Устройство для обмена Советский патент 1982 года по МПК G06F3/04 

(54) УСТРОЙСТВО OBflEHA

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке многомашинных вычислительных комплексов и сетей ЭВМ для связи однотипных и разнотипных вычислительных машин между собой, для связи ЭВМ с нестандартными внешними устройствами и физическими объектами.

Известно устройство обмена, содержащее блок управления линиями, буферные регистры данных, блок управления интерфесом к памяти вычислительной системы 1.

Недостатком устройства является отсутствие возможности диагностики работы устройства сопряжения в вычислительном комплексе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому: эффекту является устройство обмена, содержащее регистры команд, буферные регистры данных, блок управления связью с основной машиной, блок управления линиями связи, блоки усили- , телей связи с линией 21.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности диагностики работы устройства,что приводит к сужению функциональных возможностей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет организации процесса диагностики.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство обмена, содержащее блок управления связью с каналом, два блока формирования команд, два

10 буферных регистра, блок усилителей и блок управления связью с абонентом, причем первый информационный вход устройства соединен с первым информационным -входом первого буферного ре15гистра и с информационным входом первого блока формирования команд/ информационный выход которого соединен со вторым информационным входом первого буферного регистра и с первым

20 кодовым входом блока управления связью с каналом, стробирующий, разрешающий, кодовый выходы, запускающий и второй кодовый входы блока управления связью с каналом соединены

25 соответственно с управляющим входом ;первого блока формирования команд, с вторым запускающим входом блока управления связью с абонентом, с первым информационным входом второго бу30ферного регистра, с первым управлякядим входом устройства и с информационным выходом второго блока формирования команд, первый, второй, третий информационные входы блока усилителей соединены соответственно с кодовым выходом блока управления связью с абонентом, с вторым информационным входом устройства, с информационным выходом первого буферного регистра, первый, второй и информационные выходы блока усилителей соединены соответственно с кодовым входом блока управления связью с абонентом, с информационным входом второго блока формирования команд и с вторым информационным входом второго буферного регистра, разрешающий и стробирующий выходы блока управления связью с абонентом соединены соответственно с управляющим входом второго блока формирования команд и с управляющим входом первого буферного регистра, выход готовности блока управления связью с каналом, выход второго буферного регистра, вход и выход управляющей информации блока усилителей являются соответственно первыми управляющим и информационным выходами и вторыми управляющими входом и выходом устройства, введены регистр состояния абонента, блок хранения ошибок, блок задания режима, блок управления передачей сбоев и триггер готовности, причем первый и второй задающие выходы первого блока формирования команд соединены соответственно с первым установочным входом блока хранения ошибок и с вторым установочным входом блока задания режима, второй и третий установочные входы блока хранения ошибок соединены соответственно с контрольным выходом первого буферного регистра и выходом сигнала ошибки блока управления связью с каналом, первый задающий выход блока хранения ошибок соединен с первым установочным входом блока управления связью с каналом и с вторым признаковым входом блока управления передачей сбоев, второй задающий и кодовый выходы блока хранения ошибок соединены соответственно с установочным входом регистра состояния абонента и с третьим информационным входом первого буферного регистра, первый и третий установочные входы блока задания режима соединены с задающими выходами соответственно блока управления связью с каналом и второго блока формирования команд, выход блока задания режимов соединен с вторым установочным входом блока управления связью с каналом, с запрещающим входом блока хранения ошибок и с режимным входом блока управления передачей сбоев, второй информационный выход блока усилителей соединен с

информационным входом регистра состояния абонента, выход которого соединен с третьим установочным входом блока управления связью с каналом и с третьим информационным входом второго буферного регистра, первый управляющий выход блока управления передачей сбоев соединен с входом триггера готовности и с управляющим входом регистра состояния абонента, второй управляющий выход блока уп равления передачей сбоев соединен с первым запускающим входом блока управления связью с абонеатом, первый и второй выходы триггера готовности соединены соответственно с установочным входом блока управления связь с абонентом и с запрещающим входом блока усилителей, а задающий выход блока управления связью с абонентом соединен с первым признаковым входом блока управления передачей сбоев.

Кроме того, блок управления передачей сбоев содержит два элемента И, два триггера, причем режимный вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый и второй признаковые входы блока соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены с установочными входами соответственно первого и второго триггеров, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - первого (второго) блока команд; на фиг.З блока управления связью с каналом; на фиг. 4 - блока управления связью абонентом на фиг. 5 - блока задания режима; на фиг. б - блока хранения ошибок; на фиг. 7 - блока управления передачей сбоев.

Устройство обмена содержит (фиг.1 первый блок 1 формирования команд, первый буферный регистр 2, блок 3 управления связью с каналом, блок 4 управления связью с абонентом, блок усилителей, второй блок б формирования команд, второй буферный регистр блок 8 задания режимов, блок 9 хранения ошибок, регистр 10 состояния абонента, блок 11 управления передачей сбоев, триггер 12 готовности, а также первый информационный вход 13, первый управляющий вход 14, первый управляющий выход 15, первый информационный выход 16, второй информационный выход 17, второй информационный вход 18, второй управляющий выход 19, второй управляющий вход 20, группу 21 выходов для связи с абонентом, выходы блока управления связью с-каналом: стробирующий выход 22, выход 23 сигнала ошибки, разрешающий выход 24, задающий выход 25, кодовый выход 26, выход 27 готовности, входы блока управления связью с каналом: первый кодовый вход 28, первый установочный вход 29, второй установочный вход 30, третий установочный вход 31, второй кодовый вход 32, запускающий вход 33, входы и выходы пе вого блока команд: информационный вход 34, управляющий вход 35, информ ционный выход 36, первый и второй задающие выходы 37 и 38, входы и выходы блока хранения ошибок: первый установочный вход 39, второй установочный вход 40, запрещающий вход 41, третий установочный вход 42, кодовый выход 43, первый 44 и второй 45 задающие выходы, входы и выходы блока задания режимов: первый 4Ь, второй 47 и третий 48 установочные входы, выход 49, входы и выходы регистра со стояния абонента: управляющий вход 50, информационный вход 51, установо ный вход 52, выход 53, входы и выходы второго блока команд: управляющий вход 54, информационный вход 55, информационный выход 56, задающий выход 57, входы 58-60 и выход 61 вто рого буферного регистра, информационные 62-64, управляющий 65 входы И информационный 66 и контрольный 67 выходы первого буферного регистра, входы и выходы блока 4 управления связью с абонентом: кодовый вход 68, первый запускающий вход 69, установо ный вход 70, второй запускающий вход 71, стробирующий выход 72, кодовый выход 73, задающий выход 74, разрещающий выход 75, вход 76 и выходы 77 и 78 триггера готовности, первый признаковый вход 79, режимный вход 80, второй признаковый вход 81, управляющие выходы 82 и 83 блока управ ления передачей сбоев, первый информационный вход 84, запрещающий вход 85, второй информационный вход 86, вход 87 управляющей информации, первый информационный, выход 88, второй информационный выход 89, третий информационный выход 90, выход 91 управляющей информации, третий информа ционный вход 92 блока усилителей. Блок 1 формирования команд содержит (фиг. 2) датчик 93 адреса, напри мер тумблерный регистр, схему 94 сравнения, регистр 95 адреса, элемен И 96, триггеры 97-100, регистр 101 состояния, узел 102 контроля, датчик 103 режима (например тумблер). Блок 3 управления содержит{фиг.3) регистр 104 команды, дешифратор 105, узлы 106 и 107 контроля, элемент ИЛИ 108. Блок 9 хранения ошибок содержит (фиг. 4) триггеры 109-112 и элемент ИЛИ 113. Блок 4 управления связью с абонен том содержит (фиг. 5) элемент ИЛИ- 11 триггеры 115-117, элемента 118, триггеры 119-123, элемент И 124. Блок 8 задания режимов содержит (фиг.6) элемент ИЛИ 125 и триггер 126. Блок 11 управления передачей сбоев содержит (фиг. 7) элемент И 127, элемент И 128 и триггеры 119-130. Первый блок 1 формирования команд предназначен для расшифровки и хранения команды, поступившей из канала ввода-вывода ЦВМ. В соответствии с-принятой командой он защает. режим работы устройства. Буферный регистр 2 служит для временного хранения кодов команд, данных и кода ошибки, поступающего из блока 9 хранения ошибки для последующей их выдачи в линию 21 связи. Блок 3 управления связью с каналом принимает, интерпретирует и формирует управляющие сигналы канала ЦВМ, также он управляет работой отдельных узлов устройства. Блок 4 управления связью с абонентом служит для интерпретации и формирования управляющих сигналов линии 21 связи, а также управляет работой некоторых узлов устройства. Блок 5 усилителей предназначен для формирования (усиления) информационных и управляющих сигналов, передаваемых в линию 21 связи и принимаемых из линии 21 связи. Второй блок 6 формирования команд предназначен для расшифровки и хранения кода команды, поступившей от абонента из линии 21 связи. Буферный регистр 7 предназначен для временного хранения данных и кодов команд, поступающих из линии 21 связи, а также для приема и выдачи на информационный выход 16 основного байта состояния устройства и байта состояния абонента. Блок 8 задания режимов задает режимы работы устройства сопряжения с использованием самодиагностики и без нее (расширенный режим и режим совместимости соответственно). Режим работы устройства задается программным Путем при помощи соответствующих команд управления. Он анализирует коды команд, поступающие на регистры команд. Блок 9 хранения ошибок служит для хранения информации о характере происшедшего сбоя в устройстве или в виде сброса, пришедшего от канала ввода-вывода ЦВМ для последующей передачи этой информации на выход 19. Регистр 10 состояния абонента предназначен для приема и хранения кода ошибки, поступающего от абонента с линии 21 связи, а также для индикации сбоя в устройстве для последующей выдачи этой информации в канал ЦБМ. Блок 11 управления передачей сбо ев служит для организации процедур приема и выдачи информации о сбоях связи в устройстве и у абонента сигналов управления, идентифицирующих код ошибки, осуществляет органи зацию приема этого кода на регистр 10 состояния абонента, а получив из блока 9 сигнал о наличии информа ции о сбое на устройстве, осуществляет управление передачей кода оши ки на линию 21 связи и, после перед чи этого кода ошибки, - управление переводом устройства сопряжения в состояние Не готов для абонента Триггер 12 готовности фиксирует состояние готовности абонента к работе при обращении к устройству со стороны канала ЦВМ и сообщает об этом в канал ЦВМ; сообщает абоненту о неготовности устройства к работе вследствие неготовности канала ЦВМ, сбоя в устройстве, автономного режи ма работы и т.д. . Устройство сопряжения работает следующим образом. Обмен информацией осуществляется между каналом ввода-вывода ЦВМ и ли нией связи, связывающей абоненты с устройством. Инициатором обмена может быть и канал и линия связи. Всю процедуру обмена можно условно разбить на три этапа. При инициации обмена со стороны канала ЦВМ первый этап - прием кода команды из канала ЦВМ и выдача его в линию связи абонента; второй-прием кода встречной команды с линии связи; третий - передача данных. При инициации обмена со стороны линии связи (абонента) первый этап прием кода команды с линии связи и сообщение об инициации обмена в канал ЦВМ; второй - прием кода встреч ной команды из канала ЦВМ и передач его в линию связи (абоненту); трети передача данных. Все поступающие на устройство команды являются командами трех типов: команды обмена - Читать, Записать, команды управления Управление, Перейти в расширенный режим , Перейти в режим совместимости и команды проверки устройства. Причем команды управления требуют только двух первых этапов обмена а команды проверки устройства выпол няются со стороны канала ЦВМ без пе редачи кода команды в линию связи. Начиная выборку, канал ЦВМ выдае на вход 13 адрес устройства в сопро вождении сигнала АДР-К ко входу 14. Адрес со входа 28 блока 3 поступает в регистр 95 адреса (фиг. 2). В слу чае совпадения адресов, поступающих на входы схемы 94 сравнения с выходов регистра 95 и датчика 93 адреса На выходе схемы 94 сравнения вырабатнвается сигнал о соответствии адресов. Затем канал ЦВМ выдает по входу 14 сигнал ВБР-К, который поступает на вход 33 блока 3, на триггер 97, устанавливая его в . Единичный сигнал с выхода триггера 97 и выходнрй сигнал схемы 94 сравнения устанавливают в единичное состояние триггер 99 (РАВ-А). Триггер выдает сигнал на выход 27, на выход 15 и в канал ЦВМ. В ответ на сигнал РАБ-А к§1Нал выдает на вход 13 код команды всопровождении сигнала УПР-К по входу 14. С входа 33 блока 3 этот сигнал устанавливает в триггер 98, выходной сигнал которого с выхода 22 блока 3 поступает на вход 35 блока 1тем самым разрешен прием кода канала в регистр 104 (фиг. 3) по входу 34. В блоке 1 код команды контролируется узлом 106. Узлом 107 контролируются ВЫХОДЫ дешифратора. Если сбоя нет, то код с регистра 101 (байт состояния) передается каналу ЦВМ. При обнаружении сбоя сигнал с выхода 37 блока 1 поступает на вход 39 блока 9 и взводит триггер 110, сигнализирующий о сбое команды. Этот сигнал с выхода 44 блока 9 поступает на вход 29 блока 3 и с выхода 43 на вход 64 буферного регистра 2. В блоке 3 устанавливается разСбой адаптера в регистре 101 В сопровождении сигнала УПРА (единичное состояние триггера 100) содержимое регистра 101 (байт состояния) с выхода 26 блока 3 поступает на вход 58 буферного регистра 7 и далее на выход 16 устройства в канал ЦВМ. Сигнал с выхода 44 блока 9 поступает также на вход 81 блока 11 (фиг. 7), через элемент ИЛИ 128 и триггер 130 на выход 83 блока 11, затем на вход 69 блока 4. С выхода 24 блока 3 выдается сигнал на вход 71 блока 4. В блоке 4 анализируется готовность абонента, и если абонент готов, то на выходе 72 блока 4 формируется строб, который разрешает вьвдачу кода ошибки из регистра 2 на вход блока 5, на его выход 17 и далее абоненту. При отсутствии сбоя в регистре 104 или дешифраторе 105 начинается процедура передачи кода команды абоненту. По сигналу с входа 71 блок 4 вырабатывает запрос на передачу абоненту (взводится триггер 115) , который по цепочке: выход 73, вход 84, выход 19 поступает абоненту. Абонент отвечает сигналом готовности и запросом на байт (поступают по цепочке: вход 20, вход 87, выход §8 и вход 68), которые взводят триггеры 117,120 и 116 в блоке 4 при этом формируются сигналы на выходах 72 и 73 блока 4. Сигнал с выхода 72 разрешает передачу абоненту кода команды из регистра 2 по цепочке: выход 66, вход 32 блока 5, выход 90, в сопровождении строба по цепочке: выход 73, вход 84, выход 91,выход 19 По получении кода команды от устройства абонент посылает ответный код. Для этого абонент выставляет запрос на передачу (взводится триггер 121 в блоке 4), устанавливаются в единицу триггеры 122 и 123, сообщая абоненту о готовности устройства к обмену (триггер 122) и выставляя запрос на байт (триггер 123), в ответ абонент присылает строб (взводится триггер 116) , по сигналу 74 (фиг. 5) по входу 79 взводится триггер 129 блока 11 (фиг. 7). По цепочке: выход 82 блока 11, вход 70 и выход 75 блока 4 вырабатьшается сигнал, который разрешает прием кода команды абонента на вход 55 блока 6. с выхода 56 блока б код команды поступает на вход 32 блока 3, где срав нивается с кодом команды, находящимся в блоке 1. Если коды команд не совпадают, то на выход 16 выдается байт состояния с индикаторами Внимание , Занято, если они совпадают, то начинается передача данны Если же абонент передал не код команды, а код ошибки, то блок 11 распознает, что идет передача кода ошибки (на его вход 79 поступает сиг нал) при этом в устройстве должен быть установлен расширенный режим: есть сигнал на входе 80). С выхода 82 блок 11 вырабатывает строб, разрешающий прием кода в регистр 10. По коду ошибки (выход 56, вход 32 блока 3) в блоке 3 формируется сигнал Сбой адаптера и устройство переходит в состояние Не готов (взводится триггер 12 по входу 76). Если канал ЦВМ желает считать код ошибки абонента, содержимое регистра 10 с выхода 53 передается на вход 59 регистра 7 и далее в канал ЦВМ. При возникновении сигнала Сбой оборудо вания на триггере 112 блока 9, сигнал с вьлхода 45 блока 9 поступает на вход 52 регистра 10. Передача кода ошибки в канал ЦВМ производится только в расширенном ре жиме. В случае неготовности устройства обмена все усилители в блоке 5 блокируются сигналом, поступающим на вход 85 блока с выхода 78 триггера 1 Режим работы устройства (расширен ный или режим совместимости) может задаваться либо каналом ЦВМ по цепоч ке: выход 38 блока 1, вход 48 блока либо абонентом по цепочке: выход 57 блока 6 вход 46 блока 8, либо вручную из блока 3 по цепочке: датчик 10 выход 25 (фиг- 2), вход 47 блока 8. Если устройство работает в расширенном режиме, то блок В сигналом со своего выхода 49 разрешает формирование в локе кода ошибки. При работе в режиме совместимости блок 8 формирует сигнал блокировки на входе 30 блока 3, запрещая тем самым установку индикатора Сбой адаптера . Введение новых блоков для осуществления самодиагностики позволяет полностью исключить ситуации, приводящие к зависанию системы при некорректной работе программного обеспечения одной из ЦВМ или при нарушении работы устройства обмена. При случайных нарушениях в работе устройства обмена система самодиагностики обеспечивает завершение текущей операции ввода-вывода, что существенно влияет на работоспособность системы. Вместо перегрузки системы (на что уходит 15-20 мин рабочего вое мени ВМ), требуется лишь повторить операцию ввода-вывода, при выполнении которой произошла случайная ошибка (потери составляют несколько десятков милисекунд). Опыт работы экспериментальной вычислительной сети показывает, что подобные нарушения в работе устройства обмена возникают, в среднем, 2-3 раза в неделю, т.е. около 100 раз в год. Затраты времени на перезагрузку системы при этом составят 2000 мин, или 33 ч за год. При серьезных нарушениях в работе устройства обмена система самодиагностики устройства обеспечивает передачу диагностической информации хотя бы в одну из ЦВМ, что существенно сокращает время на поиск неисправности и ее устранение (с 1-2 ч до 10-20 мин, причем отпадает необходимость использовать машинное время обеих ЦВМ для тестирования устройства. Такие нарушения, как показывает статистика, происходят, в среднем, раз в неделю, т.е. около 50 раз в год. Потери времени при этом составляют 100 ч в год. Суммарные потери времени составляют около 133 ч в год. Ориентировочный экономический эффект при стоимости машинного времени 400 руб. ч за год составит 400 руб.х X 133 ч 53200 руб. Формула изобретения 1. Устройство обмена, содержащее блок управления связью с каналом, два блока формирования команд, два буферных регистра, блок усилителей и блок управления связью с абонентом, причем первый информационный вход устройства соединен с первым информационным входом первого буферного

регистра и с информационньом входом первого блока формирования команд, информационный выход которого соединен со вторым информационным входом первого буферного регистра и с первым кодовым входом блока управления связью с каналом, стробир5тощий, разрешающий, кодовый выходы, запускающий и второй кодовый входы блока управления связью с каналом соединен соответственно с управляющим входом первого блока формирования команд, с вторым запускающим входом блока управления связью с абонентом, с первым информационным входом второго буферного регистра, с первым управляющим входом устройства и с информационным выходом второго блока формирования команд, первый, второй, третий информационные входы блока усилителей соединены соответственно с кодовым выходом блока управления связью с абонентом, с вторым информационным входом устройства, синформационным выходом первого буферного регистра, первый, второй и третий информационные выходы блока усилителей соединены соответственно с кодовым входом блока управления связью с абонентом, с информационным входом второго блока формирования команд и с вторым информационным входом.второго буферного регистра, разрешающий и стробирующий выходы блока управления связью с абонентом соединены соответственно с управляющим входом второго блока формирования команд и с управляющим входом первого буферного регистра, выход готовности блока управления связью с каналом, выход второго буферного регистра, вход и выход управляющей информации блока усилителей являются соответственно первыми управляющим и информационным выходами и вторыми управляющими входом и выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет организации процесса диагностики, оно содержит регистр состояния абонента, блок хранения ошибок, блок задания режима блок управления передачей сбоев и триггер готовности, причем первый и второй задающие выходы первого блока формирования команд соединены соответственно с первым установочным входом блока хранения ошибок и с вторым установочным входом блока задания режима, второй и третий установочные входы блока хранения ошибок соединены соответственно с контроль,нымвыходом первого буферного регистра и с выходом сигнала ошибок блока управления связью с каналом, первый задающий выход блока хранения ошибок соединен с первым установочным входо

блока управления связью с каналом и с вторым признаковым входом блока управления передачей сбоев, второй задающий и кодовый выходы блока хранения ошибок соединены соответственно с установочным входом регистра состояния абонента и с третьим информационным входом первого буферного регистра, первый и третий установочные входы блока задания режима соединены с задающими выходами соответственно блока управления связью с каналом и второго блока формирования команд, выход блока задания режима соединен с вторым установочным входом блока управления связью с каналом, с запрещающим входом блока хранения ошибок и с режимным входом блока управления передачей сбоев, второй информационный выход блока усилителей соединен с информационным входом регистра состояния абонента, выход которого соединен с третьим установочным входом блока управления связью с каналом и с третьим информационньм входом второго буферного регистра, первый управляющий выход блока управления передачей сбоев соединен с входом триггера готовности и с управляющим входом регистра состояния абонента, второй управляющий выход блока управления передачей сбоев соединен с первым запускающим входом блока управления Ьвязью с абонентом, первый и второй выходы триггера готовности соединены соответственно с установочным входом блока управления связью с абонентом с запрещающим входом блока усилителей, а задающий выход блока управления связью с абонентом соединен с первым признаковым входом блока управления передачей сбоев,

2, Устройство по п. 1о, отличающееся тем, что блок управления передачей сбоев содержит два элемента И, два триггера, причем режимный вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый и второй признаковые входы блока соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены с, установочНШШ входами соответственно первого и второго триггеров, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3

36

Фиг.Ъ

т/-™-.-djft ,г-1

fiL i5j--i//j

Фиг. 2

Фue.f

Itl Iff

if L L