Селекторный канал

(31) С 06 Р 13/ щ 1.з;1 ф р ОП СКОМУ СВИД ЬСТ ния осра команды "Начатьервый и второйтвенно с вторым вывления и с выходомразряда первогоющего слова канала. входом шифрат вод-вывод", а ходы - соответ одом блока упр ополнительного егистра управл. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР ДО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР, В 769525, кл. 0 06 Р 3/04 . 1978.2, Авторское свидетельство СССР У 1053096, кл. С, 06 Г 3/04, 1982 (прототин) .(54)(57) СЕЛККТОРНИЙ КАНАЛ, содержащий блок связи е центральным вычислителем, соединенный первым входом-вы,ходом с первым входом-выходом блокасопряжения с абонентами, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом связи с абонентами канала, блок управления, соединенный первым и вторым входами-выходами соответственно с вторыми входами-вы. ходами блока сопряжения с абонентами и блока связи с центральным вычислителем, первые вход и выход которого являютсяя соответственно входом и выходом связи с вычислителем канала, второй вход подключен к выходу формирователяадреса слова состояния канала, третий вход - к выходу регистра слова состояния канала, а второй выходк входам первого и второго регистров управляющего слова, вход связи с абонентами селекторного канала подключен ;к первым входам дешифратора вида обслуживания и регистра слова состояния канала, вторые входы которых подключены к первому выходу блока управления соединенному вторым выходом с входом сброса триггера и первым. входом формирователя адреса словасостояния канала, второй вход кото- .рого соединен с выходом дешифраторавида обслуживания и выходом прерывания селекторного канала, шифратор;подключенык третьему входу регистраслова состояния канала, установочному входу триггера и входу прерываканала, выходы шифратора командытанова ввода-вывода и шифратора команды "Начать ввод-вывод" соединеныс первым входом блока управления,выход шифратора адреса команды подключен к четвертому входу блока связи с центральным вычислителем, разрядные выходы первого и второго ре.гистров управляющего слова канала С соединены соответственно с первым и вторым информационными входами коммутатора, выход когорого подключен к четвертому входу регистра .слова состояния канала, третьим входам, . дешифратора вида обслуживания и фор- мирователя адреса слова состояния канала и к второму входу блока уп- ,4 Ь равления, прямой и инверсный выхо- ,Я ды триггера подключены соответственно к первому и второму управляющим входам коммутатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности селектор- його канала, в него введен злемент И, причем выход элемента И соединенИзобретениеотносится к вычислительной технике и предназначено дляввода"вывода информации управляющихвычислитепьных машин.Известен селекторный канал, содержащий блок связи с центральнымвычислителем, блок сопряжения с абонентами, блок управления, региструправляющего Слова канала, регистрслова состояния канала, дешифратор Овида обслуживания, формировательадреса слова состояния канала, шифратор команды останова ввода-вывода,шифратор адреса команды, вьиод ивход связи с абонентами канала, выход прерывания канала, вход прерывания канала 11.Недостатком этого канала являютсябольшие затраты времени центральнеговычислителя, канала и внешнего устройства на повторный запуск и выполнение команды ввода-вывода, выполнение которой было прекращено при обслуживании прерываний от сверхоперативного абонента (СОА). 25Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяселекторный канал, содержащий блоксвязи с центральным вычислителем,соединенный двусторонней связью сблоком сопряжения с абонентами, входи выход которого являются соответственно входом и выходом связи с абонентами канала, блок управления, соединенный двусторонней связью сблоком сопряжения с абонентами, апервым выходом - с первым входемблока связи с центральным вычислителем, второй вход которого подключен к выходу формирователя адресаслова состояния канала, третий вход -с выходом регистра слова состоянияканала, а выход - с входом первогорегистра управляющего слова, входблока сопряжения с абонентами подключен к вторым входам дешифраторавида обслуживания и регистра словасостояния канала, третьи входы которых подключены к второму входу блока управления, соединенному третьимвыходом с вторым входом формирователя адреса слова состояния канала,третий вход которого соединен свыходом дешифратора вида обслуживания и выходом прерывания канала,шифратор команды останова вводавывода и шифратор адреса команды,входы которых подключены к четвертому входу регистра слова состоянияканала и входу прерывания канала,причем выход шифратора команды ос"танова ввода-вывода соединен с входом пуска блока управления, вьиодшифратора адреса команды подключенк четвертому входу блока связи сцентральным вычислителем, вьиоды которого подключены к входам второгорегистра управляющего слова канала,вьиоды которого совместно с выходами первого регистра управляющегосповв канала соединены соответственно с вторыми и первыми информационными входами коммутатора, выходыкоторого подключены к первым входамрегистра слова состояния канала,,дешифратора вида обслуживания и формирователя адреса слова состоянияи к второму входу блока управления,триггер, вход установки в единицуи вход установки в нуль которогосоединнеы соответственно с входомсигналов перрываний канала и с третьим выходом блока управления, а прямой и инверсный выходы - соответственно с вторым и первым управляющимивходами сумматора, шифратор команды1 Начать ввод - вывод , вход которого подключен к третьему выходу, авыход - к входу пуска блока управления 21.Недостатком известного каналаявляется низкая производительность,так как после обслуживания прерываний от сверхоперативного абонентапроисходит возврат к прерванной команде, а это не всегда желательно,Например, если канал выполняет программу вывода или ввода массива дан.ных с диска, ленты и т,д., то переход к прерванной команде вызоветнепроизводительные затраты времениканала.Целью изобретения является повышение производительности селекторного канала за счет блокировки перехода к прерванной команде,Поставленна.= цель достигаетсятем, что в селекторный канал, содержащий блок связи с центральным вычислителем, соединенный первым входом"выходом с первым входом-пьиодом блока сопряжения с абонентами, вход ивыход которого являются соответственно входом и выходом связи с абонентами канала, блок управления, соединенный первым и вторым входами1160427 выходами соответственно с вторыми входами-выходами блока сопряжения с абонентами и блока связи с центральным вычислителем, первые вход и выход которого являются соответственно входом и выходом связи с вычислителем канала, второй вход под. ключен к выходу формирователя адреса слова состояния канала, третий вход - к выходу регистра слова состо 10 яния канала, а второй выход к входам первого и второго регистров управляющего слова, вход связи с абонентами селекторного канала подключен к первым входам дешифратора ви да обслуживания и регистра слова состояния канала, вторые входы которых подключены к первому. выходу блока управления, соединенному вторым выходом с входом сброса триггера и пер"20 вым входом формирователя адреса слова состояния канала, второй вход коророго соединен с выходом дешифратора вида обслуживания и выходом прерывания селекторного каналашиф ратор команды останова ввода-вывода и шифратор адреса команды, входы котррых подключены к третьему входу регистра слова состояния канала, установочному входу триггера и входу ЗО прерывания канала, выходы шифратора команды останбва ввод-вывод и шифратора команды "Начать ввод-.вывод" соединены с первым входом блока управленияу выход шифратора адреса коман ды подключен к четвертому входу блока связи с центральным вычислителем, разрядные выходы первого и второго регистров управляющего слова канала соединены соответственно с первым и вторым информационными входами коммутатора, выход которого подключен к четвертому входу регистра слова состояния канала, третьим входам дешифратора вида обслуживания и Фор мирователй адреса слова, состоянияканала и к второму входу блока управления, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к первому и второму, управляющим входам коммутатора, введен .элемент И, выход которого соединен с входом шифратора команды "Начать ввод-вывод", а первый и второй входы - соответственно с вторым входом блока управле ния и с выходом дополнительного разряда первого регистра управляющего слова канала. 4На Фиг. 1 представлена блок-схема селекторного канала; на фиг, 2-3 Функциональные схемы блока связи с центральным вычислителем, блока управления и блока сопряжения с абонентами; на фиг, 4 - блок-схема алгоритма работы блока управления; на фиг.5 -алгоритм работы блока управления,Селекторный канал содержит (фиг.1) блок 1 связи с центральным вычислителем, блок 2 сопряжения с абонентами, блок 3 управления, первый регистр 4 управляющего слова канала, регистр 5 слова состояния канала, дешифратор 6 вида обслуживания, формирователь 7 адреса слова состояния канала, шифра-. тор 8 команды останова ввода-вывода, шифратор 9 адреса команды, выход 10 и вход 11 связи с абонентами канала, выход 12 прерываний канала, вход 13 прерывания канала, второй регистр 14 управляющего слова канала, коммутатор 15, триггер 16, шифратор 17 команды "Начать ввод-вывод", элемент И 18, вход 19 и выход 20 связи с,вычисли-телем канала.Блок 1 связи с центральным вычислителем содержит (фиг, 2) дешифратор 21 номера канала, регистр 22 инструкцийвходной регистр 23, выходной регистр 24, адресный регистр 25, сумматор 26 количества чисел, сумматор 27 адреса обмена, сумматор 28 адреса обмена, первый 29 и второй 30 входы"выходы блока.Блок управления содержит (фиг.3) мультиплексор 31, постоянную память (ПЗУ) 32, выходной регистр 33, информационную шину 34, дешифратор 35 кода нуля, шицы 36 первого входа-выхода блока, шины 37 и 38 первого и второго выходов блока, шины 39 и 40 первого и второго выходов блока.Блок 2 сопряжения с абонентами содержит регистр 41 информации канала, регистр 42 номера внешнего устройства, регистр 43 кода операции, регистр 44 информация абонента, коммутатор 45, регистр 46 управления канала и регистр 47 управления або- нента.Селекторный канал работает следующим образом.Канал осуществляет обмен командной и числовой информацией с центральным вычислителем через блок 1, а с абонентами - через блок 2, В соответствии с командной информацией,содержащейся в регистре 4 или регистре 14, блок 3 вырабатывает сигналы,управляющие выполнением всех командв канале. Выбор регистра управляющегослова канала осуществляется триггером 16. В исходном состоянии триггер 16 установлен в нуль и единичный сигнал на его инверсном выходеобеспечивает передачу в блок 3 ирегистр 5 через коммутатор 15 командной информации иэ регистра 5.При обслуживании прерываний от СОАтриггер 16 устанавливается в единицу и сигналом с прямого выхода обеспечивает передачу командной информации из регистра 14. В регистр 4 командная информация заносится только в томслучае если команда ввода-вывода выполняется по инициативе центрального нычис.лителя или по инициативе обычного 0абонента, а в регистр 14 - если команда ввода-вывода выполняется поинициативе СОА.Дешифратор 6 совместно с регистром 5 слова состояния канала (ССК)25и формирователем 7 в зависимости отуказателей, содержащихся в байте состо.яния абонентов, состояния блока 4управления и других специальных признаков инициируют различные виды обслуживания байтов состояния абонентов,В случае необходимости связи сканалом СОА выставляет сигнал прерывания на входе 13, шифратор 8 форми- друет инструкцию остановить ввод-вывод, поступающую на вход блока 3,Если в данный момент канал занят ко-мандной ввода-вывода с каким-либодругим абонентом, блок 3 организует 40прекращение текущей команды и формирует на регистре 5 соответствующееслово состояния, которое записывается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) центрального вычислителя. 45Одновременно с этим дешифратор 6 формирует сигнал прерывания, который поступает в регистр прерываний центрального вычислителя. Перечисленныедействия необходимы для того, чтобы 50информировать центральный вычислитель о том, что текущая команда ввода-вывода прервана по требованию СОА.Шифратор 9 адресакоманды, на входкоторого также поступил сигнал преры вания от СОА, формирует адрес началапрограммы канала, по которой будетобслуживаться СОА, Этот адрес поступает на вход блока 1, который осуществляет выборку команд канала из ОЗУ.Эти команды поступают в регистр 14.Триггер 16 установлен в единицу сигналом прерывания, поступившим на вход13 от СОА, и поэтому через коммутатор 15 командная информация из регистра 14 подается в блок 3 и регистр5. Дальнейшее обслуживание СОА производится в обычном порядке.После выполнения команды ввода-вывода СОА по сигналам от блока 3 формируется и передается в ОЗУ слово состояния канала из регистра 5 по адресу,сформированному формирователем 7. Поэтим же сигналам осуществляется сбростриггера 16 и формирование инструкции начать ввод-вывод шифратором 17(по своей структуре аналогичен шифратору 8, но формирует на выходе кодне инструкции остановить ввод-вывод,а инструкции начать ввод-вывод). Инструкция начать ввод-вывод поступаетна вход блока 3 и канал начинает выполнять команду ввод-вывод, определяемую командной информацией, содержащейся в регистре 4.Если до появления прерыванияот СОА канал выполнял команду вводавывода, возобновление которой ужене представляет интереса (например,программа ввода или вывода массиваданных с диска или ленты), то в дополнительном разряде регистра 4 со- .держится логический нуль, с выходадополнительного разряда регистра 4поступает на второй вход элементаИ 18 и блокирует прохождение сигнала разрешения команды "Начать вводвывод" от блока 3 на вход шифратора 17Таким образом, возобновлениепрерванной команды ввода-вывода непроисходит,В процессе функционирования блоки канала работают следующим образом,Процессор инициирует выполнениеопераций обмена в канале с помощьюинструкции, формат которой приведенниже.АНПКИНКПоле НК (номера канала) содержитдвоичный код номера какала, в котором инициируется обмен.Поле КИ (кода инструкции) - кодинструкции, например, начать вводвывод (НВВ) или остановить ввод-вы-,вод (ОВВ),Попе АНП (адрес начала программы) - этот адрес является адресом ОЗУ, в котором хранится первая команда программы обмена.После засыпки инструкции в канал 5 процессора отключается от канала и продолжает выполнение своей программы. Канал самостоятельно пересыпает АНП в регистр 25 и считывает в регистр 23 первую команду програм- .10 мы, Формат команды программы канала приведен ниже.КОП НВУ ФЛ АО АК КЧ Поле КОП (кода операции) содержит код операции, выдаваемый внешнему устройству (ВУ).Поле НВУ (номера внешнего устройства) - код номера ВУ, с которым осуществляется обмен. 20Поле ФЛ содержит флажки (указатели), управляющие работой канала,например цепочка команд, цепочкаданных, программно-управляемое прерывание и др. 25Поле АО (адрес обмена) определяет начальный адрес ОЗУ, откуда будетпередаваться (или куда будет приниматься) информация в ходе выполненияоперации обмена. 30Поле АК (адреса команды) опреде 1 ляет адрес ОЗУ, по которому хранится следующая команда программы.Поле КЧ (колнчества чисел) содержит код количества чисел, поДлежащих З 5передаче по операции обмена,Из регистра 23 команды обмена пересылаются в регистр 4 по инициативепроцессора, а в регистр 14 - по ини-циативесверхоперативного абонента, 40В зависимости от типа операции(запись или чтение) данные иэ ОЗУочерез регистр 23 поступают в блок 2или из блока 2 через регистр 24 вОЗУ, АО из регистра 4 или 14 черезблок 3 заносится в регистр 25, аМзатем увеличивается на "1" суьиатором 28 (одновременно КЧ уменьшается сумматором 26) и снова заносится(одновременно с КЧ) в регистр 4 или 14. 50После того, как количество чисел(КЧ) станет равнйк О, выполнениекоманды прекращается, канал передаетв ОЗУ слово состояния,из регистра 5через регистр 24 по адресу, формируемому формирователем 7 и заносимомув регистр 25. После выполнения команды каналом выбирается следующая команда иэ ОЗУ по адресу АК, хранящемуся в регистре 4 или 14, АК увеличи" вается на "1" сумматором 27, промодифнцированный АК снова записывается в регистр 4 или 14.Регистр 41 информации канала М регистр 44 информации абонента (фиг. 4) служат для согласования форматов информации в ЦВМ и ВУ. Обьмен с ВУ производится байтами, а с ОЗУ словами, например по 4 байта.При выполнении операции записи на ВУ информация из регистра 23 поступает в регистр 41, а оттуда через коммутатор 45 побайтно на ВУ. При считывании информации побайтно принимается на регистр 34, после накопления полного слова (4 байта) переписывается в регистр 24, а за". тем в ОЗУ. Регистры 42 и 43 служат соответственно для хранения НВУ и КОП. НВУ и КОП поступают из регистра 4 или 14 через коммутатор 15, бло" ки 3 и 1. Регистр 46 предназначен для формирования управляющих сипналов канала, а регистр 47 - для, приема и задержки управляющих сигналов абонентов, Задержки необходимы для надежного приема сигналов на информационных шинах.Блок 3 управления работает в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 5.Информация, записанная в выходном регистре 33 (и в ПЗУ 32), разбита ,на три поля: поле выходных сигналов,. ,поле управления мультиплексором, по,ле управления адресом перехода. Выходы поля выходных сигналов являются. выходными сигналами блока 3 и поступают в соответствующие блоки. Си. гналы с выхода поля управления мультиплексором поступают на управляющий вход мультиплексора и определяют входной сигнал, анализируемый в данном состоянии. Адрес ПЗУ 32 формируется следукицим образом: старшие разряды - с выхода гюля адреса перехода, младший разряд - с выхода мультиплексора, т,е. следующее состояние определяется предыдущим состоянием (поле адреса перехода) и входным сигналом.Блок 3 управления работает следующим образом. По сигналу 1 Сброс" на выходном регистре 33 в поле адреса перехода устанавливается нулевой адрес ПЗУ 32, в поле выходных сигна10 27 При поступлении сигналя прерывания от абонента на выходе шифратора 9:формируется код адреса начала программы обмена с этим абонентом. По шине 34 управпяющая информация из регистра 4 поступает в блок 3, а из блока 3 - в блоки 1 или 2. Дешифратор 35 определяет равенство нулю кода в поле КЧ управляющего слова,Таким образом предлагаемый сеЛекторный канал обеспечивает возможность блокировки перехода к приостановленной команде ввода-вывода, что позволяет повысить производительность селекторного канала, причем время перехода к новой команде ввода-вывода после обслуживания сверхоперативного абонента сведено до нуля. Это значит, что после обмена с. СОА ка" нал может немедленно перейти к выполнению новой команды ввода-вывода, минуя окончание приостановленной. 11 ЬО 4лов - нули, в поле управления мультиплексором - код входного сигнала,анализируемого в нулевом состоянии(в соответствии с фиг. 5 сигнал "Инструкция" от шифратора 8). Каждомусостоянию блока 3 соответствует дваадреса, отличающиеся значением мпадшего разряда, который принимает значение "0" или "1" в зависимости атзначения входного сигнала, аналиэи- Юруемого в этом состоянии. Так, еслисигнал "Инструкция" равен нулю, тона выходе мультиплексора 31 будетнулевой сигнал, который совместнос нулевым полем адреса перехода 15обеспечивает обращение к ПЗУ 32 поненулевому адресу (автомат остается в нулевом состоянии), После того,как сигнал "Инструкция" станет равным единице, происходит обращение 20к ПЗУ 32 по первому адресу и автомат переходит в следующее состояниев соответствии с алгоритмом.При поступлении сигнала прерывания на выходе шифратора 8 вырабатывается сигнал "Инструкция" и кодкоманды "Остановить ввод-вывод",Формирователь 7 адреса ССК предназначен для формирования и передачив блок 1 адреса ОЗУ, в который за- З 0писывается слово состояния канала.При 16-разрядном адресе ОЗУ структура ССК имеет следующий видО База 9 10 р 15 р Разрядны с 0 по 9 имеют постоян. ный код, 10-ый разряд равен нулю, если абонент не сверхоперативный и единице в противном случае. Разряды с 11 по 15 для обычного абонента соответствуют номеру подканала, Для сверхоперативного абонента одиннадцатый разряд ранен "1" при выполнении команды "Запись" и "0" при выполнении команды "Чтение", ,В разрядах 12-15 содержатся младшие разряды кода номера абонента.