Мультиплексный канал

Союз СоветскихСфциапистическиаРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 868744(088.8) Дата опубликования описания 30,09:81 4) МУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ КАНА Изобретение относится к вычислительной технике, и частности к организации структур мультиплексных каналов, и может быть использова но для ввода вывода информации в цифровыхвычислительных системах.Известны мультиплексиые каналы, содержащие регистр командного слова, регистр адреса нового командного слова, модификатор. адреса, регистр запросов, схему выбора запросов, дешифратор номера внешнего устройства, шйфратор адреса командного слова, схему,управления,0 шины передачи управляющих сигналов и инфор мационные шины. Функционирование таких ка нвлов происходит параллельно с работой цент. рзльного процессора и заключается в приеме коматпптьтх слов из центрального процессора и управлении по ним обменом данными между внутренней памятью электронной цифровой вычислительной машины (ЭЦВМ) и большкм чи лом внепптих устройств, работающих одновре. менно. Командные слова, выбранные из внут- ф ренней памяти ЭЦВМ, прищтьппотся в память устройства "Мультиплексный канал" и указыва. ют номер индикатора прерывания программы центрального процессора при окончании обмена, счетчик количества обменов и область памяти; которую следует использовать при обмене. Пос. ле каждого однократного обмена данными про. исходит изменение счетчике количества обменов и текущего адреса данных, Завершение операции ввода. вывода вызывает прерывзние программы центрального процессора 11.Недостаток указанных каналов состоит в их невысоком быстродействии.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является мультиплексный канал, содержадий блок обработки команды центрального процессора, вход которого соеди. нен с первым входом канала, регистр связи с центральным процессором, первый вход которого соединен со вторым входом кзнала, а второй вход - с первым выходом блока об рабопси команды центрального процессора, ре. гистр хранения запросов, вход котороГо соединен с третьим входом канзла, а выход - с первым входом блока анализа приоритетов, второй вход которого соединен со вторым вы.868744 20 ходом блока обработки команды центрального процессора, третий вход через регистр разрешения реализации запросов и дешифратор адреса внешнего устройства - с первым выходом регистра связи с центральным процессором, а выход через шифратор адреса внешнего устрой. ства - с первым выходом устройства, регистркомандного слова, первый вход которого соединен с четвертым входом канала, а первый(номер индикатора прерывания программыцентрального процессора) и второй (счетчикколичества обменов) выходы - со входамидешифратора номера индикатора прерывания,выход которого соединен со вторым выходомканала, третий (счетчик адресов размещенияданных во внутренней памяти) и четвертый(начальный адрес размещения данных во внутренней памяти) выходы регистра командного слова поступают на входы блока для формирования адреса обращения к внутренней памяти, выход которого соединен с третьим выходом канала, пятый выход регистра командного слова (командное слово) поступает на вход блока модификации, В этом блоке при каждом однократном обмене данными происходит из 4последовательно: обслуживание каждого отдельного запроса начинается после того, как закончилось обслуживание предыдущего запроса, в течение всего времени обслуживания одного запроса соответствующее ему командноеслово находится на одном регистре командного слова, Это обуславливает невысокую пропускную спо. собность мультиплексного канала.Цель изобретения - повышение пропускной способности канала. 1 Поставленная цель достигается тем, что в муль. типлексный канал, содержащий блок дешифра. ции команды центрального процессора, вход которого является первым входом канала; регистр связи с центральным процессором, пер- ч выи вход которого соединен со вторым входом канала, а второй вход - с первым выходомблока дешифрации команды центрального процессора, регистр хранения запросов, вход которого соединен с третьим входом канала, а выход - с первым входом блока приоритетов,второй вход которого соединен со вторым выходом блока дешифрации команды центрального процессора, третий вход через регистр разрешения реализации запросов и дешифратор ад50 менение состояния счетчиков в составе команд.,ного слова, С выхода блока модификации командное слово поступает на второй вход регистра командного слова, с пятого выхода которого командное слово поступает на четвертый вход регистра хранения данных, пфвыйвход которого соединен со вторым входом ка.нала, второй вход - со вторым выходом регистра связи с центральным процессором, атрепй вход - с пятым входом канала, выходрегистра хранения данных соединен со входом селектора, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым выходами устройства. Канал содержит также коммутатор адресов обращения к памяти канала, первый вход которого соединен с выходом шифратора адреса внешнего устройства, второй вход - с первым выходом регистра связи с центральным процессо ром, а выход соединен с седьмым выходом канала 2.В известном мультиплексном канале обработка каъ,сого запроса внешнего устройства на обмен информацией проходит последова. тельно следующие стадии: чтение командного слова, соответствующего старшему из пришедших запросов из памяти устройства, осущест. чление обмена информацией между внешним устройством, приславшим старший запрос, и указанной в командном слове областью внутренней памяти ЭЦВМ, модификация командно. го слова и запись промодифицировашого командного слова в память канала. Обслуживание запросов внешних устройств организовано реса внешнего устройства - с первым выхо дом регистра связи с центральным процессором, а выход - со входом шифратора адреса внешнего устройства, первый регистр командного слова, вход ксторого соединен с четвертым входом канала, а выход - со входом бло. ка модификации, дешифратор номера индикатора прерывания, выход которого соединен спервым выходом канала, блок формированияадреса обращения к внутренней памяти, выход которого соединен со вторым выходом канала, регистр хранения данных, первый входкоторого соединен со вторым входом канала,второй вход - со вторым выходом регистра связи с центральным процессором, третин вход -с пятым входом канала, а выход - со входом селектора, группа выходов которого является группой выходов канала, коммутаторадресов обращения к памяти, первый вход ко.торого соединен с выходом шифратора адресавнешнего устройства, второй вход - с первымвыходом регистра связи с центральным процессором, а выход - с третьим выходом устройства, введены второй и третий регистры ко.мандного слова, первый и второй регистры ареса внешнего устройства и коммутатор, причем группа входов второго регистра командного слова подключена к группе выходов первого регистра командного слова, первая группа :выходов - к группе входов блока форми.рования адреса обращения к внутренней памяти, а вторая группа выходов - к группе входов третьего регистра командного слова, пер.вый и второй выходы которого соединены с5 86 соответствующими входами дешифратора но.мера индикатора прерывания, выход блока мо. дификации соединен с четвертым входом регистра хранения данных, вход первого регистра адреса внешнего устройства соединен с выходом шифратора адреса внешнего устройства, а выход - со входом второго регистра адреса внешнов, которое необходимо выполнить для завершения обмена, счетчик 98 адресов размещения данных во внутренней памяти и началь.ный адрес 99 размещения данных во внутрен.ней памяти.Канал работает следующим образом,Работа устройства инициируется командой"прием командного слова", поступающей изцентрального процессора на вход 14 блока 13.1 ОС выхода 15 в регистр 1 7 поступает сигналприема командного слова, разрешая принятьв регистр 17 командное слово и сопровожда.ющий его адрес внешнего устройства из памя.ти центрального процессора,15Запись командного слова в память осущест.вляется следующим образом. Адрес внешнегоустройства, одновоеменно являющийся адресом размещения командного слова в памяти,с выхода 21 регистра 17 поступает на вход94 коммутатора 92 и.далее в память канала.2 О, Вслед эа передачей адреса в память производится передача командного слова, которое свыхода 20 регистра 17 поступает на вход 82регистра 81 и через селектор 87 - на выход12, откуда поступает в намять канала. Во вре 25мя передачи командного слова иэ центральногопроцессора в память канала работа блока 25блокируется, для чего на вход 26 блока 25 свыхода 16 блока 13 поступают блокирующиесигналы. Наличие в памяти канала командногозослова для некоторого внешнего устройстванндицируется соответствующим разрядом регистра 30, который возбуждается сигналами, поступающими на его вход 31 с выхода дешиф.ратора 33.35Реализация запросов внешних устройств наобмен информацией между каким-либо внешнимустройством и внутренней памятью ЭЬВМ осуществляется в следующей последовательности,40 Запросы внешних устройств на обмен даннымипоступают на вход 23 регистра 22. При наличии сигналов разрешения реализации запросов,поступающих с выхода 32 регистра 30 на вход28 блока 25, последний выделяет сигнал, со 45ответствующий старшему (нулевому) запросу.Этот сигнал поступает на шифратор 36, с выхода 38 которого адрес внешнего устройства,одновременно являющийся и адресом размеще.ния в памяти канала соответствующего команд.ного слова, поступает на вход 93 коммутато 50ра 92, с выхода 95 которого - в память ка.нала. Считанное по этому адресу из памятикомандное слово, соответствующее нулевомузапросу, поступает по входу 4 в регистр 49.Командное слово с выхода 53 регистра 49 по 79 55 него устройства, первый и второй входы коммутатора соединены соответственно с выходами первого и второго регистров адреса внешнего устройства, а выход - с четвертым выходом устройства.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого мультиплексного канала; на фиг. 2 - структура командного слова.Мультиплексный канал (фиг. 1) содержит входы 1 - 5, выходы 6 - 9 н выходы 10, 11 и 12 группы выходов канала, блок 13 дешифрации команды центрального процессора со входом .14 и выходами 15 и 16, регистр 17 связи с центральными процессором со вторым и первым входами 18 и 19, вторым и первым выходами 20 и 21, регистр 22 для хранения запросов со входом 23 и выходом 24, блок 25 приоритетов со вторым, первым и третьим входами 26 - 28 и выходом 29, регистр 30 разрешения реализации запросов со входом 31 и выходом 32, дешифратор 33 адреса внешнего устройства со входом 34 и выходом 35, шифратор 36 адреса внешнего устройства со входом 37 и выходом 38, первый регистр 39 адреса внешнего устройства со входом 40 и выходом 41, второй регистр 42 адреса внешнего устройства со входом 43 и выходом 44,коммутатор 45 со входами 46 и 47 и выходом 48, первый регистр 49 командного слова совходом 50 и выходами 51 - 55 группы выхо.дов, второй регистр 56 командного слова совходами 57 - 60 группы входов и выходами 61,62 и 63, 64 первой и второй групп выходов, третий регистр 65 командного слова со входами 66 и 67 группы входов и выходами 68 и 69, дешифратор 70 номера индикатора прерывания со входами 71 и 72 и выходом 73, блок 74 модификации со входом 75 и выходом 76, блок 77 формирования адреса обращения к внутренней памяти со входами 78 и группы входов и выходом 80, регистр 81 храиения даншых со вторым, четвертым, первым и третьим входами 82 - 85 и выходом 86, селектор 87 со входом 88 и выходами 89 - 91 группы выходов, коммутатор 92 адресов об. ращения к памяти со входами 93 и 94 и вы. ходом 95. Структура командного слова (фиг, 2) вклю. чает следующие поля: номер 96 индикатора прерывания программы центрального процес. сора при окончании обмена по данному кр 1 мандному слову, счетчик 97 количества обме 8744 6 ступает на блок 74. На выходе 76 последнегоформируются новые промодифицированные зна.чения полей 97 и 98 командного слова и ос.тавшиеся без изменения значения полей 96 и 99, 868744 З,С выхода 76 блока 74 командное слово постутиет на вход 83 регистра 81, с выхода 86 которого через селектор 87 командное слово поступает на выход 12 для возвращения в па. мять канала по адресу, поступающему с шиф. ратора Зб через коммутатор 92. После этого командное слово нэ регистра 49 передается в регистр 56, освобождая регистр 49 под ко. мандное елово, соответствующее следующему (первому) запросу. Одновременно с этой передачей командного слова осуществляется и запись адреса внешнего устройства, приславшего нулевой эалрос, с шифратора Зб.в регистр 39.С выходов 62 и 61 регистра 56 поля 98 и 99 командного слова, необходимые для формирования текущего адреса обращенпа к внутренней памяти по нулевому запросу, поступают на блок 77, с выхода 80 которого сфор. мнрованный адрес поступает на выход 7 устройства, н дзлее во внутреннюю память ЭЦВМ, В случае, если необходимо записать информацию. во внутреннюю память ЭЦВМ, к внешним устройствам с выхода 41 регистра 39 через коммутатор 45 поступает адрес внешнего устройства, который идентифицирует внешнее устройство, участвующее в обмене ннформаци. ей но нулевому запросу. После этого паля 96 и 97 командного слова, находящегося на ре. гнстре 56, а также адрес внешнего устройства на регистре 39 передаются соответстяенйо в регистры 65 и 42, а в регистры 56 и 39 передаются соответственно комащное слово из первого регистра 49 командного слова и адрес внешнего устройства с шифратора 36 для фор мирования адреса обращения к внутренней памяти по следующему (лервому) запросу и идентификации внешнего устройства, приславшего этот запрос (в случае записи диппах во внутреннюю память ЭЦВМ);,Обмен информацией по нулевому запросу происходит следующим образом. Если данные записываются во внутреннюю память, то инфор. мацня от внешнего устройства поступает на вход 5, откуда - на вход 85 регистра 81 и далее через селектор 87 - на выход 11, с которого информация поступает во внутреннюю память вычислительной машины, где осущест. вляется запись данных по ранее выдзнному здресу с выхода 7. Если данные читаются из внутренней пзмяти ЭЦВМ, то прочитанная ин. формация из внутренней памяти поступает на вход 2 и далее на вход 84 регистра 81 и затем через селектор 87 - на выход 10, с которого - в информационные шины внешних уст. ройств и используется внешним устройством,сидентифицируемым адресом, поступающим с регистра 42 через коммутатор 45 на выход 9. Таким образом, однократный обмен денными 5 1 О 5 20,ЭО Э 5 40 45 50 55 по нулевому запросу завершен. В случае, когда обмен данными завершен полностью и состояние поля счетчика 97 количества обменов .равно нулю, производится выдача номера индикатора прерывания программы центрального процессора: поля 96 и 97 командного слова с регистра 65 поступают на дешифратор 70 и далее с выхода 16 - в центральный процессор.Таким образом, предлагаемый мультиплексный канал позволяет увеличить пропускную способность в установившемся режиме по сравнещпе с пропускной способность.о известного канала. Это обусловлено тем, что в предлагаемом канале одновременно в режиме перекрытия различных стадий обслуживания зап 1 юсов внешних устройств ведется работа по трем ко. мандным словам, в то время как. в известном в каждый момент времени работа ведется только по одному командному слову. формула изобретения Мультиплексный канал, содержащий блок дешифрации команды цеитршьного процессора, вход которого является первым входом канала, регистр связи с центральным процессором,первый вход которого соединен со вторымвходом канзла, а Второй вход - с первым выходом блока дешифрации команды центрального процессора, регистр храпения запросов, вход которого еоепииеи с травим входом ке;. пала, а выход - с первым входом блока приоритетов, второй вход которого соединен со вторым выходом блока депппрации команды центрального процессора, третий вход через ре гистр разрешения реализации запросов и дешиф ратор адреса впепаего устройства - с первым,выходом регистра связи с центральным про.цессором, а выход - со входом шифратора адреса Внешнего устройства, первый регистр ко.мзцдиого слова, вход которого соединен с четвертым входом канала, а выход - со входомблока модификации, дешифратор номера индикатора прерыванияу ВыхОд которого соединенс первым выходом капала, блок формировв.ння адреса обращения к внутренней памяти, выход которого соединен со вторым. выходомканала, регистр хранения ющжх, первый вход которогосоедииеи со вторым входом кзизлз,второй вход - со вторым выходом регистра связи с центральным процессором, третий входс пятым входом канала, а выход - со входомселектора, группа выходов которого является ..группой выходов капала, коммутатор адресов обращения к памящ, первый вход которогосоединен с выходом шифратора адреса. внешне.го устройства, второй вход - с первым выхо. дом регистра связи с центральным процессором, з выход - с третьим выходом устройства, о т9 868744 10с четвертым входом регистра хранения данный, л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыа еса внешнего йшения пропускнои спосо ности канал, введены второй и третий регистры командно- ства соединен с выходом шифратора адреса го слова, первый и второи регистры адреса внешнего устройства, а выход - со входом внешнего устройства и коммутатор, причем груп второго регистра адрес внешнего устро, па входов второго регистристра командного слова первый и второй входы коммутатора соедине. подключена к группе выходоов первого регист- ны соответственно с выходами первого и втора командного слова, первая группа выходов - рого регистров адреса внешнего устройства, ач к группе входов блока формирования адреса выход - с четвертым выходом устроиства. обращения к внутренней памяти, а вторая груп- Источники информации) - не входов третьего регист. принятые во внимание при экспертизеа ВМ. М. "Нара командного слова, первый и второй выхо, Карцев М. А. Архитектура ЦВМ. М., а 1 о 78 с. 265-267.2, Авторское свидетельство СССР В 495659, Р ывания выход блока модификации соединен 5 кл, 6