Селекторный канал Советский патент 1979 года по МПК G06F3/04 

(54) СЕЛЕКТОРНЫЙ КАНАЛ

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при организации вычислительных систем.

Известны селекторные каналы, содержащие буферные регистры, блок управления, регистр адреса данных, блок форЯйроваЯЙя запросов микропрерываний, регистр ключа зянхиты памяти, блок формирования кода операции и запроса, регистр флажков и счетчик байтов и выполняющее функции у 1равления обменом информации между оперативной памятью и внешними устройствами 1.

Недостаток этих каналов состоит в низком быстродействии.

Наиболее близким к данному изобретению по сущности технического рещения является селекторный канал, содержащий ререгистр текущего управляющего слова канала, регистр адреса следующего управляюще-. го слова канала, регистр следующего управляющего слова канала и блок управления, информационные входы которых подключены к информационному входу селекторного канала, информационные выходы регистра адреса следующего управляющего слова канала, регистра текущего управляющего слова канала и блока управления являются информационными выходами селекторного канала, перват ir вторая группы входов и выходов которого соединены с соотвётствуюЩйми в:х(5дамиивыхЬда Ми блока управления, управляющие входы и выходы регистра текущего управляющего слова канала и регистра следующего управляющего слова канала подключены соответственно к управляющим выходу и входу блока управления, выход регистра следующего управляющего слова канала подключен к входу регистра текущего управляющего слова канала 2.

,,

Недостатком этого селекторного канала является низкое бь1стродействие, посколькупри выполнении команды ввода отсутствует возможность извлечения следующего управляющего слова канала в случае, если это слово находится в вводимой информации.

Целью изобретения является повыщение быстрод,ействия.

Поставленная цель достигаетсятем, что в селекторный канал введен блок анализа адресов, первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены к соответствующим выходам регистра текущего управляющего слова канала, пятый вход - к выходу регистра адреса следующего управляющего слова канала, управляющие вход и выход - соответственно к управляющим выходу и входу блока управления, а выход- к сигнала предварительного зацепления блока управления, причем блок анализ;а адресов состоит из схемы сравнения на меньше, схемы сравнения на больще, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход и третий вход которого являются выходом и первым входом блока анализа адресов, и сумматор, соединенный выходом с первыми входами схемы сравнения на больШе и схемы сравненяя на меньше, вторые входы которых соединены с пятым входом блока анализа, третий вход которого подключен к первому входу сумматора, а второй и четвертый входы - соответственно к третьему и четвертому входам схемы сравнения на больше и схемы сравнения на меньше и второму и.третьему входам сумматора, управляющие вход и выход которых подключены соответственно к управляющим входу и выходу блока анализа адресов.

На чертеже представлена структурная схема селекторного канала.

Канал содержит блок 1 управления канала, регистр 2 текущего управляющего слова канала, включающий регистр 3 кода операции и флажков, регистр 4 адреса данных и регистр 5 счета байтов, регистр 6 следующего управляющего слова канала, регистр 7 адреса следующего управляющего слова канала, блок 8 анализа адресов, включающий схему 9 сравнения на больше, сумматор 10,элемент ИЛИ II, схема 12 сравнения на меньше, информационные вход и выход 13, первая группа 14 входов и выходов, вторая группа 15 входов и выходов, выход 16 сигнала предварительного зацепления.

Операция ввода-вывода в канале выполняется под управлением текущего управляющего слова канала,расположенного в регистре 2 текущего управляющего слова канала. Управляющие слова первоначально хранятся в оперативной памяти процессора и содержат всю необходимую информацию для передачи данных, а именно: код выполняемой команды (ввод в прямом .направлении, ввод в обратном направлении, вывод), начальный адрес блока данных оперативной памяти, количество передаваемых данных, которые необходимо передать и специальные флажки, модифицирующие канальную программу. Первое управляющее слово

канала извлекается из памяти по.специальной инструкции и загружается в регистр 2 через информационный вход 13.

Состояние регистра селекторного канала анализируется на информационных выходах 13.

Устройство работает следующим образом. Получив управляющую информацию селекторный канал продолжает выполнять операцию ввода-вывода без вмешательства процессора, используя управляющую информацию в регистре 7. Причем передача данных между каналом и внешним устройством про- изводится по одному байту через вход и выход 14, обмен данными между процессором и селекторным каналом может выполняться

словами длиной в четыре (восемь) байтов и меньше через отдельные информационные шины (на чертеже не указаны). В зависимости от кода операции, состояния регистра 5 и количества байтов данных, находящихся в блоке -1, последний формирует запросы на передачу данных, которые через выход 15 поступают в Процессор. По каждому запросу на передачу данных работа процессора приостанавливается на цикл памяти. Процессор вырабатывает специальную серию

синхросигналов, которые через вход 15 поступают в блок 1 для формирования управляющих сигналов. В цикле передачи данных блок формирует сигналы модификации счет- -Н

чика байтов и адреса данных, которые поступают в регистр 2. При этом адрес оперативной памяти, куда должны записываться или откуда должны считываться данные, передается из регистра 4 через информационный выход 13. После передачи блока данных, т. е. когда счетчик байтов текущего управляющего слова канала становится равным нулю, можно продолжить обмен следующим блоком данных, который может располагаться в другой области оперативной памяти. Такой режим, называется зацеплением по данным и указывается с помощью специального флажка, имеющегося в текущем управляющем слове канала. Если задан режим зацепления по данным, то после завершения передачи блока данных, извлекается следующее управляющее канала

и загружается в регистр 2 текущего управляющего слова канала и операция продолжается.

После завершения операции ввода-вывода на внешнем устройстве, оно предоставляв ет свое состояние каналу. Канал, получив состояние устройства, может завершить операцию (установив запрос на прерывание по вводу-выводу) или запустить другую операцию ввода-вывода на данном устройстве, т. е. извлечь следующее управляющее слово канала и загрузить его в канал. Последний режим указывается с помощью специального флажка в текущем управляющем слове канала и называется зацеплением по команде. Извлечение следующего управляющего слова канала из оперативной памяти и проверка его на действительность требует дополнительного времени и, следовательно, непользование зацепления по данным или команде снижает скорость передачи данных. Уменьшить время выполнения зацепления можно за счет предварительной выборки следующего управляющего слоя канала в специальный регистр 6 следующего управляющего слова канала для того, чтобь после окончания передачи блока данных (цепочка, данньгх) или после заверщения выполнения операции ввода-вывода под управлением текущего управляющего слова (цепочка команд) сразу же передать его в регистр 2 текущего управляющего слова канала. Однако при выполнении операции ввода может оказаться, что вводимые данные используются как последующее управляющее слово канала, т. е. вводимый блок является самоопределенный. Это обстоятельство заставляет использовать режим предварительного зацепления только при выполнении команд вывода. Данный селекторный канал позволяет выполнять предварительную выборку следующего управляющего слова, если задан режим зацепления по команде и данным всегда, за исключением случая, когда байты данных передаются в область хранения еледующего управляющего слова канала. При выполнении ввода в обратном направлении, т. е. когда данные поступают с внещнего устройства и записываются в память в порядке убывания адресов, сигнал предварительного зацепления на выходе 16 формируется в случаях, если -содержимое регистра 4 меньще содержимого регистра 7, -содержимое регистра 4 плюс содержимое регистра 5 больше содержимого регистра 7 минус восемь байтов. При выполнении ввода в прямом направлении, т. е. когда данные поступают с внещнего устройства и записываются в память в порядке возрастания адресов, сигнал предварительного зацепления формируется в случаях, если -содержимое регистра 4 адреса данных текущего управляющего слова канала больше содержимого регистра 7 адреса следующего управляющего слова канала плюс восемь байтов; -содержимое регистра 4 адреса данных плюс содержимое регистра 5 счета байтов текущего управляющего слова меньще содержимого регистра 7 адреса следующего управляющего слова канала. Коррекция на восемь байтов управляющего слова канала необходима из-за того. ЧТО это слово занимает восемь байтов информации-в памяти. При выполнении операции вывода данных сигнал предварительного зацепления на выходе 16 формируется всегда. В этом случае сигналы с выходов регистра 3 поступают на элемент ИЛИ 11, если при этом установлен флажок зацепления по команде или данным. При выполнении ввода в прямом направлении и установлений флажка цепочки команд (данных) разрещается сравнение содержимого регистра 4 и содержимого регистра 7 плюс восемь байтов в схеме 9, с выхода которой через элемент ИЛИ 11 сигнал поступает в блок 1, где устанавливает специальный индикатор выборки следующего управляющего слова канала. Сумматор 10 при выполнении ввода в прямом направлении производит суммирование содержимого регистра 4 с содержимым регистра 5, после чего сигналы с выходов сумматора 10 поступают в схему 12, которая вырабатывает сигнал меньше, передаваемый через элемент ИЛИ 11 на выход 16 блока 8, если в результате суммирования адреса, данньгх и счетчика байтов оказалось, что сумма меньще содержимого регистра 7 адреса следующего управляющего слова канала. При выполнении ввода в обратном направлении сигнал меньще с выхода схемы 12 сравнения на меньще вырабатывается, когда содержимое регистра 4 меньще содержимого регистра 7. Сумматор 10 в этом случае производит сложение содержимого регистра 4 с содержимым регистра 5, сигналы выхода сумматора 10 поступают в схему 9, где сравниваются на больще с содержимым регистра 7, увеличенными на восемь байтов. По сигналам с выходов схем 9 и 12 через элементИ Л И 11 вырабатывается сигнал на выходе 16 предварительного зацепления. При выполнении операции ввода-вывода в канале одновременно с передачей данных производится извлечение следующего управляющего слова канала и засылка в регистр 6 следующего управляющего слова канала, если на выходе 16 установлен сигнал предварительного зацепления: Если же данные должны поступить в область хранения следующего управляющего слова, то сигнал предварительного зацепления отсутствует и извлечение следующего управляющего слова выполняется после заверщения передачи блока данных (зацепление по данным) или после выполнения операции ввода-вывода на внещнем устройстве (зацепление по команде). Таким образом, селекторный канал обеспечивает ускоренное выполнение операций по вводу-выводу информации.