Устройство для управления каналами связи вычислительной системы

(23) ПриоритетМ. Кл. 506 2 9/1 ГОсддрстаенный ноитез Совета Министроа СССР по делам изобретений и отирнтий(43) Опубликовано 15.08,76,Бюллетень30 (45) Дата опубликования описания 15,11.76(54) ТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕН СВЯЗИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ КАНАЛА ИСТЕМЫ асти вычис пойст их средств, 2 Изобретение относится к обл ли телной техники.Известны устройства управления каналамисодержашие блок микропрограммного прерывания, коммутатор информации и блок задания адреса каналапервый и второй входы кетового соединены соответственно с первыми информационным и управляюшим входами устройства, а выход подключен к первому управляющему выходу устройства и первому 10 управляюшему входу коммутатора информации, первые и вторые информационные входы и выходы которого соединены соответственно со вторым и третьим информационными вхошф дами, перин.м и вторым информационными выходами устройства, второй и третий управляющие входы коммутатора информации и первый и второй входы блока микропрограммного прерывания соединены, соответственно с% вторым и третьим управляюшим входами устройства, выход блока микропрограммного прерьт" вания соединен со вторым управляюшим вйходом устройства.Недостатком известных устройств управ-. ления является отсутствие в н позволяюших одновременно с работой системы по обработке данных выполнять поиск илокализацию неисправности в аппаратуре ка-налов. Обычно для поиска неисправности водном из каналов система обработки данных,переводится в специальный режим локализа-:ции неисправности и процесс обработки пре-4крашается. Поиск и локализация неисправностей с целью их устранения требует значительных затрат времени, Так как вычислительныйпроцесс в это время приостановлен, то этоприводит к сокращению полезного времени, втечение которого производится обработка информации, а следовательно, к задержке выпоп 1нения задач. При решении некоторых задачэто может привести к нежелательным резуль-,татам,Бель изобретения - вышение производительности работы устро ва при поиске илокализации неисправностей,Зто достигается тем, что в устройствовведены блок анализа состояния канала иблок выбора режима работы канала, первыйвход которого соединен с четвертым упраьляюшим водом устройства, а выход - с3третьим управляющим выходом устройстве, третьими входами блока микропрограммного прерывания и блока задания адреса канада, с четвертым управляющим входом коммутатора информации и с первым входом блока анализа, состояния канала, вторые, третьи и четвертые входы блоков анализа состояния канала и выбора режима работы канала соединены соответственно со вторым, третьим и первым управляющим входами устройства, выход блока анализа состояния канала подключен к четвертому входу блока микропрограммного прерывания и четвертому управляющему выходу устройства,Селекторные каналы, подключенные к уотройству .для управления каналами, имеютодинаковую структуру и управляются общимидля обоих каналов микропрограммами. Этопозволяет управляющей программе организовать работу с внешним устройством неисправного селекторного канада, используя исправный селекторный канал, в то время, когдаон не занят работой со своим внешним устройством. Блок выбора режимй работы канала переводит неисправный канал в режимпоиска и локализации неисправности, Сигналы, вырабатываемые в этом случае, в блоке выбора режима работы канала, блокируютцепи выдачи сигналов неисправного канала,В результате неисправный канал может только принимать информацию из устройства дляуправления каналами и внешнего устройства.Аппаратура обоих каналов работает синхронно, так как подвержена одинаковым воздействиям как со стороны устройства для управления каналами так и со стророны внешнегоустройства. С помощью блока анализа состо яния, канала производится сравнение реакцийобоих каналов и предоставление информациипроцессору о состоянии, аппаратуры неисправного канала в момент боя.На фиг, 1 показана блок-схема предлагаемого устройства и его связно другими устройствами вычислительной системы на фиг. 2схема блока выбора режима работы канала;на фиг. 3 - схема блока анализа состоянияканала.Устройство 1 для управления каналами,представленное на фиг.1, предназначено дляподключения к процессору 2 первого и второгд селекторных каналов 3 и 4 соответственно и мультиплексного канала 5, и управления передачей управляющей информации иданными между каналами и процессором.Процессор 2 управляет работой системыв целом, выполняет функции хранения, обра-,ботки и организации передачи информации.Пульт б управления системой предназначендля ручного управления работой системы,1 осушестьпения визуального контроля и проведения профилактических работ,Селекторные канады 3 и 4 предназначены.для подключения внешних устройств, содержатнеобходимые регистры для хранения управляющей информации, которая испол.зуется дляорганизации и поддержания операции вводавывода,К селекторным каналам 3 и 4 посредств вом интерфейса 7 ввода-вывода и коммутатора 8 интерфейса подключаются внешниеустройства 9 и 10 соответственно,Устройство 1 содержит блок 11 микропрограммного прерывания, блок 12 заданияи адресе канала, коммутатор 13 информации,блок 14 выбора режима работы канада иблок 15 анализа состояния канала.Обмен информацией между внешними устройствами 9 и 10 и процессором 2 являетЯО ся одной из основных функций системы, вкоторой используется устройство 1 длл управления каналами, Обмен информациейосушестьпяется по командам от процессора,в которых указывается номер канала и вне 25 шнего устройства. Код команды ввода-вывода, начальный адрес памяти, счетчик байтовданных, передаваемых по этой команде идругую управляющую информацию, процессорвыдает при помощи специальных управляющих30 слов. Из принятой информации формируетсяуправляющее слово канала, содержащее необходимую для выполнения операции вводавывода информацию, и хранит его в своихрегистрах или в специальных областях паа мяти процессора. Передача управляющейинформации между процессором 2 и регистрами каналов производится через системувыходных информационных шин 16 и управляющих шин 17 процессора. Признак канала,40в регистры которого передается упраьпяющая информация, вырабатывается блоком 12и через шины 18 признаков канада выдаетсяв каналы, Содержимое регистров каналовможет быть микропрограммно проанализировано через выходные информационные шины 119 каналовшийы 20 состояния каналов,через элементы И 2122 2324), ИЛИ25 26) коммутатора 13 информации и сисч ему входных информационных и управляю щих шин 27 процессора.При обнаружении сбоя в оборудовании ка-,нала неисправный канал исключается, из ра,.ба ты и переводится в режим поиске и локализации неисправности, Необходимость исклю 55 чен ия канала иэ рабочего режима может определяться оператором или уравляюшей программойсупервизором) и сообщаться врез525095 оканал в режим поиска и локализации неис правности устанавливает на пульте 6 управаа пения р 8 жим исключения неисправного кана ла, при этом через шиж. - 28 управления вь- дается сигнал, который поступает в блок 14 выбора, режима работы канала, По сигналу .сбоя одного из каналов и синалу от пульта 6 -,"правления в блоке 14 выбора режима ра и канала формируется сигнал блокировки, который через шичы 29 блокировки и управ( ленчя коммутапк.:й поступает в коммутатор13 информации ;: сс.ямутатор 8 интерфейса, Зтим,сигналом осуществляется блокировка выдачи информации иэ неисправного .Канала После этого система обработки может прой должить свою работу, Когда в процессе выполнения текуше.:; программы встречается Г команда обрашения к внешнему устройству 9 (10), процессор 2 перед ее выполнением анализирует состояние канала и если канал3 20 неисправен, корректирует адрес канала в блоке 12 задания адреса канала (заменяет его на адрес исправного канала, но при этом в выполняемой программ. адрес канала не изменяется), после чего блок 14 выбора р режима работы канала Вырабатывает сигнал коммутации интерфейса (если исправнь "л свободен), поступающий на шины 29 1 локировки и управления коммутацией, По этому сигналу в коммутаторе 8 интерфейса 30оисходит подключение внешнего устройстваисправного канала к исправному каналу, аа:.ъ - . подключение блока 15 анализа состоля:.-., анала к шинам 20 состояния канала. Одновременно в блоке 14 выбора режима Зб работы канала вырабатывается сигнал, кото рый "-.еоез шины 29 блокировки и управления . Ол:у адней поступает в блок 12 задания-:-," канала. ПО этому сигналу в блоке 12 вырабатывается сигнал разрешении приема 40 информации в регистры неисправного канала, Ра зрешение занесения информации в исправный канал осуществляется сигналом признака работы канала, выдаваемого блоком 12 через шины 18 признаков канала, Процессор 45 2, выполняя загрузку управляющ й нфо пии В регистры исправного канала, загружает ее Одновременно и в неисправный канал. После загрузки управляющей информации в регистры каналов оба канала выполняют одн 30У И ту же операцию ввода-вывода; функциюфуправления Внешним устройством 9 (10) ннеисправ,ного канала выполняет исправный канал. Ответные сигналы от внешнего устройства 9через шины интерфейса 7 и коммута (10,.;.;.р интер,ейса поступают в оба селекторных канала Л и 4. Таким образом аппаратура обоих каналов работает синхронно, так как подве 1 л ае л с я одинаковым Воздействиям как 6со стороны устройства 1 для учравления каналами, так и со стороны внешнего устрсг ства 9 (10). Ход выполнения операции ввода вывода в неисправном канале анализируется с помощью блока 15 анализа состояния канала и останова, Через шины 20 состоэния каналов в блок 15 анализа. состояния канала выдаются и сравниваются однотипные сигналы, Если выполнение операции ввода- вывода не связано с неисправным участком цепи аппаратуры, то сравниваемые сигналы, характеризуюшие состояния каналов одинаковы для обоих каналов, Но как только вы- полнение операции ввода-вывода использует:неисправный участок аппаратуры проверяемогоканала,эта однозначность нарушается.lВ блоке 15 анализа состояния канала вы- батывается сигнал несравнения состояний исигнал блокировки работы аппаотуры неио 1 правного канала (т. е. цепей синхронизации), которые через шины 30 прерывания и ос 1 мтанова поступают в блок 11 микропрограммного прерывания и в неисправный селектор- ный канал 3 (4). По сигналу несравнения состояний в блоке микропрограммного преры вания вырабатывается и выдается через ши. йу 31 прерывания в процессор 2 запрос на прерывание, по которому выполнение текущ последовательности микрокоманд приостанавливается и управление передается обслуживающей микропрограмме, которая производит запись состояния регистров исправного селекторного канала в диагностическую область памяти процессора в качестве эталонной.По сигналу блокировки работы аппаратуры неисправного канала в канале фиксируется состояние аппартуры, в котором она находилась в момент обнаружения неисправности, Записав состояние регистров в диагностическую область памяти процессора, обслуживаюшая микропрограмма передает управление текущей ( )(приостановленной) программе и в исправном канале продолжает выполняться операция ввода-вывода. После выполнения опера 2 обции ввода-вывода канал сообшает процессору 2 об окончании работы путем установки запроса на прерывание по вводу-выводу, при зтбм формируется адрес неисправного каналакак причиныпрерывания, Управление передается обслуживающей микропрограмме, Из процессора 2 через выходные управляющие ши-, ны 17 процессора выдается управляющий сигнал и блок 14 выбора режима работы канала, по которому снимается сигнал блокировки. Это позволяет обслуживаюшей микропрограмме через коммутатор 13 информации исистему входных информационных и упрц- ляюших шин 27 процессора записать состояние регистров и контрс 1 льных точек неиспраг.3525095 Уного канала в память процессора. После записи состояния регистров процессор 2 выда етсигнал сброса, по которому неисправныйканал переходит в исходное состояние. Обаселекторных канала послевыполнения опера-ции ввода-вывода оказываются в том жесостоянии, в котором они находились до выполнения команды обращения к внешнемуустройству и готовы к; повторению процесса,ф-диагноСтической же области памяти процесосора находится информация состояния аппаратуры исправного (эталонная) и неисправйого канала в момент отказа, Диагностическаяобласть анализируется управляющей программой путем сопоставления состояниианалогич-дных частей аппаратуры и как результат анелиза процессор 2 через мультиплексный канал 5 выдает необходимую информацию оператору, который устраняет неисправностьи задает рабочий режим каналу путем пе- рреключения на пульте 6 управления системой,Примером реализации блока 14 выборарежима может служить блбк, приведенный на фиг. 2, который содержит первый 2 бтриггер 32 сбоя, второй триггер 33 сбоя,элементы И 34, 35 установки первого ивторого триггеров сбоя соответственно,триггер 36 режима (локализации)триггер37 коммутации, элементы И 38-41 НЕ 42, 3 О43, ИЛИ 44, И 45, Триггеры 32, 33 сбояустанавливаются через элементы И 34, 35,если не установлен триггер 36 режима (локализации) по сигналу от схемы контроля.Сброс осуществляется сигчалом от процессо- Ира 2, который поступает через выходныеуправляющие шины 17 процессора. Триггер36 режима (локализации) устанавливаетсяс пульта управления через шины 28 управления припереводе неисправного канала в ре 4 Ожим локализации, При возникновении неисправности по сигналу сбоя от канала устанавливается триггер 32 (33) сбоя. По установленному триггеру 32 (33) сбоя итриггеру 36 режима (локализации) через фэлемент И 38 (39), .элемент НЕ 42 (43)на шины блокировки и управления коммутьцией выдается сигнал блокировки, которыйпоступает в коммутатор информации и ком.,мутатор интерфейса, блокирует элементы оИ 20, 23 (21, 24), Триггер 37. коммутации устанавливается через выходные управляющие шины 17 процессора, элемент И 45,процессором 2 перед запуском операцииввода-вывода, если триггер 36 режима установлен, По установленному триггеру 37коммутации и триггеру 34 (35) сбоя элемент И 40 (41) вырабатывает сигнал коммутации интерфейса, который через шины1 6 О 8блокировки и управлениикомуутацией выдается в коммутатор интерфейс. По этому сигналу происходит подключение внешнего устройства неисправного канала к исправному каналу, Через элемент ИЛИ 44 этот сигнал поступает в блок 1 5 анализа :,сстояния канала для подключейия его"к шинам 20 состояния канада.Блок анализа состояния канала представлен на фиг. 3, Он содержит элементы сравнения И 46-51, элементы НБ 52-57, ИЛИ 58, И 59, 60 и триггеры 61-62 останова первого и второго каналов соответственно. Сигналы, поступающие из каналов через шины 20 состояния ппро сравниваются на элементах И 46-51. При несравнении сигналов одной из пар на выходе элемента ИЛИ 58 вырабатывается сигнал несравнения, который через шины 30 прерывания и останова поступает в блок 11 микропрограммного прерывания для установки запроса на прерывание, Злементы И 59, 60 управля 1 от установкой триггеров 61 и 62 останова соотвеъ. ственно, Соответствующий триггер 61 (62) останова устанавливается по сигналу несравнения и триггеру 32 (33) сбоя. Сигнал блокировки работы аппаратуры неисправного канала (цепей синхронизации) с единичного пле ча триггера 61 (62) останова выдается через шины прерывания и останова в соответствующий неисправный канал, По завершении исправным каналом операции ввода-вывода и передачи управления управляющей микропрсграмме, процессор 2 выдает сигнал, по которому сбрасывается триггер 32 (33) сбоя и триггер 37 коммутации (фиг, 2), Через элементы И 38 (39), И 40 (41) снимаклся сигналы блокировки и коммутации, Через коммутатор 13 информации и систему входных информационных шин 27 процессора, посцедний снимает состояние регистров неисправного канала. После записи информации о состоянии аппаратуры канала процессор 2 через выходные управляющие шины 17 выдает сигнал сброса, по которому сбрасывае"- ся триггер 60 (61) останова, а аппаватура неисправного канала переходит в исходное состояние,Таким образом, устройство для управления каналами позволяет организовать поиск и локализацию неисправности в одном из селекторных каналов во время работы второгоисправного) селекторного канала, что увеличивает полезное время работы системы на величину, равную времени, затрачиваемому на поиск и локализацию не:.справности при использовании известных усройств управления каналами в системах обработки, Увеличение полезного времени работы системь/обработки, в свою очередь, расширяет сферу ее применения для задач,требующих непрерывности обработки информации,Формула изобре, енияУстройство для управления каналами связи вычислительной системы, содержащее блок микропрограммного прерывания, коммутатор информации и блок задания адреса канала, первый и второй входы которого соединены соответственно с первыми информационным иуправляющим входами устройства, а выход подключен к первому управляющему выходу устройства и первому управляющему входу ,коммутатора информации, первые и вторые ийформационные входы и выходы которого соединены соответственно со вторым и третьим информационными входами, первым и вторым информационными выходами устрой- р ствавторой и третий управляющие входы коммутатора информации и первый и второй входы блока микропрограммного прерывания соединены соответственно со вторым25 1 Ои третьим управляющими входами устройства, выход блока микропрограммного прерывания соединен со вторым управляющим выходом устройства, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения произьодптельности работы при поиске и локайзации неисправностей; в него введены блок анализа состояния канала и блок выбора режима работы канала, первый вход которого соединен с четвертым управляющим входом устройства, выход - с третьим управляющим выходом устройства, третьими входами блока микропрограммно. о прерывания и блока задания адреса канале, с четвертым управляющим входом коммутатора информации и с первым входом блока анализа состояния канала, вторые, третьи и четвертые входы блоков анализа состояния канала и выбора режима работы канала соединены соответственно со вторым, третьим и первым управляющим входами устройства, выход блока анализа состояния канала подключен к четвертому входу блока микропрограммного прерывания и четвертому управляющему выходу устройства.Ю Фьг. 3 . фЛ ГуЦНИИПИЗаказ 5043/589 Тираж 864 Подписйое Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,