Устройство управления каналами

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциапистическикРеспублик732870(51)М. Кд. Гоеударствейный комитет 6 06 Р 9/00 по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Киевский завод вычислительных и управляющих машин(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КАНАЛАМИ Изобретение относится к вычислительной технике, в именно к устройстмм состоящим из некоторого числа селекторных каналов и устройства управленияобслуживающего в режиме разделения времени все.: каналы, каналы могут быть автоном 5 ные, либо встроенные,При встроенных каналах роль устройства управления обычно выполняет процессор, Если каналы автономные, функциио устройства управления сводятся к коммутации соединений между каналами и оперативной памятью 111.Канал осушествляет обмен данными с внешними устройствами (ВУ), Пеоедвча5 данных между ЦУ и каналом выполняется параллельными кодами, которые далее назымются байтами и содержат в типичном случае 8 двоичных разрядов. Б операции чтения канал принимает данные из ВУ и из полученных байтов формирует единицу инФормации, пригодную для записи в оперативную память (ОП) и называемую двзтее словом, Размер слова определяется 2разрядностью ОП и обычно состввлят 2 и 4 либо 8 байтов. После сформирования каждого очередного слова канал передает его через устройство управления в ОП для записи. Адрес ОП хранится и модифицируется в канале либо в устройстве управления. Слово данных, передаваемое в ОП, обычно сопровождается маской. Маска управляет записью в ОП каждого байта слова, Разрядность маски равна числу байтов в слове, и каждый разряд маски соответствует одному байту слова;0-й разряд - 0-му байту, 1-й разряд-му байту и тд, Если разряд маски сс- держит единицу, соответствующий байт слом данных записымется в ОП, если нуль - не записывается и в ОП сохраняется прежний байт. В частности, если маска содержит единицы во всех разрядах, в ОП пищется полное слово. Чаще всего запись в ОП производится полными словами, но если границы массива данных не совпадают с гра73283ницами слов в ОП, первое и . последнееслова массива не полные,Известно устройство, содержащее регистр, соединенный по входу и выходу срегистрами данных в каналах и с оперетив ной памятью, формирование слова выполняется микропрограммно. Слово, содержащее двв байта, считывается из ОП в регистр, где один либо оба байта заменяются информацией из регистра данных кеналв, затем слово возвращается в ОП 23.Недостаток устройства - затрата машинного времени на формирование слова.Наиболее близким к предлагаемому является устройство содержащее коммуте 15тор адреса и коммутетор данных, входыкоторых соединень; соответственно сосчетчиками адреса и регистрами данныхв каналах, а выходы подключены к оперативной памяти 3,20Устройство работает следующим обрезом,Перед началом операции ввода-выводав счетчик помещается начальный адресданных, Младшие разряды этого адреса,25указывающие номер байта в слове, такжезаписываются в счетчик.Количество таких разрядов и соответственно размер счетчика определяютсядлиной слова оперативной памяти, Твк,50при 8-бейтовом слове счетчик 3-х разрядный.Затем происходит передача данных, Воперации чтения байт денных принимает 3(ся из внешнего устройстве и:непосредственно с шин интерфейса либо через буферв канале передается. по линиям в регистрданных. Этот регистр имеет размер слова,Данные помещаются в тот байт регистре,40который указан возбужденным выходомдешифраторв номера бейта, Одновременнозаписывается единица в соответствующийразряд регистра маски, После этого ксодеожимому счетчика прибавляется едини 45цв, тем самым к приему данных подготавливается следующий байт регистре. 70 4мутаторы - соответственно маска и данные, В память пишутся только те байты, которым соответствуют единицы в маске. После записи слова в память очищается регистр и увеличивается адрес: к содержимому счетчика прибавляется число, равное длине слова в байтах. Затем в регистре, начиная с нулевогс байта, формируется очередное слово.Обращение к памяти и связанные с ним1действия повторяются после накопления врегистре каждого очередного слова, Еслимассив оканчивается не на границе слова,последнее слово не полное и соответствующая этому слову маска содержит нулив одном либо нескольких правых старшихпо номеру) разрядах.Недостатком известного устройства является расход оборудовения, связанный сналичием в каждом канаде регистра маски,Бель изобретения - сокращение оборудования зв счет экономичного построенияузлв формирования маски,Поставленная цель достигается тем, чтов устройство, содержащее счетчик адреса икоммутатор данныхвходы которого являются первыми входами устройстве, выходкоммутатора данных является первым выходом устройства, вход счетчика адресаявляется вторым входом устройства, епервый выход счетчике адреса - вторымвыходом устройства, введены блок формирования маски, коммутатор номере байта,дешифратор номера байта и дешифратормладших разрядов адреса, причем входыкоммутатора номера байта являются третьей группой входов устройства, е выходкоммутатора номера байта соединен совходом дешифратора номера байта, выходкоторого подключен к первому входу блока формирования маски, второй вход которого подключен к выходу дешифраторамладшими разрядов адреса, вход которогосоединен со вторым выходом счетчика адреса, при этом выход блока формированиямаски является третьим вь 1 ходом устрой Первый байт массива денных, в зависимости от начального значения номере байта, может попасть в начальный или любой другой бейт слова. В последнем случае один или несколько левых (младших по номеру) разрядов маски, соответствующей этому слову, содержит нулиПосле заполнения последнего байта ре гистра канал вырабатывает запрос на запись данных в оперативную память, Че- рез коммутатор из счетчика в память передается адрес данных, затем через комс тва.Блок формирования маски содержит первую группу элементов ИЛИ, вторую группу элементов ИЛИ н группу элементов И, причем первые входы элементов ИЛИ первой группы и второй вход перво" го элемента ИЛИ первой группы элементов ИЛИ являются вторым входом блоке формирования маски, а второй вход каждого последующего элемента ИЛИ первой группы, кроме первого элемента ИЛИ, соединен с выходом каждого предыдущего. 5 73287элемента ИЛИ первой группы и первымвходом соответствующего элемента И группы,вторые входы элементов И группы подключе- .ны соответственно к выходам элементов ИЛИ гвторой группы, а выходы элементов И группы являются выходом блока формированиямаски, при атом первые входы элементовИЛИ второй группы и второй вход первого элемента ИЛИ второй группы являютсяпервым входом блока формирования маски, 10а второй вход каждого последующего элемента ИЛИ второй группы, кроме первогоэлемента ИЛИ, соединен с выходом преды. дущего элемента ИЛИ второй группы,На фиг, 1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; нв фиг. 2блок формирования маски,Устройство содержит счетчик 1 адресапамяти, коммутатор 2 номера байтакоммутатор 3 данных, каналы 4, счетчик 5 номера байта, регистр 6 данных, дешифратор 7 младших разрядов адреса, блок 8формирования маски, дешифратор 9 номерабайта, третий выход 10 устройства, второй вход 11 блока формирования маски, 25первый вход 12 блока формирования маски,входы 13 в регистр данных 6, второй выход 14 устройства, второй вход 15 устройства, первый вход 16 устройства, третий вход 17 устройства, первый выход З 018 устройства, Блок формирования маскисодержит первую группу элементов ИЛИ 19,вторую группу элементов ИЛИ 20, группу элементов И 21. 35Устройство работает следующим обра-, зом.Перед началом операции ввода-вывода начальный адрес данных в оперативной памяти помещается в местную память устройства на фиг. 1 не показано). Младшие разряды атого адреса, указывающие Номер байта в слове, записываются также в счетчик 5 в канале, Количество таких разрядов и, соответственно, размер счет чика 5 определяются длиной слова оперативной памяти. Так, при 8-байтовом слове счетчик 5 3-х разрядный. Затем происходит передача данных. В50 операции чтения байт данных принимается из внешнего устройства и непосредст- эенно с шин интерфейса либо через буфер в канале передается по линиям 13 в регистр 6 данных. Этот регистр имеет размер слова, Данные помещаются в тот байт регистра 6, который указан в счетчике 5. После этого к содержимому счетчика 5 прибавляется единица, тем самым к приО 6ему данных подготавливается следующийбайт регистра 6,После заполнения последнего байта реистра 6, либо после приема последнегобайта массива канал 4 вырабатывает запрос на запись данных в оперативную па- ,мять, Устройство управления считываетиз местной памяти и помешает в счетчик1 адрес данных, Старшая часть адреса,определяющая адрес слова в памяти, полиниям 14 передается в оперативную память, Младшая часть адреса через дешифратор 7 поступает на вход блока 8 формирования маски, Одновременно на второйвход блока 8 через коммутатор 2 и дешифратор 9 приходит номер байта из счетчика 5. Поскольку код в счетчике 5 наединицу превышает номер последнего заполненного байта регистра 6, дешфиратор9 работает со сдвигом на единицу назад:коду 1 соответствует 0-й выход дешифратора, коду 2 1-й выход и т,д., коду Остарший выход. (например 7-й при 3-разрядном коде), Обычно счетчик 5 содержитнулевой код, но при записи в память последнего неполного слова массива, код всчетчике отличен от нулевого. Блок 8 формирует маску, которая по линиям 10 передается в память. Вместе с маской в память из регистра 6 через коммутатор 3передается слово данных. В память пишутся только те байты слова, которым соответствуют единицы в маске, Затем производится модификация кода в счетчике 1:к старшей части адреса прибавляется единица, младшая часть адреса устанавливается в нуль. Полученный адрес возвращается в местную память,Когда в регистре 6 накопится следующее слово, обращение в память и связанные с ним действия повторяются.Маска образуется на выходах элементов И 19 как конъюнкция двух промежуточных кодов. Первый код формируетсяпервой группой элементов ИЛИ 19, которые подключены к выходам 11 дешифратора 7 младших разрядов адреса. Этот кодсодержит единицы в том разряде, которыйсоответствует возбужденному выходу дешифратора 7, и в последующих, в предыдущих разрядах содержатся нули. Нулевойразряд, в отличие от остальных, элементаИЛИ не содержит и формируется непосредственно на нулевом выходе дешифратора7, Старший по номеру разряд, в соотвеяствии с логикой, формирования первогопромежуточного кода, постоянно равенединице, поэтому старшим по номеру разрядом маски служит соответствующий разряд второго промежуточного кода.Второй промежуточный код формируется второй группой элементов ИЛИ 20, которые подключены к выходам 12 дешифрвтора 9 номера байта. Этот код содержит единицы в том разряде, который соот ветствует возбужденному выходу дешифратора 9, и в предыдущих; в последующих разрядах содержатся нули, Старший по 1 О номеру разряд элемента ИЛИ не содержит и формируется непосредственно нв старшем выходе дешифрвтора 9, Нулевой разряд, в соответствии с логикой формирования второго промежуточного кода, посто янно равен единице, поэтом нулевым разрядом маски служит нулевой разряд первого промежуточного кода.Таким образом, первый промежуточный код обеспечивает установку в нуль млад ших ло номеру разрядов маски (когда слово данных начинается не с нулевого байта), второй промежуточный код обеспечивает установку в нуль старших по номеру разрядов маски (когдв слово данных окан25 чиввется не на последнем байте).П р и м е р, 8-байтовое слово, начальный номер байта равен 3. Запись в память первого слова. на входе дешифрвтора 7 код 3, возбужден 3-й выход дешифрвторв 7, первый промежуточный код 0001 1111; нв входе цешифрвтора 9 код О, возбужден 7-й выход дешифрвтора 9 (дешифрация со сдвигом назад на единицу), второй промежуточный код 1111 1111; маска 0001 1111. Запись в память последующих слов, кроме последнего: на входах дешифраторов нулевые коды, промежуточные коды и маска содержат40 единицы во всех разрядах. Запись в память последнего слова: на входе дешифратора 7 код О, первый промежуточный код 1111 1111; на входе дешифратора 9 код, к примеру равен 5, возбужден 4-й выход45 дешифратора 9, второй промежуточный код 1111 1000; маска 1111 1000.Предлагаемое изобретение создает экономию оборудования, Из состава каналов исключаются регистры маски, вместо ко 5 О торых в устройство управления каналами вводится один для всех каналов узел формирования маски с двумя дешифраторами. Вместо коммутатора маски вводится коммутатор номера байта, имеющий меньшую55 раз рядносгь.Формула изобретения1, Устройство управления каналами,. содержащее счетчик адреса и коммутатор данных, входы которого являются лервсй группой входов устройства, в выход коммутатора данных является первым выходом устройства, лрчем вход счетчика адреса является вторым входом устройства,а первый выход счетчика адреса является вторым выходом устройства, о т л и -чв ющееся тем, что, сцельюсокращения оборудования, оно содержит блокформирования маски, коммутатор номерабайта, дешифратор номера байта и дешифратор младших разрядов адреса, причемвходы коммутатора номера байта являются третьей группой входов устройства, авыход коммутатора номера байта соединенсо входом дешифратора номера байта, выход которого подключен к первому входублока формирования маски, второй входкоторого подключен к выходу дешифраторамладших разрядов адреса, вход которогосоединен сс вторым выходом счетчика адреса, при этом выход блока формированиямаски является третьим выходом устройства.2. Устройство ло л. 1, с т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, блок формирования маски содержит первую группу элементов ИЛИ, вторую группу элементовИЛИ и группу элементов И, причем первые входы элементов ИЛИ первой группыи второй вход первого элемента ИЛИ первой группы элементов ИЛИ являются вторым входом блока формирования маски, авторой вход каждого последующего элемента ИЛИ первой группы, кроме первого элемента ИЛИ соединен с выходом каждогопредыдущего элемента ИЛИ первой группыи первым входом соответствующего элемента И группывторые входы элементовИ группы подключены соответственно квьгссдам элементов ИЛИ второй группы,а выходы элементов И группы являютсявыходом блока формирования маски, приэтом первые входы элементов ИЛИ второйгруппы и второй вход первого элемента ИЛ Игруппы являются первым входом блока форм ирования маски, а второй вход каждого последующего элемента ИЛ И второй группы, кромспервого элемснта ИЛ И, соединен с выходомпредыдущего элемента ИЛ И второй группы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коган Б. М, и др. Цифровые вычислительные машины и системы. М., "Энергия, 1973.2, Хвссон С. Микропрограммное управление. Я., Мирф, вып, 2, 1976.3, Патент США3411143,кл, 342 172,5, 12,11.78,732870 75 исное фин иал с 2 ИИПИ Заказ 1554/10 11 фПатентф, г. Ужгород ктная, 4