Устройство для сопряжения вычислительных машин Советский патент 1980 года по МПК G06F13/00 G06F15/16 

Изобретение относится к вычислительной технике и моАет найти применение в многомашинных вычислительных комплексах и ceTstx ЭВМ для связи однотипных и разнотипных вычислительных машин меж ду собой, для связи ЭВМ с нестандартными внешними устройствами и физическими объектами. Известно устройство, содержащее блок управления линиями , буферные регистры данных, блок управления интерфейсом к памяти вычислительной системы fl3, а также устройство содержащее блоки связи с линиями передачи данных, буферные регистры, блок коммутации, блок упра&ления передачей данных 2. Эти устройства обеспечивают сопряжение ЭВМ с несколькими линиями связи через обший интерфейс. Их общим недостатком являются огра- ничейные функциональные возможности, т.е. абонент, подключенный к линии, в тре буемый момент времени не может инициировать обмен информацией и вынужден ожидать сканирующий сигнал, вырабатываемый блоком управления линиями. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее первый регистр команд, первый и второй буферные регистры данных, блок управления связью с основной машиной, блок управления линиями связи, группу блоков усилителей связи с линией.причем первый вход-выход блока управления связью с основной машиной является первым управляющим входом-выходом устройства, а второй вход - выход подключен к входу-выходу первого регистра команд, вход которого соединен с информационным входом устройства, управляющий вход первого буферного регистра данных соединен с выходом блока управления св51зью с основной машиной, а выход второго буферного регистра данных подключен к информационному выходу устройства, при этом информационные входывыходы группы блоков усилителей связи с линией являются информационным входом-выходом устройства, а управляющие входы-выходы вторым управляющим вхо дом-выходом устройства З. Однако это устройство не обеспечивает равноправие ЭВМ в системе, так как инициатором обмена может быть только основная машина. Это является серьезным недостатком при использовании устройства в многомашинных комплексах, посколь ку лишает возможности вспомогательные машины, обращаться к ней в те моменты времени, когда это необходимо вспомогательной машине (или любой другой ЭВМ, подключенной на место вспомогательной), Во- вторых, известное устройство имеет ограниченное количество режимов работы, Допускается передача информации из основной машины во вспомогательную и из вспомогательной машины в основную, но не возможны модификации этих режимов,. так как устройство лишь расш ифровывает коды команд, но в нем не предусмотрена передача этих кодов из.одной ЭВМ в дру гую При установлении связи между машинами. В-третьих, устройство позволяет подключать к основной машине только три вспомогательных, что явно недостаточно в современных больших вычислительных комплексах при использовании мощной ЭВМ в качестве основной. Кроме того, прршятые в устройстве принципы организации связи основной машины со вспомогательными, наличие отдельного блока со гласования для каждой вспомогательной ЭВМ (хотя одновременно в обмене может участвовать только одна из вспомогатель ньк ЭВМ) делают устройство неунивер- сальным, что, в свою очередь, приводит или к значительному избытку аппаратуры -(в случае одинаковых типов вспомогатель ных машин), или к необходимости разработки принципиально различных блоков согласования (в случае различных типов вспомогательных ЭВМ), Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Указанная цель достш ается тем, что в устройство введены регистр приоритетов второй регистр команд, причем первый вход-вькод блока управления линиями свя зи подключен, соответственно, к первым входам-выходам усилителей связи с линией, второй вход-выход блока управления линиями связи подключен ко входу-выходу второго регистра команд, третий входвыход блока упраншения линиями связи подключен к третьему входу-выходу блока управления связью с основной машиной. четвертый вход-выход блока управления линиями связи подключен к первому вхо ду выходу регистра приоритетов, а выход блока управления линиями связи подключен к управляющему входу второго буферного регистра данных, вторые входы-выходы регистра приоритетов подключены, соответственно, ко вторым входам-выходам группы блоков усилителей связи с линией, причем выход первого буферного регистра даннь1х, вход второго буферного регистра и вход второго регистра команд подключены, соответственно, к информационным входам-выходам группы блоков усилителей связи с линией, вход первого буферного регистра данных соединен с информационным входом устройства, а выход второго буферного регистра данных является информационным выходом устройства. На чертеже представлена структурная схема предлагаем.ого устройства. Устройство содержит первый регистр 1, команд, первый буферный pernviTp 2 данных, блок 3 управления связью с основной машиной, блок 4 управления линиями связи, регистр 5 приоритетов, внутренняя магистраль 6 устройства, группа блоков TI -7 усилителей связи с линией, второй регистр 8 команд, второй буферный регистр 9 данных, информационные шины (информационный вход устройства) 10 выдачи основной машины, управляющие шигны (первый управляющий вход-выход устройства) i; 11 выдачи и 12 приема основной машины, информационные шины (информационный выход устройства) 13 приема основной машины, информационные ши-. ны (информационный вход-выход устройства) приема и 15.-15, выдачи линий связи, управляющие шины (второй управляющий вход-выход устройства) 1.6 -le приема и 17( -17 выдачи линий связи, линии связи с вычислительными машинами (нестандартными внешними устройствами, физическими объектами). Первый регистр 1 команд предназначен для расшифровки и хранения команды, поступающей из основной машины, в соответствии с принятой командой он задает режим работы устройства. Первый регистр 1 команд по информационным входам связан с информационными шинами 10 выдачи основной машины, по управляющим вхоам и выходам f- со вторым входом-выхоом блока 3 управления связью с осно&ной машиной. Первый буферный регистр 2 данных предназначен для буферизации (временного хранения) кодов команд и данных, которые необходимо передать из основной машины в одну из пиний связи, по информационным входам он связан с информационными шинами 1О выдачи основной машины, по информационным выхо дам с внутренней магистралью 6 устройства, по управляющему входу - с блоком 3 управления связью с основной ма- шиной. Блок 3 управления связью с основной машиной принимает, интерпретирует и фор мирует управляющие сигналы основной ма шины, он также управляет работой перво- го регистра 1 команд и первого буферного регистра 2 данных. Блок 3 управления связью с основной машиной по первым входам и выходам связан с управляющими шинами 11 выдачи и управляющими шинами 12 приема основной машины, по вторым входам и выходам - с регистром 1 команд, по третьему выходу - с буферным регистром 2 данных, по третьему входу и четвертому выходу - с блоком 4 управ ления линиями связи. Блок 4 управления линиями связи слу жит для интерпретации и формирования уп равляюших сигналов линий связи.. Он также управляет работой второго регистра 8 команд и второго буферного регистра 9 данных. Блок 4 управления линиями связи по первым входам и выходам связан с внутренней магистралью 6 устройства, по вторым входам и выходам - со вторым регистром 8 команд, по третьему входу и выходу - с блоком 3 управления связью с основной машиной, по четвертому входу и выходу - с регистром 5 приоритетов, по выходу - со вторым буферным регистром 9 данных. Регистр 5 приоритетов предназначен для обеспечения коммутации основной машины с одной из линий связи в соответст вии с принятыми в устройстве приорите тами; по первому входу и выходу он связан с блоком 4 управления линиями связи, по вторым входам и выходам - с пер выми входами-выходами группы блоков ij -7ц. усилителей связи с линией. Внутренняя магистраль 6 устройства предназначена для передачи к любому из блоков ) усилителей связи с линией информации с первого буферного регистра 2 данных и управляющих сигналов с блоками 4 управления линиями связи, в также для передачи от любого из блоков 7 -7( усилителей связи с линией кнформации во второй регистр 8 команд или второй буферный регистр 9 данньис и управляющих сигналов в блок 4 управления линиями связи. Шины внутренней магистрали 6 устройства связаны с первым буферным регистром 2 данных, блоком 4 управления линиями связи, блоками 7, -7, усилителей связи с линией, вторым реЬистром 8 команд, вторым буферным регистром 9 данных. Блоки 7 -7) усилителей связи с линией предназначены для формирования (усиления) информационных и управляющих си1 налов, передаваемьк в линии связи и принимаемых из линий 18,-18( связи; по (информационным) входам и выходам они связаны с внутренней магистралью б устройства, по первым входам и выходам - с регистром 5 приоритетов, по информационным входам и выходам - с информационными шинами ( выдачи и информационными шинами 14.-14 приема линий связи,, по управляющим входам If выходам - с управляющими шинами 17, 17и выдачи и управляющими шинами 16.- 161 приема линий связи, по первым входам и выходам с блоком 4 управления линиями СВЯ311, Второй регистр 8 команд предназначен для расшифровки и хранения команды, поступившей из любой линии ) связи; в соответствии с принятой командой он задает режим работы устройства. Второй регистр 8 команд по информационному входу соединен с внутренней магистралью 6 устройства, по управляющим входу и выходу - с блоком 4 управления линиями связи. Второй буферный регистр 9 данных предназначен для буферизации (временного запоминания) коДов команд и данных, которые необходимо передать из какойпибо линии 18 вязи в основную машину по информационному входу он связан с внутренней магистралью 6 устройства, по информационному выходу - с информационными шинами 13 приема основной машины, по управляющему входу - с блоком 4 управления Л1 шиями связи. : Устройство работает следующим образом. Обмен информацией осуществляется между основной ЭВМ и одной из линий связи (одновременно). В режиме передачи информации из основной машины (ОМ) в одну из линий 18. -18 связи, когда в оперативной памяти ОМ имеется массив информации, подготовленный для передачи, ОМ 73 7 команду записать. выдает команду записать. Полученная и канала ОМ по информационным шинам 10 выдачи в сопровождении соответствующих управляющих сигналов на управляющих ши нах 11 выдачи основной машины команда записать заносится в первый регистр 1 команд для задания режима работы уст ройства и в первый буферный регистр 2 данных для передачи кода команд в выбранную линию связи, например 18. Адресация в выбранной линии осуществляется обычным образом с помощью блока 3 управления связью с основной машиной, блока 4 управления линиями связи и регистра 5 приоритетов. Код команды записать из первого буферного регистра 2 данных через внутреннюю магистраль 6 устройства и вклю- ченный регистром 5 приоритетов блок 7. усилителей связи с линией передается влинию 18х| связи. Нормальное выполнение процедуры передачи данных возможно лишь при соответствии команд, поступивших с одной стороны из канала ОМ и с другой - из соответствующей линии связи. Встречная команда читать поступает из линии 18 связи через включенный блок 7 усилителей связи с линией и внут реннюю магистраль 6 устройства во второй регистр 8 команд и второй буферный регистр 9 данных. При этом блок 3 управления связью с ОМ управляет приемом команды из ОМ, а блок 4 управления линиями связи управ ляет передачей кода этой команды в линию 18 связи и приемом встречного кода команды из линии 18 связи, принимая (посылая соответствующие сигналы через внутреннюю магистраль 6 устройства в блок 7| усилителей связи с линией с/(на) управляющих шин 16 выдачи (шин 17- линии приема 18 связи). После процедуры установления связи (обмена командами команд) устройство переходит непосредственно к передаче дан ных. Приемом информации из канала ОМ в устройство сопряжения управляет блок 3 управления связью с основной машиной сама информация с информационных шин 10 выдачи основной машины поступает в первый буферный регистр 2 данных. Передачей информации из устройства сопряжения в линию 18 связи управляет блок 4 управления линиями.связи, информация из первого буферного регистра 2 данных через внутреннюю магистраль 6 устройства и блок 7 усилителей связи с лини5ей 18 поступает на информационные ши- ны 14 приема линии 18 связи. Передача информации прекращается после поступления соответствующего сигнала по управляющим шинам 11 выдачи основной машины в блок 3 управления связью с основной машиной, который прекращает управлять приемом информации из канала ОМ и посылает сигнал конца обмена в блок 4 управления линиями связи. Блок 4 управления линиями связи прекращает управление передачей информации из устройства сопряжения в линию 18 связи и через внутреннюю магистраль 6 устройства и блок 7 усилителей связи с линией передает сигнал конца в управляющие шины 16. приема линии 18 связи. Передача информации может быть так- . же прекращена по инициативе линии 18 связи. В этом случае сигнал конца обмена по управляющим шинам 17, выдачи линии 18 связи через блок 7. усилителей связи с линией и внутреннюю магистраль 6 устройства поступает в блок 4 управления линиями связи. Блок 4 управления линиями связи прекращает управление передачей информации из устройства сопряжения в линию 18 связи и посылает соответствующий сигнал в блок 3 управления связью с основной машиной. Этот блок, в свою очередь, прекращает управлять приемом информации из канала ОМ в устройство сопряжения и по управляющим шинам 12 приема основной машины посылает в ОМ сигнал конца обмена данным и. В режиме передачи информации из какой-либо линии 18. -18иСвязи в основную машину из линии связи, например 18, по информационным шинам 15. выдачи через блок 7| усилителей связи с линией выдается код команды записать (в сопровождении соответствующих управляющих сигналов на управляющих шинах 17 выдачи линии 18 связи). Полученная из . лрнии 18 команда записать заносится во второй регистр 8 команд для задания режима работы устройства сопряжения и во второй буферный регистр 9 данных для передачи кода команды в основную машину. Прием кода команды во второй регистр 8 команд и второй буферный регистр 9 данных производится под управлением блока 4 управления линиями связи, который посылает сигнал об инициировании процедуры обмена со стороны линии 18 в блок 3 управления связью с основной машиной.

Этот блок, всвоюочередь, поуправляющим шинам 12 приема основной машины сообщает ОМ о поступлении с поступлением с линии команды, иницируюшей обмен информацией Нормальное выполнение процедуры пере дачи данных возможно лишь при соответствии команд, поступивших с одной стороны из линии связи, с другой - из канала ОМ, Встречная команда читать поступает из ОМ по информационным шинам 10 выдачи основной машины в первый буферный регистр 2 данных и первый регист 1 команд. При этом блок 3 управления связью с основной машиной управляет при емом команды из ОМ, а блок 4 управления линиями связи управлг1ет передачей кода этой команды в линию 18 . После процедуры установления связи (обмена кодами команд) устройство переходит непосредственно к передаче данных. Приемом информации из линии 18 связи управляет блок 4 управления линиями связи. Информация с информационных шин15- выдачи линии 18 связи через внутреннюю магистраль 6 устройства поступает во второй буферный регистр 9 данных,а затем по информационным шинам 13 приема основной машины - в ОМ. Передача инфор мации в ОМ происходит под управлением блока 3 управления связью с основной машиной. Передача информации прекращается пос ле поступления соответствуюшего сигнала по управляющим шинам ITj линии 18 СВЯЗИ в блок 4 управления линиями связи который прекращает управлять приемом информации из линии 18.) и посылает сигнал конца обмена в блок 3 управления свя зью с основной машиной. Этот блрк, в свою очередь, по управляющим шинам 12 приема основной машины передает сигнал конца fe ОМ. Передача информации может быть также прекращена по инициативе ОМ. В этом случае сигнал конца обмена по управляк щим шинам 11 выдачи основной машины поступает в блок 3 управления связью с основной машиной, который прекращает управлять передачей информации в канал ОМ и посылает сигнал конца в блок 4 управления линиями связи. Блок 4 управления линиями связи прекращает управление приемом информации в устройство сопржкения из линии 18. связи и через внутреннюю магистраль 6 устройства и блок Ъ усилителей связи с линией передает сигнал конца в управляющие шины 16 приема линии 18 связи

Режим передачи информации из ОМ в одну 43 линий связи задается не Только командой записать, полученной из канала ОМ, как было описано выше, но и командой читать, полученной ИЗ какой-либо линии 18.)-18 связи. В этом случае для нормального выполнения процедуры передачи данных из канала ОМ должна быть получена встречная команда записать. Аналогично режим передачи информации из какой-либо линии ( связи задается не только командой записать, полученной из линии связи, как было описано выше, но и командой читать, полученной из канала ОМ. В этом случае для нормального выполнения процедуры передачи данных из соответствующей Л1шии связи должна быть получена встречная команда записать. В тех случаях, когда обмен информацией инициируется командой (записать или читать), поступившей из какой-либо линии ( связи, ОМ имеет возможность прочитать код поступившей команды. Это необходимо для того, чтобы ОМ могла проанализировать код поступившей из линии связи команды (со всеми модификаторами) и послать в устройство сопряжения нужную команду с необходимыми модификаторами режимов работы. Эта процедура вьшолняется при поступлении из канала ОМ команды уточнить байт команды. По этой команде содержимое второго буферного регистра 9 данных по информационным шинам 13 приема основной машины передается в канал ОМ (как было описано выше в этот регистр заносится код команды, поступившей из какойлибо линии ) связи). Если после анализа кода команды с линии связи ОМ попытается передать в устройство сопряжения не соответствующую команде с линии встречную команду, эта команда отвергается и устройство сопряжения ждет появления из канала ОМ нужной команды. Для передачи управляющих и служе&ных директив от ОМ в какую-либо линию 18х-18ц связи или из какой-либо линии связи в ОМ используется команда управление . Управляющая информация, предназначенная для подключенного к линии связи абонента или для ОМ, кодируется различными комбинациями модификаторов в коде самой команды. При передаче управляющей директивы от ОМ к абоненту какой-либо линии связи команда управление, полученная из канаII73ла ОМ по информационнь1м шинам Ю выдачи Б сопровождении соответствующих управляющих сигналов на управляющих ши нах 11 выдачи, заносится в первый ре гистр 1 команд и первый буферный регистр 2 данных, откуда затем через внут реннюю магистраль 6 устройства и включенный регистром 5 приоритетов блок, например 7 усилителей связи с линией передается на информационные шины 14 приема линии 18 связи. При этом блок 3 управления связью с основной машиной управляет приемом команды из ОМ, а блок 4 управления линиями связи управляет передачей кода этой команды в ли- нию 18 связи. При передаче управляющей (служебной директивы от абонента какой-либо линии 18(-18j связи к ОМ, команда управление, полученная из линии, например 18// связи по информационным шинам 16 выдачи в сопровождении соответствующих уп равляющих сигналов на управляющих шинах 17 выдачи линии 18j связи, через блок 17j усилителей связи с линией и внутреннюю магистраль б устройства заносится во второй регистр 8 команд и второй буферный регистр 9 данных, из ко торого затем по информационным шинам 13 приема основной машины передается в канал ОМ. При этом блок 4 управления линиями связи управляет приемом этой команды из линии 18 . связи, а блок 3 управления связью с основной машиной управляет передачей кода этой команды в ОМ. К другим преимуществам предлагаемого изобретения относится возможность ис пользования различных сп(х:обов передачи - информации по линиям связи (эти способы мохут варьироваться в широких пределщ от высокоскоростной параллельной передачи по выделенным физическим линиям и до последовательной передачи по теле фонным линиям с использованием модулирующего и демодулируюшего оборудования). Передача кодов команды вместе с модификаторами от одной ЭВМ к другой (или от устройства, физического объекта к ЭВМ) позволяет уже на этапе устано& ления связи идентифицировать программы обработки или режимы работы. Это дает возможность использовать такие протоко- , лы связи, в которых время для вьшоянения вспомогательных функций сведено к минимуму. Это объясняется тем, что в этих протоколах не требуется выполнение 5 дополнительных служебных операций для передачи управляющей информации, что в свою очередь, сокращает общее время передачи каждого блока данных и увеличивает эффективную скорость передачи данных. Тот факт, что ллобая из линий связи является инидиатором обмена, исключает задержки на ожидание связи и повышает реактивность вьиислительной системы в целом. Отпадает необходимость Б работе на основной ЭВМ специальной программы опроса линий. За счет этого достигается экономия оперативной памяти и процессорного времени основной ЭВМ. Форм у л-а из. обретения Устройство для сопряжения вычислительных машин, содержащее первый регистр команд, первый и второй буферные регистры данных, блок управления связью с основной машиной, блок управления линиями связи, группу (злоков усилителей связи с линией, причем первый вход-выход блока утгравл етгая связью с основной машиной является первым управляющим входомвыходом устройства, а второй вход-выход подключен к входу-выходу первого регистра команд, вход которого соединен с информационным входом устройства, управляющий вход первого буферного регистра данных соединен с выходом блока управления связью с основной машиной, а выход второго буферного регистра данных подключен к информационному выходу устройства, при этом информационные входывыходы группы блоко13 усилителей связи с лш1ией являются ифнормационным входом-выходом устройства, а управляющие входы-выходы - вторым, управляющим входом-выходом устройства, отличающееся тему что, с цеяью увеличения количества сопрягзэ ых машин и расширения фуикциональны . возможностей устройства зй счет возкгожности инициирования обмена любой сопрягаемой машиной, в него введен регистр приоритетов, второй регистр команд, пр/гчем вход-выход блока управления линиями связи пoдключeнJ соответственно, к первым кхо.цам-выходам усилителей связи с линией, зторой входвыход блока управления линиями связи подюцочен ко входу-выходу второго регистра комйнд, третий вход-выход блока управления линиями связи подключен к третьему входу Е1ЫХ.сду блока управления

связью с основной машиной, четвертый вход-выход блока управления линиями связи подключен к первому входу-выходу регистра приоритетов, а выход блока упра&ления линиями связи подключен к управляющему входу второго буферного регистра данных, вторые вxoдь -выxoды регистра приоритетов подключеньц соответственно, ко вторым входам-выходам группы блоков усилителей связи с линией, причем выход первого буферного регистра данных, вход

второго буферного регистра и вход второго регистра команд подключены, соответственно, к информационным входам-выходам группы блоков усилителей связи с

линией, вход первого буферного регистра данных соединен с информационным ЕХ.Одом устройства, а выход второго буферного регистра данных является информационным выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3482214, кл. 34О-172.5, 1972.

2.Патент США № 3514758, йл. 340-172.5, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР № 437075, кл. G Об F 9/ОО,

09.03.71 (прототип).