Байт-мультиплексный канал ввода-вывода

О П И С А Н И Е щ 656407ИЗОбРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Сониалистическик Республик(51) М.Кл.з С 06 Г 3/04 Государственный комитет СССР по делан изобретений н открытий(45) Дата опубликования описания 07.01.82Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам обмена данными между внешними устройствами и оперативной памятью ЦВМ, может быть использовано в системах обмена данными.Известен канал ввода-вывода, содержащий арифметическое устройство, оперативную память, память микрокоманд, регистры и блок управления интерфейсом ввода- вывода 1.Канал имеет общие с центральным процессором регистры обмена, что приводит к частому возникновению конфликтных ситуаций, которые вызывают потерю производительности.Наиболее близок к предлагаемому изобретению байт-мультиплексный канал ввода-вывода, содержащий блок хранения управляющей информации, первый вход-выход которого соединен с первым входом-выходом блока формирования управляющей информации, блок приоритетов, первый вход-выход которого соединен с первым входом-выходом блока сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами, блок модификации управляющей информации и блоки сопряжения с быстродействующими устройствами, причем первые, вторые входы-выходы блоков сопряжения с быстродействующими внешними устройствами соединены соответственно с вторым входом выходом блока приоритетов и с вторым входом-выходом 5 блока формирования управляющей информации, третий и четвертый входы-выходы которого соединены соответственно с первым входом-выходом блока модификации управляющей информации и с вторым вхо о дом-выходом блока сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами, третий вход-выход которого и пятый вход- выход блока формирования управляющей информации являются соответственно пер вым и вторым входами-выходами каналаввода-вывода, а третьи входы-выходы блоков сопряжения с быстродействуюгцими внешними устройствами являются соотвегствующими входами-выходами группы вхо дов-выходов канала ввода-вывода 2. Недостатками канала являются неполное ттспользование возможностей мультиплексирования, что выражается в простое оборудования канала во время цикла связи ка нала с управлением оперативной памятью,отсутствие различий в выполнении операций пви байтовом и групповом режимах передачи данных на одном из типов иодканалов, невозможность проведения полной Зо диагностики оборудования канала.Указанные недостатки влекут аа собой значительную потерю производительности, а их устранение аппаратнь-.м путем приводит к существенному усложнению схемы.Цель изобретения - повышение производительности канала ввода-вывода путем совмещения работы блока сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами и обмена данными одного из блоков сопряжения с быстродействующими внешними устройствами, а также сокращение оборудования.Цель достигается тем, что канал ввода- вывода содержит блок микропрограммного управления, первый-пятый входы-выходы которого соединены соответственно с вторыми входами-выходами блока хранения управляющей информации и блока модификации управляющей информации, с третьим входом-выходом блока приоритетов, с четвертым входом-выходом блока сопряжения с медленчодейстзующимп внешними устройствами, с шестым входом- выходом формирования управляющей информации, четвертые входы-выходы блоков .,сопряжения с быстродействующими устройствами соединены с шестым входом-выхо,дом блока микропрограммного управления седьмой вход-выход которого является третьим входом-выходом канала ввода-вывода, а третий вход-выход блока хранения управляющей информации соединен с пятым входом-выходом блока сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами.На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема байт-мультипле.:свого канала, на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы режимов работы известного и предлагаемого каналов ввода-вывода.Байт-мультиплексный канал содержит блок 1 хранения управляющей информации, блок 2 формирования управляющей информации, блок 3 сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами., блоки 4 сопряжения с быстродействующими устройствами, блок 5 модификации управляющей информации, блок 6 приоритетов, блок 7 микропрограммного управления, входы-выходы 8 - 10, группу 11 входов- выходов. 510 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 И На фиг, 2 и 3 позицией 12 обозначен цикл связи канала с блоком сопряжения с оыстродействующими внешними устройствами, позицией 13 - интервал выбора управляющей информации из блока хранения управляющей информации, позицией 14 - интервал формирования и посылки запросов в оперативную память, позицией 15 - цикл обмена с оперативной памятью, позицией 16 - интервал записи управляющей информации в блок хранения управляющей информации, позицией 17 - цикл связи канала с блоком сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами.Байт-мульти лексный канал работает следующим образом.Запросы на передачу данных из какого- либо блока 4 и из блока 3 поступают в блок 6, в котором запрос упорядочивается и высший приоритет предоставляется запросу из блока 4.По сигналу из блока 6 блок 7 извлекает из блока 1 управляющую передачей данных .информацию, направляет ее в блок 2, формирует запрос в оперативную память и передает управляюгцую информацию в блок 5 модификации управляющей информации. Блок 7 затем возвращает ее в блок 2 и записывает в блок 1. Затем, не дожидаясь окончания цикла обмена канала с оперативной памятью, блок может, послав предварительно в блок 6 сигнал о разрешении предоставления высшего приоритета запросу из блока 3 и получив ответ о таком предоставлении, начать обслуживачие этого запроса, если он не связан с обре.цением в оперативную память.По сигналу окончания цикла сомена данными канала с оперативной, памятью, начатого при передаче данных по запросу из блока 4, блок 7 прекращает обслуживание запроса из блока 3 и завершает передачу данных по запросу нз блока 4, Покажем преимущества изобретения по сравнению с известным каналом,Известно, что блок 3 формирует требование всякий раз, когда требуется передача одного байта данных.Блок 4 имеет возможность накапливать байты данных в буфере данных и поэтому формирует требование, когда необходимо передать в оощем случае не менее восьми байтов.С каждым требованием блока 4 на передачу байтов данных связан цикл обмена с оперативной памятью, во время которого данные либо выбираются из оперативной памяти и поступают на регистр данных блока 4 с последующей записью в буфер данных, либо с регистра данных блока 4 поступают в оперативную память (фиг. 2).Как видно из фиг. 2, большую часть цикла 12 занимает цикл 15 обмена с оперативной памятью, во время которого канал не может удовлетворять требования блока 3, т. е. простаивает.Известно, что только часть требований блока 3 на передачу байтов данных связана с обращением к оперативной памяти, а другая большая часть требований - с буферизацией байта данных в блоке 1. Поэтому канал при соответствующей организации алгоритма работы может обслуживать требования блока 3 во время цикла 15 обмена с оперативной памятью, вызванного блоком 4, что является одним из средств повышения производительности канала.40 45 Чтобы канал мог работать в таком режиме совмещенияь, необходимо несколько видоизменить последовательность работы в цикле 12. Эта последовательность представлена на временной диаграмме фиг. 3.Как видно из временной диаграммы фиг. 3, цикл 12 существенно сокращается :по сравнению с циклом на временной диаграмме фиг. 2. Цикл 12 может быть возобновлен лишь в случае, если цикл 15 обмена с оперативной памятью заканчивается с ошибкой. Так как такие ошибки достаточно редки, то общий выигрыш очевиден.Время обслуживания запроса из блока 3 на передачу байта данных сокращается также благодаря введению новой связи: блок 3 связан непосредственно с блоком 1 для передачи байтов данных.1Все управляющие функции в канале реализуются блоком 7 микропрограммного управления, введение которого упрощает управляющее оборудование канала. Формула изобретения Байт-мультиплексный канал ввода-выво.да, содержащий блок хранения управ.ляющей информации, первый вход-выход которого соединен с первым входом-выхо.дом блока формирования управляющей информации, блок приоритетов, первый вход- выход которого соединен с первым входом- выходом блока сопряжения с медленно- действующими внешними устройствами, блок модификации управляющей информации и блоки сопряжения с быстродействующими устройствами, причем первые, вторые входы-выходы блоков сопряжения с быстродействующими внешними устройствами соединены соответственно с вторым входом-выходом блока приоритетов и с вторым входом-выходом блока формирования управляющей информации, третий и четвертый входы-выходы которого соединены соответственно с первым входом-выходом бло:ка модификации управляющей информации 1 О 15 20 25 30 35 и с вторым входом-выходом блока сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами, третий вход-выход которого и пятый вход-выход блока формирования управляющей информации являются соответственно первым и вторым входами-выходами канала ввода-вывода, а третьи входы- выходы блоков сопряжения с быстродействующими внешними устройствами являются соответствующими входами-выходами группы входов-выходов канала ввода-вывода, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности канала ввода-вывода путем совмещения работы блока сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами и обмена данными одного из блоков сопряжения с быстродействующими внешними устройствами, а также с целью сокращения оборудования, канал ввода-вывода содержит блок микропрограммного управления, первый-пятый входы- выходы которого соединены соответственно с вторыми входами-выходами блока хранения управляющей информации и блока модификации управляющей информации, с третьим входом-выходом блока приоритетов, с четвертым входом-выходом блока сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами, с шестым входом-выходом блока формирования управляющей информации, четвертые входы-выходы блоков сопряжения с быстродействующими устройствами соединены с шестым входом-выходом блока микропрограммного управления, седьмой вход-выход которого является третьим входом-выходом канала ввода-вывода, а третий вход-выход блока хранения управляющей информации соединен с пятым входом-выходом блока сопряжения с медленнодействующими внешними устройствами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент Великобритании Мо 1423409, кл. 6 4 А, 1969.2. Патент США Мо 3432813, кл. 30-172.5, 1966.Тип, Харьк. фил. пред, ПатентИзд.106 ТиражГосударственного комитета СССР по дел 113035, Москва, Ж, Раушская наб 1 Подписное изобретений и открытий . 4/5