Устройство для сопряжения

(511 4 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ МУ Н АВТО тво СССР5/16, 198(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОП (57) Изобретение относи вычислительной техники использовано для связи и внешних устройств (ВУ шинных вычислительных с и является усовершенств ройства по а,с. СССР 9 ЯЖЕНИЯ ся к области может быть аналов ЭВМ в многомастемах (ВС). ванием уст. Изоб1458875Узел 10T Юых 1 У Троггер ФУ Узел 83 Вих гг(ай)к тор М. Пож дактор О. Спесив 45 ИЗ Госуд Тираж бб 7комитета по изобретениям и Москва, Ж, Раушская наб ЗаказВНИКПИ одписное открыти д, 4/ри ГКН ственно 11303 роиэводственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект1458875 ретение позволяет сократить временные задержки при выполнении Р-миканалами (Р = 1, М) ВС операцийввода-вывода с С-ми ВУ (С = 1, К),т.к. обеспечивает после завершенияработы С-го ВУ с Р-м каналом вьдачуинформации в другие Р+Т каналы(1 с: Р+Т (М), которые делали запросна работу с С-м ВУ и получили байтсообщения об окончании работы С-гоВУ. При обращении нескольких кана-лов ВС и ВУ, занятому работой сдругим каналом ВС, коммутирующиеэлементы 2, подключенные к этим каналам при завершении операции вводавывода ВУ, должны обеспечивать выдачу в .каналы последовательности сигналов окончания работы ВУ, С этойцелью в коммутирующих элементах 2запоминаются обращения каналов и пошине 20 вьдаются в С-й узел 8 анализа занятости. Узел 8 анализируетобращения и вьдает сигналы установки приоритета каналов 22 и преобраИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в составе вычислительных систем для связи каналов вычисли 5 тельных машин с устройствами управления внешними устройствами и для связи между каналами вычислительных машин системы. Цель изобретения - повышение про пускной способности за счет сокращения временных задержек при выполнении операций ввода-вывода в многомашинной вычислительной системе с общим ресурсом внешних устройств, 5 На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-6 - функциональные схемы коммутирующего элемента, блока приорите та, узла выдачи сигнала отсутствующего внешнего устройства, узла разрешения установления соединения, узла анализа занятости соответственно; на фиг. 7-12 - временные диаграммы работы предлагаемого устройства. эования интерфейса 21. По сигналупреобразования интерфейса 21 при завершении операции ввода-вывода С-гоВУ с Р-м каналом ВС коммутирующийэлемент Р-й строки С-го столбца формирует и вьдает в С-е ВУ последовательность сигналов управления "Запомнить состояние". Высший по приоритету канал ВС, в коммутирующийэлемент 2 которого поступил сигналустановки приоритета каналов 22,логически подключается к С-му ВУ ипоследовательность сигналов окончания работы С-го ВУ вьдается в этотканал. После завершения операции С-гоВУ с высшим по приоритету каналом вего коммутирующем элементе 2 сбрасывается запомненное обращение к ВУ ив следующий по приоритету канал ВС,в коммутирующий элемент 2 которогопоступил сигнал установки приоритетаканалов 22, аналогично организуетсявьдача последовательности сигналовокончания работы С-го ВУ, 12 ил. Устройство (фиг, 1) содержит блоки 1 согласования интерфейсов,коммутирующие элементы 2, узел 3 настройки, состоящий из М блоков 4 приоритета, блок 5 хранения состояния внешних устройств, состоящий из М узлов 6 выдачи сигнала отсутствующего внешнего устройства, блок 7 анализа заявок от внешних устройств, состоящий из К узлов 8 анализа занятости, блок 9 анализа заявки от каналов, состоящий из К узлов 10 разрешения установления соединения, группу 11 блока 4 приоритета, шины 12 и 13 первых информационных входов и выходов, шины 14, 15 вторых информационных входов и выходов коммутирующего элемента, выходные шины 16 и 17 сигналов "Занято" и "Сравнение адреса", входные шины 18 и 19 сигналов установления соединения и разрешения коммутации, выходную шину 20 сигнала "УВУ занято", выходные шины 21 и 22 сигналов преобразования интерфейса и установки приоритета каналов, шины 23 и 24 группы управля 314588 ющих входов и выходов коммутирующего элемента. Устройство содержит также шины 25 второго выхода узла 10 и шину 26 первого информационного входа,5Коммутирующий элемент (фиг. 2) содержит регистр 27 адреса, элемент 28 сравнения, первый элемент И-ИЛИ 29, триггер 30 коммутации, третий 3 и -четвертый 32 элементы И, первый элемент ИЛИ 33, пятый элемейт И 34, третий элемент И-ИЛИ 35, элементы И 36 первой группы, седьмой элемент И 37, четвертый элемент И-ИЛИ 38, триггер 39 занятости, первый элемент 40 задерж ки, второй элемент И-ИЛИ 41, триггер 42 состояния, пятый элемент И-ИЛИ 43, восьмой элемент И 44, элемент И 45 второй группы, элементы И-ИЛИ 46 первой группы, второй элемент 47 20 задержки, второй элемент И 48, триггер 49 занятости внешнего устройства, ,первый элемент И 50, триггер 511 цепочки команд, триггер 52 адреса, триггер 53 команды, шестой, девятый 25 и десятый элементы И 54-56, шины 57- 63 первого информационного входа, шины 64-75 второго информационного входа, шины 76-78 группы управляющих выходов, шины 79-82 группы управляю- ЗО щих входов коммутирующих элементов, выходные шины 83, 84 элементов И 36 первой группы, шины 85, 86 второго информационного выхода. Блоки 4 приоритета (фиг. 3) содержат группу эле- З 5 ментов И 8. Узел 6 выдачи сигнала отсутствующего внешнего устройства (фиг4) состоит из триггера 88 и элемента И 89, узел 10 разрешения установления соединения (фиг. 5)40 содержит элементы ИЛИ 90 и 91, узел8 анализа занятости (фиг, 6) содержит группу элементов И 92 и элемент ИЛИ 93.Блок согласования интерфейсов слу жит для электрического согласования устройства с внешними устройствами и каналами ввода-вывода ЭВМ и состоит из групп приемных и передающих усилителей, Узел 3 служит для устранения конфликтных ситуаций между внешними устройствами,возникающих во время обмена информацией. Блок 4 служит для разрешения установления коммутации в старшем по приоритету в данный момЕнт времени коммутирующем элементе 2. Блок 5 служит для хранения состояния внешних устройств и указания каналу об отсутствующем 754внешнем устройстве, Узел 6 служит для выдачи сигнала, указывающего на отсутствие требуемого внешнего устройства. Блок 7 служит для устранения конфликтных ситуаций между каналами, возникающих во время выдачи сообщений об окончании работы внешнего устройства, если было обращение этих каналов к внешнему устройству, занятому работой с другим каналом Узел 8 служит для разрешения преобразования интерфейса с целью повторной выдачи последовательности окончания работы внешнего устройства и для разрешения выдачи этой последовательности в старший по приоритету канал, который обращался к этому внешнему устройству, занятому работой с другим каналом. Блок 9 служит для выделения поступающих заявок от канала. Узел 10 служит для формирования сигнала разрешения коммутации. Блоки 4 группы 11 служат для устранения конфликтных ситуаций между каналами при начальной выборке соответствующего внешнего устройства. В узлах 6 триггер 88 предназначен для формирования сигнала, разрешающего выдачу состояния внешних устройств. Элемент И 89 служит для выдачи сигнала ВБР-А по шине 80 в случае, если выбираемое внешнее устройство не подключено к данному устройству. В узлах 10 элемент ИЛИ 90 формирует на шине 19 сигнал разрешения установки элемента 2Элемент ИЛИ 91 формирует на шине 25 сигнал анализа по приоритету поступающих заявок,от канала. В узлах 8 группа элементов И 92 формирует на шинах 81.8-81.М сигналы установки приоритета каналов, а элемент ИЛИ 93 формирует на шине 82 сигнал преобразования интерфейса.Устройство работает следующим образом.Канал ввода-вывода (не показан) выдает на информационные шины 13 адрес С-го внешнего устройства, к которому обращается Р-й канал, В коммутирующих элементах 2, подключенных к Р-му каналу, через блок 1 Р происходит сравнение адреса, находящегося на информационных шинах 13, с адресом, записанным в регистрах 27. Элемент 28 сравнения, в котором происходит сравнение адреса, вырабатывает сигнал сравнения, который поступает на управляющий вы 5 14588 ход 17 и далее в блох 4 С группы 11 и узел 10 С. Блок 4 С разрешает конфликтные ситуации между каналами и выдает приоритетный сигнал на шину 79 Р управляющего выхода 18. Узел 10 С после анализа заявок текущего состояния С-го внешнего устройства выдает сигнал разрешения коммутации на шину 19. При наличии сигнала с выхода элемента 28 сравнения, сигналов на управляющих входах 18, 19 в коммутирующем элементе 2 (Р, С) происходит установка триггеров 30 и 39,.после установки которых элемент И 50 выдает управляющий сигнал на элементы И 36, 45 и.элементы И-ИЛИ 46 для логического подключения канала к выбранному внешнему устройству на время непосредственной связи.Окончание сеанса связи осуществляется по сбросу сигнала РАБ-А на шине 74, по которому сбрасывается триггер 30 и снимается сигнал, с выхода элемента И 50. Для продолжения 25 обмена с данным каналом по незаконченной команде С-е внешнее устройство выдает на шине 75 сигнал ТРБ-А, который поступает на вход элемента ИИЛИ 35 и при наличиисигнала "Занято" е выхода триггера 39 сигнал ТРБ-А с выхода элемента И-ИЛИ 35 по шине 76 поступает в блок 4 Р узла 3, В случае обращения Р-го канала к нескольким внешним устройствам (муль-.З 5 типлексный режим работы) и выдачи ТРБ-Аот нескольких внешних устройств в блоке 4 Р при отсутствии сигнала БЛК-К на шине 26 происходит приоритетный анализ сигналов ТРБ-А и выда" 40 ча приоритетного сигнала ТРБ-А на шину 79 С управляющего выхода 23 в старший по приоритету коммутирующий элемент 2 (Р,С) Сигналы ВБР-К и ТРБ-А по шинам 58 и 79 С поступают на элемент И-ИЛИ 29, который выдает сигнал уста-новки триггера 30. Элемент И 50 выдает сигнал на элементы И 36, 45 и И-ИЛИ 46, который коммутируют шины 13 и 15, 14 и 12 для осуществления ВО нового сеанса связи Р-го канала с С-м,внешним устройством. На завер-. шение выполнения команды в данном канале указывает выдача на шины 70 и 73 сигнала окончания работы внешнего устройства и сигнала УПР-А соответственно, В коммутирующем элементе 2 (Р, С) эту ситуацию фиксирует элемент И 34 и выдает сигнал 75 6установки триггера 42. Сигнал окончания выполнения команды с триггера 42 поступает на элемент И-ИЛИ 41 и после сброса сигнала РАБ-А на шине 74 элемент И 55 формирует сигнал сброса триггера 39, что указывает на окончание связи канала с внешним устройством и освобождение коммутирующего элемента 2, по сбросу триггера 39 происходит сброс триггера 42.Установление связи канала с.внешним устройством по команде "Опросить ввод-вывод" выполняется следующим образом.Отличие команды "Опросить ввод- вывод" от любой другой заключается в том, что окончание выполнения этой команды осуществляется без выдачи сигнала об окончании работы внешнего устройства. Поэтому окончание выполнения этой команды фиксщфется по установке триггеров 52 и 53 и сбросу сигнала РАБ-А на шине 74. Триггеры 53, 53 сбрасываются по сбросу триггера 39. Связь канала с внешним устройством при реализации канальной последовательности "Цепочка команд" осуществляется следующим образом.При возникновении последовательности "Цепочка команд" элемент И 32 при наличии сигналов БЛК-К и ИНФ-К на шинах 59 и 60 фиксирует ее и устанавливает триггер 51. Сигнал блокировки окончания команды с триггера 51 поступает на элемент И-ИЛИ 41 и блокирует сброс триггера 39 по сбро" су сигнала РАБ-А на шине 74. Сброс триггера 51 осуществляется по уста новке сигнала РАБ-А на шине 74.Реализация последовательности занятого внешнего устройства происходит следующим образом.В случае, если к С-му внешнему устройству имеется обращение от Р-го канала и другие Р+Т каналы, где (1 й Р+ТМ), пытаются установить связь с этим внешним устройством, то отсутствующий сигнал разрешения коммутации по шине 19 блокирует в коммутирующих элементах 2 (Р+Т, С) установку триггера 39 и по сигналу на управляющем входе 18 элемент И 48 выдает сигнал-разрешение на элемент И-ИЛИ 46, который реализует последовательность сигналов занятого " устройства управления внешнего устройства (УВУ). (выдается сигнал УПР-А с указаниями в байте состояния "Мо8,758состояние"), тем самым организуетсяповторная выдача последовательностисигналов окончания работы С-го внешнего устройства.Сигнал ТРБ-А, который формируетсяв этом случае для повторной выдачибайта состояния С-го внешнего устройства,через элемент ,1-ИЛИ 35, высшего по приоритету коммутирующегоэлемента 2 (Р+Т, С) при наличии сигнала установки приоритета каналов науправляющем входе 22 выдается вблок 4 (Р+Т) узла 3Сигнал ТРБ-А С-го внешнего устройства при отсутствии обращений от внешних устройств с более высоким приоритетом из блока 4(Р+Т) узла 3 по шинев 79 С управляющего выхода 23 и сигнал ВБР-К по шине 58 поступают на элементы И-ИЛИ 29 и 38 высшего по характеру коммутирующего элемента2 (Р+Т, С), которые выдают сигналыустановки триггеров 30 и 39, послеустановки которых происходит логическое подключение С-го внешнего устройства к высшему по приоритету Р+Тканалу, в который был выдан байтсостояния "УВУ занято" и в которыйнеобходимо вьщать байт состояния"УВУ кончило". При наличии сигналаустановки приоритета каналов на управляющем входе 22 сигнала УПР-Ана шине 73 и сигнала окончания работы С-го внешнего устройства свыхода элемента И-ИЛИ 41 при повторной выдаче последовательности сигналов окончания работы С-го внешнегоустройства сигнал с выхода элементаИ 56 блокирует на элементе И-ИЛИ 46информационные шины 64-72 и сигналУПР-А с выхода элемента 40 задержкив момент выдачи байта состояния окончания работы внешнего устройства, а свыхода элемента И-ИЛИ 46 выдаетсябайт состояния "УВУ кончило" и сигнал управления от абонента УПР-А сзадержкой сигнала УПР-А на элементе47 задержки. По сбросу сигнала РАБ-Аэлементы ИЛИ 33 и И 55 формируютсоответственно сигналы сбросов триггеров 30, 39, что указывает на окончание связи высшего по приоритету(Р+Т) канала с С-м внешним устройством, а по сбросу триггера 39 происходит сброс триггеров 42, 49, Получив байт состояния "УВУ кончило",высший по приоритету Р+Т канал устанавливает связь с С-м внешним уст 1458 дификатор", "Занято" с задержкой сиг" нала УПР-А на элементе 47 задержки)Сигнал-разрешение с выхода элемента И 48 устанавливает также триг,гер 49, тем самым запоминается обра 5 .щение РТ канала к С-му внешнему устройству занятому работой с Р-м каналом. Сигнал "УВУ занято" с выхода .триггера 48 поступает на шину 78 ком мутирующего элемента 2 (Р+Т, С) и далее в узел 8 С анализа занятости.Узел 8 С после анализа обращений Р+К каналов к С-му внешнему устройству . занятому работой с Р-м каналом, выдает на шину 82 сигнал преобразования интерфейса и сигнал установки приоритета каналов на соответствующую шину 81, при наличии сигнала разрешения коммутации на шине 19, в высший по при"20 оритету коммутирующий элемент 2(Р 1 Т, С)При завершении работы с Р-м каналом С-е внешнее устройство вьщает в Р-й канал, .с которым установлена 25 связь через коммутирующий. элемент 2 (Р, С), сигнал УПР-А и байт состояния с указателями окончания работы внешнего устройства с каналом.При этом возможны две ситуации. В первой - 30 если Р-й канал не может принять байт о состоянии С-го внешнего устройства на сигнал УПР-А канал вьщает на информационную шину 62 в коммутирующий элемент 2 (Р,С), подключенный к Р-му каналу, сигнал УПР-К, который сбрасывает триггер 42, в результате блокируется сброс триггера 39 по сбросу сигнала РАБ-А на шине 74, через эле.Гмент И 36 поступает на вход 83 эле О мента И-ИЛИ 43 и далее с выхода этого элемента поступает на шину 85 второго информационного выхода 15. Во втором случае Р-й канал, если онможет принять байт состояния, на 45 сигнал УПР-А выдает на информационную шину 60 в коммутирующий элемент 2 (Р,С), подключенный к этому каналу, сигнал ИНФ-К, который через элемент И 36 поступает на вход 84 элемента И-ИЛИ 43 и при наличии сигнала окончания- работы внешнего устройства с выхода элемента И-ИЛИ 41 и сигнала преобразования интерфейса на управляющем входе 21 сигнал ИНФ-К выда 55 ется с выхода элемента И-ИЛИ 43 на шину 85 второго информационного выхода коммутирующего элемента 2(Р,С) как сигнал УПР-К (признак "Запомнить9ройством. При завершении работы высшего по приоритету Р+Т канала с С-м внешним устройством и при наличии сигнала "УВУ занято" на управляющем выходе 20 следующего по приоритету коммутирующего элемента Р+Т организуется повторная выдача последовальности окончания работы С-го внешнего устройства в следующий по приоритету Р+Т канал, который также обращался к С-му внешнему устройству в момент работы с Р-м каналом и получил байт состояния "УВУ занято" ,Узел 6 работает следующим образом. При.обращении канала по адресу внешнего устройства, не существующему в устройстве, нет коммутирующего элемента 2, в котором устанавливается триггер 52, и присутствуют сигналы на шинах 77; По сигналу АДР-К на шине 63 устанавливается триггер 88, который разрешает формирование сигнала ВБР-Л 80. При отсутствии сигналов на шинах 77 по сигналу ВБР-Л 80 элемент И 89 выдает на шину 80 сигиал ВБР-А, Сигнал ВБР-А сбрасывается по заднему фронту сигнала ВБР-К, поступающему по шине 58 на триггер 88. После выполнения текущей команды или в случае необходимости обнуления коммутирующего элемента 2 канал по сбросу сигнала РАБ-К на шине 61 сбрасывает триггеры 30 и 39. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает сразу же после выполнения операции .ввода-вывода одного канала вычислительной системы с внешним устройством общего ресурса выдачу в 458875 10другие каналы, делавшие запрос на работу с этим внешним устройством, сообщения об окончании операции ввода-вывода этого внешнего устройства, тем самым существенно сокращаются временные задержки при выполнении операции ввода-вывода в многомашинной вычислительной системе с общим ресурсом внешних устройств.Формула изобретенияУстройство для сопряжения по авт.св. 9 1056177, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности за счет сокращения временных задержек при выполнении операций ввода-вывода в многомашинной вычислительной системе с об щим ресурсом внешних устройств, внего введен блок анализа заявок от внешних устройств, включающий Б узлов анализа занятости, причем выходы сигнала "Занято" кммутирующих 25 элементов 3-го столбца матрицы соединены с входами первой группы 1-го узла анализа занятости, вход-выход разрешения коммутации 3-го узла анализа занятости соединен с соответствующими 30 входами-выходами коммутирующих элементов 3-го столбца матрицы, выходы преобразования интерфейса 3-го узла анализа занятости соединены с соответствующими входами коммутирующих элементов 1-го столбца матрицы, выходы установления приоритета каналов 3-го узла анализа занятости соедине- ны с соответствующими входами коммутирующих элементов 3-го столбца мат РицыфТриггер 48 ИКР-КбхЛ 3(591 ОХ-ЯЖс,7590 триггер 57 Адрес дх О( Триггер ЗУ УвУ зоила зя И-ИЯИ 46 УПР-А ум заоериюи 47 Триггер 49 Удела Вых О