Устройтво для обмена данными

и 691830 Оп ИСАЙ ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет -б 06 Г 3(04 Государственный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 15,10.79. Бюллетень38 Дата опубликования описания 25,10.9 2) Авторы изобретен вкина, В Т. асимов и 1) Заявктел Я ОБМЕНА ДАННЬ УСТРОЛСТ 1Изобретение относится к области вычис.лительной техники, в частности к устройствам для обмена данными, и может. быть использовано в качестве блока передачи дан. ных в каналах ввода-вывода.Известно устройство для обмена данными, содержащее блок обменного формата, блок подготовки данных, блок передачи формата данных, блок буферной памяти, коммутатор, генератор запросов, схему сравнения, дешифратор и блок управления 11,Недостаток устройства состоит в том, что оно имеет незначительное быстродействие и ограниченные функциональные возможностии.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому резуль тату является устройство для обмена дан. ными, содержащее преобразователь формата данных, первый вход которого соединен с первым входом устройства, коммутатор данных, первые информационный и управляющий выходы которого соединены соответственно с" вторым входом преобразова теля формата данных и со входом регистра маркеров, блок управления, первые вход 2и выход которого соединены соответственносо вторым управляющим выходом и первымуправляющим входом коммутатора данных,две схемы сравнения, причем второй управляющий вход коммутатора данных и вторые вход и выход блока управления являются соответственно вторым - третьим входами и первым выхрдом устройства 121.В этом устройстве емкость буферизацииданных увеличена, компоновка и.разверткаслов обмена соперативной памятью цифровой вычислительной машины (ЦВМ) производится на разных регистрах по мере получения (или выдачи) байта.Наличие дополнительного регистра формирования и связанного;с иим регистрамаркера усложняет структуру канала (много связей), а наличие передачи данных между регистрами снижает надежность. К усложнению структуры приводит также выполнение модификациисчета данных на воф семь, так как необходимость выполненияначальной модификации счета требует наличия трехразрядного сумматора помймо реверснвного счетчика,6 Ф 830 3Наличие буфера данных позволяет ра-ботать с цепочкой данных, но его объем не достаточен, чтобы эта работа выполнялась с той же скоростью,что и при отсутствии цепочки данных. Это снижение скорос.ти передачи данных необходимо особенно учитывать при подсоединении к каналу ввода-вывода небуферизованных устройств, способных к переполнению, то есть к потере информации, Тем более, что имеющийся буфер можно использовать только при использовании ограничения на расположение данных в оперативной памяти по целочисленной границе. Это либо усложняет программирование ввода-вывода, либо снижает эффективность использования оперативной памяти.Цель изобретения - упрощение уст.ройства и повышение его быстродействия.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство содержит блок памяти, счетчик адреса записи, счетчик адреса чтения, регистр границы, счетчик байтов, регистр конца чтения и модификатор, причем" выход счетчика адреса записи соединен с первым входом регистра границы и с первымадресным входом блока памяти, выход счетчика адреса чтения соединен с первым вхо- дом первой схемы сравнения и со вторым адресным входом блока памяти, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с четвертым входом устройства и со. вторым информационным выходом коммутатора данных, выход блока памяти соединен с первым информационным входом коммутатора данных и со вторым выходом устройства, второй вход ивыход первой схемы" сравнениясоединенысоответственно с выходом регистра границы и с третьим входом блока управления, третий выход которого соединен с установочными входами счетчиков адреса записи и чтения и счетчика байтов, выход регистра конца чтения и первый выход счетчика байтов через вторую схему сравнения соедиие- иы с четвертым входом блока управления, четвертый выход которого соединен с управ-, ляющими входами блока памяти; регистра границы, регистра конца чтения и модификатора и со счетными входами счетчика байтов, счетчиков адреса записи и чтения, информационный вход, первый, второй и третий выходй модификатора соединены соответ- ственно с пятым входом устройства,с"ЮГ формационным входом регистра конца Чтения; с третьим выходом устройства и с пятым "входом блока управления, шестой вход которого соединен сб вторым выходом счетчика байтов, четвертый выход устройства : соединен с выходом регистра маркеров и спервым выходом преобразователя формата данных, второй выход которого соединен со вторым информационным входом коммутатора данных. а Структурная схема устройства представлена на чертеже. Устройство для обмена данными содер,жит блок памяти 1, преобразователь 2 формата данных, регистр 3 маркеров, коммутатор данных 4, счетчик 5 адреса записи,счетчик 6 адреса чтения, регистр 7 границы, схему сравнения 8, счетчик 9 байтов,схему сравнения 10, регистр 1 конца чтения, модификатор 12, блок управления 13,вход 14, выходы 15, 16, вход 1.7, выход 18,1 ф входы 19 - 21, выход 22. Позициями 23 - 28обозйачены входы блока управления, позициями 29 - 30 - его выходы.Устройство работает следующим образом,В процессе выполнения каналом вводавывода операций, требующих обмена данных,блок управления 3 получает по входу 2от блока управления канала ввода-вывода:сигнал о начале обмена. Если выполнение.канальной программы обмена только,начизо нается, (отсутствует режим цепочки данных), счетчик 5 адресазаписи, счетчик 6адреса чтения и счетчик 9 байтов устанавливаются в исходное состояние (нулевое) посигналу с выхода 30 блока управления 13.При каждом поступлении сигнала начать2%,обмен в коммутатор данных 4 по входу 17. передается информация о начальной позиции байта в первом слове обмена (три младших разрядаадреса данных), в модификаторзе 12 по входу 9 поступает информация о счете данных.При выполнении операции ввода (операция типа чтение) информация от внешнего устройства (ВУ), поступает в блоксопряжения канала ввода-вывода.с интерфейсом (один байт -при однобайтном интерфейсе или два байта - при двухбайтном), откуда передается в блок памяти 1,причем при двухбайтном интерфейсе в блокпамяти 1 записывается поочередно снача. ла нулевой байт, затем первый.4 в Из блокапамятибайты по-одному через коммутатор данных 4 поступают в соответствующую позицию регистра в преобразователе 2, Сформированное слово передается в оперативную память ЦВМ. При. выполнении операции вывода (запись наф оборот), информация (слово) из оператив.ной памяти ЦВМ поступает на регистр впреобразователе 2 и по-байтно через коммутатор данных 4 поступает в блок памяти 1, а из него байт (или поочередно двафф ,байта при двухбайтном интерфейсе) поступает с выхода 15 в узел сопряжения канала ввода-вывода с интерфейсом,и затемк внешнему устройству.Если выполняется операция типа чте.ние, по запросу из узла связи с интерфей сом байт записывается в блок памяти 1по адресу, соответствующему коду в счетчике 5 адреса записи, При этом к содержи-.мому счетчика 9 байтов прибавляется еди691830 зф текущей команде. Может оказаться, что счетданных предвыбранной команды будет исчерпан до окончания передачи в ВУ бай 5ница, а затем код счетчика 5 адреса записи, увеличивается на единицу. Если используется двухбайтный интерфейс, то запро из узла связи с интерфейсом сохраняется и процедура записи байта соответственна повторяется. В проме:кутке между приемом информации от ВУ устройство переходит к процедуре, формирования слова, При выполнении данной процедуры для операции типа чтение из блока памятисчиты- вается байт, расположенный в блоке памятипо адресу, который указывает счетчик 6 адреса чтения, и помещается в ре. гистр преобразователя 2 в ту или иную позицию в соответствии с содержимым ука,- зателя позиции байта коммутатора дан.- ных 4.Содержимое указателя позиций байта коммутатора данных 4 увеличивается на единицу при операции чтение и умень. шается, если выполняется операция обрат. ное чтение, указывая позицию очередного байта. Если запрос от узла связи с интерфейсом приходит в процессе формирования слова, то этот процесс приостанавливается и данные от ВУ записываются. в блок памяти 1. По завершении формирования слова (достигнута крайняя позиция регистра формирования или исчерпан счет данных) коммутатор данных 4 выдает об этом сигнал в блок управления 13,После передачи сформированногр слова в :оперативную память ЦВМ, если счет дан ных не исчерпан,;устройство приступает к формированию следующего слова,В процессе приема байтов от внешнего устройства и формирования слова схема сравнения 10 производит сравнение содер. жимого счетчика 9 байтов и остаточногб счета данных в регистре 11, При обнаружении равенства и отсутствия флажка цепочки данных в команде, блок управления 13 вырабатывает сигнал о прекращений приема данных от ВУ. Процесс формирования слов продолжается вплоть до исчерпания счета данных в модификаторе 12. Если в команде указан флажок цепочкй данных, то процесс приема байтов от ВУ продолжается.формирование слова по новой команде канала ввода-вывода, начнется после ее приема в канал ввода-вывода, причем с той позиции, которая указана.в команде. До начала формирования слова .по новой команде производится сравнение содержимого счетчика 9 байтов и нового счета данных, Тем самым проверяется не принято ли байтов больше, чем задано. В. случае отсутствия в новой команде флажка цепочки данных, ВУ выдается сигнал прекратить передачу данных. При этом передача данны в оперативную память ЦВМ по новой ко- манде выполняется нормально, то есть до исчерпания счета данных, но передается сиг 6нал в блок управления канала ввода-вы вода о неправильной длине передаваемых данных. Таким образом, не происходит прерывания процесса обмена дайнйх и, канальная йрограыма" нормальнозаверШаетсй:При наличии флажка цепочки данных сигнала о прекращении передачи данных от ВУ не выдается и оба процесса (прием данных от ВУ и передача слов в оперативную память ЦВМ) продолжаются нормально (как было описано выше),При выполнении операции вывода (запись) информация из оперативной памяти ЦВМ, принятая на регистр преобразователя 2 передается по-байтно через коммутатор данных 4 в блок памяти 1, а из негопо-байтно же в узел связи с интерфейсом поф запросу от ВУ; При этом счетчики. 5, 6 исчетчик 9 байтов работают как и при операции ввода. Счет данных также модифицируется наэтапе передачиданных междупреобразователем 2 и блоком памяти, Ука .затель позиции байта коммутатора данных4 при выполнении операции записи работает аналогичйо, как и при выполнении операции чтение, Только управляет он в данном случае передачей байта из преобразователя 2 в блок памяти 1. При выводе процесс развертки, также как процесс компоновки при вводе, приостанавливается, когдапоявляется запрос от узла связи с интерфейсом (то есть от ВУ). При завершенииразвертки одного слова производится обращение в оперативную память ЦВМ .за новымсловом; вплоть до исчерпания счетаданньх,Если в команде отсутствует флажок це.почки данных, то процесс передачи байтов:из блока памяти 1 к ВУ продолжается дои обнуления счетчика 9 байтов. При наличиифлажка цепочки данных и при исчерпаниисчета данных, содержимое счетчика 5 адреса записи запоминается в регистре 7 границы (отмечая позицию в накопителе последнего байта текущей команды). При продолжении передачи данных к ВУ содержимое регистра 7 границы сравнивается на схеме сравнения 8 с содержимцм счетчика 6адреса чтения, Это процедура необходимадля идентификации возможных сбоев (к ка 43 кой именно команде они относятся), таккак процесс выборки информации иэ оперативной памяти ЦВМ и развертка этихслов (запись в блок памяти 1) продолжаются для новой комайды (предвыбранной).Когда произойдет сравнение на схеме сравнения 8, значит в узел сопряжения с интерфейсом переданы все байты по текущейкоманде и ранее предвыбранная команда становится текущей и в блоке памя 7 и 1 находятся ее байты, переданные поФтов текущейъкоманды, Тогда процесс пе.редачи данных из оперативной.памяти ЦВМвканал ввода-вывода приостанавливаетсядо завершения передачи данных в ВУпо . текущей команде. Г 1 ри каком-либонарушении работы канала ввода-вывода,блок управления 13 посылает ВУ сигнало прекращении передачи данных и устройств формирует остаточный счет данных, Еслирегистр 7 границы занят, то счет данных вмодификаторе 12 и содержимое счетчика 6айреса чтения увеличивается на единицу 1 рдо тех пор, пока содержимое регистра 7границы и счетчика 6 адреса чтения не станут равными. Если регистр 7 границы незанят, то прибавление единицы к счетчику- данных и вычитание единицы от содержимого счетчика 9 байтов производится вплотьдо обнуления последнего.Затем проверяется, была ли произведена передача байта (или байтов) из узласвязи с интерфейсом в ВУ. Если нет, топроизводится прибавление единицы к сче- дту даццых один или два раза в соответствиис видом используемого интерфейса (одноцли двух-байтных).Изобретение обеспечивает работу с цепочкой данных высокоскоростных ВУ, Использование режима цепочки данных в известцых каналах ввода-вывода (в,т.ч. и вЕС - 4035) из-за обращения в оперативнуюпамять ЦВМ за сцепленными командами впроцессе продолжения передачи данных инедостаточного объема буферизации приводит к необходимости снижения скоростиподсоединяемых к каналу ввода-вывода устройств. Для того, чтобы это, снижение былоце слийком значительным используются сле.дующие средства:- присвоение наивысшего приоритета Зрежиму цепочкй данных- введение требования целочисленнойграницы.Это требование усложняет "программирование и снижает эффективность использования оперативной памяти, но позволяетуменьшить снижение скорости ВУ с 94%до 70 - 13%. Широкйй диапазон"последнихцифр объясняется зависимостью этой величины от размера счета данных обмена, Учетэтой зависимости также приводит к услож. аюнению программирования, а неучет - к снижению скорости обмена,Изобретение позволяет .работать с цепочкой данных с такой же скоростью, каки без нее в пределах используемого объемабуферизации данных, что позволяет кана.- лу ввода-вывода обеспечить большую ско.рость передачи данных, тоесть пропускнаяспособность увеличивается. Отсутствие огра-ничения при программировании на располо: "жение данных в оперативной памяти по цело ффчисленной границе упрощает программированне ввода-вывода,8Новая структура устройства с отдельным цакопителем буферизации данных и отдель ным регистром формирования позволяет упростить структуру канала ввода-вывода по сравнению с известным устройством. Уменьшение ширины тракта передачи данных внут ри устройства снижает число связей с 42 до 20.Уменьшилось количество регистров маркеров (теперь используется только один),Кроме того, такая структура позволила использовать для буферизации данных элементы памяти, имеющие большую степень интеграции по сравнению с регистровыми, что позволило при увеличении объема буферизации в 4 раза снизить аппаратные затраты приблизительно на 40%.Данная структура выгодно отличается от известного устройства большей гибкостью с точки зрения модернизации с целью увеличения объема буферизации: меньшие затраты оборудования с меньшим количеством изменений.Формула изобретенияУстройство для обмена данными, содержащее преобразователь формата данных, первый вход которого соединен с первым входом устройства; коммутатор данных, первые информационный и управляющий выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя формата данных и со входом регистра маркеров, блок управления, первые вход ивыход которого соединенысоответственно со вторым управляющим выходом и первым управляющим входом коммутатораданных, две схемы сравнения, причем второй управляющийвход коммутатора данных и вторые вход и выход блока управления являются соответственно вторым - третьим входами и первым выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, оио содержит блок памяти, счетчик адреса записи, счетчик адреса чтения, регистр границы, счетчик байтов, регистр конца чтения и модификатор, причем выход счетчика адреса записи соединен с первым входом регистра границы и с первым адресным входом блока памяти, выход счетчика адреса чтения соединен с первым входом первой схемы сравнения и со вторым адресным входом блока памяти, первый и второй информационные входы которого соединены ссютветственно с четвертым входом устройства, и со вторым информационным выходом коммутатора данных, выход блока памяти соединен с первым информационным входом коммутатора данных и со вторым выходом устройства, второй вход и выход первой схемы сравнения соединены соответственно с выходом регистра границы и с691830 9 третьим входом блока управления, третий выход которого соединен с установочными входами счетчиков адреса записи и чтения и счетчика байтов, выход регистра концр чтения и первый выход счетчика байтов через вторую схему сравнения соединены с з четвертым входом блока управления, четвер. тый выход которого соединен с управляющйми входами блока памяти, регистра грани,цы, регистра конца чтения и модификатора,- и со счетными входами: счетчика байтов, счетчиков адреса записи и чтения, информацйонный вход; первый, второй и .третий выходы модификатора соеднйены соответст-. венно с пятым входом устройства, с ин формационным входом регистра конца чте 6 Яния, с третьим выходом устройства, и с пятый входога. блока управления, ШесТдй вход которого соединен со вторым выходом счетчика байтов, четвертый выход устройства соединен с выходом регистра маркеров и с первым выходом преобразователя формата данных, второй выход. которого соединен со вторым информационным входом коммутатора данных.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Иа 470511, кл. б 06 Р 3/04, 1975.2. Канал селекторный ЕС - 4036, Техническое описание. Ц 53,057.003 Т 0, 1973 (про- тотип).века,ССРд, 4 Фоектнаа, 4 Редактор Э, Губннщкая Заказ 6216/88 ЦНИИПИ Гос но делам:Техред О.ЛуговаяТираж 780дарственнЬго комитета Сзобретеннй н открытаЖ - 38; Раушская набт, г, Ужгород, ул. Пр метов Корректор Н. Зад Подписное