Устройство управления вводом-выводом

(и 519705 Союз Советскнк Социалистических Республик(51) М. 1 л.з С 06 Г 3,0 присоединением заявки3) При Государственныи комнте Совета Министров СССРдо делам изобретенийн открытий публиковано 30.06,76. Бюллетень24ата опубликования описания 06.08.76) УДК 681.327(088.8 Лвторыизобретения Абражевич и ачков 71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО Уп ма ин, бло- оторолоком 3 строиства управ тся управление ом ручного пере Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к организации структур устройств управления вводом- выводом, подключаемым к каналам ввода- вывода электронных вычислительных машин, и является дальнейшим усовершенствованием устройства управления вводом-выводом, описанного в авт, св.453685.Известно устройство управления вводом- выводом по основному авт. св.453685, содержащее блоки выдачи информации и управляющих сигналов, регистры приема информации и управляющих сигналов, блок управления, регистры команд, данных и состояния, блок адреса, блоки контроля и выборки, причем информационные и управляющие входы устройства соединены с входами регистров приема информации и угравляющих сигналов, выходы блока управления - с входами блоков выборки, выдачи информации и выдачи управляющих сигналов, блоки регулируемых запросов, указания состояния и контрольных режимов, Выход регистра приема управляющих сигналов подключен к входам блоков адреса, выборки, выдачи управляющих сигналов, управления и входом регистра команд, выход регистра прие формации - к входам регистра команд ка адреса и блока контроля, выход,к го соединен с регистром команд и б ЕН ИЯ ВВОДОМ-ВЪВОДОМ адреса, выходы блока управления - к входам блока указания состояния, блока контрольных режимов, входы-выходы блока управления - соответственно к блоку регулируемых запросов и регистру данных, выход которого связан с входом блока выдачи информации. Входы блока управления подсосдинены к выходам регистра команд, блоков выборки, выдачи управляющих сигналов и блока адреса, выход которого соединен с входом блока выдачи информации, выход блока контрольных режимов - к входам блоков выдачи управляющих сигналов, выборки и выдачи информации, выход блока выдачи управляющих сигналов - к входам блока вы,дачи информации и блока указания состояния, один выход которого соединен с входом блока выдачи информации, а второй - с регистром состояния, выходом подключенным к входу блока выдачи информации,Это устройство управления вводом-выводом обеспечивает возможность задавать специальные контрольные режимы, необходимые для проверки работы каналов ввода-вывода, изменять скорость передачи данных в широких пределах и предварительно задавать различные байты состояния.Недостатком указанного уления вводом-выводом являережимами работы посредствключения, что замедляет проверку работы каналов ввода-вывода.Цель изооретения - повышение эффективности раооты устройства.Это достигается тем, что в устройство введен блок программного управления режимом, входы которого соединены соответственно с выходами регистра команд, регистра приема управляющих сигналов, регистра приема информации и блока управления, а выходы - соответственно с входами блока регулируемых запросов, регистра состояния и блока управления, что позволяет ускорить проверку каналов ввода-вывода путем динамического изменения режимов работы.Схема устройства управления вводом-выводом представлена на фиг. 1. Схема, изображенная на фиг, 2, является примером построения блока программного управления режимом, входящего в состав устройства.Устройство содержит (фиг. 1) блок 1 выдачи управляющих сигналов, блок 2 выдачи информации, блок 3 контрольных режимов, регистр 4 данных, регистр 5 состояния, блок 6 управления, блок 7 регулируемых запросов, блок 8 указания состояния, блок 9 выборки, регистр 10 команд, блок 11 адреса, блок 12 контроля, регистр 13 приема управляющих сигналов, регистр 14 приема информации, управляющие шины 15 канала, информационные шины 16 канала, управляющие шины 17 устройства, информационные шины 18 устройства, блок 19 программного управления режимом.Схема, представленная на фиг. 2, включает в себя узел 20 управления пакетным ре. жимом, дешифратор 21 дли 1 ны пакета байтов, регистр 22 режима, узел 23 признака программного управления, узел 24 занесения.Устройство управления вводом-выводом предназначено для проверки каналов ввода- вывода электронных вычислительных машин, к которым оно подключастся при помощи управляющих и информационных шин 15 - 18 каналов и устройства соответственно.Выполнение операций ввода-вывода в устройстве управления вводом-выводом начинается с процедуры начальной выборки, которая осуществляется следующим образом.Канал помещает на информационные шины 16 байт адреса и сопровождает его признаком адрес канала на соответствующей управляющей шине 15. Байт адреса проверяется блоком 12 контроля на четность. Если контрольный разряд правильный, байт адреса сравнивается в блоке 11 адреса с собственным адресом устройства. При совпадении адресов в блоке 11 адреса вырабатывается сигнал адреса равны и выдается через блок 6 управления в блок 9 выборки.С задержкой, достаточной для декодирования и сравнения адреса в устройстве, канал подает сигнал выборка канала на соответствующую управляющую шину 15. Сигнал выборка канала через регистр 13 приема 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 4управляющих сигналов и блок 9 выборки проходит в блок 6 управления, если адреса совпали. В противном случае, сигнал выборка канала через блок 1 выдачи управляющих сигналов поступает на соответствующую управляющую шину 17 устройства в качестве сигнала выборка устройства.По сигналу выборка канала в блоке 6 управления устанавливается триггер начальной выборки, а в блоке 1 выдачи управляющих сигналов вырабатывается сигнал работа устройства, который по соответствующей управляющей шине 17 устройства поступает ,в канал, указывая, что выбранное устройство логически подключилось к интерфейсу. Затем устройство выдает собственный адрес из блока 11 через блок 2 выдачи информации на информационные шины 18 устройства, а из блока 1 выдачи управляющих сигналов на соответствующую управляющую шину 17 устройства - сигнал адрес устройства.Каы .л сравнивает выданный и принятый от устройства управления вводом-выводом адреса и, если они равны, снимает байт адреса с информационных шин 16 канала, устанавливает на них байт команды и подает одновременно на соответствующую управляющую шину 15 канала сигнал управление канала. Байт команды проверяется на четность в блоке 12 контроля, декодируется и запоминается в регистре 10 команд, при этом признак принятой команды выдается в блок 6 управления, По сигналу управление канала устройство снимает байт собственного адреса с информационных шин 18 устройства, сбрасывает сигнал адрес устройства, помещает па информационные шины устройства предварительно заданный в блоке 8 байт состояния через блок 2 выдачи информации и устанавливает сигнал управление устройства на соответствующей управляющей шине 17 устройства через блок 1 выдачи управляющих сигналов.Если принятая команда,не требует передачи данных, то устройство управления вводом- выводом выдает конечный байт состояния с признаком канал кончил (одновременно может быть установлен также признак устройство кончило). Если же,принятая команда требует передачи данных, то выдается обычно нулевой байт состояния, но может быть задан любой требуемый байт состояния, Получив байт состояния, канал снимает байт команды с информационных шин 16 канала, сбрасывает сигнал управление канала и устанавливает сигнал информация канала на соответствующей управляющей шине 15. По сигналу информация канала устройство управления вводом-выводом снимает начальный байт состояния с информационных шинн 18 устройства, сбрасывает в блоке 6 управления триггер начальной выборки, уста,навливает триггер передачи данных и запускает блок 7 регулируемых запросов на формирование сигналов запросов на передачу5данных. Если устройство работает в моно,польном режиме, то сигнал работа устройства не снимается до конца передачи данных, если в мультпплексном, то этот сигнал сбрасывается после начальной вьтборки и устанавливается снова на время, передачи каждого байта данных.Передача данных в одном из возможных режимов (монопольном или мультиплексном) начинается, когда устройство управления вводом-выводом формирует запрос на передачу данных в блоке 7 регулируемых запросов.В мультнплексном режиме передача данттьтх начинается с процедуры установления связи с каналом. Устройство управления вводом-выводом формирует сигнал требование устройства и передает его через блок 1 выдачи управляющих сигналов на соответствующую управляющую шину 17 устройства. По этому сигналу канал подает сигнал выборка канала на соответствутощую управляющую шину 15 канала, который через блок 9 выборки поступает в блок 6 управления и в блок 1 выдачи управляющих сигналов. Блок выдачи управляющих стлгналов вырабатывает сигналы работа устройства и адрес устройства и выдает их на соответствующие управляющие шиньт устройства, а также передает собственный адрес из блока 11 через блок 2 выдачи информации на информационные шины 8 устройства. При этом сигнал требование устройства сбрасывается. В ответ на сигналы работа устройства и адттес устройства канал сбрасывает сигнал выборка канала и выдает сигнал управление канала на соответствующе ю управляющую шину 15, который в данной последовательности сигналов означает для устройства правления вводом-выводом продолжить. По этому ситналу устройство снимает с информационных шин 18 устройства собственный адрес, сбрасывает сигнал адрес устройства и вырабатывает сигнал информация устройства и подает его через блок 1 выдачи управляющих сигналов на соответствующую управлятощую шину 17 устройства. Предварительно устанавливается байт данных на информационных шинах устройства из регистра 4 данных через блок 2 выдачи информации, если устройство поучило в процессе начальной выборки команду ввода (считывания). При вьтполнении команды вывода (записи) на информационные шины устройства ничего не вы. дается. В этом случае сигнал информация устройства означает, что устройство готово принять байт данных.Затем канал сбрасывает сигнал управление капала.На этом последовательность выборки ло требованию устройства заканчивается и канал приступает к обслуживанию запроса. Канал устанавливает сигнал информация канада на соответствутотцей управляющей шине 15 канала. При выполнении команды счи 55 60 каналом или устройством выправления вводом- выводом. Инициатор окончания передачи данных может быть предварительно задан при помощи органов пульта блошка мправления. Если инициатором окончания передачиданных является канал, устройство управления вводом-выводом формирх ет запросы нэ передачу данных до тех пор, пока не получит от канала команду остановить выполнение операции ввода-вывода. Если инициатором окончания передачи данных является 6 тывания это означает, что канал принял байт данных с информационных шин 18 устройства, а при исполнении команды записи, - чтоканал установил оайт данных на информаци онных шинах 16 канала.Устройство, получив с."гнал информацият;анала, сбрасывает сигналы информация устройства, работа устройства и снимает байт данных с информационных шин устрой ства при выполнении команды счтлтыванияили принимает байт чанных с информационных шин канала при выполнении команды записи. Канал сбрасывает сигнал информация канала и снимает байт данных,с инфор мационных шин канала при выполнении команды записи.Такая последовательность действий повторяется по каждому запросустройства управления вводом-выводом на передачу данттьтх.Если устройство управления вводом-вьтводом работает в монопольном режиме, то данньте передатотся при помощи сигналов информация устройства и информация канала как описано, исключая последовательность сигналов выборки по запросх устройства управления ввочом-выводом (т. е, начиная непосредственно с установки сигнала информация устройства и далее).Запросы на передачх данных формир ются блоком 7 реглир 1 емых запросов, причем они могут формиооваться как от внутреннего генератора регулируемой частоты, так и от внешнего генератора, подключаемого к блоку через специальный;зел. управляемый сигналами, постхпатощттми из блока 6. Управление формированием импульсов запросов осуществляется при помощи сигналов управления из блока 6.40 Запросы могут вьтраоатываться: в режименепрерывного генерирования, когда следуютпий запрос вырабатывается независимо от того обслх жен ли каналом предыдх щий запрос (если предьтдуптий запрос не обслужен, 45 вьтрабатьтвается признак сбоя); в последовательном (зависимом) режиме, когча следующий запрос вырабатывается только после обслуживания каналом предьтттущего запроса устройства х правления вводом-выводом; в шаговом режиме, когда каждый очередной запрос формируется при нажатии оператором соответствующей кнопки на пульте блока управления.Передача данных может быть закончено5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 устройство, то предварительно должно бытьзадано при помощи блока управления коли.чество байтов данных, которое необходимопередать.В процессе передачи каждого байта лянных содержимое регистра 4 данных модифицируется на плюс единицу и сравнивается сзаданным в блоке управления количествомбайтов, которое необходимо передать, и, еслиони совпали, прекращается формированиезапросов на передачу данных в блошке 7 иформируется запрос на передачу байта состояния.При работе устройства в режиме остановаот канала установка коналом сигнала управление канала в ответ на сигнал информация устройства указывает для устройства управления вволом-выво;том на необходимость закончить передачу данных. Еслиустройство закончило передач чянных раньше конала или пол"чило кязонтте от каналапрекратить передаю чянттых, триггер передачи данных в блоке управления сбрасьтвоется и т стяновливяетгя триггер передачи байта состояния. Количество передаваемых байтов состояния и их значенття определяютсяпри помощи блока 8 кязания состояния.Передача байта состоянтля заключается втом, что в ответ на кязание продолжитьустройствостанавливает синнал управление устройства на соответствующей споявляющей шине устройства чеоез блок 1 выдачи "правляющих сигналов, а также байт состояния из блока 8 указания состояния "резрегистр 5 состояния и блок 2 выдачи информации на информационные шины тстройствя.Канал в ответ подает сигнал инт)тотзмяцияканала, если он принимает байт состояния,или сигнал правление канала, ес,чи он отвергает байт состояния и требует запомнитьего в устройстве. Любой ответ канала вызывает сброс в, стоойстве сигналов управлениеустпойства и гтабота стцойства.Повторная выдача запомненного байта состояния выполняется только тогда, когда эторазрешено конялом (т. е, сбттотттен сигналблокировко канала).Еслистроттство работает в монопольномрежиме, то перечача первого байта состояния осуществляется сразт же после передачи последнего байта данных, так как оно ужеподключено к каналу и выполнять последовательность сигналов выборки нет необходимости.Если устройство работает в мультиплексном режиме, то вначале выполняется последовательность выборки так же, ка и при передаче данных, а затем - певедача байта состояния. Передача второго байта состоянияили запомненного гпри работе в любом режиме всегда проводится с выборкой по запросустройства.Задание требуемого байта состояния обеспечивается при помощи блошка 8 указания состояния,8На всех этапах выполнения операций ввода-вывола могут возникнуть ошибки в работе устройства, которые обнаруживаются и обрабатываются каналами ввода-вывода. Дляпроверки системы обработки ошибок каналами, устройство содержит блок 3 контрольньтхрежимов, который позволяет имитироватьразличные ошибки на всех этапах операцииввода-вывода,Блок 3 контрольных режимов задает такиенарушения в последовательностях сигналовмежду каналом и устройством, как, например,блокировка выдачи или сброса требуемогоответного сигнала, одновременная установканескольких отвстньтх сигналов, вылачо непревильного контрольного разряда в передаваемой информации и т. д.Динамическое чтрявление мультиплескными монопольным ректтмои, передачей одногоили двоих байтов состояния, введение режима передачи бойтов пакетами и блокиротткипередачи указателей сбойстройствя иосооый случай в байте состояния ) стройства осуществляется блоком 19 программногоуправления режимом, который изображен нафиг. 2.Программное правление режимом работыустттойства состоит в слелпотцем. Необходимый режим работы; пойства указывается вразрядах (О - :31 модификатора команды вводя-вывода, которые принимаются в регистр22 режима. через гзел 24 занесения, а такжев тзел 23 пттттзняка программного управления, подправлением сигналов, поступающихиз блока 6 управления и регистра 10 командв момент приема команды от канала в процессе начальной выборки. Нулевое значениеэтих разрядов указывает на то, что управленне режимами работы устройства осуществляется при помощи пульта управления блока6. Ненулевое значение означает переход напрограммное управление режимами пяботыстройства, при этом в узле 23 вырабатывается потенциал (признак) программното управления, поступающий в блок 6 управления,а положение переключателей на пульте блокаправления игнорир ется.Кажлый рязрял регистра режима управляет определенным режимом работы устройства управления вводом-выводом, Монопольный или мультиплсксный режим указываетсяв нулевом разрячемодификатора команды.Нулевое значение этого разряда - мультиплексньтй режим, единичное - монопольныйрежим. Значение этого разряда заносится инулевой разряд пегистпа 22 режима, которыйуправляет работой триггера монопольного режима в блоке 6 чппавления.Пакетный ттежттм передачи байтов дказьтвается в атервом вазояде модификатора команды. Значет ч то о разряда, равное О,означает олнобойтовто передачу байтов имиультиплекснои лежттче, единичное значениеэтого разряда - пят;е-ную передачу байтовв мультиплексном режиме, причем длинна па.кета указывается в четвертом и пятом разрядах команды ввода или вывода. Значение этих разрядов заносится в соответствующие разряды регистра 22 режима. Длина пакета декодируется в дешифраторе 21 длины пакета байтов, сигнал с выхода которого поступает в узел 20 управления пакетным режимом.На выходе узла 20 под управлением ситнала с блока 6 управления и регистра 22 режима формируется сигнал, управляющий триггером пакетного режима в блоке управления,Во втором разряде модификатора команды указывается количество передаваемых байтов состояния в конце выполнения операции ввода-вывода. При нулевом значении этого разряда передается один байт состояния с указателями канал кончил и устройство кончило, при единичном значении - два байта состояния: первый с указателем канал кончил, второй с указателем устройство кончило. Значение этого разряда заносится во второй разряд регистра 22 режима, который выдает соответствующий сигнал в блок 7 регулируемых запросов для управления триггером передачи двух байтов состояния,Блокировка передачи указателей байта,состояния сбой устройства и особый слу чай указывается в третьем разряде модификатора команды, причем нулевое значение разряда разрешает передачу указателей, единичное значение разряда запрещает. Значение этого разряда заносится в третий разряд 10 регистра режима, который подает соответствующий ситнал в регистр 5 состояния.Формула изобретенияУстройство управления вводом-выводом по 15 авт. св.453685, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения эффективности работы устройства, в него введен блок программного управления режимом, входы которого соединены соответственно с выходами ретистра 20 команд, регистра приема управляющих сигналов, регистра приема информации и блока управления, а выходы соединены соответственно с входами блока регулируемых запросов, регистра состояния и блока управле нпя.519705 КБК 7 КК 75 иЗ 1 Ф иа 7 фиг. с Составитель А, Жеренов ехред А. Камышникова Тюрина едактор И. Грузова ррект аказ 1591/14 Изд.1481 ЦНИИПИ Государственного ком по делам изобрет 113035, Москва, Ж, пнсное ипография, пр, Сапунова, 2 1 1 Тираж 864итета Совета Министров СССний и открытийРаушская наб., д. 4/5