Блок-мультиплексный канал

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихВеслублик(21) 2500396/18-24 евулврственный хамит СССР пе делам изабретений и вткрытнй(23) П риорит Опубликовано 15.10.79 БюлДата опубликования описания 15,10,7 летень Рй 3(22) Заявлено 27.06.77с присоединением заявк Изобретение относится к цифровым вычислительным системам.Известен мультиплексный канал 11, который содержит узел местной памяти, узел управляющих и информационных регистров, узел мультиплексных подканалов, узел селекторных подканалов, узел модификации управляющей информации, узел приоритетов и узел управления,Мультиплексный канал может работать как в мультиплексном, так и в монопольном режимах. передачи данных, в зависимости от подключенного к нему устройства. В мультиплексном режиме канал одновременно способен обслуживать несколько устройств, каждое по своему подканалу. В монопольном режиме только одно устройство может передавать данные через канал, Если канал передает данные в мультиплексном режиме, средства канала вьщеляются для обслуживания устройства только на время передачи сегмента информации. Сегмент может содержать один или несколько байтов, поэтому такой канал можно назвать байт-мультиплексным. Недостатком этого устройства является низкая пропускная способность в монопольном режиме передачи данных, что не позволяет ис. пользовать канал в режиме мультиплексирования блоков при работе с быстродействующими устройствами .Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является селекторный канал 121, который содержит регистр информа. ции, регистр маркеров, регистр ключа защиты, регистр адреса. внешних устройств, регистр признака результата, регистр байта состояния канала, регистр кода команд, регистр адреса оперативной памяти, регистр флажков, регистр счета, блок буферизации данных, узел модификации. адресов и счета данных, схему сравнения, блок сопряжения с внешними устройствами, узел управления каналом, причем первые выходы регистра информации, регистра адреса оперативной памяти, узла управления каналом, выходы регистра маркеров, регистра ключа защи. ты связаны с паровой выходной шиной канала, а первые входы регистра информации н узла управления, каналом соединены с первой входной шиной канала, второй выход узла управления каналом связан с первыми входами регистра адреса внешних устройств, регистра ключа зашиты, регистра кода команд, регистра маркеров, регистра счета, регистра флажков, узла 5модификаЦии адресов и счета даннйх, регистра адреса оперативной памяти, блока буферизации данных блока сопряжения с внешними.устройствами, со входами регистра признакарезультата, регистра байта состояния канала, 1 Осо вторым входом регистра информации, приэтом вторые входы регистра адреса внешнйхустройств, узла управления каналом й первыйвход схемы сравнения связаны ео второй вход.ной шиной канала, а третйй выход узла управления каналом и первые выхоцы регйстра адреса внешних устройств и регистра прйзнакарезультата связаны со второй выходной шинойканала, третий вход, второй и третий выходырегистра адреса внешних устройств связанысбответственно с первым выходом блока "сопряжения с внешниМи устройствами, со вторымвхОдом схемы сравнения, со вторым входомблока. сопряжения с внешними устройствами,"выход схемы сравнения соединен с третьим входом узла управленияканалом, четвертйй, пятый, шестой и седьмой входы которого соедйнены соответственно с выходом регистра флажков, первыми. выходами регистра кода команд,регистра байта состояния канала, со вторымвыходом блока сопряжения с внешними устройствами, второй, третий, четвертый, пятыйвходы и первь 1 й, второй, третий и четвертыйвыходы блока буферизацииданных соединенысоответственно с первым выходом узла модификации адресов и счета данных, со вторымиОвыходами регистра оперативной памяти и регистра информацйи,.с третьим выходом блокасопряжения с внешними устройствамй, со"вторым входом узла модификации "адресов и сче 40Та времени, с третьими входами блока сопряжения с внеппйми устройствами и регистраинформации, с четвертым входом регистра ин.формаций ивторым входом регистра маркеров,второй вход регистра ключа защиты связан совторым выходом регистра" кода команд, первыйвыход которого связан с четвертым входомблока Сопряжения с внешними устройствами,четвертый выход и пятый вход которого связаны соответственно с третьей выходной и вход.ной шинами, Как правило, к селекторному каналу подключаются быстродействующие устройства, передающие данные в монопольном режиме,Недостатками такого устройства является то,что оно не позволяет мультиплексированиеблоков данных; кроме того, недостаточная пропускная способность - 1,25 мгб,Целью изобретения является обеспечение режима блокового мультиплексирования и повышение интегральной пропускной способности в канале.Это достигается тем, что предлагаемое уст ройство содержит узел управления местной . памятью, регистр состояния подканала, узел местной памяти, причем первый, второй, третий,четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой. и девятый входы и первый, второй, третий и четвертый выходы узла местной памяти связаны соответственно с первым выходом регистра состояния подканала, с выходами ре.гистра признака результата, регистра байта состояния канала, со вторым выходом регистракода команд, с третьим выходом регистра адреса оперативной памяти, с выходом регистрасчета, со вторым выходом узламодификацииадресов й счета дайных, с третьим выходомблока сопряжения с внешними устройствами, с первым выходом узла управления местнойпамятью, с первым входом регистра состоянияподканала, с третьими входами узла модификации адресов и счета времени и регистра ключа защиты, со вторым входом регистра адресаоперативной памяти и пятым входом реГистраинформации, при этом второй выход регистраадреса внешних устройств связан с .нервьгмвходом узла управления местной памятью,вторые вход и выход которого соединены соответственнос четвертым выходом узла управления каналом и со вторым входом регистра состояния подканала, второй выход которого связан с восьмым входом узла управления каналом, при этом вторые входы ре гистра кода команд, регистра флажков, регистра счета и третий вход регистра адреса оперативной памяти связаны с первой вход. ной шиной;На чертежеприведена структурная схема блок-мультиплексного канала, где 1 - регистр адреса внешних устройств; 2 - регистр при. знака результата, 3 - регистр ключа защиты,4 - регистр маркеров, 5 - регистр информации, б - регистр байта состояния канала,7 - регистр кодакоманд, 8 - регистр адре.са оперативной памяти, 9 - регистр флажков;10 - регистр счета, 11 - схема сравненйя,.12 - узел управления каналом, 13 - узел местной памяти, 14 - узел модификации адре.сов и счета данных, 15 - блок буферизации данных, 16 - узел управления местной памятью, 17 - регистр состояния подканала, 18 - блок сопряжения с внешними устройствами, 19 - входная шина канала (связи с цент.ральным процессором), 20 - выходная шина канала (связи с центральным процессором), 21 - входная шина канала (связи с управле.нием оперативной памятью), 22 - выходнаяшина канала (связи с управлением оперативнойпамятью), 23 - выходная шина канала (связис внешними устройствами) 24 - входная ши.на канала (связи с внешними устройствами), 5Все команды ввода. вывода, поступающиеиз центрального процессора, имеют формат 8,который. содержит 32 разряда (О - 31) (разряды 0-16 - код операции, разряды 16 - 31 используются для определения адреса каналаивнешнего устройства); Адресное слово кана.ла (АСК) содержит. 32 разряда (О - 31) (разряды 0-7 - ключ защиты, 8 - 31 - адрес нер.вого в канальной программе управляющегослова канала). Управляющее слово канала (УСК)5содержит 64 разряда (0-63) (разряды О - 7 -код команды в канале, разряды 8 - 31 - адресданных или адрес УСК, если выполняется операцияперехода в канале, или адрес адресногослова данных, если есть косвеннаяадресацияданных, разряды 32 - 37 - флажки, разряды48 - 63 - счет данных). Адресное слово данных (АСД) содержит 32 разряда (0-31) (разряды 0 - 7 - нули, разряды 8 - 31 - адрес данных), Слово состояния канала (ССК) содержит64 разряда (0-63) (разряды 0-3 - ключ защиты,. разряд 5 - признак "Не выполнена регистрация в канале", разряды б; 7 - отложенный признак результата, разряды 8-31 - ад.рес УСК, разряды 32 - 47 - байты состояния30канала и устройства, разряды 48-63 - оста.точный счет данных)В исходном состояний канали всеподканалы находятся в состоянии "Доступен",Режим работы канала задается процессоромв момент приема комайды процессора на инициирование канальной программы,Кайал выбирает АСКна регистр адреса оперативйой памяти 8 и иа регистр кода команд7, после чего адрес УСК и ключ защиты запи 40сываются в подканал в узле местной памяти13, а ключ защиты в регистр ключа защиты 3.Через блок сопряжения с внешними устрой.ствами 18 под управлением узла управления45каналом 12 происходит связь с внешним устройством, адрес которого принят из центрального процессора на регистр адреса внешнихустройств 1. Под управлением узла управленияканалом. 12 из оперативной памяти выбирает 50ся УСК,в регистр кода команд 7, регистр адреса. оперативной памяти 8, регистр флажков9, регистр счета 10, Информация из регистракода команд 7. передается в узел управленйяканалом 12 для управления операцией и вблок сопряжения с внешними устройствами 1855для передачи кода команд во внешнее запоминающее устройство, адрес данных, или адрес АСД, если есть признак косвенной адресации данных, или адрес следующего УСК, есливыполняется команда "Переход в. канале", по.ступает в узел местной памяти 13, информация с регистра флажков 9 передается в узелуправления каналом 12 и информация из регистра счета 10 поступает в подканал в узелместной памяти 13, Если в УСК есть признаккосвенной адресации данных, то выбирается АСДв регйстр адреса оперативной памяти 8 и адрес данных запоминается в узел местной памяти 13. Адрес данных и адрес АСД записываются в область местной памяти, общую длявсех подканалов, используемую для храненияадресов, Адрес, подканала в узле местной памяти 13 определяется по адресу внешнего устройства на регистре адреса вйешних устройств 1,В область подканала в узле местнойпамяти 13 записываются также адрес УСК началооперации, предназначенный для процедуры повторения команды, признак цепочки команд,признак останова операции, состояние подкана.ла, признакрезультата из регистра признакарезультата 2, байт состояния канала из регистра байта состояния канала б и байт состоянияустройства из блока сопряжения с внешнимиустройствами 18,Если в канале во время работы был обнару.жен какой-либо сбой, нли после окончанияканальной программы, в канале формируетсяслово состояния канала, которое записываетсяв оперативную память, после чего подканалдля данного устройства переходит в состояние"Доступен".Если в канале инициирована кайальная программа, информация, передаваемая через канал,проходит по основномутракту передачи данных:регистр информации 5, блок буферизацийданных 15, блок сопряжения с внешнйми устройствами 18. Причем для улучшенйя характерис.тик канала блок сопряжения с внешними устройствами обеспечивает двухбайтный ускоренный интерфейс ввода-вывода.Адресаобращения в оператйвную памятьи счет данных продвигаются с помощью узламодификации адресов и счета данных 14. Вовремя организации обращения в оперативную1 память узлом управления каналом 12, адресобращения выбирается в регистр адреса оперативной памяти 8 из узла местной памяти 13или формируется на самом регистре. Если канал работает в режиме блокового мультиплексирования и устройство имеет механизм, позволаощий прерывать связь с каналом на неогращиенное время при переходе по цепочке камыш, то канал, выполняя цепочку ко. мацц, освоббждается для инициирования новой канальной программы илн для продолжения7 69ранее прерванной канальной программы с дру.гим устройством. Сведения, необходимые дляпродолжения канальной программы, хранятся вподканале узла местной памяти 33, Продолжение канальной программы происходит по ини.циативе устройства. Как только устройство будет готово для продолжения канальной про.граммы, при условии, что свободен интерфейсввода-вывода, в канал по шине 24 связи свнешним устройством поступает требование отабонента, Канал, если он не занят.выполнениемдругой канальной, программы или команды про.цессора, устанавливает связь с устройством,выбирает из подканала адрес очередного УСК иключ зашиты на регистр ключа защиты 3 ипродолжает канальную программу до следующей цепочки команд или цо,завершения..Таким образом, в связи с существованйемвнешних устройств, способных прерывать связьс каналом на неограниченное время при переходе по цепочке команд, целесообразно введение режима блокового мультиплексирования,который позволяет,с одной стороны, объединитьоперации с разделенными концами канала иустройства в .одну цепочку команд, что снижает нагрузку на центральный процессор со стороны канала, с другой стороны, обеспечить приэтом максимальную загрузку оборудованияканала при передаче данных и,наконец, совместить во времени выполнение установочных ипоисковых операций на многих внеатних устройствах, что в целом приводит к повышениюпроизводительности всей вычислительной сис.темы.Режим блокового мультиплексирования достигается введением дополнительного блокаместной памяти, позволяющего храйить информацию для продолжения канальной программыпосле прерывания по цепочке комайд. Приме.нение двухбайтного ускоренного интерфейсаввода-вывода позволяет увеличить пропускнуюспособность кайта по передаче данных.Применение блок-мультиплексного канала ввычислительной машине йозволит увеличитьпроизводительность подсистемы канал-внешниезапоминающие устройства (например магнитныедиски) приблизительно в девять раз что повысит эффективность вычислительной системы вцелом,Формула изобретенияБлок.мультиплексный канал, содержащий регистр информации,регистр маркеров, регистр ключа защиты, регистр адреса внешних уст ройств, регистр признака результата, регистр байта состояния канала, регистр кода команд, 184женил с внешними устройствами, второи, третий; четвертый, пятый входы Й первый, второй, третий и четвертый выходы блока буферизации данных соединены соответственно с первым выходом узла модификации адресов и счета данных, со вторыми выходами регистра адреса 50оперативной памяти и регистра информации,с третьим выходом блока сопряжения с внешними устройствами, со вторым входом узламодификации адресов и счета времени, с третьими входами блока сопряжения с внешнимиустройствами и регистра информации, с четвертым входом регистра информации и вторымвходом регистра маркеров, второй вход регист.ра ключа зашиты связан со вторым выходомрегистра кода команд, первый выход которого 55 регистр адреса оперативной памяти, регистр флажков, регистр счета, блок буферизации дан.ных, узел модификации адресов и счета данных, схему сравнения, блок сопряжения с внешними 5 устройствами, узел управления каналом, причем первые выходы регистра информации, регистра адреса оперативной памяти, узла управления каналом, выходы регистра маркеров, регистра ключа защиты связаны с первой выход ной шиной канала, а первые входы регистраинформации и узла управления каналом соединены с первой входной шиной канала, второй выход узла управления каналом связан с пер.выми входами регистра адреса внешних устройств, регистра ключа защиты, регистра кода команд, регистра маркеров, регистра счета, регистра флажков, узла модификации адресов и счета данных, регистра адреса оперативной па мяти, блока буферизации данных, блока сопряжения с внешними устройствами, со входами регистра признака результата, регистра байта состояния канала, со вторым входом регистра информации, при этом вторые входы регистра адреса внешних устройств, узла управления каналом и первыи вход схемы сравнения связаны со второй входной шиной канала, а третий выход узла управления каналом и первые выходы регистра адреса внешних устройств и регистра призйака результата связаны со второй 30выходной шиной канала, третий вход, второй и третий выходы регистра адреса внешних. устройств связаны соответственно с первым выходом блока сопряжения с внешними устройствами, со вторым входом схемы сравнения., со вторым входом блока сопряжения с внешними устройствами, выход схемы сравнения соединен, с третьим входом узла управления ка.налом, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы которого соединены соответственно.с выходом регистра флажков, первыми выходами регистра кода команд и регистра байта состояния канала, со вторым выходом блока сопря691841связан с четвертым входом блока сопряжения с внешними устройствами, четвертый выход и пятый вход которого связаны соответственно с третьей выходной и входной шинами, о т .л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уве. 5 личення интегральной пропускной способности, он содержит узел управления местной памятью, регистр состояния подканала, узел местной памяти, причем первый, второй, третий, четвер тый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый входы и первый, второй, третий и четвертый выходы узла местной памяти связаны соответственно с первым выходом регистра сосТояния подканала, с выходами регистра признака ре-.зультата,регистра байта состояния канала, со вторым выходом регистра кода команд, стретьим выходомрегистра адреса оператйвной памяти, с выходом регистра счета, со вторым выходом узламодификации адресов и счета данных, с третьим выходом блока сопряжения с внешними устройствами, с первым выходом узла управления местной памятью, с первым 10входом регистра состояния подканала, с третьи. ми входами узла модификации адресов и сче. та времени и регистра ключа зашиты, со вто рым входом регистра адреса оперативной памя. ти и пятым входом регистра информации, вто. рой выход регистра адреса внешних. устройств связан с первым входом узла управления местной памятью, вторые вход и выход кото. рого соединены соответственно с четвертым вы. ходом узла управления каналом и со вторым входом регистра состояния подканала, второй выход которого связан с восьмым входом узла управления каналом, при этом вторые вхо. ды регистра кода команд, регистра флажков, регистра счета и третий вход регистра адреса. оперативной памяти связаны с первой входной шиной.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США, У 3432813, кл. 340 - 172,5,от 1966.2, ЕС - 4035 (Ц 53.057,003 ТО), 1976.Поенного комитета СССтений и открытий5 Раушская наб д ираж 780ПИ Государс делам изобр