Мультиплексный канал

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ов 922713(23) ПриоритетОпубликовано 230482. Бюллетень Мо 15 М М, К 11. 6 06 Г 3/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 2304,82(54) ИУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ КАНАЛ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительных систем.Известен мультиплексный канал, .содержащий адресный регистр и регистр информации, соединенные с запоминающим устройством, блок хранения управляющего слова, соединенный с адресным регистром и регистром информа- ции,блок сопряжения, соединенный с устройствами ввода-вывода и регистром информации (1 .Известный канал осуществляетначальную загрузку ЦВМ полуавтоматически, т.е. оператор вручную, с помощью переключателей, выбирает устройство ввода и инициирует операцию чтения. Такая реализация начальной загрузки не позволяет обеспечить эффективное управление со стороны главной управляющей ЦВМ машинами нижнего уровня в иерархических вычислительных системах, работающих в реальном масштабе времени, так как перво" начальная загрузка каждой ЦВМ осуществляется автономно.Кроме того, в канале отсутствуют аппаратные средства для управления вводом данных от абонентов. В результате приходится испольэоватьпрограммные средства, обеспечивающие опросабонентов с целью выявления сообщений, ожидающих передачи.Между моментами опроса первого ипоследнего. абонента может пройти достаточно много времени, что существенно для систем, работающих в реальном масштабе времени. В системах, вкоторых пакеты передаваемых данныхимеют переменную длину, программныесредства усложняются, что сказывается также на производительности вычислительной системы. Отсутствие 15 средств управления вводом информацииприводит к неэффективности работызапросных систем, систем коллективного пользования и сетей связи,При этом в известном канале отсутствует также возможность передачи в процессор внешних запросов напрерывание, которые позволяют процессору отвечать на сигналы от внешнихобъектов, подключаемых к каналу.25 Таким образом, известный каналввода-вывода не обеспечивает эффективную работу вычислительных систем.Наиболее близким к изобретениюявляется мультиплексный канал, кото-.30 рый содержит блок хранения управляющего слова;. блок сопряжения, регистр состояния, адресный регистр и регистринформации, причем первые входы-выходырегистра адреса и регистра информациисоединены соответственно с первыми ,и вторыми входами-.выходами канала, завторив входы соединены с первым выходом блока сопряжения, третьи входыс выходом блока хранения управляющего слова, вход которого соединен с вторим выходом регистра информации 10 и первым входом блока сопряжения,вторые входы-выходы которого соединены с третьими входами-выходами ка" нала, третий вход блока сопряжения соединен с первым выходом блока управления, третий выход - с первым входом регистра состояния, выход которого со" единен с четвертым входом регистра кн" формации и первым входом блока управления, второй выход которого соединен 2 О :с вторым входом регистра состояния, третий выход " с пятым входом регист" ра информации, и четвертый выход- является выходом канала 12) .В указанном мультиплексном канале д 5 также отсутствуют аппаратные средства для управления вводом данных от абонентаи возможность передачи в процессор внешних запросов на прерывание, что приводит к неэффективной работе запросных систем., систем коллективного пользования, сетей связи, и не позволяет процессору отвечать на сигналы от внешних объектов, подключенных к каналу.Цель изобретения - расширенке Функциональных возможностей мультицлексного, канала за счет возможности управления вводом данных от абонента.Поставленная цель достигается тем,40что в мультиплексный канал, содержащий регистр адреса, регистр информации, блок управления, регистр состояния, блок хранения управляющего слова и блок сопряжения, причем.первые 45входы - выходы регистра адреса и регистра информации соединены,соответ"ственно с первыми и вторыми входамивыходами канала, первые входы соединены с первым выходом блока сопряжения, вторые входы - с выходом блока5 .хранения управляющего слова, входкоторого соединен с вторым выходомрегистра информации и первым входомблока сопряжения, вторые входи-выходы которого.соедйнены с третьими входами-выходами канала, третий входблокасопряжения соединен с первым.выходом блока управления, третий,выход- с первым входом регистра состояния, выход, которого соединен с 6 Отретьим входом регистра информациии первым входом блока управления,второй выход которого соединен с вторым входом регистра состояния, третий выход - с четвертым входом ре г гкстра информации, и четвертый выход является выходом канала, введены запоминающий блок, дешифратор и регистр служебного символа, причем первый вход регистра служебного символа ,соединен с третьим выходом блока сопРяжения, второй вход - с пятым выходом блока управления, выход - с .пятым входом регистра инФормации и входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока управления к первым входом запоминающего блока, второй вход которого соединен с шеотым выходом блока управления, к выход - с третьим входом регистра адреса и шестым входом регистра инФормации. Кроме того, блок управления содержит Группу элементов И-ИЛИ, адресный регистр, дешифратор, узел синхронизации, генератор импульсов, постоянное запоминающее устройство и формирователь управляющих импульсов, причем первыевходы элементов И-ИЛИ являются соответствующими входами блока, а выходы соединены с первым входом адресного регистра, второй вхоц и выход которого соединен соответственно с первым выходом формирователя управляющихимпульсов, и первым входом дешифратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом узла синхронизации и входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом Формирователя управляющих импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом узла синхронизации, вход которого соединен с выходом генератора импульсов,:второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы Формирователя управляющих импульсов являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым,. пятым к шестым выходами блока, а восьмой выход соединен с вторыми входами элементов И-ИЛИ груп"На фиг.1 представлена схема мультиплексного канала, на фиг.2 - схема блока управления.Мультипдексный канал содержит регистр 1 адресазапоминающий блок 2, предназначенный для формирования фик" сированных управляющих слов при первоначальном вводе информации и вводе заголовка в оперативную память (не показана), блок 3 хранения управляющего слова, предназначенный для хранения и модификациитекущего управляющего слова, регистр 4 инфор-. мации, блок 5 управления предназначенный для украэленкя режимами загрузки, дешифратор б, регистр 7 служебных символов, блок 8 сопряжения с устройствами ввода-вывода .(не показаны), регистр 9 состояния, пред" назначенный для хранения байта состояния устройства ввода-вывода, шины 10 сопряжения с устройствами ввода-вывода, шины 11-13 управления.Связь с оперативной памятью и процессором (не показан) осуществляется через адресные шины 14 и инфор мационные шины 15.Блок 5 управления содержит Формирователь 16 управляющих импульсов, ;постоянное запоминающее устройство 17., дешифратор 18, адресный регистр О 19, группа элементов И-ИЛИ 20 условных переходов, узел 21 синхронизации и генератор 22 импульсов.Мультиплексный канал работает следующим образом. 5Устройство ввода (не показано) посылает в блок 8 сопряжения по шинам 10 запрос на прерывание. Блок 8 сопряжения организует прием байта состояния из устройства сопряжения и заО писывает его в регистр 9 состояния. Байт состояния анализируется в блоке 5. При наличии в байте состояния сигнала Внимание" запускается блок 5. При этом блок 5 выдает в блок сопряжения сигнал по шине 11, который через блок 8 сопряжения выдается на устройство ввода и разрешает выдачу в канал служебного символа. По шине 12 устанавливается разрешение на при. ЗО ем служебного символа в регистр 7, который принимается блоком 8 и переписывается в регистр 7. Служебный символ задает режим работы блока 5. Служебный символ дешифрируется дешифратором 6, В зависимости от результата дешифрации блок 5 настраивается на режим начальной загрузки (принят символ "Начало текстаи), режим ввода заголовка (принят символ "Начало заголовками), режим обработки 4 О внешнего по отношению к ЦВМ прерыва-. ния (принят символ "Идентификатор внешнего прерывания" ) и режим обра-. ботки запрещеннсго служебного симво- ла. 45 В режиме начальной загрузки блок 5 организует обнуление (запись нулевых слов) ячеек памяти подканала, соответствующих устройству ввода, инициирующему загрузку и запись фиксированного управляющего слова. Память подканала может находиться в оперативной памяти ЦВМ или в собственной памяти канала, что не имеет значения. Для обнуления и записи управляющего слова блок.2 под управлением блоков 5 и .6 формирует константы, которые записываются в память через регистр 4 информации. Адреса ячеек памяти подканала формиру О ются путем присоединения к адресу устройства ввода, передаваемому из блока 8 сопряжения в регистр 1 адреса, базового адреса (константы) иэ блока .2. Дальнейшая работа канала 65 осуществляется обычным образом, т.е. под управлением сформированного управляющего слова осуществляется прием нового управляющего слова иэ устройства ввода, переход по цепи управляющих слов к вновь принятому управляющему слову и загрузка памяти под управлением последнего..Режим ввода заголовка выполняетСя аналогично режиму начальной загрузки. Блок 2 при этом формирует управляющее слово, задающее сбласть памяти для ввода заголовка, отведенную або(ненту, инициирующему обмен.После записи управляющего слова в память ноцканала осуществляется запись слова состояния канала в фиксированную ячейку памяти и выдача запроса на прерывание ЦВМ по шине 13. Адрес Фиксированной ячейки формиру.ется блоком 2. Слово состояния канала содержит байт состояния устройства ввода в битом "Внимание 1 и служебным символом "Начало заголовками. Для записи слова состояния канала содержимое регистров 7 и 9 переписывается в регистр 4.Заголовок содержит информацию, характеризующую вводиое сообщение и абонент: идентификатор абонента, тнп действия при вводе, приоритет сообщения, объем сообщения и. т.д. По окончании ввода заголовка в память обмен приостанавливается. После анализа ЦВМслова состояния канала и заголовка в канал выдается команда "Начать ввод", разрешающая ввод текста сообщения. Выдача процессором команды в канал может осуществляться любым известным способом.Таким образом, ввод заголовка осуществляется псд управлением управляющего слова., сформированногб каналом, а ввод текста - под управлением управляющего слова, сформированного процессором. При вводе заголовка и текста сообщения канах. работает обычным образом, т.е. на запрос абонента считывается иэ памяти подканала управляющее слово и заносится в блок 3, затем принимается символ данных из шины 10 сопряжения в блок 8, записывается символ данных по адресу в управляющем слове из блока 3 в оперативную память через регистры 1 и 4, модифицируется управляющее слово в блоке 3 и возвращается в память подканала. Затем канал переходит к обслуживанию запросов от других устройств.Так как режим работы мультнплексный, ввод заголовком может осуществляться от многих устройств ввода.Режим обработки внешнего прерыва" ния отличается от предыдущих режимов .отсутствием передачи данных. При этом в ЦВМ записывается слово состоянияканала с битом "Внимание" и служебным символом - идентификатор внешнего прерывания. Этот режим позволяет ЦВМ отвечать на прерывания от внешних объектовВ случае приема каналом запрещенной комбинации служебного символа блок 5 организует запись в регистр 9 состояния бита "Ошибка в сопряже" нии", запись слова состояния канала в Фиксированную ячейку памяти и выдачу запроса на прерывание в ЦВМ по шине 13.Блок 5 управления работает, следующим образом.Дешифратор 18 управляется кодом ре 15 гистра 19, При поступлении кода в регистр 19 дешифратор 18 вырабатывает на одном из выходов сигнал, подаваемый на один.иэ входов шифратора, На выходе шифратора образуются сигналы 20 управляющие работой мультиплексного канала. Одному сигналу на выходе дешиФратора 18 соответствует несколько сигналов яа выходе шиФратора.На входе регистра .19 установлен элемент И-ИЛИ 20, управляемый логическими условиями таким образом, что код в регистре 19 образуется в зависимости от условий.Узел 21 вырабатывает сигналы опроса и стробирования.Предлагаемый мультиплексный канал может быть использован с большой эфФективностью в различного рода вы" числительяых систем." Эффективность работы вычислительных систем с ис- З 5 пользованием предлагаемого канала выше по сравнению с вычислительными системами с использованием известных каналов. Например, в системах, в которых необходимо управлять вво дом данных, выигрыш в производитель" ности по расчетам может составить 5-10 в зависимости от количества подключенных активных абонентов.формула изобретения 451. Мультиплексный канал, содержа". щий регистр адреса, регистр информа-ции, блок управления, регистр состояния, блок хранения управляющего слова и блок сопряжения," ,причем первые входы- выходы регистра адреса и регистра информации являются соответственно первым и вторым входами- выходами канала, первые входы соединены с первым выходом блока сопряжения, вторые входы соединены с выходом блока хранения управляющего слова, вход которого соединен с вторым выходом регистра информациипи первым Входом блока сопряжения, второй вход- выход которого является третьим 60 входом-выходом канала, третий вход блока сопряжения соединен с первым выходом блока управления, третий выход соединен с первым входом регистра состояния, выход которого сое" 65 динен с третьим входом регистра инФормации и первым входом блока управ" ления, второй выход которого соединенс вторым входом регистра состояния, третий выход блока управления соединен с четвертым входом регистра информации, а четвертый выход является выходом канала, о т л и и а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воэможности управления вводом данных от абонента, он содержит запоминающий блок, дешифратор и регистр служебного символа, причем пер,вый вход регистра служебного символасоединен с третьим выходом блока сопряжения, второй вход - с пятым выходом блока управления, выход регистра служебного символа соединен с пятым входом регистра информации и входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока управления и первым входом запоминающего ;блока, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления и выход - с третьим входом ре" гистра адреса и с шестым входом регистра информации.2. Канал по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок управления содержит группу элементов И-ИЛИ, адресный регистр дешифратор, узел синхронизации, генератор импульсов, постоянное запоминающее устройство и формирователь управляющих импульсов, причем первые входы элементов И-ИЛИ являются соответствующими вхо" дами блока, а выходы соединены с первым входом адресного регистра, второй вход и выход которого соедииены соответственно с первым выходом Формирователя управляющих импульсов и первым входом дешифратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом узла синхронизации и входом постояяного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом формирователя управляющих импульсов,. второй. вход которого соединен с вторым выходом. узла синхронизации, вход которого соединен с выходом генера- тора импульсов, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы Формирователя управляющих импульсов являются соответственно первым, вторым,. третьим, четвертым,пятым и шестым выходами блока, а восьмой выход соединен с вторыми входамиэлементов И-ИЛИ группы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вычислительная система 1 ВМ 360.Принципы работы. М., "Советскоерадио", 1978, с. 164, 165.2. Патент ВеликобританииВ 1191560, кл. С 06 Г 3/00, опублик,1976 (прототип).Заказ 2580/62 Тираж 732 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5