Блок-мультиплексный канал

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) И 11 4 ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИИ СУДАРСТВЕКН О ДЕЛАМ ИЗО ЕТЕН ПИС еди втоо СССР77 я местной двухстороночереди, выход вятым входом ом,КАНАЛчаюповышеьностисирор АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(61) 762591(54)(57) БЛОК-МУЛЬТИПЛЕКСНЫЙпо авт.св. Р 762591, о т л ив 1 и й с я тем, что, с цельюния интегральной производитев ежиме блокового мультипле вания, он содержит память очери регистр прерываний, первый ирой входы которого соединены соответственно с первым выходом регистра адреса внешних устройств и четвертым выходом узла управления месной памятью, первый и второй выходЫрегистра прерываний соединены соответственно с выходной шиной связицентральным процессором и с пятымвходом узла управленипамятью, соединенногоней связью с памятьюкоторой соединен с деузла управления каналИзобретение относится к областивычислительной техники, предназначено для организации обмена информацией между оперативной памятью ивысокоскоростными внешними устройствами.5По основному авт.св. Р 762591известен блок-мультиплексный канал,содержащий регистр информации, регистр маркеров, регистр ключа защиты, регистр признака результата, регистр адреса внешних устройств, регистр байта состояния канала, регистркода команд, регистр адреса оперативной памяти, регистр флажков, регистрсчета, схему сравнения., узел управления каналом, узел местной памяти, узел модификации адресов и счета данных, блок буферизации данных,узел управления местной памятью, регистр состояния подканала,блок сопря-20 жения с внешними устройствами, блок . динамического назначения, причЕм первые входы регистров адреса внешних устройств, признака результата, ключа защиты, маркеров, информации, бай та состояния канала, кода команд, адреса оперативной памяти, флажков, счета, узла модификации адресов и счета данных и четвертые входы блока буферизации данных, блока сопряжение З 0 с внешними устройствами соединены с третьим выходом узла управления ка. налом, второй вход и выход регистра адреса внешних устройств соединены соответственно со вторыми выходом и входом блока сопряжения с внешними устройствами, третий вход регистра .адреса внешнего устройства, первый вход схемы сравнения и первый вход узла управления каналом соединены с входной шиной сопряжения с цент ральным процессором, первый выход ре гистра признака результата четвертый выход регистра адреса внешних устройств и второй выход узла управления каналом соединены с выходной 45 шиной связи с центральным процессором, второй выход регистра признака результата соединен с восьмым входом узла местной памяти, первые выходы регистров информации, адреса 50 оперативной памяти, маркеров, ключа защиты и узла управления каналом соединены с выходной шиной связи с управлением оперативной памятью, второй вход регистра ключа защиты соединен с третьим выходам узла мест ной памяти, третий вход регистра ключа защиты и второй вход узла местной памяти соединены с первым выходом регистра кода команд, вторые входы регистра маркеров и регистра информа ции соединены с первым выходом блока буферизации данных, третьи входы регистра информации и регистра адреса оперативной памяти соединены с вторым выходом узла местной памят четвертый вход регистра информации, вторые входы регистра кода команд, адреса оперативной памяти, флажков, счета данных и шестой вход узла управления каналом соединены с входной шиной связи с управлением оперативной памятью, пятый вход и второй выход регистра информации соединены соответственно с вторыми выходом и входом блока буферизации данных, первый выход регистра байта состояния канала соединен с первым входом узла местной памяти, второй выход регистра байта состояния канала соединен с пятым входом узла управления каналом, второй выход регистра кода команд соединен с третьим входом блока сопряжения с внешними устройствами и с четвертым входом узла управления каналом, третий выход регистра адреса оперативной памяти соединен .с третьим входом узла местной памяти, второй выход регистра адреса оперативной памяти соединен с . первым входом блока буферизации данных, первый выход регистра флажков соединен с третьим входом узла управления каналом, первый выход регистра счета соединен с четвертым входом узла местной памяти, первый выход схемы сравнения соединен с вторым входом узла управления каналом, четвертый выход узла управления каналом соединен с вторым входом узла управления местной памятью, седьмой вход узла управления каналом соединен, с первым выходом регистра состояния Ьодканала, восьмой вход узла управления каналом соединен с, третьим вы- ходом блока сопряжения с внешними устройствами, первый выход и седьмой вход узла местной памяти соединены соответственно а вторым входом и выходом регистра состояния подканала, шестой вход узла местной памяти соединен .с первым выходом узла управле" ния местной памятью, девятый вход узла местной памяти и третий вход бло. ка буферизации данных соединены с пятым выходом блока сопряжения с внешними устройствами, четвертый выход и пятый вход узла местной памяти соединены соответственно с третьим входом и вторым выходом узла модификации адресов и счета данных, первый выход и второй вход узла модификации адресов и счета данных соединены соответственно с четвертым выходом и пятым входом блока буферизации данных, третий выход блока буферизации данных соединен с пятым входом блока сопря жения с внешним устройством, второй выход узла управления местной памятью соединен с первым входом регистра состояния подканала, первые вход и выход блока сопряжения с вйешнийи. Устройствами соединены соответственно с выходной и входной шинами. связи с внешними устройствами, третийвход и третий выход узла управленияместной памятью соединены соответственно с выходом и входом блокадинамического назначенияГ 13.В указанном канале возникающеево внешнем устройстве (ВУ) по окончании канальной программы условиепрерывания не принимается на хранение в подканал, а сохраняетсяв ВУ. Это не.позволяет, во-первых,освобождать ВУ сразу по окончании 10канальной программы и тем самым снижает интегральную производительностьсистемы в тех случаях, когда ВУ используется в многоканальном режимеработы (нормальный режим работыбыстродействующих ВУ), особенно длямультипроцессорных систем, имеющихобщее поле внешней памяти, во-вторых, совмещать во времени выполнение текущей канальной программы иучета прерывания завершившихся канальных программ для освобожденияподканалов и тем самым снижает интегральную производительность канала.Целью Изобретения является повышение интегральнойпроизводительности в режиме блокового мультиплексирования за счет освобождения ВУв многоканальном режиме и повышение интегральной производительности 30канала за счет освобождения подканалов завершающихся канальных проамм во время выполнения текущей канальной программы.Это достигается тем, что в блок- З 5мультиплексный канал введены памятьочереди и регистр прерываний, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходомрегистра адреса внешних устройств ичетвертым выходом узла управленияместной памятью, первый и второйвыходы регистра прерываний соедине-ны соответственно с выходной шинойсвязи с центральным процессором ипятым входом узла управления местной памятью, соединенного двухсторонней связью с.памятью очереди, выходкоторой соединен с девятым входомузла управления каналом.За счет введения памяти очереди 5 Ои регистра прерываний появляется возможность освобождать ВУ сразу поокончании канальных программ, формировать внутри канала очередь .УстРойств, подканалы которых хранят пре рывания, и совмещаты во времени учетпрерывания для закончившихся канальных программ с выполнением текущихканальных программ,На фиг.1 приведена структурнаясхема блок-мультиплексного канала,на фиг,2 - структурная схема узлауправления местной памятью.Устройство содержит регистр 1адреса внешних устройств, регистр 2признака результата, регистр 3 ключа защиты, регистр 4 маркеров, ре-. гистр 5 информации, регистр 6 байта состояния канала, регистр 7 кода команд, регистр 8 адреса оперативной памяти, регистр 9 флажков, регистр 10 счета, схему 11 сравнения, уэл 12 управления каналом, узел 13 местной памяти, узел 14 модификации адресов и счета данных, блок 15 буферизации данных, узел 16 управления местной памятью, регистр 17 состояния подканала, блок 18 сопряжения с внешними устройствами, регистр 19 прерываний, память 20 очереди (устройств, подканалы которых хранят прерывания), блок 21 динамического назначения, входная шина 22 сопряжения с центральным процессором, выходная шина 23 связи с центральным процессором, входная шина 24 связи с управлением оперативной памятью, выходная шина 25 связи с управлением оперативной памятью, выходная шина 26 свяэи.с внешними устройствами, входная шина 27 связи с внешними устройствами.Узел 16 управления местной памятью (см. Фиг,2) содержит: элементы ИЛИ 28 для Формирования постоянных .адресов местной памяти, элементы ИЛИ 29 для управления определением адреса памяти назначения, элементы ИЛИ 30 для управления определением адреса памяти очереди подканалов, элементы ИЛИ 31 для управления приемом состояния подканала в регистр состояния подканала, триггер 32 занятости регистра прерываний, формирователь 33 адреса обращения местной памяти, формирователь 34 адреса обращения в память назначения, форми" рователь 35.адреса памяти очереди уст ройств, подканалы которых хранят прерывания,шина 36 управляющих сигналов из. узла управления каналом, шина 37 из памяти очереди подканалов, хранящих прерывания, шина 38 номера подканала иэ блока динамического назначения, шина 39 адреса из регистра адреса внешних устройств, шина 40 адреса из регистра прерь 1 ваний, шина 41 адоеса обращения и управления в узел местной памяти, шина 42 адреса . и управления в память очереди устройств, подканалы которых хранят прерывание, шина 43 адреса и управления в блок динамического назначения, шина 44 управления регистром состояния подканала, шина 45 управления регистром прерываний.Память 20 очереди/ПОЧ/предназначена для Фиксации соответствия между адресами ВУ и соответствующими им двоичными признаками состояния Лля каждого возможного значения адреса ВУ в памяти имеется одна однобитная ячейка, физический адрес которой совпадает с адресом ВУ, и в ней хранится. признак состояния для соответствующего ВУ.Единичное значение признака состояния означает, что для соответствующего ВУ есть назначенный подканал, который находится в состоянии хранения прерывания Нулевое 5значение признака состояния означает, что для соответствующего ВУлибо нет назначенного подканала,либо он не находилсяв состояниихранения прерывания.Регистр прерываний РП 1 представляет собой счетчик, который может работать в режиме счета и в режиме хранения адреса.,Для определения режима работырегистра служит триггер занятости 15регистра прерываний в узле 1 б управления местной памятью. Единичноесостояние триггера означает,.чторегистр находится в режиме хранения, т.е, занят. 20Ьдрес ВУ, для которого требуется прерывание, может либо приниматься с регистра 1 адреса внешних устройств, либо образовываться на,регистре 19 прерываний в результатепросмотра в. счетном режиме очередиподканалов, хранящих прерывание,Просмотр очереди подканалов,хранящих прерывания, осуществляетсявсегда, когда регистр прерывания освободен,.так как триггер занятости находится в нулевом состоянии.Единичное состояние триггера занятости регистра прерываний указы-вает,что на регистре установлен ад.рес ВУ для прерывания либо в результате приема адреса ВУ иэ регистра 1,либо по сигналу из памяти очереди 20подканалов,хранящих прерывания), означающему, что в результате просмотра очереди найден подканал, хранящий прерывание.Триггер занятости сохраняет единичное состояние до окончания учетапрерывания, а затем сбрасывается по .сигналу из узла управления каналом. 45Перед началом работы блок-мультиплексного канала производится начальная установка по сигналам НАЧАЛЬНАЯУСТАНОВКА КАНАЛА (НУК) И НАЧАЛЬНАЯ,еПо короткому сигналу регистр 19прерываний,и триггер 32 устанавлива.ются в "0". На регистре 19 начинается перебор адресов, начиная с нулелого. При этом в память назначениязаписываются нули во все разряды,признаков назначения, в память 20на один вход подается "0", на другиевходы - "1" и по всем перебираемым Щадресам памяти записываются нули.Во время работы канала на регистр19 продолжается перебор адресов.После завершения канальной про".граммы соответствующие условия псе рывания, возникающие в ВУ, принимаются в подканал, подканал переводится. в. состояние ХРАНИТ ПРЕРЫВАНИЕ пс сиг налу УСТАНОВИТЬ ПОДКАНАЛ В ХРАНИТ .ПРЕРЫВАНИЕ УСПКвХП) и при этом в память 20 записывается "1" по адресу, находящемуся на регистре 1. Внешнее устройство, работающее с каналом, освобождается для работы.Поскольку канал работает в муль типлексном режиме, после завершения одной канальной программы и до учета прерывания от процессора по результатам завершения в канале мо-. гут начаться и завершиться еще несколько канальных программ. Поскольку сигнал ПОДКАНАЛ ДЛЯ УЧЕТА ПРЕРЫВАНИЯ УСТАНОВЛЕН ПУПРУ), запрос на прерывание в процессор остается во время рабочего состояния канала, а адрес устройства, вызывающего прерывание, срхраняется на регистр 18.После приема сигнала УЧЕТ ПРЕРЫВАНИЯ иэ процессора узел управления каналом 12 настраивается на запись в оперативную память слова состояния канала. Если в момент учета прерывания канал выполняет передачу данных по другой канальной программе, в блок динамического назначения по сигналу ВЫБРАТЬ НА блок назначения /ВБН/ выбирается информация из памяти назначения по адресу, формируемому иэ адреса регистра 19. В оперативную память записывается слово состояния канала. При завершении процедуры учета прерывания иэ узла управления каналом 12 поступает сигнал ОТМЕНИТЬ НАЗНАЧЕНИЕ ПОДКАНАЛА /ОНПК/, по которому в память назначения по адресу на регистре 19 записывается ПО" в разряд признака наэна чения, В память 20 по адресу на регистре 19 записывается "0".Вслед за сигналом ОНПК подается сигнал ОСВОБОДИТЬ РП ОСРП, по которому сбрасывается триггер 32 и регистр 19. Как толькотриггер 32 сбросится, регистр 19 начинает работать в режиме счета. Один из триггеров регистра 19 устанавливается в ф 1", разрешается выборка из памяти очереди. Каждый такт к содержимому регистра 19 прибавляется "1", при этом из памяти 20 выбирается содержимое по адресу на регистре 19, Если из памяти 20 выбирается "0", триггер .32 остается в нулевом состоянии и режим счета продолжается. Если из ПОЧ 20 выбирается "1", на регистре 19 остается адрес УСтройства, для которого в ПОЧ 20 записана "1".Сигнал ПУПРУ поступает в урал управления каналом 12, Если канал в момент установки ПУПРУ находится в рабочем состоянии, устанавливается запрос на прерывание в процессор и ожидается учет прерывания. Если в момент установки ПУПРУ канал не находится в рабочем состоянии, устанавливается состояние канала и запрос на прерывание в процессор.До введения в канал памяти 20 регистра 19 в момент завершения канальной программы канал не имел воэможности помнить, какой иэ подкана-. лов закончил работу, и поэтому в 1 О подканал не принимались условия окончания канальной программы, а оставались в устройстве, Подканал же оставался в рабочем состоянии до учета прерывания от процессора. Учет пре рывания по условиям завершения канальной программы мог производиться только.при наличии нерабочего состояния канала. В,момент работы канала в канале имеется воэможность освободить от условий окончания подканал и устройство, т.епринять в подканал условие окончания и выполнить учет прерывания, Однако сделать это беэ дополнительной памяти устройств, которые закончили работу, не представля .ется возможным, так как подканалы пассивны и работают только при обращении к ним. Чтобы сделать подканалы, харнящие прерывание, активными по отношению к каналу, необходимы память 30 очереди и счетчик, который постоянно просматривал бы ее.Если в канал ввводится память очереди устройств, подканалы которых хранят прерывание), сразу послеокончания канальной программы .условия окончания принимаются в канал, подканал переводится в состояние ХРАНИТ ПРЕРЫВАНИЕ и ставится в очередь на учет прерывания, а устройство освобождается для работы по другому направлению.Таким образом, время ожидания устройства практически сведено к минимуму.Снижая непроизводительное время ожидания устройства, мы тем самым увеличиваем интегральную производительность системы, так как средняя длина очереди супервизора ввода-вывода 10 программ и необходимость более быстрого освобождения устройства всегда существует. Освобождение подканалов параллельно с выполнением канальной программы приобретает особое значение в режиме насыщения канала, когда заняты все подканалы.Таким образом, введенное оборудование увеличивает интегральную производительность в режиме блокового мультиплексирования в случае исполь 1 эования внешних устройств в многока- нальном режиме, увеличивает интегральную производительность канала за счет совмещения во времени выполнения текущей .канальной программы и рерывания ввода-вывода для ранее завершившихся канальных программ.833076 Составитель И.Хазоветова Техред М,тепер ктор Е,ЗУ ное итетарытий кая .на 4/5 Филиал ППП "Патент, Ужг Проектна каз 6742/5ВНИИПИпо дел 113035 Тираж 704 сударственного к изобретений и от осква, Ж, Рауш рректор С. Шекмар