Мультиплексный канал Советский патент 1982 года по МПК G06F3/04 

(54) МУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ КАНАЛ

Изобретение относится к ци4ровой вы числительной технике и может быть использовано для ввода - вывода информац в цифровых Вычислительных машинах и системах, в которых связь устройств с 1фоцессс ом и памятью осуществляется через магистральный канал или общую шину. По основному авт. св. № 752318 известен мультиплексный канал tl, содержащий блок для связи с гфоцессором, первые вход и выход которого являются первыми входом и выходом канала, регистр управляющей инфсзрмации, блок мес ной памяти, первые вход и выход которого соединены соответственно, с Ьервым выходом и входом регистра управляющей информации, блок модификации адресов и счета данных, информационный вход ко ffcporo соединен с втсрым выходом регистра управляющей информации, а выход с вторым входом блока местной памяти, буферный регистр, блок сохфнжешш с внешними устройствами, первые вход и выход которого соединены соответственно с первыми выходом и входом буферного регистра, блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторым входом регистра управляющей информации, третьим входом блока местной памяти, у1Ч)авляющим входом блока модификации адресов и счета данных и вторым входом буферного регистра, пятый выход и первый и вторые входы блока управления соединены соответственно с вторым входом и выходом блока сопряжения с внешними устройствами и с третьим выходом регистра управляющей информации, третьи вход и выход блока сопряжения с внешними устройствами являются соответственно вторыми входом и выходом канала, вторые вход и выход блока связи с гфоцессором соединены соответственно с первыми выходом и входом регистра команд и состояний. Второй выход и второй вход которого соединены соответственно с третьим входом и шестым выходом блока управления, третий и четвертый входы блок связи с процессором соединены соответственно с выходом блока модификации адресов и счета данных и вьпсодом регистра выходной информации, первый . вход которого соединен с четвертым выходом регистра управляющей информации, пятый выход которого соединен с третьим выходом блока связи с процессором и третьим входом буферного регистра, второй выход которого соединен с пятым Входом блока связи с процессором и третьим входом регистра ущэавляющей информации, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с четвёр- тым выходом блока связи с процессс ом и выходом регистра адреса, первый вход которого соединен с пятым выходом блока связи с процессором, шестой выход ко торого соединен с четвертым входом удоавления блока, седьмой, восьмой и девятый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами регистра адреса, регистра выходной информаци и шестым входом блока связи с щ оцессо ром. Недостаток этого мультиплексного канала состоит в ограниченной области Применения, так как он не позволяет обеспечить работу с устройствами, под- ,ключенными к радиальным интерфейсам, например, Интерфейсу-Т. Цель изобретения - расширение облас ти хфименения мультиплексного канала. Поставленная цель достигается тем, что в мультиплексный канал введены бло деши(|рации команд, регистр гферываний, блок коммутации и блок формирования адреса вызова, причем первый вход блока формирования адреса вызова соединен с первым выходом блока сопряжения с внешними устройствами, а выход - с четвертым входом буферного регистра, шестым входом регистра управляющей И1 ормации и первым входом регистра тферываний, выход которого соединен с пятым входом блока управления, десятый выход которого соединен с вторыми входами регистра прерываний и блока формирования адреса вызова и через блок дешифрации команд с пятым входом регистра, третий выход которого соединен с первым входом блока коммутации, rj)yiuia входов и выходов ксугорого является гру1шой входов и выходов канала, а второй вход и выход соединены ооответстве1 но с трот1оими выходом и входом блока с:оп{эяжонця с внешними уст.юйстилми. Причем блок фсфмирования адреса вызова содержит счетчик, элемент И и мультиплексор, информационный вход которого соединен с первым входом блока, второй вход - с выходом счетчика, а выход - с выходом блока и через элемент И - с счетным входом счетчика. Вход сброса которого является вторым входом блока. На фиг. 1 представлена блок-схема мультиплексного канала; на фиг. 2 - функциональная схема блока утфавления; на фиг-. 3 - функциональная схема блока формирования адреса вызова; . на фиг. 4 функциональная схема блока модификации адресов и счета данных. Мультиплексный канал содержит блок 1 связи с процессором, регистр 2 команд и состояний, регистр 3 адреса, регистр 4 выходной информации, блок 5 управления, регистр 6 управляющей информации, блок 7 модификации адресов и счета данных, буферный регистр 8, блок 9 месткой памяти, блок Ю сопряжения с внешними устройствами, регистр 11 прерываний, блок 12 формирования адреса вызова, блок 13 дешифрации команд, блок 14 коммутации. В регистре 2 команд и состояний зфанятся код команды ввода - вывода, признак готовности, признак результата и обобщенный гфизнак прерывания. Регистр 3 адреса содержит регистры адреса внешнего устройства (ВУ) и буферный регистр адреса первого командного слова канала (КСК). Регистр 4 выходной информации состоит из регистров слова состояния канала и кода прерывания. Регистр 6 управляющей информации содержит регистры для хранения адреса КСК, адреса ВУ, кода операции, фиксированный символ, адрес данных, управляющие призн 1ки, счет порции и счет данных. Регистр 8 содержит регистры шин устройства и щин блока (канала). Регистр 11 15 ерываний гфедставляет собой регистр, разряды которого хранят признаки прерываний от соответствующей оптации ввода - вывода. Блок 5 утфавления содержит регистр 15адреса микрокомаады, дешифратор 16микрокоманды и узел 17 шифрации микроопераций, который кюжет быть выполнен в виде комбинационной схемы или памяти (фиг. 2). Блок 12 фс мирования адрес;а вь1зова осуществляет последовательный oitijtx; линий радиального интерфейса, форМ1фует ащрес ВУ и состоит из счетчика 18, мультиплексора 19 и элемента И 2О (фиг. З). Блок 13 дешифрации команд осуществляет дешифрацию кодов Команд и преобразует их для радиального интерфейса, а блок 14 осуществляет коммутацию линий радиального интерфейса. Блок 7 модификации адресов и счета данных содержит регистры 21-24 и коммутатор 25 адреса (фиг. 4) Мультиплексный канал работает следу ющим образом. Мультиплексный канал управляется командами Начать ввод - вывод, Про верить ввод - вывод, Остановить ввод ВЫВ.ОД, Проверить канал, Сброс, Звонсж, Диагностика и Сброс сиотемы.Работа мультиплексного канала запускается в результате последоваггельны операций в магистральном канале. При задании команды Начать ввод - вывод 1)ОЦессор (не показан) загружает через блок 1 в рзегистр 3 а/фес первст о КСК и адрес ВУ (не показано), а в регистр 2 - код команды. При этом блоком 5 сбрасывается признак готовности в регистре 2. Код команды с выхода регистра 2 поступает на вход блока 5. По окончании текущего цикла передачи данных кацал освобождается, КСК и адрес ВУ записываются из регистра 3 в регистр 6, блок 5 вьщает сигнал, запускающий последовательность выборки блоком 1. КСК из оперативной памяти (не показана) передается в регистр 6 в режиме jpHMoro доступа. КСК состоит из 64 (О-63) ( О-4 код оп эацин пр иведены в списке команд Инггерфейса-Т,разряды 5-12 - фиксированный символ, адрес данных, 32-f38 - флажки, 32 - . зацепление по команде при заверщании КСК по байку состояния Указание, 33 зацепление по команде, 34 - подавление индикации неверной длины, 35 - переход в канале, 36 - программно-у1ф 1Вляемое прерывание, 37 - режим взаимодействия с устройством (мультиплексный монопольный), 38 - окончание пр фиксированному символу, 44-47 - количество байтов, передаваемых за одно обращение к ВУ в мультиплексном режиме, 48-63 счет данных. В гфоцессе выборки КСК блок 7 мод . фицирует адрес КСК. Для обращения к ВУ в блок 8 под г управлением блока 5 записываются код операция к адрес ВУ, которые посредствЬМ блоков 1О и 14 вьщаются в радиальный интерфейс (натфимер, интерфейс Т). Блок 5 устанавливает в регистре 2 признак результата, отражающий возможность вьшолнения операции ввода - вывода 1ФИ текущих состояниях канала, подканала и ВУ. С установкой признаков .результата восстанавливается Щ)изнак готовности в регистре 2. Для устройств, требующих время на , подготовку к передаче данных (отвечающих 1ФИ выборке байтом состояния Готов/Занят), управляющая информация Данной операции ввода - вывода за писывается в соответствующую ячейку блока 9 и средства канала освобождаются. Очередной цикл передачи данных запуска ется сигналом Вызов от ВУ. В блоке 12 формируется адрес ВУ кчерез блок 11 выдается сигнал блоку 5, который записывает в регистр 6 адрес ВУ. Полученный адрес используется для выборки управляющей информации из блока 9 в регистр 6. По, управляющему сигналу блока 5 в блоке 13 формируется код команды Вьщать состояние и вместе с адресом ВУ, гфанящемся в блоке 12, записывается в регистр 8 для передачи ВУ через блок 1О. Сигнал с выхода блока 10 поступает в блок 14, который подключает соответствующие линии интерфейса Т, выбс охфеделяется адресом ВУ, ;фанящемся в буферном регистре 8. При получении от ВУ байта состояния Продолжение мультиплексный канал к передаче данных в режиме хфямого доступа. При операции Ввод байт данных от ВУ через блоки 14 и Ю загружается в регистр 8. Блок 5 вьщает в блок 1 сиг нал, запускающий операцию записи на магистральном канале. В режиме хфямого доступа байт данных из регистра 8 загружается в оперативную память по адресу, хранящемуся в регистре 6. После этого по сигналу, поступившему от блока 5, блок 7 модифицирует адрес данных, счет байтов и счет порций. Вьшолнение каналом оптации Вывод осуществляется аналогично вьшолнению операции Ввод. Количество байтов, передаваемых за один цикл связан с ВУ, определяется блоком 5 по признакам монопольностн КСК (разряд 37) и счета порции - КСК (разряды 44т47) в регистре 6. В мул1 типлексном режиме канал не отпускает ВУ на BpeMsi передачи количества байтоа, указанных, в счете порций. В монополыюм режиме связь с ВУ сохраняется на время передачи всего массива щж отсутствии условий отключения как в самом канале, так и в ВУ. Операция Ввод может окончиться 1ФИ наличии признака останова по фикси ровашюму символу (38-й разряд КСЖ) если переданный байт от ВУ совпадает с фикофованным символом КСК (разряды 5-12). В ipouecce вьшалнешш операции Вво вывод канал выполняет зацепление по команде при наличии соответствуюишх условий в регистре 6. Блок 5 выдает сигнал, по которому блок 1, осуществляет чтение очередного КСК из оперативной памяти в регистр 6 в режиме щзямого доступа. Операция ввода - вывода щю должается с даш1ым ВУ под управлением нового КСК. Для обеспечения реакции щюграммы канала на различные модификации байта состояния Указание при устешовленном 32-м разряде КСК зацепления по Указанию, в блоке 7 осуществляется дополнительная модификация адреса КСК на число, кратное количеству,нулей до первого модификатора после , определяющих байт состояния Указание Для запуска команд Сброс или Звонок процессор устанавливает адрес ВУ и код команды соответственно в регистры 3 и 2. Блок 5 анализирует режим работы (37-й разряд КСК) канала с текуишм ВУ в регистре 6. Если мультиш1екснь1й канал занят операцией ввода - вьюода с ВУ в мультиплексном режиме, по окончании очеред ного цикла работы,в блоке 12 под управ лением блока 5 форм1фуется код команды Сброс или Звонок, который передается в регистр 8 и вместе с адресом ВУ, полученным через регистр 6 от регистра 3, вьщается ВУ через блоки Ю и 14. При этом даш1ый подканал очищается. Если мультштексный канал работает в MOHonojibjioM режиме и адрес рабоггающего ВУ совпадает с адресом ВУ в регистре 3, кк нопапьный режим обрасывается и операция ввода - вывода пре кращаетгся. При несов11аде1ши адресов в регист1)е 2 устш1авлиппется признак результата, указывающий но недоступность ВУ. KoMaiwa Диагностика rijiji работе мультиплокгиого кпнлл.ч ( ВУ в мульгтиплексном режиме не изменяет состояния канала и адресуемого подканала, а полученный от ВУ диагностический байт помещается в регистр 4. Если мультиплексный, канал работает в монопольном режиме,. по команде Диагностика в регистре 2 устанавливается признак результата, указывающий на недоступность ВУ. Команда Остановить ввод - вывод 1ФИ работе мультиплексного канала в монопольном режиме сбрасывает текущую монопольную операцию. Если мультиплексный канал занят операцией ввода - вьшода с ВУ в мультиплексном режиме и получена команда Остановить ввод - вывод по окончании текущего цикла работы с ВУ, в блоке 12 под управлением блока 5 формируется код команды Вьщать состояние,. который передается в регистр 8 и вместе с адресом ВУ, полученным через регистр 6 от регистра 3, выдается ВУ через блоки Ю и 14. По получении ответа от ВУ под угфавлением блока 5 связь с ВУ прерывается. После окончания передачи данных или при изменении состояния В У (например из Занят в Готов ) под уравлением блока 5 в репютре 11 по адресу ВУ устанавливается соответствующий разряд признака прерывания, а также обобщенный признак прерывания в регистре 2. Принятый состояний от ВУ записывается в регистре адреса данных в регистре 6, который освободился от выполнения основных функций. С выхода регистра 2 обобщенный {фианак прерывания поступает на вход блока 1, который формирует запрос на прерывание в магист ральном канале. За1фос на прерывание ффм1фуется блоком 1 также н rtpn алпаратньк ошибках, возникших в мульти- плексном канале. При обслуживании прерывания процессор чероз блок 1 ч|ггает содержимое регистра 2 и анализ ует гричину прерьшания. При обработке-прерывания процессор через блок 1 выдает ответный сигнал, по которому блок 5 срганизует в регистре 4 фсрмировшше слова состояния канала и кода прерывания для операции ввода - вывода, соответствующей прюнаку гф ывшшя в регистре 11, по которому был сформирован запрос, на прерывание. По окогсчании формировтшя слова состоя шя канала и кода прерывания блок 5 сбрасывает соответствующий в pexiicTi e .1. J и устанавливает признак ГОТОРИССТИ в рогистре 2. При наличии в регистре И других признаков прерываний от ВУ блок 5 вновь устанавливает в регистре 2 пртлзнак. обобщенного прерывания. Эта процедура продолжается до сброса всех разрядов в регистре 11.

При сброшенном признаке готовности в регистре 2 мультиплексного канала вьщача процессором команд мультиплексному каналу запрещена.

Формирование микрокоманд в блоке 5 осуществляется следующим образом.

В зависимости от содержимого адреса микрокоманд в регистре 15 возбуждается один из выходов дешифратора 16, который соединен с узлом 17, комбинационная схема которого образует адрес следующей микрокоманды и запускает выполнение микрооперации. Выполнение той или иной микрооперации на данном адресе микрокоманды зависит от условий (сигналов, поступающих от других блоков мультиплексного канала). В зависимости от этих условий и в соответствии с за- . ложенным алгоритмом блок 5 формирует сигналы, угфавляющие работой .остальных блоков канала. Работа регистра 15 адресй микрокоманд и узла 17 синхрониз1фуеся импульсами от генератсров С1 в С2.

Блок 7 модификации адресов, счета данных и счета порций состоит из счетных регистров, собранных на реверсивных счетчиках.

В процессе работы мультиплексного канала содержимое счетных регистров 21-24 модифицируется под ущ авлеш1ем сигналов модификации адреса и счета (МОДАС) и модификации адреса команды (МОДАК), поступающих от блока 5 на счетные входы регистров. Причем содержумое регистра 22 адреса данных ys&f личивается, а содержимое регистров 2,3 и 24 дчета данных и счета порций умёньщается. При обнулении 1 егистра 23 счета данных или регистра 24 счета порции в блок 1 вьздаются соответствующие сигналы ( и ), которые ощ еделяют дальнейшую работу мультиплексного канала (ц едача массива данных завершена или передача порции данных зе1вершна).Коммутатс 25 предназначен для переключения регистров 21 к 22 под управлением блока 5.

При КСК в блок передается адрес из регистра 21 - адрес командного слова канала, а щэи передаче данных из регистра 22 - адрес данных.

В блоке 12 на мультиплексоре 19

осуществляется последовательный опрос состояний интерфейсных шин (ШИН-У) посредством изменения адрюса, поступающего с выхода счетчика 18. Пря обнаружении сигнала вызова на выходе мультиплексора 19 появляется сигнал, блокирующий последующую модификацию счетчика. При этом в счетчике 19 фиксируется адрес вызова.

Таким образом предложенный мультиплексный канал благодаря введению новых блоков дает возможность подключать внешние устройст1ва с радНальным интерфейсом к системе, где взаимосвязь между блоками осуществляется с помощью магистрального канала или ббщей щины.

При использовании предложенного мултиплексного канала отпадает необходи- , мость в аппаратных изменениях в контроллерах внешних устройств с интерфейсом Т при подключении их к ЭВМ с интерфейсом типа Магистральный канал или Общая шина. Возможность использования мультиплексного канала в таких системах кроме того позволяет освободить процессор от вьшолнения ввода - вывода, что повышает эффективность системы. Формула изобретения

bto|xiro соединен с первым jaxcnoM блока, аферой вход - с Ььлодом счетчика, а Выход - с выходом блока и черев элеMfeirr с счетным входом счетчика, вход ; сброса которого является вторым входом блока.

Источники информации, 1финятые во внимание при экспертизе

От fci. и.9.Ю.П

ЛС1

т

f K8Alr,6il3 П