Мультиплексный канал с динамическим распределением памяти

(11) 526877 Союз Советских Социалистических Республик;(61) Дополнительное (22) Заявлено 29,10 7 авт. свид-вх Кл.- 6 06 Г 3 1) 1967237/2 с присоединением заявки М Государственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий ритет) Заявител СК АНАЛ С ДИНАМИЕМ ПАМЯТИ 54) М И ПЛ ЕКСНЫЙ РАСПРЕДЕЛЕ остаточную наного запоминаИзобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в цифровых вычислительных машинах для ввода - вывода информации.Известен мультиплексный кажная 1, содержащий оперативное запоминающее устройство, регистрысчетчики, блок анализа запросов, элементы И.Известный канал имеет неддежность при отказе оперативющего устройства.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является мультиплексный канал 21, содержащий блок сопряжения с центральным процессором, блок сопряжения с центральной оперативной памятью, блок сопряжения с внешними устройствами, блок основной памяти, блок адресной памяти, регистр подканала, регистр управления, регистр информации, блок модификации, преобразователь кода адреса, регистр адреса свободной зоны основной памяти, блок определения адреса свободной зоны основной памяти и регистр адреса основной памяти, причем первый вход блока сопряжения с центральным процессором подключен к первому входу канала, а первый выход соединен с первым выходом канала, первый вход блока сопряжения с цен 1 ральной оперативной памятью подключен к второму входу канала, а первые два выхода соединены соответственно с вторым и третьим выходами канала, первый вход и выход блока сопряжения с внешними устройствами соединены соответственно с третьим входом и четвертым выходом канала, первый выход блока адресной памяти соединен с вторым входом блока основной памяти, два входа регистра подканала подключены соответственно к второму выходу блока сопряжения с централь ным процессором и второму выходу блока сопряжения с внешними устройствами, а выход соединен с вторыми входами блоков сопряжения с центральным процессором и внешними устройствами и с третьим входом блока адрес ной памяти, первый и второй входы регистрауправления соединены соответственно с третьим выходом блока сопряжения с центральной оперативной памятью и выходом блока основной памяти, три входа регистра информации 2 д подключены соответственно к выходу блокаосновной памяти, второму выходу блока сопряжения с внешними устройствами и третьему выходу блока сопряжения с центральной оперативной памятью, первый выход регистра 25 информации соединен с вторым входом блокасопряжения с внешними устройствами, а второй выход соединен с третьим входом блока основной памяти, вторым входом блока сопряжения с центральной оперативной па мятью, вход блока модификации подкл 1 очен квыходу регистра упрянлени 51, а ьыход соединен с третьим входом блока сопряжения с центральной операгивной 1 памятью и третьим входом блока основной памяти, выход преобразования кода адреса соединен с первым входом блока адресно 11 памяти, первый выход регистра адреса свободной зоны основной памяти соединен с первым ц третьим входамц блока адресной памяти и входом преобразователя кода адреса, а второй выход подключен к второму входу блока основцой памяти, выход блока определения адреса свободной зоны основной памяти сосдьц 1 сн с входом регистра адреса свободной зоны основной памяти, а первые два входа подключены соответственно к первому и второму выходам блока адресной памяти, вход регистра адреса основной памяти подключен к второму выходу регистра адреса свободной зоны основной памяти, а выход соединен с вторым входом блока основной пям 51 ти.Однако такой кяцял имеет низкую надежность, При общем отказе основной или адресной памяти наступает полный отказ канала, а при отказе ячеек адресной памяти нарушается работа внешних устройств, связанных с этими ячейками.Цель изобретения - повышение надежности мультиплексного канала.Это достигается тем, что предлагаемый мультиплексный канал дополнительно содержит блок резервной памяти, первый вход которого соединен с вторым выходом регистра адреса свободной зоны основной памяти и с выходом преобразователя кода адреса, второй вход подключен к второму выходу блока адресной памяти, третий вход соединен с выходом регистра подканала, выход подключен к третьему входу блока определения адреса свободной золы основной памяти, к первому входу блока основной памяти и к четвертому входу блока адресной памяти, выход блока модификации и второй выход регистра информации соединены с вторым входом блока адресной памяти, первый выход блока адресной памяти подключен к третьему входу регистра управления и четвертому входу регистра информации. На чертеже приведена схема предлагаемого канала с динамическим распределением памяти.Канал содержит блок 1 сопряжения с центральным процессором, блок 2 сопряжения с центральной оперативной памятью, регистр 3 подканала, регистр 4 управления, регистр 5 информации, блок 6 модификации, блок 7 адресной памяти, преобразователь 8 кода адреса, регистр 9 адреса свободной зоны основной памяти, регистр 10 адреса основной памяти, блок 11 резервной памяти, блок 12 определения адреса свободной зоны основной памяти, блок 13 основной памяти, блок 14 сопряжения с внешними устройствами.Канал работает следующим образом,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Б исходном состоянии адрес свободной (исправной) рабочей зоны блока 13 основной памяти мультиплексного канала хранится на регистре 9 адреса свободной зоны основной цам 5 гги. Адрес свободной (исправной) зоны опре 11 еляетс 51 сразу после общего сброса канала с использованием блока 12 определения адреса свободной зоны основной нам 5 пи, преобразователя 8 кода адреса и таблицы занятости (неисправности) зон блока 13, размещсцной в блоке 7 адресной памяти. При этом осугцсствляется проверка зон основной памяти ца исправность.При поступлении от процессора в канал инструкции НЯ 1 ать ввод - вывод блок 1 сопряжения с центральным процессором выдает признак инструкции и код номера внешнего устройства для фиксации на регистре 3 подканала. Через блок 2 сопряжения с центральной оперативной памятью производится прием в канал адресного слова канала и но псму - управляющего слова канала с фиксацией управляющей информации подкыцяля ца регистре 4 управления.Модификация адресов ячеек центральной оперативной памягп осуществляется блоком модификации 6. Обмен данными с впешнимп устройствами производится через регистр информации 5. После пересылки кода операции внешнему устройству и окончания обмена служебной информацией между каналом и внешним устройством подканалу предоставляется свободная (исправная) рабочая зона блока 13 для записи управляющей информации. Для этого с регистра 9 информация переписывается ца регистр 10 адреса основной памяти и используется в качестве адреса зоны блока 13 для хранения управляющей информации данного подканала. Одновременно с записью управляющей информации в блок 13 производится фиксация адреса отведенной внешнему устройству зоны основной памяти в таблице адресов зон основной памяти и через преобразователь 8 кода адреса в позиционном виде - признака занятости в таблице занятости (неисправности) зон основной памяти.После записи в этих таблицах какой-либо информации производится ее дублирующее считывание и определение исправности ячеек адресной памяти. При неисправности ячейка адресной памяти заменяется ячейкой из блока 11 резервной памяти. После фиксации информации в таблицах блока 7 адресной памяти включается блок 12 определения адреса свободной зоны основной памяти для подготовки адреса свободной (исправной) зоны основной памяти к моменту поступления очередной инструкции от центрального процессора.При обнаружении неисправности ячейки ад ресной памяти адрес внешнего устройства с регистра 3 записывается в свободную ячейку ассоциативного (аргументного) поля, а адрес свободной исправной зоны основной памяти с регистра 9 - в соответствующую этому ар 52687750 55 60 65 ггумснту ячейку информационного (функционального) поля блока 11 резервной памяти.11 ри полном отказе блока 7 адресной памяти блок 1 резервной памяти использустс так жс, как и прп Отказе Отдельных ячсск адресной памяти. Замещение ячеек производится в прсдслах возможностей резервной памяти.При полном отказе блока 13 основной памяти вся передаваемая и управляющая информация размещается в блоке 7, а функции адресной памяти полностью перекладываются на блок 11 резервной памяти. Лдресная память разбивается на зоны с объемом, достаточным для хранения передаваемой и управляющей информации подканала. Лдресация зон адресной памяти осуществляется старшими разрядами адреса ячеек. Поиск свободной (исправной) зоны в адресной памяти происходит аналогично описанному выше для основной памяти с использованием блока 12 и регистра 9. Таблица занятости 1 неисправности) зон адресной памяти формируется в ячейках резервной памяти аналогично тому, как это делается при функционировании основной памяти. При поступлении в канал инструкции Начать ввод - вывод подготовленный на регистре 9 адрес рабочей зоны переписывается на регистр 10, а информация с занятости зоны - в соответствующую ячейку таблицы занятости в резервной памяти. Номер адресуемого инструкцией внешнего устройства и адрес предоставленной ему рабочей зоны запоминается в свободной ячейке блока 11. После этого начинается поиск очередной свободной 1 исправной) зоны адресной памяти.При появлении запроса внешнего устройства на обслуживание адрес внешнего устройства, полученный из интерфейса ввода - вывода через блок 14 сопряжения с внешними устройствами, фиксируется на регистре 3 подканала и служит для обращения в таблицу адресов зон основной памяти, размещенной в адресной памяти. Следует обращение к адресной памяти, и выбранное слово появляется на выходных шинах адресной памяти. Одновременно адрес внешнего устройства с выхода регистра 3 поступает на вход резервной памяти для поиска в ассоциативном поле. Если в процессе поиска этот адрес в ассоциативном поле блока 11 не обнаружен, то на адресный вход основной памяти коммутируется адрес рабочей зоны с выхода адресной памяти. Если адрес внешнего устройства обнаружен в резервной памяти, соответствующий ему адрес зоны основной памяти появляется на выходе информационного поля блока 11. В этом случае прочитанный адрес коммутируется на адресный вход основной памяти. Информация, относящаяся к данному внешнему устройству, читается из блока 13 а регистры 4 и 5.Процесс Обслуживания запроса внешнего устройства при наличии сигнала неисправности основной памяти начинается с поиска адреса рабочей зоны в резервной памяти. В ка 1 есгвс ассоц 111 Гпв 11 ого гриз 11 ака ис 1 Ол ьзусся э 10 15 20 25 30 35 40 45 6адрес обслуживаемого внешнего устройства, По сигнагу неисправности основноп памяти прочитанный нз резсрвной памяти адрес зоны адрссноп и а 151 т 11 ком мути рустс 51 1111 11 дрсс 11 ы 1 вход бг 1 ока 7, а ппфор 511 п 1151, роч 1 ГН 111 а 5 адресной памяти, фиксируется на рсгистрах -1 и 5. При записи информация подканала в случае полного отказа основной памяти коммутируется на информационный вход блока 7 адресной памяти.Таким образом, предлагаемый мульт;Нлексный канал позволяет обеспечить сохранение работоспособности по обслужпваппо внешних устройств при отказе одной плп нескольких ячеек зон основной памяти, прп отказе одной или нескольких ячеек адресной памяти, прп полном отказе основной памяти, прп полном отказе адресной памяти,При отказе ячеек зон основной памяти неисправные зоны блокируются для использования. При отказе ячеек адресной памяти неисправная ячейка заменяется исправной ячейкой резервной памяти. В ассоциативной (аргументной) части резервной памяти запоминается адрес внешнего устройства (неисправно ячейки адресной памяти), а в информационной (функциональной) части - адрес отведенной этому внешнему устройству зоны основной памяти. Сокращение количества одновременно работающих внешних устройств проходит лишь в случае, если количество отказавших ячеек адресной памяти больше возможностей резервной памяти. Отказ меньшего количества 51 еек адрссной памяти ни 1(Якого вли 51 н 1 я на работоспособность канала не оказывает, Прп полном отказе основной памяти адресная память используется для хранения передаваемой и управляющей информации, а резервная память - для хранения адресов зон, размещенных в адресной памяти, Комплект одновременно работающих шешних устройств минимальный, но может быть переменным по составу. При полном отказе адресной памяти сс функции исполняет резервная память, Комплект одновременно работающих внешних устройств также минимальный, но может быть переменным по составу. Формула изобрстения Мультиплексны 1 канал с динамическим распределением памяти, содержащий блок сопряжения с центральным процессором, блок сопряжения с центральной оперативной памятью, блок сопряжения с внешними устройствами, блок основной памяти, блок адресной памяти, регистр подканала, регистр управления, регистр информации, блок модификации, преобразователь кода адреса, регистр адреса свободной зоны основной памяти, блок определения адреса свободной зоны основной памяти, регистр адреса основной памяти, причем первый вход блока сопряжения с центральным процессором подключен к 1 српому входу40 канала, а первый выход соединен с верным выходом канала, первЙ вход бло,и соврженин с центрально оиеративнои памятью иодкл 0 с к Втор)му входн кспя)с, а первые два ихода ссединсны соответственно с вторым и третьим выходами канала, первый вход и выход блока сопряжения с внешними устройствами соединены соответственно с третьим входом и четвертым выходом канала, первый выход блока адресной памяти соединен с вторым входом блока основной памяти, два входа регистра подканала подключены соответственно к второму выходу блока сопряжения с центральным процессором и второму выходу блока сопряжения с внешними устройствами, а выход соединен с вторыми входами блоков сопряжения с центральным процессором и внешними устройствами и с третьим входом блока адресной памяти, первый и второй входы регистра управления соединены соответственно с третьим выходом блока сопряжения с центральной оперативной памятью и с выходом блока основной памяти, три входа регистра информации подключены соответственно к выходу блока основной памяти, второму выходу блока сопряжения с внешними устройствами и третьему выходу блока сопряжения с центральной оперативной памятью, первый выход регистра информации соединен с вторым входом блока сопряжения с внешними устройствами, а второй выход соединен с третьим входом блока основной памяти, вторым входом блока сопряжения с центральной оперативной памятью, вход блока модификации подключен к выходу регистра управления, а выход соединен с третьим входом блока сопряжения с центральной оперативной памятью и третьим входом блока основной памяти, выход преобразователя кода адреса соединен с первым входом блока адресной памяти, первый выход регистра адреса свооод 10 15 20 30 и)й зоиь осиовиои памяти сосдиисиисрпв и трстьим нходсми бл)ка пресно ич 1 Ги и ихдо ирс)браз)нателла к)да адреса, и второй )х)д подключен к г)орому )х)лу блока осиоиой памяти, выход блока оирсдслсшя адреса свободной зоны основной памяти соединен с входом регистра адреса свободной зоны основной памяти, а первые два входа подключены соответственно к первому и второму выходам блока адресной памяти, вход регистра адреса основной памяти подключен к второму выходу регистра адреса свободной зоны основной памяти, а выход соединен с вторым входом блока основной памяти, отл и ч а ю гц и й с я тем, что, с целью повышения надежности, канал дополнительно содержит блок резервной памяти, первый вход которого соединен с вторым выходом регистра адреса свободной зоны основной памяти и с выходом преобразователя кода адреса, второй вход подключен к второму выходу блока адресной памяти, третий вход соединен с выходом регистра подканала, выход подключен к третьему входу блока определения адреса свободной зоны основной памяти, к первому входу блока основной памяти и к четвертому входу блока адресной памяти, выход блока модификации и второй выход регистра информации соединены с вторым входом блока адресной памяти, первый выход блока адресной памяти подключен к третьему входу регистра управления и к четвертому входу регистра информации. Источники информации, приняпе во внимание при экспертизе:1. Е. Л. Дроздов, Л. П. Пятибратов. Основы построения и функционирования вычислительных систем. М Энергия, 1973, стр. 152 - 162.2. Лвт. св. СССР М 337777, кл. С) 06 Г 3/04 от 1,3.08.69 (прототип).526877 Составитель В. Девятковедактор Е. Караулова Техред 3. Тараненко Корректор Л. Орлова ПодппсР Сапунова,пография,Заказ 2070/13 Изд. М ЦНИИПИ Государствен по делаз 113035, Москв