Комбинированный канал

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 О 504 С ННЫИ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕ гирнок Ломов Ю, ые средств М.: Статис во СССР(54) КОМБИНИРОВАННЬЙ КАНАЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.Целью изобретения является увеличение пропускной способности комбинированного канала. Комбинированный канал содержит блок 1 управления, блок 2 обмена информацией, узел 3 задания объема памяти, блок 4 формирования адреса, блок 5 хранения адреса, узел 6 дешифрации констант, узел 7 коммутации, узел 8 запуска, узел 9 счета, триггер 10, элемент НЕ 1 1, элементы И 12, 13, элемент ИЛИ 14. 2 з.п., э ф-лы, 10 2 табл.; связи с которым произошел сбой по вревремени. Так как канал свободен, чтомикропрограммно определяется по состоянию канала,то по микропрограммеопрашивается таблица состояний, в которую заносились коды последовательностей, определяющие состояние канала и периферийного устройства на определенный момент.Таблица состояний опрашивается последовательно, ячейка за ячейкой впоследовательности возрастания адресов, начиная с нулевого адрес ячейкисоответствует адресу периферийногоустройства).Если ячейка состояния содержиткод "00", опрашивается следующаяячейка и так далее до тех пор, покане опрошены все ячейки таблицы состояний.Если во всех ячейках таблицы состояний занесены коды последовательности "00", микропрограмма сбоя повременному контролю формирует словосостояния канала, в котором указывается, что возможной причиной сбоя является неправильная работа аппаратуры временного контроля,Если ячейка, например, "35" таб,лицы состояний содержит код последовательности, отличный от "00", микропрограмма по адресу ячейки определяет адрес периферийного устройстВа, который равен 35, Затем по кодупоследовательности и содержимому управляющего слова устройства, которое выбирается для периферийногоустройства с адресом 35, формируетсясоответствующее .слово состояния канала.Например, если код последовательности равен "11" и подканал . активен, так как конечного байта состояния от периферийного устройства неполучено, сбой произошел по причинеотсутствия связи канала с периферийным устройством по адресу 35 в процессе передачи байта данных.Если код последовательности "11"и подканал пассивен, т.е. все байтымежду каналом и периферийным устройством переданы, сбой по временномуконтролю произошел во время попытки передачи конечного байта состояния с признаком "Канал кончил".Если код последовательности "01",сбой по временному контролю проиэошел при попытке передачи конечного байта состояния с признаком "Устройство кОнчилОТаким образом, представленный в комбинированном канале временный контроль обнаруживает практически все нарушения связи, которые могут произойти в процессе связи между каналом и периферийным устройством. При 4этом при нормальной работе системы ввода/вывода временные потери в работе процессора и канала, вызванные представленным временным контролем, практически отсутствуют. Временные потери в работе канала и процессора возникают только тогда, когда происходят нарушения в длительности установленных перерывов в работе канала и периферийного устройства.Учитывая это, необходимо с целью сокращения временных потерь в работе процессора, которые возникают в случае срабатываиия схем временного контроля, частоту следования временных сигналов, устанавливаемых при помощи регистра 69, выбирать максимально возможной, те. сокращать до минимума временные интервалы прерывания в работе канала и периферийного устройства с целью немедленного обнаружения незапланированных перерывов в работе канала и периферийного устройства. Следовательно, представленный аппаратно-микропрограммный способ временного контроля является эффективным средством контроля работы канала с периферийными устройствами как с точки зрения затрат по аппаратным средствам контроля, так и с точки зрения временных и пространственных потерь в работе канала и процессора.Наибольший эффект представленного временного контроля достигается при сравнении этого контроля с контролем перерывов в работе канала с периферийным устройством программным путем на уровне операционной системы, так как при программном способе контроля, который можно организовать только через прерывание от таймера, временные потери в работе канала и процессора наблюдаются независимо бт того, правильно работает канал с периферийными устройствами или со сбо-. ем. При этом временные потери при контроле на программном уровне достигают значительных величин, так19 14050 как, например, организация прерывания по таймеру на уровне операционной системы требует больше тысячикоманд,В связи с этим с целью сокращениявременных потерь (пространственныепотери остаются) в работе канала ипроцессора временные интервалы потаймеру при программном способе контроля необходимо устанавливать какможно больше, что практически исключает оперативное обнаружение сбоя,связанного с нарушением перерывовв работе канала и периферийных устройств.Кроме. этого, эффективность представленного временного контроля посравнению с программным контролем.перерывов в работе канала и периферийных. устройств заключается в том,что программный контроль по времени на уровне операционной системыустанавливается единым для всех каналов, включенных в состав процессора, а представленный временный кон.троль устанавливается для каждогокомбинированного канала отдельно.Совмещение работы комбинированного канала при его работе по запоминанию управляющего слова устройства,которая выполняется микропрограммнымспособом путем переписи управляющего,слова устройства из активного подканала (местной памяти) в пассивный подканал (управляющую память), с пред 35ставленной аппаратурной реализациейначальной выработки по требованиюабонента позволяет повысить пропускную способность канала при его ра 40боте в байт-мультиплексном,блок-мультиплексноми селекторном режимах,что в свою очередь повышает производительность процессора Й, следовательно, всей вычислительной системы в45целом. Совмещение указанных работ комбинированного канала выполняется следующим образом.После конца очередного цикла связи канала с абонентом, т.е. при отсутствии логической связи между каналом и абонентом, канал с целью освобождения активного подканала для возможности организации связи с другим абонентом микропрограммно переписывает управляющее слово устройства из активного подканала в пассивный,.И только после операции запоминания 67 20управляющего слова устройства в пас.сивном подканале канал готов к организации связи с очередным абонентом по его инициативе, т.е, по идентификатору требования абонента (ТРБА), который поступает в канал повходу 16 и через узел 42 запоминается в регистре 43.Начало связи канала с абонентомпо его требованию канал осуществляет путем формирования идентификатора выборки от канала (ВБР-К), который выдается из регистра 44 черезузел 45 и выход 19 в магистраль ввода/вь 1 вода и последовательно обходитвсе абоненты до тех пор, пока этотидентификатор не поступит абоненту,выставившему ццентификатор ТРБ-А.Абонент, выставивший идентификатор ТРБ-А, после получения идентификатора ВБР-К запрещает дальнейшеераспространение идентификатора ВБР-Кдругим абонентам, а сам в ответ выставляет в канал идентификатор адреса рт абонента (ЯДР-А). Канал, приняв идентификатор АДР-А, начинает стандартные действия по организации связи с данным абонентом.Таким образом, организация выборки по требованию абонента от момента выдачи каналом идентификатора ВБР-К и до момента получения каналом идентификатора от абонента АДР-А требует определенного времени, которое может быть значительным, так как распространение выборки от одного абонента к другому может составлять до 1,6 мкс, а количество абонентов, подключаемых к магистрали ввода/вывода, может быть до десяти включительно.С другой стороны, микропрограммный способ запоминания управляющего слова устройства также требует определенного времени, которое, например, для ЭВМ ЕС 1036 составляет порядка 10 мкс.В связи с этим в комбинированном канале в микропрограмме запоминания управляющего слова одной иэ первых микрокоманд устанавливается триггер 10 по сигналу с выхода дешифратора 39 блока 1. Триггер 10 в начале выполнения микропрограммы запоминания управляющего слова устройства уста-, навливается в единичное состояние, ,так,как триггер "Канал загружен" регистра 40 блока сбрасывается по мик 1405067Таким образом, наличие в комбинированном канале возможности совмещения работы по микропрограммному запоминанию управляющего слова устройства с аппаратной выборкой абонента по его требованию позволяет увеличить пропускную способность канала при его работе в байт-мультиплексном, блок-мультиплексном и селекторном режимах. При этом это увеличение особенно заметно при работе канала в байт-мультиплексном режиме. Это вызвано тем, что время распространения. идентификатора ВБР-К на одном55 абоненте может достичь 1,6 мкс, количество абонентов может быть до 10, длина магистрали ввода/вывода мо 50 рокоманде только после запоминания управляющего слова устройства, Установка триггера 10 в единичное состояние позволяет, если присутствует идентификатор ТРБ-А,поступающий из регистра 43 через выход 35. на второй вход элемента И 12, сформировать сигнал установки триггера ВБР-К регистра 44, который с выхода элемента И 12 10 через элемент ИЛИ 14 по входу 36 блока 2 устанавливает в единичное состояние триггер ВБР-К регистра 44. Идентификатор ВБР-К с выхода регистра 44 через узел 45 и выход 19 поступает в магистраль ввода/вывода.После выдачи идентификатора ВБР-К идентификатор от абонента АДР-К может поступить в канал в любое время. Чтобы исключить неправильные действия канала в случае поступления идентификатора АДР-К в моменты, когда канал еще микропрограммно запоминает .управляющее слово устройства, прием идентификатора АДР-К в регистр 43 блокируется сигналом с выхода триггера 10, который по входу 34 блока 2 поступает на вход запрета триггера АДР-А регистра 43. И только после сброса триггера "Канал загружен" регистра 40 блока 1, который через элемент НЕ 11 сбрасывает триггер 10, блокировка триггера АДР-А регистра 43 снимается. Если идентификатор ТРБ-А поступил в канал после сброса триггера "Канал загружен", формиро вание идентификатора ВБР-К выполняется сигналом с выхода элемента И 13 через элемент ИЛИ 14, который по входу 36 блока 2 устанавливает в единичное состояние триггер ВБР-К регистра 44. жет быть до 50 м, а при использовании ретрансляторов (например ЕС4081) количество абонентов и длинамагистрали ввода/вывода могут бытьувеличены в несколько раз. Формула и з о б р е т е н и я1. Комбинированный канал, содержащий блок управления, блок обмена информацией, причем первая группа входов логического условия блока управления образует группу входов комбинированного канала для подключения к группе кодовых выходов процессора, первая группа выходов блока управления образует группу выходов комбинированного канала для подключения к группе информационных входов процессора, группы информационных входов и выходов блока обмена информацией образуют группы выходов и входов комбинированного канала для подключения соответственно к группам информационных и управляющих выходов и входов периферийных устройств, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения пропускной способности,в него введены блок формирования адреса, блок хранения адреса, узел дешифрации константы, узел задания объема памяти, узел коммутации, узел запуска, узел счета, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент НЕ,причем группа информационных входов блока формирования адреса образует группу входов комбинированного канала для подключения к группе адресных выходов процессора, управляющий вход узла коммутации соединен с установочным входом узла запуска и является входом комбинированного канала для подключения к выходу останова процессора, группа информационных входов узла коммутации образует группу входов комбйнированного канала для подключения к группе выходов тактовых сигналов процессора, информационный вход узла счета является входом комбинированного канала для подключения к выходу предварительной установки процессора, выход узла счета образует выход комбинированного канала для подключения к входу запроса прерывания процессора, при этом установочный вход узла счета соединен с выходом узла запуска,пер. вый разрешающий вход которого соеди. нен с первым инфрмационным выходом05067 24 23 14 узла коммутации, второй информационный выход которого соединен со счетным входом узла счета, вторая группа выходов блока управления соединена с вторым разрешающим входом узла запуска,входом записи блока хранения адреса, первым входом элемента ИЛИ и нулевым входом триггера, группа информационных выходов блока формирования адреса соединена с груп" пой информационных входов блока хранения адреса, первая группа информационных выходов которого соединена с. группой информационных входов узла дешифрации констант, группа информационных выходов которого соединена с второй группой входов логического условия блока управления, третья и четвертая группы входов логического условия которого соединены соответственно с второй группой информационных выходов блока хранения адреса и с группой информационных выходов узла задания объема памяти, выход блока управления соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с единичными входом триггера, и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым информационным входом блока обмена информа цией, второй информационный .вход которого. соединен с выходом триггера и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ, информационный выход блока обмена. информацией соединен с вторыми входами первого и второго элементов И. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 2. Канал по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что блок управления содержит коммутатор, дешифратор, регистр управления, причем первая,вторая, третья группы информационных входов и группа информационных выходов коммутатора образуют соответственно вторую, третью и четвертую группы входов логического условия и первую группу выходов блока управления,группа информационных входов дешифратора образует первую группу входов логического условия блока управления, группа информационных выходов дешифратора образует вторую группу выходов блока управления, выход, регистра управления является вторым выходом блока управления, при этом информационный вход регистра управления соединен со старшим разрядом группы информационных выходов дешифратора.3. Канал по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я, тем, что блок формирования адреса содержит пять приоритетных шифраторов и три мультиплексора,причем информационные входы первого, второго, третьего и четвертого при" оритетных шифраторов образуют группу информационных входов блока формирования адреса, информационные выходы первого, второго, третьего мультиплексоров, первый, второй,тртий информационные выходы пятого приоритетного шифратора образуют группу информационных выходов блока формирования адреса, при этом в блоке формирования адреса первый, второй, третий, четвертый информационные входы первого мультиплексора соединены соответственно с первыми информационными выходами первого, второго, третьего, четвертого приоритетных шифраторов, вторые информационные выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым информационными входами второго мультиплексора, первый, второй, третий, четвертый информационные входы третьего мультиплексора соединены соответственно с третьими информационными выходами первого, второго, третьего, .четвертого приоритетных шифраторов, четвертые информационные выкоды которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым информационными входами первого приоритетного шифратора, первый и второй информационные выходы которого соединены с первым и вторым управляющими входами первого, второго и третьего мультиплексоров.1405067 ф Составитель С.ПестмалРедактор И.Николайчук Техред М.Дидык орректор А.Обручар 4 Заказ 37 тная лиграфическое предприятие, г, Ужгород, у Произ твенн Тираж ВНИИПИ Госуд по делам)3035, Москва, 0 Подписноественного комитета СССРобретений и открытийИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах ввода/вывода электронных вычислительных машин.Целью изобретения является увеличение пропускнойспособности комбинированного канала за счет введения плавающего количества подканалов,автоматического распределения любого 1 О лодканала иэ группы отведенных подканалов любому по адресации периферийному устройству, временного контроля, позволяющего осуществить контроль работы канала, не охваченный аппаратными и программными средствами конт.роля, совмещения работы канала по микропрограммному обслуживанию запоминания управляющего слова устройства с аппаратным обслуживанием выборки по требованию.Плавающее количество подканалов позволяет применительно к требованиям любого пользователя индивидуально назначить только то максимальное 25 количество подканалов, которое необходимо только ему. Это позволяет в ЭВИ использовать минимальный объем памяти для хранения подканалов.Автоматическое распределение подканалов дает возможность независимо от общего количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств и работать с ними в оптимальном режиме,Введенный временный контроль позволяет контролировать перерывы в работе канала, возникающие при его связи с группой периферийных устройств,которые по временным интервалам40практически могут быть любыми.Совмещение работы канала по микропрограммному обслуживанию запоминания управляющего слова устройства саппаратным совмещением выборки по45требованию позволяет ускорить организацию выборки периферийного устройства по его требованию, за счет чегосокращается время на организацию связи канала с периферийным устройст Овом и, следовательно, увеличиваетсяпропускная способность канала. Причем пропускная способность каналаувеличивается при его работе и вбайт-мультиплексном, и в блок-мультиплексном, и в селекторном режимах,Введение в комбинированный каналузла задания объема памяти позволяет путем установки вручную на переключающих устройствах соответствующего кода использовать индивидуально для любого конкретного пользователя тот необходимый оптимальный объем памяти для хранения подканалов, который ему требуется.Введение в комбинированный канал блока формирования адреса дает возможность оперативно аппаратным путем определять наличие свободных подканалов и, если свободные подканалы есть, аппаратно формировать адрес свободного подканалаВведение в канал блока хранения адреса позволяет хранить управляющую информацию и оперативно ее использовать при назначении подканалов.Введение в комбинированный канал узла дешифрации констант позволяет оперативным образом формировать константы, которые используются в процессе назначения свободных подканалов.Введение в канал узла коммутации позволяет устанавливать различные по длительности временные интервалы, введение узла запуска - возможность в нужные моменты времени организовать пуск схемы временного контроля, а введение узла счета - возможность организовать фиксацию нарушения работы комбинированного канала по временному контролю.Введение в комбинированный канал триггера, элемента НЕ первого и второго элементов И, элемента ИЛИ дает возможность организовать предварительную выборку периферийного устройства по его требованию в момент выполнения каналом микропрограммы запоминания управляющего слова устройства.На фиг,1 изображена структурная схема комбинированного канала; на фиг,2 - функциональная схема блока управления; на фиг,З - функциональная схема блока обмена информацией; на фиг,4 - функциональная схема блока формирования адреса; на фиг.5 - функциональная схема блока хранения адреса; на фиг.б - функциональная схема узла дешифрации констант;на фиг,7- расположение управляющей информации в Фиксированных ячейках местной памяти; на фиг.8 - функциональная схема узла коммутации;на фиг.9 - функ 1405067циональная схема узла запуска; наФиг10 - функциональная схема узласчета.Комбинированный канал (фиг.1) содержит блок 1 управления, блок 2 об -5мена информацией, узел 3 задания объема памяти, блок 4 формированияадреса, блок 5 хранения адреса, узел6 дешифрации констант, узел 7 коммутации, узел 8 запуска, узел 9 счета, триггер 10, элемент НЕ 11,второй12 и первый 13 элементы И, элементИЛИ 14, вход 15 группы логических условий, вход 16 группы информационных 15и управляющих сигналов, выход 17информационных сигналов, выход 18 запроса на прерывание, выход 19 группыинформационных и управляющих сигналов,вход 20 информационных сигналов,вход 21 группы тактовых сигналов,вход 22 останова, вход 23 группы потенциальных сигналов предварительнойустановки, внутренние связи 24-37комбинированного канала, 25Блок 1 управления (фиг.2) содержиткоммутатор 38, дешифратор 39, регистр 40 управления, вход 41 регистра управления.Блок 2 обмена информацией (фиг.З)содержит узел 42 усилителей-приемников, регистр 43 идентификаторов абонента, регистр 44 идентификаторов,канала и узел 45 усилителей-передатчиков.Блок 4 формирования адреса (фиг.4)35содержит приоритетные шифраторы 4650, мультиплексоры 5 1-53, выходы54-56.Блок 5 хранения адреса (фиг.5)содержит первый 57 и второй 58 триггеры, первый 59 и второй 60 двухразрядные регистры, первый 61 и второй 62 трехразрядные регистры, входы 63 и 64, выходы 65 и 66,45 Узел 6 дешифрации констант (Фиг,6) содержит первый 67 и второй 68 дешифраторы, узел 7 коммутации (фиг,8) - регистр 69 коммутации, мультиплексор 70, элемент НЕ 71 и элемент И 72, узел 8 запуска (Фиг,9) - элемент И 73, триггер 74, элемент ИЛИ 75, входы 76 и 77, а узел 9 счета (Фиг.10) - первый 78 и второй 79 триггеры, входы 80 и 81 группы потенциальных сигналов установки.Комбинированный канал работает 1следующим образом. Автоматическое назначение подканалов в комбинированном канале выполняется микропрограммно-аппаратными средствами с использованием узла 3 заданий объема памяти, блока 4 формирования адреса, блока 5 хранения адреса и узла 6 дешифрации констант.Организация временного контроля перерывов в работе комбинированного канала при его связи с группой периферийных устройств выполняется микропрограммно-аппаратными средствами с использованием узла 7 коммутации, узла 8 запуска и узла 9 счета.Сбвмещение работы комбинированного канала по организации выборки периферийного устройства по его требованию с работой по запоминанию управляющего слова устройства выполняется аппаратным путем с использованием триггера 10, элемента НЕ 11, элементов И 12 и 13, элемента ИЛИ 14.Комбинированный канал может применяться в системах ввода-вывода ЕСЭВМ, может входить как один из комбинированных каналов в состав процессора.Комбинированный канал управляется работой процессора с помощью специальных команд ввода/вывода. Обра - щение к программе канала осуществляется с помощью адресного слова канала, расположенного в Фиксированной ячейке оперативной памяти, Адресное слово канала содержит ключ защиты и адрес первого управляющего слова канала. Программа канала состоит из последовательности управляющих слов канала. Управляющее слово канала содержит код операции, который указывает действия между каналом ипериферийным устройством (абонентом),начальный адрес данных, который определяет начальный адрес оперативнойпамяти, куда будет записываться пер,вый байт данных для передачи его абоненту, признаки режима работы канала, например, байт-мультиплексньй, блок-мультиплексный или селекторный режимы,и другие идентификаторы, необходимые для нормальной работы канала с абонентом. Так как оборудование канала может разделяться во времени выполнением нескольких операций ввода/вывода,то управляющая информация об операциях ввода/вывода хранится в области управляющей памяти процессора, в котонескольких управляющих слов устройств. При этом обновление информации в пассивном подканале происходит всякий раз после конца цикла связи канала с абонентом.Таким образом, предлагаемый комбинированный канал выполняет все функции известного (на фиг.1 показаны только те блоки или функциональные части блока известного канала, которые претерпели изменения в связи с расширением функциональных возможностей комбинированного канала и увеличением его пропускной способности).Плавающее назначение количества пассивных подканалов и автоматическое распределение этих подканалов между абонентами с последующим их освобожабонентом позволяет гибко и простымспособом адаптироваться к требованиям пользователя путем предоставления ему возможности назначения того количества подканалов, котороеему необходимо, за счет чего пользователь может создавать нужные только ему конфигурации периферийных устройств как по количеству, так и посоставу с организацией производительной с ними работы, используя приэтом минимальный объем управляющейпамяти, предназначенный для храненияподканалов, тем самым используя большой объем управляющей памяти дляхранения в ней процессорных микропрограмм, например, при органиэациидинамического микропрограммирования,и организовать возможность назначения любого свободного подканала любому по адресации периферийному устройству, что позволяет вне зависимости от действительного количества отведенных подканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных устройств, что в свою очеВредь исключает все ограничения на подключение к каналу любых по адресации абонентов, если количество подканалов в канале меньше 256.Комбинированный канал в части организации плавающего количества подканалов и их распределения работает следующим образом. При помощи узла 3 вручную на переключательных устройствах набираетсянужный код, который через вход 37блока 1 поступает в коммутатор 38,При выполнении процессорной микро 5 1405067 6рой хранятся процессорные и канальные микропрограммы, Часть области управляющей памяти, в которой хранится управляющая информация для одной5операции ввода/вывода, называетсяподканалом.Информация, хранящаяся в подканале, отражает состояние выполненияоперации ввода/вывода между каналами 10и конкретным периферийным устройством на данный момент времени. Эта информация называется управляющим словом устройства.С целью оперативного использования 1управляющего слова устройства в процессе связи канала с абонентом этаинформация переписывается из подканала управляющей памяти (пассивногоподканала) частично непосредственно 20 дением после конца связи канала св оборудование канала и частично вбыстродействующую местную память (активный подканал). После конца очередного цикла связи информация .изактивного подканала переписывается 25в пассивный подканал. Это необходимо,чтобы освободить активный подканал для возможности организации связи с другим абонентом,В процессе выполнения операцииввода/вывода, например, при обменеданными управляющее слово устройства в пассивном канале обновляется.Однако это обновление зависит от режима работы канала.Если комбинированный канал работа-.35ет в селекторном режиме,то управля"ющее слово устройства хранится в активном подканале в течение всего времени выполнения операции ввода/вы 40вода, поскольку селекторный режимпозволяет работу канала толькос одним абонентом в так называемоммонопольном режиме, когда абонент неотключается от канала до тех пор,пока между каналом и абонентом пол 4ностью не закончена связь. Поэтомупри работе канала в селекторном режиме обновления информации в пассивном подканале практически не происходит.501При работе комбинированного канала в байт-мультиплексном и блокмультиплексном режимах канал способен обслуживать несколько абонентоводновременно, Поэтому для организации этих режимов работы канал имеетнесколько пассивных подканалов, необходимых для одновременного хранения1405067 программы сброса системы, которая выполняется при загрузке системы команд в процессор, а также при нажатии кнопки "Сброс системы" этот код с вы 5 хода коммутатора 38 через выход 17 канала считывается в процессор и запоминается в управляющей памяти как характеристика количества подканалов, отведенных в управляющей памяти для комбинированного канала. В дальнейшем эта информация используется при назначении подканалов в процессе выполнения очередной команды ввода/вывода. 15Если свободные подканалы использованы не все, очередное назначение подканала выполняется и выполнение операции ввода/вывода продолжается,Если свободных нодканалов нет, вы полнение команды ввода/вывода прекращается.При этом комбинированный канал микропрограммно формирует такой признак результата, который формируется, когда оказывается, что нуж ного периферийного устройства нет. Подобный алгоритм формирования признака результата при отсутствии свободных подканалов выбран из расчета, чтобы указать пользователю, что при выбранной конфигурации периферийных устройств, подключенных к каналу, количество подканалов выбрано неправиль, но. Подобное заключение пользователь должен сделать на основании реакции35 операционной системы (или какой-либо другой системы), заключающейся в том, что в этом случае операционная система указывает оператору, что периферийного устройства нет, а на са мом деле оно подключено к комбинированному каналу и нормально функционирует.Автоматическое назначение подканалов, т,е. назначение любого свободного подканала любому по адресации абоненту с последующим освобождени.ем этого подканала после конца связи канала с абонентом, выполняется аппаратно-микропрограммным путем.При50 этом, кроме аппаратных средств, используются две таблицы, расположенные в управляющей памяти, и несколько ячеек местной памяти, необходимых для оперативной обработки управляющей информации. цы,Таким образом, общее количество подканалов, которое определяется кодом,считанным из узла 3, устанавливается путем установки соответствующих бит указателя слов второй таблицы и слов второй таблицы в соответствую - щее состояние, например в нулевое. Следовательно, если некоторые биты указателя слов второй таблицы устаЪПервая таблица содержит 256 после довательно адресованных ячеек управляющей памяти (па максимальному количеству абонентов, которые можноподключить к комбинированному каналу), каждая из которых предназначена для хранения адреса назначения подканала для конкретного абонента. Первая таблица, кроме этого, предназначена для хранения признака, который говорит о том, назначен для данного абонента подканал или нет, После назначения подканала этот признак устанавливается, после конца связи с абонентом сбрасывается.Первая таблица, содержащая К последовательно адресованных ячеек в управляющей памяти для хранения М разрядных слов (в данным случае К = - 8, а М = 32), совместно с указателем слов второй таблицы, который для данного случая содержит одно восьми" разрядное слово, расположенное вячеике местной памяти (фиг.7), ис-,пользуется для формирования адреса свободного подканала, если свободные подканалы естьВторая таблица определяет то максимальное количество подканалов, которое может быть отведено для комбинированного канала. В данном случае максимальное количество подканалов 256.Указатель слов второй таблицы (фиг.7) используется для оперативного определения наличия свободных подканалов и формирования адреса свободного подканала, если свободный поцканал есть.Адрес свободного подканала формируется из адреса слова второй таблицы и адреса бита в этом слове, Так как адрес слова второй таблицы определяется адресом бита указателя слов второй таблицы, расположенного в ячейке "1" местной памяти (фиг,7), то адрес свободного подканала формируется из адреса бита в указателе слов второй таблицы и адреса бита соответствующего слова второй табли 14050новлены в единичное состояние, тосвободных подканалов, которые адресуются соответствующими словами второйтаблицы, нет.5При выполнении команды ввода/вывода по адресу абонента, который задается в команде ввода/вывода и запоминается в ячейке "4" местной памяти(фиг.7), в ячейке "2" местной памятивыбирается соответствующая ячейкапервой таблицы. Цель этой выборки -определить занято адресованное в команде ввода/вывода периферийное устройство или нет.15Определение выполняется путем анализа признака назначения подканала,Если подканал для данного абонента бын уже назначен, следовательно,абонент, адресованный в выполняемойкоманде ввода/вывода, занят и выполнение команды ввода/вывода прекращается,Если:подканал для данного абонентане назначен, выполнение команды ввода/вывода продолжается путем попыткиназначения для данного абонента свободного подканала,Сначала анализируется наличие свободных подканалов путем анализа наличия нулевых бит в указатепе слов второй таблицы. Если нулевых бит нет,т.е, свободных подканалов нет, каналпрекращает выполнение команды ввода/вывода.Если свободные подканалы есть,формируется адрес свободного подканала,Анализ наличия свободных подканалов и формирование адреса свободного 40нодканала выполняются следующим образом,Содержимое ячейки "1" местной памяти (фиг.7) по входу 20 посылаетсяв блок 4, рассчитанный на прием четырех байтов. При этом байт 0 поступает на вход приоритетного шифратора46, байт 1 - шифратора 47, байт 2 -шифратора 48, байт 3 - шифратора 49,Каждый из этих шифраторов на своихпервом, втором и третьем выходах формирует трехразрядный код, являющийся адресом первого бита (наличия снулевого), который говорит о том,чтослово второй таблицы по этому адресу имеет по крайней мере одинсвободный подканал,Если, например, в байте 0 нет ниодного нулевого бита, приоритетный 67 10шифратор 46 возбуждает четвертый выход, что говорит о том, что в группе слов второй таблицы, адресуемых битами байта О указателя слов второй таблицы, ни одного свободного подканала нет. Четвертые выходы приоритетных шифраторов 46-49 поступают на соответствующие входы приоритетного шифратора 50. Следовательно, если в указателе слов второй тыблицы нет ни одного бита, указывающего на на-. личие свободного подканала,то возбуждается третий выход ширфатора 50,Если свободные подканалы есть,то двухразрядный код, сформированный на первом и втором выходах шифратора 50, указывает адрес первого байта (начиная с нулевого), в котором есть по крайней мере один свободный подканал. Трехразрядный код, сформированный на выходах мультиплексоров 51-53, является адресом первого бита байта, адрес которого сформирован на первом и втором выходах приоритетного шифратора 50, который определяет адрес слова второй таблицы, в котором есть по крайней мере один свободный подканал.Информация из блока 4 по выходу 28 записывается в блок 5. При этом в триггере 57 запоминается состояние третьего выхода приоритетного шифратора 50, в двухразрядном регистре 59 - первого и второго выходдов шифратора 50, в трехразрядном регистре 61 - состояние выходовмультиплексоров 51-53, Запоминание выполняется по управляющему сигналу по входу 63 блока 5 хранения адреса, полученному с выхода дешифратора 39 блока 1 через выход 32.Таким образом, анализируя выходной сигнал с триггера 57, определяют наличие свободных подканалов, двухразрядньй код с регистра 59 и трехразрядный код с регистра 61 определяют адрес слова второй табли-. цы, в котором есть по крайней мере хотя бы один свободный подканал.Указанный анализ выполняется микропрограммно путем чтения информации с выхода 29 блока 5 через коммутатор 38 блока 1 и выход 17. Если свободные подканалы есть, пятиразрядный код адреса слова второй таблицы запоминается в ячейке "3" местной памяти. По этому адресу из второй таблицы читается тридцатидвухразряд 1405067 12ное слово, которое запоминается в ячейке "5" местной памяти. Затем слово из ячейки "5" местной памяти выдается в блок 4 аналогично указателю слов второй таблицы, а информация с выхода 28 блока 4 запоминается в блоке 5 соответственно на триггере 58, двухразрядном регистре 60 и трехразрядном регистре 62 по управляющему сигналу по входу 64, поступившему с дешифратора 38 блока 1 через выход 32.Таким образом, после анализа двух слов указателя слов второй таблицы и одного из слов второй таблицы, с выхода 29 блока 5 снимается десяти- разрядный адрес, который является адресом свободного подканала. Этот адрес запоминается в ячейке "2" местной памяти и по адресу первой таблицы, хранящемуся в ячейке "4" местной памяти, записывается вместе с признаком назначения подканала в первую таблицу. Подканал для данного абонента назначен. После назначения подканала необходимо скорректировать слово второй таблицы и, если необходимо, указатель слов второй таблицы.Для этого трехразрядные коды адреса бита в байте указателя слов второй таблицы и слова второй таблицы по линиям 65 и 66 соответственно через выход 30 блока 5 подаются на выходы дешифраторов 67 и 68 соответственно. С выходов последних снимаются константы, позчционные коды которых указывают какой бит в байте необходимо установить в единичное состояние вследствие назначения очередного подканала.Микропрограммно сначала считывается константа с дешифратора 68 через выход 31. блока 6, коммутатор 38 и вы.ход 17 и путем сложения этой константы с соответствующим байтом слова второй таблицы, расположенного в ячейке "5" местной памяти, После этого скорректированное слово второй таблицы по адресу второй таблицы,расположенному в ячейке 3 местной памяти, записывается во вторую таблицу, затем проверяется на предмет на личия в этом слове свободных подканалов. Для этой цели скорректированное слово второй таблицы иэ ячейки "5" местной памяти подается в блок 4, после чего на триггере 58 запоминается признак наличия свободных подканалов, Этот признак анализируется.Если свободные подканалы есть, ника 5ких действий не выполняется. Еслисвободных подканалов нет, корректируется байт указателя слов второйтаблицы путем сложения его с константой, полученной с дешифратора 67 бло 1 О ка 6,Скорректированный байт записывается в ячейку "1" местной памяти.Назначение подканалов заканчивается.Освобождение подканалов выполняется -после конца связи комбинированного канала с абонентом, когда информация в соответствующем подканале не нужна, Освобождение подканалавыполняется микропрограммным способом путем снятия признака назначенияподканала и корректировки бит словавторой таблицы и, если необходимо,указателя слов второй таблицы.25 Таким образом, аппаратно-микропрограммный способ органиэации йлавающего количества подканалов и их автоматического назначения с последующим освобождением позволяет с минимальными аппаратными затратами иоптимальными временными затратамиоперативно выполнять назначение любого свободного подканала любому поадресации периферийному устройству.Автоматическое назначение подканалов позволяет вне зависимости от действительного количества отведенныхподканалов подключать к каналу максимальное количество периферийных40 устройств, что в свою очередь исключает все ограничения на подключениек каналу периферийных устройств только с определенными адресами, есликоличество отведенных подканалов45 меньше 256, что наблюдается, когдане используется предлагаемое автоматическое назначение подканалов,Организация временного контроляв комбинированном канале, наиболееэффективно используемого для контроля перерывов в работе канала с группой периферийных устройств, которыемогут быть по длительности временных интервалов практически любыми,55 осуществляется аппаратно-микропрограммным способом и выполняется следующим Образом.В начале работы процессора вручную при помощи устройств регистра13405067 69 узла 7 на первом, втором и третьем выходе регистра 69 устанавливается код, определяющий частоту сле - дования временных сигналов, поступающих в узел 7 по входу 21, а также режим включения путем установки соответствующего потенциала на четвертом выходе регистра 69 который чеФрез элемент ИЛИ 75 узла 8 по входу .25 узла 9 поступает на сбросовые входы триггеров 78 и 79, разрешая их нормальное функционирование. В частности, разрешается запуск триггера 79 по синхровходу, на который поступают с выхода мультиплексора 70 временные сигналы с определенной регистром 69 частотой следования.Таблицы состояний работы мультиплексора 70 и триггеров 78 и 79 1 приведены в табл. 1 и 2 соответственно,Запуск временного контроля комбинированного канала выполняется микропрограммным путем в процессе выполнения команды ввода)вывода сигналом с выхода дешифратора 39 через вход32 по линии 76, который через элемент И 73, стробируемый сигналом по входу 24, устанавливает в единич-ное состояние триггер 74 и через элемент ИЛИ 75 сбрасывает в исходное со- , стояние триггеры 78 и 79.Так как триггер 78 работает в ре жиме счета, а триггер 79 в режиме триггера с запоминанием (по линии 80 входа 23 подается постоянно единич ный потенциал, а по линии 81 - нулевой потенциал), то в случае поступления по входу 27 на синхровход триггера 79 двух СИгналов устанавливается в единичное состояние триггер 78, сигнал с Выхода которого говорит о том, что в работе комбинированного канала с периферийными устройствами произошли незапланированные перерывы в работе. Если временных нарушений в перерывах в работе канала с абонентом не произойдет, триггер 78 никогда не устанавливается в единичное состояние, так как после успешноговыполнения команды ввода/вывода микропрограммно по сигналу по линии 77узла 8 сбрасывается триггер 74, который устанавливает в исходное состояние триггеры 78 и 79 и постоянноподдерживает их в состоянии сброса,Запуск схем временного контролявыполняется каждый раз в процессе 4выполнения очередной команды ввода//вывода. Если очередная команда Ввода/вывода начата в процессе выполне"5ния ранее начатой команды ввода/вывода, установка в единичное состояние триггера 74 выполняется (его состояние подтверждается). При этомтриггеры 78 и 79 сбрасываются в ис 10 ходкое состояние, после чего их работа начинается сначала.В этом случае до срабатываниятриггера 78 должны быть Выполнены всезапущенные команды ввода/вывода. Ес 15 ли зато время не выполнена одна илинесколько команд ввода/вывода, тосрабатывает схема временного контроЛЯ вПосле срабатывания схем временно 20 го контроля по сигналу с выхода 26выполняется прерывание, по которомуосуществляется выход на микропрограмму анализа сбоя от схем временного контроля, в процессе выполнения25 которой конкретизируются условия,при которых сработала схема времен.ного контроля: определяется адреспериферийного устройства, при связис которым произошел сбой, а также30 состояние канала и периферийного устройства в момент сбоя,С целью конкретизации адреса периферийного устройства, а также состояний в моменты сбоя в управляюЗ 5 щей памяти процессора хранится таблица состояний, в которой для каждого периферийного устройства устанавливаются признаки, характеризующиеэтапы работы канала с периферийными4 О устройствами. Например, при успешноначатой связи канала с конкретным периферийным устройством в таблице состояний для данного устройства устанавливается код последовательности11 в ЭТО ГоворИТ 0 ТОМ ЧТО ЛОГИческая связь канала с периферийным устройством произошла. Если Впроцессе связи из периферийного устройства в канал поступает конечныйбайт состояния с признаком "Канал кончил", в таблице состояний устанавливается код последовательности"01" Если из периферийнрго устройства в канал поступает конечный байт55 состояния с признаком УстройстВО1.кончило" в таблице состояний устаЭнавливается код последовательности"00". Анализируя эти коды последо 3вательности, канал определяет состоя15 14050 ние канала и периферийного устройства на момент сбоя по временному контролю еДля возможности анализа количест 5 ва периферийных устройств, во время работы с которыми произошел сбой по временному контролю, в местной памяти процессора хранится счетчик коли- честна одновременно работающих периферийных устройств.С учетом этого микропрограммный анализ сбоя, происшедшего вследствие срабатывания схем временного контроля, выполняется следующим образом. 15 35 После успешного завершения начала связи канала с периферийным уст-.ройством микропрограммным путем втаблицу состояний для запущенного 20периферийного устройства заноситсякод последовательности "11", а в счетчик количества одновременно работающих периферийных устройств, которыйрасположен в фиксированной ячейкеместной памяти, добавляется единица.После этого запускается схема временного контроля путем микропрограммной установки триггера 74 в единичное состояние, при этом с инверсного выхода триггера 74 (фиг,9) снимается нулевой потенциал.После завершения операции ввода/вывода микропрограммно из счетчикаколичества вычитается единица и выполняется анализ его содержимого.Если содержимое счетчика равно О,сбрасывается триггер 74 Связь с пе-риферийным устройством завершилась.успешно и аппаратная схема временного контроля приведена в исходное состояние.Если содержимое счетчика не равно О, микропрограммно триггер 74не сбрасывается. Аппаратная схема 45.временного контроля продолжает работать. Триггер 74 сбрасывается тольков том случае, если после очередноговычитания единицы из счетчика количества его содержимое равно О,50В случае нарушения длительностизапланированных перерывов в работекомбинированного канала с периферийными устройствами, по сигналу с выхода 26 происходит прерывание с переходом на микропрограмму обработки сбоя по временному контролю, которая фиксирует состояние канала иконкретного перифернйиого устройст 67 16ва в момент сбоя по временному контролю.Рассмотрим несколько примеров ра-. боты микропрограммы обработки сбоя по временному контролю.Сигнал сбоя по временному контролю выработан в процессе работы канала с периферийным устройством. Этотсигнал может возникнуть, например, и в процессе передачи байта данных, когда периферийное устройство, обменявшись с каналом очередным байтом и не отключившись от него в течение определенного интервала времени, не обмейялось следующим байтом.Микропрограмма обработки сбоя по временному контролю в первую очередь определяет, при связи с каким периферийным устройством произошел сбой. В этом случае микропрограмма по состоянию канала (а он находится в рабочем состоянии), определяет что канал работает, поэтому вся управляющая информация (управляющее слово устройства) при этом находится в активном подканапе, т.е. в фиксированных ячейках местной памяти. В этом случае микропрограмма обработки,анализируя управляющее слово устройства, определяет адрес периферийного устройства и его состояние и, снимая маску с канала, фиксирует его аппаратное состояние. Затем по этим данным микропрограмма обработки слоя по временному контролю формирует слово состояния канала, в котором указывается необходимая информация о сбое, после чего выставляет запрос на программное прерывание, которое обсуждается той управляющей программой, под управлением которой работает процессор (например, под управлением операционной системы), вследствие чего подобный сбой в работе канала обнаруживается и принимаются соот.ветствующие меры по устранению его, 1Случай, когда сигнал сбоя по временному контролю выработался, когда канал не был связан ни с каким периферийным устройством, может возникнуть, например, тогда, когда канал, начав связь с периферийным устройством и приостановив ее при нормальной последовательности связи, не.возобновил эту связь за установленный про.межуток времени. В подобной ситуации микропрограмма сбоя по временному контролю в первую очередь определяет