команды. ЭВМ выдает сигнал предоставления прерывания, последний с задержкой времени формирует уровень О на выходе 180 элемента 83. По сигналу 180 ПЛМ 84 устанавливает сигнал подтверждения выбора 179, который снимает канальный сигнал запроса прерывания. ЭВМ в ответ снимает канальный сигнал предоставления прерывания, на выходе 180 появляется уровень 1, что приводит к установк ПЛМ 84 сигнала 178 Канал занят и сигнала 154.22 запроса на обслуживание в режиме прерывания, устанавливающего триггер 104 (фиг. 10). Сигнал с выхода этого триггера через регистр 107 и ПЛМ 110 устанавливает адрес вектора микропрограммного прерывания, который был записан при инициировании процесса прерывания. На адресном входе ОЗУ 114 устанавливается адрес, соответствующий началу микропрограммы, обслуживающей процесс прерывания. Эта программа выдает данные (адрес вектора прерывания), формирует через блок 4 импульс 137.4, записывающий их в передающий регистр 57 данных блока 5, и сигнал управления 137.3. Последний снимает сигнал 179 на входе ПЛМ 84, устанавливает сигнал 173, а последний через элемент 78 формирует канальный сигнал прерывания. ЭВМ отвечает сигналом синхронизации пассивного устройств 181, который через ПЛМ 84 выдает второй импульс 154.22 запроса на обслуживание в режиме прерывания, устанавливающий триггер 104 (фиг.10). Сигнал с выхода этого триггера через регистр 107 и ПЛМ 110 устанавливает адрес вектора микропрограммного прерывания на входе ОЗУ 114, соответствующий началу следующей микропрограммы обслуживания прерывания. Эта программа снимает сигнал 137.0, ПЛМ 84 снимает сигналы 173 и, как следствие, сигнал прерывания, а ЭВМ, в свою очередь, снимает сигнал 181.

Блок 5, получив с ЭВМ в регистр устройства начальный адрес памяти с параметрами команды записи на ленту (код команды, адрес и объем информоц и для обмена в режиме прямого доступа к памяти), подает на блок 7 сигнал 154.21 запроса на обслуживание программного обмена. Блок 7 переходит в адрес микропрограммы, которая закачивает в режиме прямого доступа к памяти ЭВМ все данные, необходимые для записи на НМЛ, в регистры АЛУ 2. Затем происходит ветвление в адрес микропрограммы, управляющей процессом заполнения ОЗУ 16 (фиг.2) данными, которые необходимо записать на ленту. Одновременно анализируется состояние НМЛ 10 - готов ли он к записи. С НМЛ 10 на элемент

86 (фиг.9) поступают сигналы Состояние готовности и Нет защиты записи, которые с последнего (130.14 и 130.10) проходят на регистр 12 (фиг.2) и с регистра на мультиплексор 111 (фиг. 10) блока 7. Если состояния соответствуют указанным выше, происходит переход в микропрограмму, которая задает на НМЛ 10 состояние записи и затем движение ленты, т.е. АЛУ 2 устанавливает четвертый разряд в шине данных 131, на блок 4 с блока 7 подается код, формирующий на выходе дешифратора 50 (фиг.6) сигнал 149.3, который производит запись данных с выхода АЛУ 2 в регистр 98, затем то же, но с установленными первым и четвертым разрядами. Блок 7 по сигналу 158 с блока 8 управляет отсчетом интервала времени, необходимого для разгона и образования межзонного промежутка на магнитной ленте. По завершении этого интервала блок 7 управляет закачкой данных из ОЗУ 95 (фиг.9), т.е. отрабатывает микропрограмму, которая вычисляв адрес для ОЗУ 16 и проверяет, находится ли он в заданных пределах, записывает его в регистр 14, считывает данные из ОЗУ 16 в шину данных по сигналу 136.2 с блока 4 и записывает их в ОЗУ 95 по сигналу 149.4 с блока 4. Далее происходит привязка по времени к синхроимпульсам на одном из выходов 148 в зависимости от режима записи. Микропрограмма устанавливает разрешение обслуживания записи на входе 150 блока 7, после чего по сигналу 157 с мультиплексора 91 устанавливается триггер 106 (фиг.10), происходит прерывание и переход к микропрограмме, которая формирует на выходе блока 4 сигнал 149.0, разрешающий передачу на НМЛ 10 стробов записи 164.10 (фиг.9). Указанный строб проходит через элемент НЕ-ИЛИ 102 на вход 164.9 триггера 96, на выходе Koiuporo появляются строб-импульсы, выталкивающие записываемые данные из ОЗУ 95. Эти данные через передатчик 89 поступают на шину 165 записи НМЛ 10. Затем повторяется выработка сигнала 157, прерывание и, как следствие, переход к микропрограмме, которая по мере надобности производит подкачку данных в ОЗУ 95 и проверяет, все ли данные записаны на ленту. Если все, то с выдержкой времени снимаются сигналы Состояние записи и Движение ленты, процесс записи прекращается.

Одновременно с записью производится контрольное чтение данных с НМЛ 10, т.е. считываемые данные сравниваются с теми, что хранятся в ОЗУ 16. Чтение данные при плотности записи 32 бита на 1 мм производится с регистра 94. чтение стробов - с шестого входа мультиплексора 91 блока 6. При плотности записи 63 бита на 1 мм данные и стробы поступают с блока 3.

При проверке устройства с выхода блока 4 на блок 6 (фиг.9) подается сигнал 149,2 диагностического режима, выходы передатчиков 89 и 90 (выходы стробов записи - через элемент 102) через диагностические передатчики 87 и 88 соединяются с входами

0 приемников 85 и 86 и на выходах передатчиков 101 снимаются сигналы выбора НМЛ. Триггер 96 управляет выводом информации из ОЗУ 95; триггер 97 формирует сигнал готовности этого ОЗУ. Элементы 92

5 и 93 инвертируют сигналы данных, если одновременно установлены движение назад и плотность записи 63 бита на 1 мм. Выбор необходимых сигналов управления и синхронизации в зависимости от плотности за0 писи осуществляется с помощью мультиплексора 91.

Блок 7 работает в четырех основных режимах. Режим задается с группы выходов 188 конвейерного регистра 117 (фиг.10).

5Первый режим - Прерывания запрещены. Выбор следующего адреса определяет узел 115 в зависимости от инструкции с выходов 193 первого конвейерного регистра

116и от выхода 190 мультиплексора 11 ус- 0 ловий ветвления и информации, предварительно записанной в блок 1. Благодаря этому экономится время на определение условия ветвления. Кроме того, в ПЗУ 13 (фиг.2) хранится информация о состоянии

5 шины данных: сумма по модулю 2, одна 1 из девяти, одна 1 из восьми, один О из девяти, все 1, ошибка контроля по нечетности и другие функции, требующие допол- нительных затрат времени на их

0 вычисление.

Второй режим - Прерывания разрешены. При наличии запроса на прерывание (установлен один и более из триггеров регистра флагов) регистр 107 синхронизации

5 выдает на вход 185 ПЛМ 110 сигналы запросов прерывания. При этом выполняется текущая команда, заданная на выходах конвейерных регистров 116 и 117. Сигналы управления прерыванием 160 блокируют

0 прохождение синхроимпульсов через элементы 123 и 124 (фиг.11) на входы 134 синхронизации второго конвейерного регистра

117(фиг.10), АЛУ 2 и блока 3 (следующий цикл для них будет пропущен). Сигнал 160.0

5 блокирует выход ПЗУ 112. Разрешается выход с ПЛМ 110 (группа выходов 189) инструкции Адрес микрокоманды в стек, переход по заданному адресу. С выхода 195 ОЗУ 114 адресов ветвления поступает адрес ветвления на информационные входы первого

конвейерного регистра 116, Входы 186 адреса ОЗУ 114 адресов ветвления (адрес вектора прерывания) определяются поступившими запросами на прерывание, их приоритетом и ПЛМ 110. В следующем (дополнительном) цикле узел 115 записывает в стек адрес микрокоманды, которая должна была выполниться, осуществляет переход по адресу с выхода ОЗУ 114 и загружает этот адрес во внутренний регистр адреса. Разрешение прерывания может определяться в зависимости от приоритетов выполняемой программы и запроса на прерывание.

Во втором и третьем режимах процесс перехода по адресу, заданному ОЗУ 114, может блокироваться сигналами 196 Стек полон узла 115 и Управление прерыванием с выхода 160.0 ПЛМ 110.

Третий режим - Безусловный переход по адресу, заданному ОЗУ 114 - выполняется аналогично микропрограммному прерыванию во втором режиме, но с выхода ПЛМ 110 через регистр 116 на входы 189 инструкции узла 115 поступает команда Переход по заданному адресу, а входы 186 адреса ОЗУ 114 задаются выходами 188 второго конвейерного регистра 117.

Четвертый режим - Запись адреса ветвления по заданному вектору (по адресу на входе ОЗУ 114). Информация поступает с выхода 192 первого конвейерного регистра 116. При этом адрес следующей микрокоманды определяется выходом узла 115 и может быть либо следующим адресом, либо осуществляется переход по адресу, записанному ранне в стек с разгрузкой последнего, либо содержимым регистра-счетчика узла 115.

Временная диаграмма работы блока 7 приведена на фиг. 15. При появлении запроса на прерывание на одном из выходов триггеров 103-106 (фиг 10) появляется сигнал запроса на прерывание. Пройдя через регистр 107 синхронизации, он поступает на входы 185 ПЛМ 110. ПЛМ формирует сигнал 160.0 управления прерыванием. Выходы ПЛМ стробируются сигналами 135 и 159 с блока 8, а на последний поступают сигналы 160. блокирующие следующее прерывание. Сигнал 160.1 задает режим безусловного ветвления на узел 115. Сигнал 160.0 переключает входы 189 и 195 регистра 116 с выходов ПЗУ 112 на выходы ПЛМ 110 и ОЗУ 114. При этом синхросигнал 159 блока 8 блокируется на время одного цикла, необходимого для формирования следующего-адреса. При задании режима записи с выходов регистра 117 на входы 188 ПЛМ 110 производится запись кодов адреса с выходов 192 регистра 116 в ОЗУ 114.

Формула изобретения

1. Устройство для сопряжения ЭВМ с

накопителем на магнитной ленте, содержащее блок связи с ЭВМ, первая группа информационно-управляющих выходов которого является группой входов-выходов устройства для подключения к группе ин0 формационно-управляющих входов-выходов ЭВМ, а первая группа выходов соединена с группой входов запроса на обслуживание обмена блока микропрограммного управления, арифметико-логический

5 блок, блок дешифрации сигналов управления, блок синхронизации и блок связи с накопителем на магнитной ленте, первая и вторая группы выходов, группы входов данных и состояния которого являются соот0 ветствующими группами выходов и входов устройства для подключения к группам входов данных и управления и группам выходов данных и состояния накопителя на магнитной ленте, причем первый выход и вход за5 грузки таймера, первая и вторая группы выходов блока синхронизации соединены соответственно с синхронизирующим входом, первым выходом и группойстробирую- щих входов блока дешифрации сигналов

0 управления и группой входов синхронизации записи блока связи с накопителем на магнитной ленте, группа входов-выходов данных которого подключена к входам-выходам данных арифметико-логического бло5 ка и блока связи с ЭВМ, а группа входов управления и первый выход соединены соответственно с первой группой выходов блока дешифрации сигналов управления и входом запроса чтения блока микропрог0 раммного управления, первая и вторая группы выходов которого подключены к группе входов инструкций арифметико-логического блока, группе адресных входов блока свя- ви с ЭВМ и группе информационных входов

5 блока дешифрации сигналов управления, вторая группа выходов которого соединена с группой входов режима арифметико-логического блока, первый и второй выходы блока синхронизации соединены

0 соответственно с первым синхронизирующим входом и входом запроса таймера блока микропрограммного управления, отличающееся тем, что. с целью повышения производительности устройства, в неговве5 дены блок памяти и блок декодирования данных, причем группа входов режима блока памяти соединена с второй группой выходов блока связи с ЭВМ. группой выходов арифметико-логического блока, первым выходом блока декодирования данных и

третьей группой выходов блока связи с накопителем на-магнитной ленте, второй выход, четвертая группа выходов и входы строба считывания данных и синхронизации соединены соответственное входом запроса записи блока микропрограммного управления, группой входов данных и вторым и третьим выходами блока декодирования данных, группа выходов которого, соединена с группами входов-выходов данных блока памяти и арифметико-логического блока, а входы синхронизации, опорной синхронизации и выбора скорости - соответственно с третьим, четвертым и пятым выходами блока синхронизации, группа входов режима, вход микропрограммного прерывания и шестой выход которого подключены соответственно к второй группе выходов, первому выходу и стробирующему входу блока микропрограммного управления, вторым и третьим выходами соединенного соответственно с входом управления передачей блока связи с ЭВМ и входом выборки регистра блока памяти, a i руппой входов условий ветвления, входами разрешения записи и чтения - соответственно с группой выходов блока памяти и вторым и третьим выходами блока дешифрации сигналов управления, третий, четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно к входам разрешения обслуживания, строба записи и разрешения выбора регистров блока декодирования данных, а третья и четвертая группы выходов - соответственно к группе адресных входов блока памяти и группе режимных входов блока связи с ЭВМ, третий выход блока синхронизации соединен с разрешающим входом арифметико-логического блока, синхронизирующим входом блока памяти и вторым синхронизирующим входом блока микропрограммного управления,.. 2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок декодирования данных содержит узел анализа состояния, содержащий мультиплексор, регистр, три триггера, счетчик, элемент НЕ-ИЛИ, два элемента И- НЕ и элемент НЕ, многоканальный узел преобразования информационного слова и узел фазовой подстройки частоты, причем группа адресных входов многоканального узла преобразования информационного слова является группой входов данных блока, а первая, вторая и третья группы выходов соединены соответственно с группой входов элемента НЕ-ИЛИ, группой информационных входов регистра и группой входов первого элемента И-НЕ, выход которого является вторым выходом блока, а вход - входом выбора данных блока и подключен к

первому синхронизирующему входу многоканального узла преобразования информационного слова, второй и третий синхронизирующие входы которого соеди- нены соответственно с первым и вторым выходами узла фазовой подстройки частоты, синхрониризующий и установочный входы которого подключены соответственно к выходам мультиплексора и второго элемента И-НЕ, первым и вторым входами соеди- ненного с выходами первого и второго

триггеров, вход управления генератором и второй выход узла фазовой подстройки частоты являются соответственно входом выбора скорости блока и третьим выходом блока, группа выходов, синхровход и вход разрешения регистра являются соответственно группой выходов блока, синхронизирующим входом блока и входом разрешения выборки регистра, выход элемента НЕ-ИЛИ

соединен со счетным входом счетчика, первый и второй выходы которого подключены соответственно к синхровходам второго и третьего триггеров, выход второго триггера соединен с информационным входом первого триггера, синхровходом соединенного с группой информационных входов мультиплексора и первой группой выходов многоканального узла преобразования информационного слова, вторая группа выходов и первый и второй установочные входы которого соединены соответственно с группой адресных входов мультиплексора и выходами второго и третьего триггеров, входы сброса которых соединены с входом разрешения обслуживания блока и через элемент НЕ с входом сброса счетчика, информационный вход мулотиплексора является входом опорной синхронизации блока.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающее с я тем, что многоканальный узел преобразования информационного слова содержит в каждом канале группы постоянную память, синхровход которой является

вторым синхронизирующим входом узла, регистр и счетчик, причем группа выходов соответствующих разрядов постоянной памяти подключена к первой группе адресных входов постоянной памяти, первый, второй, третий и четвертый разрядные выходы постоянной памяти соединены соответственно с входом разрешения записи счетчика,

первой группой выходов узла, синхровходом регистра и второй группой выходов узла, выходы регистров каналов группы образуют третью группу выходов узла, вторая группа адресных входов постоянной памяти каждого канала группы подключена к группе адресных входов узла, выходу счетчика того же канала и первому и второму установочным входам узла, в каждом канале входы сброса регистра и счетчика соединены соответственно с первым и вторым установочными входами узла, синхровходы

регистра и счетчика соединены соответственно с первым- и третьим синхронизирующими входами узла, информационные входы регистров каналов группы подключены к группе адресных входов узла.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных комплексах для подключения накопителей на магнитных носителях. Цель изобретения - повышение производительности устройства. Цель достигается введением в устройство, содержащее блок связи с ЭВМ, блок связи с накопителем на магнитной ленте, арифметико-логический блок, блок микропрограммного управления, блок синхронизации и блок дешифрации сигналов управления, блока памяти и блока декодирования данных. 2 з.п. ф-лы, 15 ил.

//

/Jff

W

rtOff.f

ав

/21

НО

ftf

с

WJ±

/f/ w

М

f30.f... fj0.ft:W.3

Й///

М

ЯЗ

Я5

U9

№

/w

д /// ffg

# ts

Л fO I

9us. 3

Г}

f

С

М А1 At М ЛЬ №

/16 47 Ад

КОМ

28

МО

i

Г

n Г 1

г

А27/Л7// /

Канял 2 Кзнал 3 ftffvat 4 KQHQJ S

Квнялб Кяня/1 7

XQHPJ 8

1

if/I J

г

.X

. «

Кона/ и

1

V

/

«

ф

С

С 72

29

ск

Г

С1

т

со

Ј1 Ф

S7M

30

W

м

J

0f,0

.0

of --&

щ

fS&f

J

JЈ

iU

tilt

0f.f

Ш1

fM.f

1

/67.2

1

Of.Z

П0.2

i

1

о о о

n

г

WJ

ots

tit

I Ы W

Ш

г т iJ Г-ЫL r

Риг. 5

Г,

/J/

Г31.0

Н

W

fW

Hf.fS

is

c

Јb

si

0

15

/376

flf.O

/J/.fS

f5

c

E$L

S8

O

1S(

f&.Zi.

г j

&

$

/c H

Я

/6/Jf

f6f,23

f6US

S

Ч

/M.ff

fje.t

5f

fSbJ

fSt.Ј

f5t.7

M,9

tft.ff

rst.za

52

10 T1 Г2

IS Iff IS

16

17 18 19 110

61

/0 /o

ovtt

t$.

tSJ

+&

6

i T:rznri

Я/f. 7

PC 0

ШО

с

ЈZ

60

15

131-fS

1 J

65

Ц

161,16

ФГ R&

Уо

fStf.O

15

6f

IS

1SW5

/6/

or

ЯС oj / / J

62

fSff.1t

fSf.17

1S4.1S

.&

V

f7S

176

fS.20

15«.M,6,6,f0,12

W,f3,H,f5,f6,l7

6

г

Я7.3

тз

V

tm

ми

17S9 77

Л

Л5

Л

tf№

№

SO

k

т

67

т

,

rs

69

Ч

70

t

73

Uo$

82

175

755

Фиг.З

П

№ /о /(

E

w

П

гЫ

134

ж.

w

/77

76

130,7

за

Ы

77

№

7S

.т,

DA

Щ

tза

7Ј

&Щ

54,2Ј

Ј3

№

flO,7

ISO

ttW

Ml

1#2

tft

/73

17

137,5

&o.l

// П I

I 15

16

27 IS

Г9 110

111

112 M

т

#

.

177

179 WW

Ж

fjaz

VҐ.2l

W-.2

Put 9

Г

Фиг. №

г tss

i

-J±bЈ±L J

Ш.2

ч

Фиг. 12

«4 а

S

f

(5

н

а ill

. Ч S К

S9

Фиг. fs