Устройство для управления диагностикой каналов

111) 526876 Сои)з СоветскихСоциаиистических Респ)1 блин,1) До пол штел ь нос к а 15Е 1 Д- ВУ Кл.- С) 06 Г 3,04 -5 061 11/О аявлено 03,08.73 521) 1951534( с присоединением заяв сударстееннык комитет овета Министров СССР о делам изобретенийи открытий.09.76 ния оппсапи ата опуоликов 7 ) А 15 т/)1111:5 Н)1)е О 11 В. Горбуль, В. О. Каптюг, В. П, Качков,Мальцев, В. И. Овсянников, Ю. В. Тиховичи А. Г. Яловега М. А. Вериго В. Кулаго, Н) ) )1 51 В 11 Т 1) 1,4) УСТРОЙСТВ УПРАВЛ ЕН ИЯКАНАЛОВ осится к выч ти к организаци ния диагностик ие ния а п Изобретение отн ИСЛИТЕЛЬНОйтехнике, в частнос и структурустройств управле ои каналовввода-вывода.Известно устройство 111 для управлениядиагностикой каналов, содержащее блок управления каналами, каналы, к которым подключены внешние устройства,Зто устройство имеет так недостатки,как большой объем оборудова, сложность 10программирования и неполнот роверки каналов при их диагностике.Наиболее близким к изобретению техническим решением задачи является устройство (21для управления диагностикой каналов, содер)кащее блок записи ситуации, первый и второйвходы которого подключены соответственно кпервому и второму входам устройства, а первый выход - к первому выходу устройства.Однако в известных устройствах для управления диагностикой каналов диагностика каналов проверяет оборудование канала нафункционирование при выполнении командввода-вывода с использованием определенныхьидов тестов. При этом применяют оборудо бванне твердого ядра, необходимое для загрузки тестов в основную память, которое состоитиз селекторного канала, накопителя на магнитной ленте и узлов загрузки,Цель изобретения - упрощение устройства. ЗО Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит регистр признаков диагностируемых каналов, блок управления коммутаторами сигналов интерфейса, коммутатор сигналов интерфейса мультиплексного канала, коммутаторы сигналов интерфейса первого и второго селекторных каналов. Третий вход устронства соединен с входом регистра признаков каналов, выходы этого регистра - с информационными входамп блока управления коммутаторами сигналов интерфейса, управляющий вход которого связан с вторым выходом блока записи ситуации, а выходы - с одними управа)яющими входами коммутаторов сигналов интерфейса. Другие их управляющие входы подключены к четвертому входу устройства, информационные входы и выходы коммутаторов сигналов интерфейса - соответственно с первой, второй и третьей группам входов и выходов устройства.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство для управления диагностикой каналов 1, предназначено для управления диагностикой селекторных 2, 3 и мультпплексного 4 каналов ввода-вывода. Каналы вывода служат для подкзпоченпя внешних устройств 5 и управления передачей данных между ними и процессором 6. Каналы ввода-вывода подкл 5 очают к процессору 6 при помощи уст 5268763ройства 7 управления каналами. К устройсгву управления каналамп могут быть подключены одпп мультиплексньп 1 4 и дга селекторных 2, 3 каналов ввода вывода. Мультиплексный канал 4 предназначен для подключения сравнительно мсдленнодсйствующих внешних устройств 5 и может работать как в мультиплсксном, так и в монопольном режиме.Сслекторный канал 2 (3) предусмотрен для подсоединения быстродействующих внешних устройств и работает только в монопольном режиме.Устройство для управления диагностикой каналов 1 содержит блок 8 записи ситуации, регистр 9 признаков диагностируемых каналов, включающий в себя триггеры режима работы мультиплексного канала 10, второго 1 и первого 12 селекторного канала, блок 13 управления коммутаторами сигналов интерфейса, имеющий элементы И 14 - 19, НЕ 20- - 25, коммутаторы сигналов интерфейса мультиплексного 26 и селекторных 27, 28 каналов соответственно, каждый из которых включает элементы И - ИЛИ 29 - 31.Одной из основных функций вычислительной машины является управление операциями ввода-вывода. Каждая операция ввода-вывода начинается по специальной команде, которая задает номер канала и внешнего устройства и при помощи специальных управляющих слов указывает начальный адрес оперативной памяти, счетчик количества передаваемых байтов, операцию, которую необходимо выполнить, и другие управляющие признаки, Передача информации между процессором б и каналом 2 (3, 4) осуществляется через систему информационных 32 и управляющих 33 шин процессора, устройство 7 управления каналами и систему информационных 34 и управляющих 35 шин каналов,Во время загрузки управляющей информации в канал внешнее устройство 5 подключается через шины 36 нетерфейса внешнего устройства, коммутаторы 26, 27 и 28 сигналов интерфейса, шины интерфейса канала 37, 38, 39 к селекторному 2 (3) или мультиплексному 4 каналу соответственно,Канал после получения управляющей информации освобождает процессор от дальнейшего управления выполнением операций ввода-вывода, формирует для каждой операции ввода-вывода управляющее слово канала и храпит его или в своих регистрах (селекторные каналы), или в специальных областях оперативной памяти процессора (мультплексный канал).Примером могут служить каналы, работающие следующим образом.В селекторный канал 2 (3) введены блок 40 управления каналов, регистры адреса данных 41, счета байтов 42, состояния каналов 43, признаков операции 44, буферный регистр 45 данных, входной регистр 46 управления интерфейсом и выходной регистр 47 управления интерфейсом. 10 15 20 э 5 ЗО 35 40 45 50 дд 60 65 4Мультиплексный канал 4 содержит блок 48 управления каналом, входной 49 и выходной 50 регистры управления интерфейсом и входной 51 и выходной информационный 52 регистры.Подача данных между селекторным каналом 2 (3) и внешним устройством 5 осуществляется по инициативе внешнего устройства. При выполнении команды считывания внешнее устройство помещает байт данных и управляющие признаки на шины 36 интерфейса внешнего устройства, которые поступают в селекторный канал 2 (3) через коммутатор 28 сигналов интерфейса селекторного канала (элементы И - ИЛИ 30, 31) и шины интерфейса канала 37 (38). Управляющие признаки попадают через элементы И - ИЛИ 30 во входной регистр 46 управления интерфейсом и указывают на то, что внешнее устройство желает передавать байт данных. При выполнении команды записи внешнее устройство 5 помещает па шины 36 интерфейса внешнего устройства только управляющие признаки, указь.вающие на то, что оно готово принять байт данных. Содержимое входного регистра 46 управления интерфейсом поступает в блок 40 управления каналом, в регистр 45 данных и выходной регистр 47 управления интерфейсом и создает управляющее воздействие на управляющие схемы, которые, в сгою очередь, управляют приемом байта данных (при выполнении команды считывания) или передачей байта данных из буфера данных на шины интерфейса селекторного канала 37 (38), поступающего через элемент И - ИЛИ 29 коммутатора 28 (27) сигналов интерфейса селекторного канала во внешнее устройство 5. После обмена байтом данных в выходном регистре 47 управления интерфейсом устанавливаются ответные признаки, которые подаются во внешнее устройство 5 через шины интерфейса селекторного канала 37 (38), элемент И - ИЛИ 29 коммутатора 28 (27) сигналов интерфейса селекторного канала, шины 36 интерфейса внешнего устройства, Получив ответные сигналы из канала, внешнее устройство снимает байт данных и управляющие признаки с шин интерфейса внешнего устройства.Такая последовательность действий происходит всякий раз, когда внешнемуустройству селекторного канала необходимо передать или принять байт данных. При необходимости передать (принять) байт (группу байтов) данных в (из) память процессора блок 40 управления селекторного канала 2 (3) формирует сигнал запроса на передачу данных, поступающий в устройство 7 управления каналами через управляющие шины каналов 35. Устройство управления каналами анализирует сигналы запросов из каналов 2 (3, 4), устанавливает приоритет на передачу данных и генерирует запрос на передачу данных в процессор б через управляющие шины 33 процессора. По этому запросу процессор прерывает выполнение текущей микропрограммы и вырабатыва 526876ст специальную серию синхроимпульсов, поступтоную г, устройство управления каналаМц, ВтРЯОЯТЫВЯ 10 ЩЕС ПОСЛСДОВЯТЕЛЬНОСТЬ уираляотцих сигцало, проходящих в сслскторный канал 2 (3) по управляющим шипахтяналов, По этим сттгнялям содеркихтое регистра 41 адреса данных подается в процессор 6 (адресные шины на чертеже не показаны), байт (слово) данных поступает на информационные шины 34 каналов (при считывании) цлц байт (слово) данных принимается в буфср данных (при записи). Содержимое регистра адреса данных 41 и счета байтов 42 модицифцрустся (по управляющим сигналам из устройства управления каналами), после чего прерванная программа процессора продолхкается.Так жс кат и в селекторном канале 2 (3) передача данных в мультиплексном канале 4 начинается по требованию внешнего устройства, которое передает на шины 36 интерфейса Внешнего устройства управляющие признаки, поступающие во входной регистр 49 управления через коммутатор 26 с сигтталов интерфейса ю льтиплсксного канала, шины 39 интерфейса мультиплексного канала. Управляющие признаки. ппинятые в этот регистр 49, создают уттрявлятотттие воздействия на логические схемы блока 48 управления каналом и выходного регистра 50 управления интерфейсом, в котором устаталлтватотся ответные управляющие признаки. Эти признаки поступают во внешнее устройстго и подключают его к мультицлсксному каналу 4. Таким образом, осуществляется выборка внешнего устройства. Выбранное гцсшнсс устройство передает на шипы 36 интерфейса внешнего устройства свой адрес совместно с управлятощими признаками, которые принимаются во входной регистр 49 управления интерфейсом, а адрес внешнего устройства принимается во входной информаццоццтш регттстр 51. В этом случае содсркимое Входого регистра управления интерфейсом создает ттоздсйствие на управляютцие схемы блока 48 управления каналом, который вырябатываст сигнал запроса на микропрограммное прерывание, По этому запросу процессор 6 проистанявливает вьтполцение текущей микропрограммы и выполняет специальную микропрограмму, которая запоминает содержимое регистров процессора в памяти, считывает соответствующее номеру внешнего устройства управляютцее слово из памяти и размещает его па регистрах процессора и управляет передачей байта данных между внешцтэт устройством и памятьто процессора, После обмсцд байтом даттпых эта микропрограмма записыаст содержимое модифицированного управляющего слова в специальную часть памяти, восстанавливает содержимое регистров процессора ц продолжает выполнечие прерылцой микропрограммы.Таким образом, работа селекторного 2 (3) и мультттплексного 4 катцалов определяется входпттмц управляющими признаками, посту 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 ;д 60 65 пающими л канал. Они создают согместцо улравлятощимтт микропрограммами канала определецныс воздействия ца отдельные участки аппаратуры канала. С целью 1 ролсрки цс- ПРЯВНОСТИ ОООРУДОВаццтт КаттЯЛОВ МОжно лс каждого такого воздействия содержимое регистров сравнцгать с эталонным значением этих регистров, которые могут быть предварительно составлены для каждого воздействия, Решение о необходимости диагностктт принимает оператор тли программа-супервизор, если во время выполнения операции Вводя-вывода в каналах лозншают сбои цли отказы. Для этого, чтобы в режиме диагностики исключить влияние внешнего устройства ца каналы ввода-вывода, необходимо ттметт непосредственный доступ к этцм регистрам со стороны процессора. Этого можно добиться путем логического оттлОченття от каналов шин 36 интсрфсйса внешнего устройства и подключения вместо них информационных шин 34 каналов, при помощи которых процессор может заносить определенные уппалляющие признаки во входной управляющий регистр интерфейса диаптостируемого ацяла, Во время выполнения дттягногсттткт неисправного канала процессор передаст управляющие ттртЗнят,и В дттягностттруехтыт канал через информационные шины 32 процессора, устройство 7 управления каналами, информационные нины 34 каналов. коммутатор 26 (27, 28) сигналов интерфейса канала и шины интерфеиса канала 39 (37, 38). Управляющие признаки, передаваемыс в каталы ввода-вывода в диагностическом режиме, называОтея диагиоститесттмт мсткя.111. ДиягносНкя кяняля пячштастся по специальной команде, которая задаст номср проверяемого каьала, диагностические метки и цачальньш адрес диагностической ттрограммы. Диагностическая программа мультиплексного канала Выполнена в виде микропрограммы, которая задает входньтс Воздеистгия ня ооорудолантс мультиплсксного канала 4,затем сравнивает содержимое регистров капала с эталонным значением этих регистров для каждого Воздействия и делает заключение о состоянии аппаратуры, Передача содержимого регистров кацала выполняется блоком 8 записи ситуации, управление которым проводится через устройство 7 управления каналами по специальным управлятощим сигналам установки 53 и опроса 54. Блок записи ситуации формирует сигнал опроса каналов 55, поступающий в диагностируемый канал 2 (3, 4). По этому сигналу передается содержимое регистров дидгностируемого капала в процсссор. При несовпадении эталонного и действительного значений содержимого регистров мультццлсксного канала происходит останов диагностттческой микропрограммы. По адресу остяцогд определяется место цецспрялцости г, муллттттлексцохт кяцдлс.Диагностическая мпСропрограмма селекторного канала может быть выполнена также в иде ттткропрогрямлтного тестя, цо л этом7сх ЧЯС 133-,33 бол 1 вОГО ООЬСМЯ ОборуД 033111 Я еянялс( необходимо 33 е больпюй Обьс 33 по- С 05131 ПО Нс 1 М)311 5,1 Х 1 с 3 СНИ 51 (31 ЕРОНРО Грях(м 1 1 ОЭГо)1)(511;111 ос 13(с ( С)СЕ Орно 0 ЕЯ 1 Я;Я 1 ЕЛ 0 ЯС Д 13 с 1 УР 013 Н 51: 1 СРВ 11 й -- МИЕ- р 01 рОГряммный, ня еогОром про)ср 51 ется та чя(ть ос)орудования, которая необходима для ввода программы, второй - выполнен в виде комбинированного программно-микропрограм- мнОГО тестя. При этом мисропрогря(31 н 1 с тесты создают определснныс воздействия и записывают содеркмое селекторноГО 1 сяняля в фиксированную область оперативной памяти. Зятем прОГ) яммпые тесть янялизируот информацию. зяппсанную в оперативную память микротестами, делают заключение о состоянии аппаратуры и сообщают об этом оператору через печатаощее внешнее устройство, подключсннос к мультнплексному каналу.Рассмотрим работу устройства для управления диагностиеои каналов при выполнении диагностики мультиплскснсго и селекторного каналов,При нормальной раооте мультиплекспого канала 4 (в режиме ввода-вывода) триггер 10 режима работы мультиплексного канала сброшен и на выходе элементов сНЕ 20, 21 блок 13 управления коммутаторами сигналов интерфейса установлены сигналы 56, 57, разрешающие передачу информации в мультиплексный канал с шин 36 интерфейса внешнего устройства через коммутатор 26 сигналов интерфейса мультиплексного капала.,(иагностичсскяя микропрограмма мультиплекспого канала начинается с установки в единичное состояние триггера режима ряботь мультиплексного канала, выход которого поступает на элементы И 14, 15 блока управления коммутаторами сигналов интерфейса, Затем диагностическая микропрограмма помещает на информационные шины 32 процессора диагностические метки, поступающие через устройство 7 управления каналами, информационные шины 34 каналов в коммутатор 26 сигналов интерфейса мультиплексного канала, после чего по сигналу установки 53 блок записи ситуации вырабатывает управляюц сигнал, поступающий через систему управляющих шин установки 58 на элемент И 14. Сигал 59, вьработяпнь элсмсптом И 14, подастся в коммутатор 26 сигналов интерфейса мультиплсксного канала, где разрешает передачу диагностических мсОе ь ммльтиплсксный канал с информационных шин 34 каналов, а тае)ке блокирует формирование сигнала 56. Таким образом, диагностические метки поступают на входной регистр 49 управления интерфейсом мультиплексного канала с шин интерфейса мультиплексного канала 39 и создают управляющие воздействия на логические схемы канала,Для проверки трактов приема п(1)ормции в мультиплексном канале процессор помещает байт данных ня информационные шины 32 просе(соря и выд" т сигнал установки 53, по 5 10 20 25 ЗО 35 40 45 50 60 65 8ео оро 13( б,01(,с 131 Г 3 с 131 3 си 1 вьрс(бстявс(.т упрявле)13 нй сигнал, Е)стуяющий через (н- ( ГСМ С 13131 У УПРЯ 13,15 И)ЦХ (31 Гс 1 ЛОВ МСТс 3101(Е 1 58 н;3 элемент 115 15. 11 р этом рязрспястс (сГялом 603) через еоммутятор 26 с 11 я,03 нн гсрфсйса мультнплсесного канала прием байта данных во входной информационный регистр 51 мультиплсксного канала. После какдого занесения диагностических меток в мультиплекснь(й канал состояние регистров канала пе)сдается в процессор черсз инсрормационныс шины каналов, устройство управления каналами и затем сравниваются с эталонным значением (заранее заготовленным), значением регистров каналов. Сигнал разрешения записи содержимого регистров каналов в процессор осуцествляет блок записи ситуации по сигналу опроса 54. В случае успешного сравнения проводится проверка следующей части оборудования канала, в случае неуспешного - останов, В конце выполнения диагностической микропрограммы процессор сбрасывает триггер 10 работы мультиплексного канала и капал возвращается в нормальное рабочее состояние.Процедура диагностики в селекторном канале 2 (3) так же, как и в мультиплексном начинается с установки в единичное состояние триггера 12 (11) режима работы селекторного канала. При нормальной работе селекторного канала 2 (3) на выходе элементов НЕ 24, 25 (22, 23) образуются сигналы 61, 62 (63.64), поступающие в коммутатор 28 (29) сигналов интерфейса селекторного канала ня элементы И - ИЛИ 30, 31, которые разрешают передачу информации между внешним устройством 5 и селекторным каналом 2 (3). После установки в единичное состояние триггера режи.;а работы селекторного канала диагностическая микропрограмма помещает диагностические метки и вырабатывает сигнал установки 53, срабатывает элемент И 8 (16), формирующий сигнал 65 (66), по которому элемент И - ИЛИ 30 коммутатора 28 (27) срябатьвает и проводится подключение информационных шина 34 каналов к селекторному каналу 2 (3), При этом формирование сигнала 61 (63) элементом НЕ 24 (22) блокируется,Поступающие диагностические метки создают онрсдслснныс воздействия на блоки канала, после чего диягости(ческая микропрограмма (по сигналу опроса 55) записывает состояние селекторного канала в определенную область оперативной памяти. Затем содержимое этой области программным путем сравнивается с эталонным значением. В случае совпадения выполняется следующая проверка, в случае неуспешного - на пультовое устройство выводится сообщение о месте и типе неисправности селекторного канала, Для проверсн работы буферного регистра 45 данных и трактов приема байта данных в буфер данных служит элемент И 19. С целью проверки цепей управления приемом данных в селек 526876 1025 орном каналс днатчтостнчсская микропрограмма номепаст байт ттанштх на информационньте шины процессора 32 и ттт сигналу устанттнки 53 блок заиси ситуации вырабатывает управляющий сигнал, который через систему управляющих шин установки 58 поступает на элемент И 19 (17), вырабатывающий сигнал 67 (68), по которому в коммутаторе 28 (27) сигналов интерфейса селекторного канала подключаются информационные шины 34 каналов к входу регистра 45 данных селекторного канала. В конце выполнения диагностической программы триггер 12 (11) режима работы селекторного канала сбрасывается и канал возвращается в нормальный режим работы.Таким образом, изобретение позволяет сократить оборудование устройства и повысить эффективность работы устройства при диагностике каналов. Формула изобретения Устройство для управления диагностикой каналов, содержащее блок записи ситуации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам устройства, а первый выход - к первому вы) 10 15 20 ходу устройства, ) 1 л н ч а то тц с с с я тем, тто, с целью упрощснн устройства, он содержит регистр признаков диагностнруемых каналов, блок управления оммутаторами сигналов интерфейса, коммутатор сигналов интерфейса мультиплексного канала, коммутаторы сигналов интерфейса первого и второго селекторных каналов, причем третий вход устройства соединен с входом регистра признаков каналов, выходы которого соединены с информационными входами блока управления коммутаторами сигналов интерфейса, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока записи ситуации, а выходы соединены с одними управляютцимп входами коммутаторов сигналов интерфейса, другие управляющие входы которых соединены с четвертым входом устройства, информационные входы и выходы коммутаторов сигналов интерфейса соединены соответственно с первой, второй и третьей группами входов и выходов устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент Великобритании Ло 1084069, кл, 64 А (т.т 061 3/04), 1967.2. Вопросы радиоэлектроники, серия ЭВМ, выпуск 1, 1973, 79 - 113 (прототип).526876 Составиысль Т. Лрещев Текред 3. Тараненко Корректор Е. Рожкова Редактор И. Грузова Типография, нр. Сапунова, 2 Заказ 2070/12 Изд. ЛЪ 1041 Тираж 804 Подписное Цг 1 ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но дслаги изобретений и озкрытнй 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4,5