Устройство для сопряжения каналов ввода-вывода Советский патент 1980 года по МПК G06F3/04 

ветствующей информационной выходной шиной. .УкаэанЕюе устройство предназначено для сопряжения двух каналов, имеющих интерфейс ввода-вывода, аналогичный принятому в ЕС ЭВМ 2. Недостатком этого устройства явля ется низкое быстродействие,а также отсутствие информации о состоянии устройства в процессе возникновения сбойных ситуаций. Цель изобретения - повышение быст родействия, а также расширение функциональных возможностей, связанных ,с увеличением числа индицируемых сое тояний устройства, устанавливаемых в различных сбойных ситуациях. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее два блока согласования, каждый из которых включает узел управления, соединенный двухсторонними связями с ре гистром команд и узлом начальной выборки, первые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам узла формирования состоя ния, соединенного третьим входом с первым выходом узла управления, а первым выходом - с первым входом регистра -данных,, второй вход которого подключен ко второму выходу узла начальной выборки, соединенного входом со входом узла управления, причем вход и второй выход узла управления первого блока согласования являются соответственно первыми управляющими входом и выходом устройства, вход и второй выход узла управления второ го блока согласования являются соответственно вторыми управляющими входом и выходом устройства, выходы ре гистров данных первого и второго бло ков согласования являются соответст венно первым и вторым информационны ми выходами устройства, входы регистров команд первого и второго блоков согласования являются соответст венно первым и эторым информационны ми входами устройства, вход и второ выход регистра- команд одного блока согласования подключены соответстве но к третьему и четвертому входам регистра данных другого блока согла сования, второй выход и четвертый вход узла формирования состояния од ного блока согласования соединены с ответственно с четвертым входом и вторым выходом узла формирования состояния другого блока согласовани в каждый блок согласования введены узел ускоренного -обмена и регистр сбоев, соединенный двухсторонними связями, с регистром данных и узломформирования состояния, причем первый вход регистра сбоев каждого бло ка согласова:ния подключен к третьем входу узла начальной выборки того же блока согласования, первый вход, узла начальной выборки первого блока согласования соединен с первыми. входами узлов ускоренного обмена первого и второго боков согласования вторые входы которых соединены с первым входом узла начальной выборки второго блока согласования, а третьи входы - соответственно с третьими выходами узлов управления первого и второго блоков согласовайия, выходы узлов ускоренного обмена первого и второго блока согласования соединены соответственно с первым управляющим выходом устройства и пятым входом регистра данных второго блока согласования и со вторым управляющим выходом устройства и пятым входом регистра данных первого блока согласования, четвертый выход узла управления первого блока согласования соединен со вторыми входами регистров сбоев первого и второго блока согласования, третьи входы которых подключены к четвертому выходу узла управления второго блока согласования, четвертые входы - соответственно к шестым входам регистров данных второго и первого блоков согласования, а пятйе входы соответственно к первым выходам регистров команд первого и второго блоков согласования, седьмые входы регистров данных первого и второго блоков согласования подключены соответственно к выходам соединенных двухсторонней связью регистров сбоев второго и первого блоков согласования, а также тем, что узел ускоренного обмена содержит два триггера,четыре элемента И и два элемента НЕ, причем первый и второй входы первого триггера соединены с соответствующими шинами второго входа узла, а третий и четвертый входы - соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и через первый элемент НЕ к первому входу первого элемента И и первой шине третьего входа узла, второй вход первого элемента И соединен со второй шиной третьего входа узла , первым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ со вторым входом третьего элемента И, выходы которого и четвертого элемента И соединены с соответствующими входами второго триггера, первый выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, первый выход первого триггера соединен с третьим, входом ; третьего элемента И, вторые входы второго и четвертого элементов -И соединены с соответствующими шинами первого входа, узла, а вторые выходы первого и второго триггеров подключены к соответствующим шинам выхода узла. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема -узла ускоренного обмена; на фиг. 3 - временная диаграмма ускоренного обмена.

Устройство содержит блоки 1 и 2 согласования, узлы 3,4 начальной выборки, узлы 5,6 управления, узлы7,8 формирования состояния, регистры 9, 10 данных, регистры 11,12 команд, регистры 13,14 сбоев, узлы 15,16 ускоренного обмена, 17 и 18 управляющих входов устройства и выходы 19, .20 устройства, шины 21 и 22 информационных входов устройства и выходы 23,24 устройства.

Узлы 15 и 16 ускоренного обмена содержат первый элемент НЕ 25, второй триггер 26, второй 27 и третий 28 элементы И, второй элемент НЕ 29, четвертый элемент И 30, первые триггер 31 и элемент и 32.

Устройство работает следующим образом.

Узлы 3 и 4, узлы 5 и 6 через шины 17 и 18, а также шины 19 и 20 соединяются с соответствующими каналами. Узлы 3,4,5 и 6 предназначены для реализации последовательнсоти интерфейса ввода-вывода. Регистры 11 и 12 предназначены для хранения кода операции, поступившей из соответствующего канала по входным информационным шинам 21 и 22. Данные в каналы выдаются из соответствующих регистров 9 и 10 по выходным информационHEJM шинам 23 и, 24. Узлы 7 и 8 формирования состояния предназначены для формирования состояния устройств перед началом выполнения очередной команды, а также после завершения ее выполнения. Информация о состоянии, устройства выдается в каждый х :анал. Через регистр 9 (10) данных выдается в соответствующий канал адрес устройства сопряжения, передаваемый из узла 3 (4) начальной выборки; код операции, поступивший в устройство из другого канала, передаваемый из регистра 12 (11) команд; информация о состоянии устройства, выдаваемая из узла 7 (8) формирования состояния данные, поступающие с входных информационных шин 22 (211 ; информация о сбоях, которые могут возникнуть при выполнении устройством команд канала, выдаваемая из регистров 13, 14 сбоев (14,13). Каждый регистр сбоев представляет собой восьмиразрядный регистр, каждый бит которого соответствует определенному типу сбоя в устройстве. Нулевой бит регистра определяет сбой в команде (неверный паритет) , поступившей в соответствующий регистр команд. Первый бит регистра фиксирует ситуацию, когда в противоположном узле управления (расположенном в другом блоке согласования произошел сброс или последовательность отключения от интерфейса, и этот узел перешел в неготовое состояние. Второй бит регистра определяет,.что при обмене данными в соответствующем регистре данных произошел сбой

(зафиксирован неверный паритет байта данных).Третий бит регистра определяет ситуацию, когда в соответствующих узлах управления, начальной выборки или формирования состояния произошел сбой оборудования. Четвертый пятый и шестой биты регистра уточняют эту информацию. Четвертый бит регистра устанавливается при сбое выборки в соответствующем узле на(чальной выборки, пятый бит - при сб е

0 в соответствующем узле управления, шестой - пои сбое в формировании байта состояния в соответствующем узле формирования состояния. Седьмой бит регистра устанавливается, когда в

5 противоположном узле управления выполняются последовательности селективного сброса или отключения от интерфейса. Биты 1 и 7 в совокупности позволяют точно определить тип произошедшего сброса. Содержимое ре0гистров 13 и 14 доступно каналам посредством выполнения специальной команды уточнения состояния.

.При этом биты О, 2, 4-6 регистра выдаются в противоположный канал,

5 а биты 1,3, 7 - в свой канал. Взаимодействие каналов через устройство сопряжения осуществляется путем выдачи пары соответствующих команд

(например, считать и записать .

0 Команды в устройство поступают в процессе начс1льной выборки, осуществляемой узлами 3 (4) , 5 (б), 7 (в). Коды операций хранятся . в соответствующем регистре 11 (12) команд. Об5мен происходит под управлением узлов 15 (16). Каждый из этих узлов состоит из одинаковых элементов и работает одинаковым образом. Взаимодействие между узлами осуществляется не не0посредственно, а через интерфейс канала. Для увеличения пропускной способности устройства в состав каждой управляющей выходной шины 19 (20) введена одна дополнительная сигнальная линия запроса (запрос 2), а в

5 состав каждой управляющей входной шины 17 (18)- дополнительная сигнальная линия ответа (ответ 2).

.На фиг. 3 изображена временная диаграмма ускоренного обмена для слу0чая, когда канал А, связанный с устройством через блок 1, выполняет команду записать, а канал В, связанный с устройством через блок 2, команду считать. По сигнашу запрос

5; 1 А, выдаваемому триггером 31, канал А выдает сигнал ответ 1 А вместе с байтом данных. Установка триггера 31 производится в процессе обмена сигналами интерфейса ввода-вывода.

0 Исключение составляет случай выдачи первого сигнала запрос 1 А, когда триггер 31 устанавливается в 1 по сигналу из узла управления (из узла 5 управления устанавливается триггер 31 узла 15). Сигнал ответ 1 А устанав5ливает в триггер 31 узла 15 в 1 триггер 31 узла 16. Установка в 1 триггера 31 узла 16 вызывает выдачу запрос 1 В. Вместе с этим сигналом в канал В выдается байт данных, принятый из канала А. Приняв байт данных, канал В выдает сигнал ответ 1 В. Установленный в О триггер 31 через элемент И 28 по сигналу ответ 1 А разрешает установку триггера 26 блока 15 в 1. По единичному состоянию триггера 26 в канал Pi выда тся сигнал запрос 2 А. Сигнал ответ 1 А блокирует повторную установку триггера 31 через элемент НЕ 25, исключая тем самым выдачу запросов в канал А по двум шинам одновременно. Установка триггера 26 разрешается че рез элемент НЕ 29 отсутствием сигнала ответ 2 А. Таким образом, наличие на входных шинах устройства сигналов ответ 1 или ответ 2 от какоголибо канала блокирует выдачу в этот канал соответствующего запроса (запрос 1 или запрос 2). В ответ на сиг налы запрос 1 В и запрос 2 А, каналы в и А выдают соответственно сигналы ответ 1 В и ответ 2 А. Канал А вместе с сигналом отрет 2- А выдает следу ющий байт данных, а канал В , выдава сигнал ответ 1 В, принимает предыдущий байт данных. По сигналам ответ 1В и ответ 2 А устанавливаются в О триггер 31 узла 16 через элемент Н 27 и триггер 26 узла 15 через элемент И 30. Установка в О этих триггеров сбрасывает сигналы запрос 2А и запрос 1 В. По сигналу ответ 2 А, нулевому состоянию триггера 31 и отсутствию сигнала ответ 1 А устанавливается в 1 триггер 31 узла 15, а в канал 1 выдается запрос 1 А на обмен следующим байтом данных. По сигналу ответ 1 В, нулевому состояни триггера 31 и отсутствию сигнала ответ 2 В устанавливается в 1 трйггер 26 узла 16, а в канал В вьщается сигнал запроса 2 В. Выдача и сброс следующих запросов осуществлю ется аналогично. Таким образом, устройство позволя ет записывающему каналу выдавать каж дый последующий байт во время приема считывающим каналом предыдущего байта, не дожидаясь окончания последовательности приема предыдущего байта, это увеличивает быстродействие и пропускную способоность устройства. Расширение функциональных возможностей, полученное за счет введения узлов регистрации сбоев, улучшает эффективность от использования устройства сопряжения. Наличие инфор мации, фиксирующей различные сбойные ситуации в устройстве сопряжения, по воляет оператору ускорить поиск неисправности, тем самым улучшается такой параметр надежности, как вели чина среднего времени восстановления Формула изобретения 1. Устройство для сопряжения каналов ввода-вывода, содержащее два блока согласования, каждый из которых включает узел управления, соединенный двухсторонними связями.с регистром команд и узлом выборки, первые , выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам узла формирования состояния, соединенного ретьим входом с первым выходом узла управления, а первьдм выходом-с первым входом регистра данных, второй вход которого подключен ко второму выходу узла начальной выборки, соединенного входом со входом узла управления,причем вход и второй выход узла управления первого блока согласования являются соответственно первыми управляющими входом и выходом устройства-, вход и второй выход узла управления второго блока согласования являются соответственно вторыми управляющими входом и выходом устройства, выходы регистров данных первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства, входы регистров команд первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, вход и второй выход регистра команд одного блока согласования подключены соответственно к третьему и четвертому входам регистра данных другого блока согласования, второй выход и четвертый вход узла формирования состояния одного блока согласования соединены соответственно с четвертым входом и вторым выходом узла формирования состояния другого блока согласования, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в каждый, блок согласования введены узел ускоренного обмена и регистр сбоев, соединенный двухсторонними связями с регистром данных и узлом формирования состояния, причем первый вход регистра сбоев каждого блока согласования . подключен к третьему выходу узла начальной выборки того же блока согласования, первый вход узла начальной выборки первого блока согласования соединен с первыми входами узлов ускоренного обмена первого и второго блоков согласования,- вторые входы которых соединены с первым входом узла начальной выборки второго блока согласования, а третьи входы соответственно с третьими выходами узлов управления первого и второго блоков согласования, выходы узлов ускоренного обмена первого и ВТОРОГО

блока согласования соединены соответственно с первым управляющим выходом устройства и пятым входом регистра данных второго блока согласования и со вторым управляющим выходом устройства и пятым входом регистра данных первого блока согласования, четвертый выход узла управления первого блска согласования соединен совторыми входами регисторов сбоев первого и второго блока согласования,третьи входы которых подключены к четверто- 0 му выходу узла управления второго блока согласования, четвертые входысоответственно к шестым входам регистов данных второго и первого блоков согласования, а пятые входы - к соот- 15 ветственно первым выходам регистров команд первого и второго блоков согласования, седьмые входы регистров данных первого и второго блоков согласования подключены соответственно к в 20 выходам соединенных двухсторонней связью регистров сбоев второго и первого блоков согласования.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающе. еся тем, что узел ускорен-ч

ного обмена содержит два триггера, етыре элемента И и два элемента НЕ, ричем первый и второй входы Первого риггера соединены с соответствующими шинами второго входа узла, а трет и четвертый входы - соответственно с выходами первого и - второго элементов И, первый вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и через первый элемент НЕ к первому входу первого элемента И и первой шине третьего входа узла, второй вход первого элемента И соединен со второ шиной третьего входа узла, первым вхдом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ со вторым входом третьег9 элемента И, выходы которого и четвертого элемента И соединены с соответствующими входами второго тригера, первый выход которого соединен с третьим входом первого элемента И,первый выход первого триггера соединен ,с третьим входом третьего элемента И, вторые входы второго и четвёртого элементов И соединены с соответствующими шинами первого входа узла, а вторые выходы первого и второго триггеров подключены к соответствующим шинам выхода узла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 572777, кл. G Об Р 3/04, 1973.

2,Патент США № 3400372, . кл. 340-1725, 1970. прототип/

Уст. пербого запросi ft

Запрос 1 Л

Ответ 1А

С5рас первого запрос / А

Уст. первого Запрос 1 В

Запрос 16

Ответив Запрос 21

OmSemt Л Запрос t в

Ответ г В