Мультиплексный канал Советский патент 1982 года по МПК G06F3/04 

(54) МУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ КАНАЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при построении вычислительных систем.

Известен мультиплексный канал, -содержащий адресный регистр и регистр информации, соединенные с запоминающим устройством, блок хранения управляющего слова, соединенный с адресным регистром и регистром информации, блок сопряжения, соединенный с устройствами ввода-вывода и регистром информации l

Известный канал осуществляетначальную загрузку ЦЕН полуавтоматически, т.е. оператор вручную, с по- мощью переключателей, выбирает устройство ввода и инициирует операцию чтения. Такая реализация начальной загрузки не позволяет обеспечить эффективное управление со стороны главной управляющей ЦВМ машинами нижнего уровня в иерархических вычйсли тельных системах , работающих в реальном масштабе времени, так как первоначальная загрузка каждой ЦВМ осуществляется автономно.

Кроме того, в канале отсутствуют аппаратные средства для управления вводом данных от абонентов. В результате приходится использовать программные средства, обеспечивающие опрос абонентов с целью выявления сообщений, ожидающих передачи. Между моментами опроса первого и последнего абонента может пройти достаточно много времени, что сушественнодля систем, работающих в реаль ном масштабе времени. В системах, в

10 которых пакеты передаваемых данных имеют переменную длину, программные средства усложняются, что сказывается также на производительности вычислительной системы. Отсутствие

15 средств управления вводом информации приводит к неэффективности работы запросных систем, систем коллективного пользования и сетей связи.

При этом в известном канале от20сутствует также возможность передачи в процессор внииних запросов на прерывание, которые позволяют процессору отвечать на сигнгшы от внешних объектов, подключаемых к каналу.

25

Таким образом, известный канал ввода-вывода не обеспечивает эффективную работу вычислительных систем.

Наиболее близким к изобретению является мультиплексный канал, который содержит блок хранения управляюще30

го слова-,, блок сопряжения, регистр состояния, адресный регистр и регистр информации, причем первые входы-выходы регистра адреса и регистра информации соединены соответственно с первыми ,и вторыми входами-выходами канаЛа, 5 вторые входы соединены с первым вы ходом блока сопряжения, третьи входы с выходом блока хранения управляющего слова, вход которого соединен с вторым выходом регистра информации Ю и первым входом блока сопряжения, вторые входы-выходы которого соединены с третьими входами-выходами канала, третий вход блока сопряжения соединен с первым выходом блока управ-15 ления, третий выход - с первым входом регистра состояния, выход которого соединен с четвертым входом регистра информации и nepBtiM входом блока управ|Ления, второй выход которого соединен 20 с вторым входом регистра состояния, третий выход - с пятым входом регистра информации, и четвертый выход является выходом канала 2 .

В указанном мультиплексном канале 25 также отсутствуют аппаратные средства для управления вводом данных от абонента и возможность передачи в процессор внешних запросов на прерывание, что приводит к неэффективной работе эп запросных систем., систем коллективного пользования, сетей связи, и не позволяет процессору отвечать на .сигналы от внешних 66beijTOB, подключенных к каналу. .,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей мультиплексного к&н ал а за счет возкюжности управления вводом данных от абонента. .

Поставленная цель достигается тем,40 что в мультиплексный канал, содержащий регистр адреса, регистр информации, блок управления, регистр состояния, блок хранения управляющего слова и блок сопряжения, причем первые 5 входы - выходы регистра адреса и регистра информации соединены.соответственно с первыми и вторыми входамивыходами канала, первые входы соединены с первым выходом блока сопряже- -л ния, вторые входы - с выходом блока хранения управляющего слова, вход которого соединен с вторым выходом регистра информации и первым входом блока сопряжения, вторые входал-выходы которого, соединены с третьими входами-выходами канала, третий вход блокасопряжения соединен с первым выходом блока управления, третий выход - с перэым входом регистра состояния, выход которого соединен с 0 третьим входом регистра информации и первым входом блока управления, второй выход которого соединен с вторьад входом регистра состояния, третий выход. - с четвёртым входом ре- 65

гистра информации, и четвертый выход является выходом канала, введены запоминающий блок, дешифратор и регист служебного символа, причем первый вход регистра служебного символа .соединен с третьим выходом блока соп:ряжения, второй вход - с пятым выходом блока управления, выход - с .пятым входом регистра информации и входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока управления и первым входом запоминающего блока, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления, и выход - с третьим входом регистра адреса и шестым входом регистра информации. Кроме того, блок, упр.аления содержит группу элементовИ-ИЛ адресный регистр, дешифратор, узел синхронизации, генератор импульсов, постоянное запоминающее устройство и формирователь управляющих импульсов, причем первые входы элементов И-ИЛИ являются соответствующими входами блока, а выходы соединены с первым входом адресного регистра, второй вход и выход которого соединен соответственно с первым выходом формирователя управляющих импульсов, и первым входом доиифратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом узла синхронизации и входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом формирователя управляющих импульсов, второй вход которого соединен с вторым.выходом узла синхрнизации, вход которого соединен с выходом генератора импульсов -::второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выход: Фо1 « роватбля управляющих импульсов являются соответственно первым, вторьш, третьим, четвертым пятым и шестым выходами блока, а восьмой выход соединен с вторыми входами элементов И-ИЛИ группы.

На фиг.1 представлена схема мультиплексного канала на фиг.2 - схема блока управления.

Мультиплексный канал содержит регистр 1 адреса, запоминающий блок 2, предназначенный для формирования фиксированных управляющих слов при первоначальном вводе информации и вводе заголовка в оперативную память (не показана), блок 3 хранения управляющего слова, предназначенный для хранения и модификации текущего управляющего слова, регистр 4 информации, блок 5 Управления, предназначенный дпя управления режимами загрузки, дешифратор б, регистр 7 служебных символов, блок 8 сопряжения с устройствами ввода-вывода (не показаны) , регистр 9 состояния, предназначенный для хранения байта соетояния устройства ввода-вывода, шины 1 О сопряжения с устройствами ввода-вывода, шины 11-13 управления.

Связь с оперативной памятью и процессором (не показан) осуществляется через адоесные шины 14 и информадионные шины 15.

Блок 5 управления, сбдержит формирователь 16 управляющих импульсов, Постоянное запоминающее устройство 17, дешифратор 18, адресный регистр 19, группа элементов И-ИЛИ 20 условных переходов, узел 21 синхронизации и генератор 22 импульсов.

Мультиплексный канал работает следующим образом.

Устройство ввода (не показано) посылает в блок 8 сопряжения по шина 10 запрос на преры1вание. Блок 8 сопряжения организует прием байта сотояния из устройства сопряжения и эа писывает его в регистр Э состояния. Байт состояния анализируется в блоке 5. при наличии в байте состояния сигНсша Внимание запускается блок 5. При этом блок 5 выдает в блок сопряжения сигнал по шине 11, который через блок 8 сопряжения выдается на усройство ввода и разрешает-выдачу в канал служебного символа. По шине 12 устанавливается разрешение на при ем служебного символа в регистр 7, который принимается блоком 8 и переписывается в регистр 7. Служебный сивол задает режим работы блока 5. Служебный символ дешифрируется дешифратором 6. 3 зависимости от результата дияифрации блок 5 настраивается на режим начальной загрузки (принят символ Начало текста), режим ввода заголовка (принят символ Начало заголовка), режим обработки . внешнего ио отношению к ЦВМ прерывания (принят символ Ид::ентификат.ор внетянего прерывания) и режИм обработки запрещенного служебного символа.

В режиме начальной загрузки блок 5 организует обнуление (запись нулевых слов) ячеек памяти подканала,

соответствующих устройству ввода,

иниодирующеку загрузку и запись фиксированного управляющего слова. Память подканала может находиться в оперативной памяти ЦВМ или в собственной памяти канала, что не имеет значения. Для обнуления и записи управляющего слова блок 2 под управлением блоков 5 и б формирует константы, которые записываются в память через регистр 4 информации. Адреса ячеек памяти подканала формируются путем присоединения к адресу устройства ввода, передаваемому из блока 8 сопряжения в регистр 1 адреса, базового адреса (константы) из блока.2. Дальнейшая работа канала

осуществляется обычным образом, т.е. под управлением сформированного управляющего слова осуществляется прием нового управляющего слова из устройства ввода, переход по цепи управляющих слов к вновь принятому управляющему слову и загрузка памяти под управлением последнего.

.Режим ввода заголовка выполняется аналогично режиму начальной загрузки Блок 2 при этом формирует управляющее слово, задающее область памяти для ввода заголовка, отведенную або(ненту, инициирующему обмен.

После записи управляющего слова в память подканала осуществляется запись слова состояния канала в фиксированную ячейку памяти и выдача запроса на прерывание ЦВМ по шине 13. Адрес фиксированной ячейки формиру,ется блоком 2. Слово состояния кана1ла содержи байт состояния устройства ввода в битом Внимание и слу- , жебным символом Начало заголовка. Для записи слова состояния канала содержимое регистров 7 и 9 переписывается в регистр 4.

Заголовок содержит информацию, характеризующую вводимое сообщение и абонент: идентификатор абонента, тип действия при вводе, приоритет сообщения, объем сообщения и. т.д. По окончании ввода заголовка в память обмен приостанавливается. После анализа ЦВМ слова состояния канала и заголовка в канал выдается команда Начать ввод, разрешающая ввод текста сообщения. Выдача процессором команды в канал может осуществляться любым известным способом.

Таким образом, ввод заголовка осуществляется под управлением управляющего слова, сформированногб каналом, а ввод текста - под управлением управляющего слова, сформированного процессором. Привводе заголовка и текста сообщения канал работает обычным образом, т.е. на запрос абонента считывается из памяти подканала управляющее слово и заносится в блок 3, затем принимается символ данных из шины 10 сопряжения в блок 8, записывается символ данных по адресу в управляющем слове из блока 3 в оперативную память через регистры 1 и 4, модифицируется управляющее слово в блоке 3 и возвращается в память подканала. Затем канал переходит к обслуживанию запросов от других устройств.

Так как режим работы мультиплексный, ввод заголовком может осуществляться от многих устройств ввода.

Режим обработки внешнего прерывания отличается от предыдущих режимов .отсутствием передачи данных. При это в ЦВМ записывается слово состояния канала с битом Внимание и служебным символом - идентификатор внешне го прерывания. Этот режим позволяет ЦВМ отвечать на. прерывания от внешних объектов. В случае приема каналом запрещенной комбинации служебного символа блок 5 организ гет запись в регистр 9 состояния бита Ошибка в сопряжении, запись слова состояния канала в фиксированную ячейку памяти и выда чу запроса на прерывание в ЦВМ по шине 13. Блок 5 управления работает .следующим образом. Дешифратор 18 управляется кодом р гистра 19. При поступлении кода в ре гистр 19 дешифратор 18 вырабатывает на одном из выходов сигнал, подаваемый на один, из входов шифратора. На выходе шифратора образуются сигналы, управляющие работой мультиплексного канала. Одному сигналу на выходе дешифратора 18 соответствует несколько сигналов на выходе шифратора. На входе регистра 19 установлен элемент И-ИЛИ 20, управляемый логическими условиями таким образом, что кед в регистре 19 образуется в зависимости от условий. Узел 21 вырабатывает сигналы опро са и стробирования. Предлагаемый мультиплексный ка°нал может быть использован с большой эффективностью в различного рода вычислительных систем. Эффективность работы вычислительных систем с использованием предлагаемого канала выше по сравнению с вычислительными системами с использованием известных каналов. Например, в системах,, в которых необходимо управлять вводом данных, выигрьои в производительности по расчетам может составить 5-10% в зависимости от количества подключенных активных абонентов. Формула изобретения 1. Мультиплексный канал, содержа щий регистр адреса, регистр информа ции, блок управления, регистр состо яния, блок хранения управляющего сл ва и блок сопряжения,,- причем первые входы- выходы регистра адреса и регистра информации являются соот ветственно первым и вторым входамивыходами канала, первые входы соеди нены с первым выходом блока сопрйже ния, вторые входы- со вдинены с выходом блока хранения управляющего сло ва, вход которого соединен с вторым выходом регистра информацииии первы йходом блока сопряжения, второй вхо выход которого является третьим входом-выходом кансша, третий вход блока сопряжения соединен с первым выходом блока управления, третий вы ход соединен с первым входом регист ра состояния, выход которого соединен с третьим входом регистра информации и первым входом блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом регистра состояния, третий выход блока управления соединен с четвертым входом регистра информации, а четвертый выход является выходом канала, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности управления вводом данных от абонента, он содержит запоминающий блок, дешифратор и регистр служебного символа, причем пер,внй вход регистра служебного символа соединен с третьим выходом блока соп-, ряжения, второй вход - с пятым выходом блока управления, выход регистра служебного символа соединен с пя.тым входом регистра информации и входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока управения и первым входом запоминающего блока, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления и выход - с третьим входом регистра адреса и с шестым входом регистра информации. 2. Канал по п.1, отличающ и и с я тем, что блок управления содержит группу элементов И-ИЛИ, адресный регистр, дешифратор, узел синхронизации, генератор импульсов, постоянное запоминающее устройство и формирователь управляющих импульсов, причем первые входы элементов И-ИЛИ являются соответствующими входами блока, а выходы соединены с первым входом адресного регистра, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом формирователя управляющих импульсов и первым входом дешифратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом узла синхронизации и входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом формирователя управляющих импульсов,, второй вход которого соединен с вторым выходом узла синхронизации, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и выходы формирователя управляющих импульсов являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами блока, а восьмой выход соединен с вторыми входами элементов И-НЛИ группы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вычислительная система IBM 360. Принципы работы. М., Советское радио, 1978, с. 164, 165. 2.Патент Великобритании I 1191560, кл. G Об F 3/00, опублик. 1976 (прототип).

Т