Устройство для сопряжения вычислительных машин

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ к авторском свиднельств Союз СоветскииСоциапистическииРеспубпик 732845(53)М. Кд. Ь 06 Р 3/04 5 06 Р 15/16 Гасударстааииый комитет по делам иэобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Институт электроники и вычислительной техники АН Латвийской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение вмногомашинных вычислительных комплексах и сетях ЭВМ для связи однотипныхи разнотипных вычислительных машин между собой, для связи ЭВМ с нестандартны 5ми внешними устройствами и физическимиобъектами,Известно устройство, содержвшее блокуправления линиями, буферные регистрыданных, блок управления интерфейсом кпамяти вычислительной системы Я, атакже устройство, содержвшее блоки связи с линиями передачи двнных, буферныерегистры, блок коммутации, блок управления передачей данных 21, Эти устройства обеспечивают сопряжение ЭВМ с несколькими линиями связи через обший интерфейс.Их общим недостатком являются огра Ониченные функциональные воэможности,т.е, абонент, подключенный к линии, в требуемый момент времени не может инициировать обмен информацией и вынужден ожидать сканирующий сигнал, вырабатываемый блоком управлении линиями.Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату является устройство, содержашее первый регистр команд, первый и второй буферные регистры данных, блок управления связью с основной машиной, блок управления линиями связи, группу блоков усилителей связи с линией причем первый вход-выход блока управления связью с основной машиной является первым управляюшим входом-выходом устройства, а второй вход - выход подключен к входу-выходу первого регистра команд, вход которого соединен с информационным входом устройства, управляющий вход первого буферного регистра данных соединен с выходом блока управления связью с основной машиной, а выход второго буферного регистра данных подключен к информационному выходу уст ройства, при этом информационные входы- выходы группы блоков усилителей связи . с линией являются информационным вхо73283дом-выходом устройства, а управляющиевходы-выходы - вторым управляющим входом-выходом устройства 31,Однако это устройство не обеспечивает равноправие ЭВМ в системе, так какинициатором обмена может быть толькоосновная машина, Это является серьезнымнедостатком при использовании устройства в многомашинных комплексах, поскольку лишает возможности вспомогательные 10машины, обращаться к ней в те моментывремени, когда это необходимо вспомогательной машине (или любой другой ЭВМ,подключенной на место вспомогательной),Во-вторых, известное устройство имеет 15ограниченное количество режимов работы.Допускается передача информации из основной машины во вспомогательную и извспомогательной машины в основную, ноне возможны модификации этих режимов 20так как устройство лишь расшифровываеткоды команд, но в нем не предусмотренапередача этих кодов из одной ЭВМ в другую при установлении связи между машинами, В-третьих, устройство позволяетподключать к основной машине только тривспомогательных, что явно недостаточнов современных больших вычислительныхкомплексах при использовании мощнойЭВМ в качестве основной, Кроме того,принятые в устройстве принципы организации связи основной машины со вспомогательными, наличие отдельного блока согласования для каждой вспомогательнойЭВМ (хотя одновременно в обмене может ЗБучаствовать только одна из вспомогательных ЭВМ) делают устройство неуниверсальным что, в свою очередь, приводитили к значительному избытку аппаратуры(в случае одинаковых типов вспомогатель 40ных машин), или к необходимости разработки принципиально различных блоковсогласования (в случае различных типоввспомогательных ЭВМ),Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройство введены регистр приоритетов, второй регистр команд, причем первый вход-выход блока управления линиями связи подключен, соответственно, к первым входам-выходам усилителей связи с лини ей, второй вход-выход блока управления линиями связи подключен ко входу-выходу второго регистра команд, третий вход- выход блока управления линиями связи подключен к третьему входу-выходу блока управления связью с основной машиной,45четвертый вход-выход блока управлениялиниями связи подключен к первому входу-выходу регистра приоритетов, а выходблока управления линиями связи подключенк управляюшему входу второго буферногорегистра данных, вторые входы-выходырегистра приоритетов подключены, соответственно, ко вторым входам-выходамгруппы блоков усилителей связи с линией, причем выход первого буферного оегистра данных, вход второго буферного регистра и вход второго регистра командподключены, соответственно, к информационным входам-выходам группы блоков усилителей связи с линией, вход первогобуферного регистра данных соединен с информационным входом устройства, а выходвторого буферного регистра данных является информационным выходом устройства,На чертеже представлена структурначсхема предлагаемого устройства.Устройство содержит первый регистр1, команд, первый буферный регистр 2данных, блок 3 управления связью с основной машиной, блок 4 управления линиями связи, регистр 5 приоритетов, внутренняя магистраль 6 устройства, группаблоков 74 -71 усилителей связи с линией,второй регистр 8 команд, второй буферныйрегистр 9 данных, информационные шины( информационный вход устройства) 10 выдачи основной машины, управляющие шины (первый управляющий вход-выход устройства)11 выдачи и 12 приема основной машины, информационные шины (информационный выход устройства) 13 приема основной машины, информационные ши-.ны ( информационный вход-выход устройства) 144-141 приема и 151 -1511 выдачи линий связи, управляющие шины (второй управляющий вход-выход устройства)16, -161 приема и 171 -1711 выдачи линий связи, линии 181-181 связис вычислительными машинами (нестандартнымивнешними устройствами, физчческими объектамн),Первый регистр 1 команд предназначендля расшифровки и хранения команды, поступающей из основной машины, в соответствии с принятой командой он задаетрежим работы устройства, Первый регистр1 команд по информационным входам связан с информационными шинами 10 выдачи основной машины, по управляющим входам и выходам - со вторым входом-выходом блока 3 управления связью с основной машиной. Первый буферный регистр5 73282 данных предназначен для буферизации(временного хранения) кодов команд иданных, которые необходимо передать изосновной машины в одну из линий связи,по информационным входам он связан синформационными шинами 10 выдачи основной машины, по информационным выхсдам - с внутренней магистралью 6 устройства, по управляющему входу - с блоком 3 управления связью с основной ма Ошиной.Блок 3 управления связью с основноймашиной принимает, интерпретирует и формирует управляющие сигналы основной машины, он также управляет работой первого регистра 1 команд и первого буферного регистра 2 данных, Блок 3 управлениясвязью с основной машиной по первымвходам и выходам связан с управляющимишинами 11 выдачи и управляющими шинами 12 приема основной машины, по вторым входам и выходам - с регистром 1команд, по третьему выходу - с буфернымрегистром 2 данных, по третьему входуи четвертому выходу - с блоком 4 управ 25пения линиями связи,Блок 4 управления линиями связи служит для интерпретации и формирования уп-.равляющих сигналов линий связи Он также управляет работой второго регистра 830команд и второго буферного регистра 9.данных. Блок 4 управления линиями связипо первым входам и выходам связан свнутренней магистралью 6 устройства, поВвторым входам и выходам - со вторымрегистром 8 команд, по третьему входуи выходу - с блоком 3 управления связьюс основной машиной, по четвертому входу -и выходу - с регистром 5 приоритетов,40по выходу - со вторым буферным регистром 9 данных.Регистр 5 приоритетов предназначендля обеспечения коммутации основной машины с одной из линий связи в соответст-вии с принятыми в устройстве приоритетами; по первому входу и выходу он связан с блоком 4 управления линиями связи, по вторым входам и выходам - с первыми входами-выходами группы блоков7-7 п усилителей связи с линией.Внутренняя магистраль 6 устройствапредназначена для передачи к любому изблоков 74 -7усилителей связи с линиейинформации с первого буферного регистра 2 данных и управляющих сигналов сблоками 4 управления линиями связи, итакже для передачи от любого иэ блоков74 -7 усилителей связи с линией инфор 456мации во второй регистр 8 команд иливторой буферный регистр 9 данных и управляющих сигналов в блок 4 управлениялиниями связи, Шины внутренней магистрали 6 устройства связаны с первым буферным регистром 2 данных, блоком 4управления линиями связи, блоками 74 -7усилителей связи с линией, вторым регистром 8 команд, вторым буферным регистром 9 данных,Блоки 71 -71 усилителей связи с линией предназначены для формирования (усиления) информационных и управляющих сигналов, передаваемых в линии 18-18связи и принимаемых из линий 1818связи; но (информационным) входам и выходам они связаны с внутренней магистралью 6 устройства, по первым входам ивыходам - с регистром 5 приоритетов,поинформационным входам и выходам - синформационными шинами 15-15выдачии информационными шинами 14-14 приема линий связи, по управляющим входами выходам - с управляющими шинами 17117 д выдачи и управляющими шинами 1616 п приема линий связи, по первым входам и выходам - с блоком 4 управлениялиниями связи,Второй регистр 8 команд предназначендля расшифровки и хранения команды, поступившей из любой линии 18-18 связи, в соответствии с принятой командойон задает режим работы устройства. Второй регистр 8 команд по информационному входу соединен с внутренней магистралью 6 устройства, по управляющим входу и выходу - с блоком 4 управления линиями связи,Второй буферный регистр 9 данныхпредназначен для буферизации (временного запоминания) кодов команд и данных,которые необходимо передать из какойпибо линии 18-18 связи в основную машину; по информационному входу он связан с внутренней магистралью 6 устройства, по информационному выходу - с информационными шинами 13 приема основной машины, по управляющему входу - сблоком 4 управления линиями связи,Устройство работает следующим образом.Обмен информацией осуществляется между основной ЭВМ и одной из линий связи(одновременно), В режиме передачи информации иэ основной машины (ОМ) в однуиз линий 18-18 связи, когда в оперативной памяти ОМ имеется массив информации, подготовленный для передачи, ОМ7 73284выдает команду "записать". Полученная изканала ОМ по информационным шинам 10выдачи в сопровождении соответствующихуправляющих сигналов на управляющих шинах 11 выдачи основной машины командафзаписатьф заносится в первый регистр1 команд для задания режима работы устройства и в первый буферный регистр 2данных для передачи кода команд в выбранную линию связи, например 18, Адресация в выбранной линии осуществляется обычным образом с помощью блока 3управления связью с основной машиной,блока 4 управления линиями связи и регистра 5 приоритетов.15Код команды "записать иэ первогобуферного регистра 2 данных через внутреннюю магистраль 6 устройства и включенный регистром 5 приоритетов блок 71усилителей связи с линией передается влинию 181 связи,Нормальное выполнение процедуры передачи данных возможно лишь при соответствии команд, поступивших с однойстороны из канала ОМ и с другой - изсоответствуюшей линии связи.Встречная команда "читать" поступает из линии 181 связи через включенныйблок 7 усилителей связи с линией и внутреннюю магистраль 6 устройства во второй регистр 8 команд и второй буферныйрегистр 9 данных.При этом блок 3 управления связьюс ОМ управляет приемом команды из ОМ,а блок 4 управления линиями связи управ-З 5ляет передачей кода этой команды в линию 181 связи и приемом встречного кода команды из линии 184 связи, принимая (посылая соответствукнцие сигналы40, через внутреннюю магистраль 6 устройства в блок 7 усилителей связи с линией с/(на) управляющих шин 161 выдачи(обмена командами команд) устройствопереходит непосредственно к передаче данных. Приемом информации из канала ОМв устройство сопряжения управляет блок3 управления связью с основной машиной,БОсама информация с информационных шин10 выдачи основной машины поступает впервый буферный регистр 2 данных. Передачей информации из устройства сопряжения в линию 181 связи управляет блок 455управления линиями связи, информацияиз первого буферного регистра 2 данныхчерез внутреннюю магистраль 6 устройства и блок 74 усилителей связи с лини 5 8ей 18 поступает на информационные шины 141 приема линии 184 связи.Передача информации прекращается после поступления соответствующего сигнала по управляюшим шинам 11 выдачи основной машины в блок 3 управления связью с основной машиной, который прекрашает управлять приемом информации из канала ОМ и посылает сигнал конца обмена в блок 4 управления линиями связи. Блок 4 управления линиями связи прекрашает управление передачей информации из устройства сопряжения в линию 18 связи и через внутреннюю магистраль 6 устройства и блок 74 усилителей связи с линией передает сигнал конца в управляюшие шины 16 А приема линии 184 связи. Передача информации может быть так- . же прекращена по инициативе линии 184 связи, В этом случае сигнал конца обмена по управляющим шинам 17 выдачи линии 181 связи через блок 7 усилителей связи с линией и внутреннюю магистраль 6 устройства поступает в блок 4 управления линиями связи, Блок 4 управления линиями связи прекращает управление передачей информации из устройства сопряжения в линию 18 связи и посылает соответствующий сигнал в блок 3 управления связью с основной машиной, Этот блок, в свою очередь, прекращает управлять приемом информации из канала ОМ в устройство сопряжения и по управляющим шинам 12 приема основной машины посылает в ОМ сигнал конца обмена данным и.Е режиме передачи информации иэ какой-либо линии 18 -18 связи в основную машину иэ линии связи, например 184, по информационным шинам 15 выдачи через блок 71 усилителей связи с линией выдается код команды записать (в сопровождении соответствуюших управляк ших сигналов на управляющих шинах 171 выдачи линии 181 связи). Полученная из линии 184 команда "записать заносится во второй регистр 8 команд для задания режима работы устройства сопряжения и во второй буферный регистр 9 данных для передачи кода команды в основную машину. Прием кода команды во второй регистр 8 команд и второй буферный регист 9 данных производится под управлением блока 4 управления линиями связи, который посылает сигнал об инициировании процедуры обмена со стороны линии 18 вблок 3 управления связью с основной машиной.Этот блок, в свою очередь, по управляющимшинам 12 приема основной машины сообщаетОМ о поступлении с поступлением с линиикоманды, иницируюшей обмен информациейНормальное выполнение процедуры пере дачи данных возможно лишь при соответствии команд, поступивших с одной стороны иэ линии связи, с другой - из канала ОМ, Встречная команда "читать" поступает из ОМ по информационным шинам 1010 выдачи основной машины в первый бу-ферный регистр 2 данных и первый регистр1 команд, При этом блок 3 управлениясвязью с основной машиной управляет приемом команды из ОМ, а блок 4 управления линиями связи управляет передачейкода этой команды в линию 184,После процедуры установления связи(обмена кодами команд) устройство переходит непосредственно к передаче данных,Приемом информации иэ линии 18 связиуправляет блок 4 управления линиями связи, Информация с информационных шин 15выдачи линии 184 связи через внутреннюю25магистраль 6 устройства поступает вовторой буферный регистр 9 данных,а затем по информационным шинам 13 приемаосновной машины - в ОМ, Передача информации в ОМ происходит под управлением30блока 3 управления связью с основноймашиной,Передача информации прекращается после поступления соответствующего сигналапо управляющим шинам 17 линии 1835связи в блок 4 управления линиями связи,который прекращает управлять приемоминформации из линии 184 и посылает сигнал конца обмена в блок 3 управления связью с основной машиной. Этот блок, всвою очередь, по управляющим шинам 12приема основной машины передает сигналконца в ОМ.Передача информации может быть также прекращена по инициативе ОМ, В атом45случае сигнал конца обмена по управляюшим шинам 11 выдачи основной машиныпоступает в блок 3 управления связью сосновной машиной, который прекрашаетуправлять передачей информации в каналОМ и посылает сигнал конца обмена вблок 4 управления линиями связи, Блок4 управления линиями связи прекращаетуправление приемом информации в устройство сопряжения иэ линии 18 связи ичерез внутреннюю магистраль 6 устройства и блок 71 усилителей связи с линиейпередает сигнал конца в управляющие шины 164 приема линии 184 связи. 732845 10Режим передачи информации из ОМ водну нз линий 184-18 И связи задаетсяне только командой записать", полученной из канала ОМ, как было описано выше, но и командой "читатьф, полученнойиз какой-либо линии 18-18 связи. Вэтом случае для нормального выполненияпроцедуры передачи данных из канала ОМдолжна быть получена встречная команда"записать",Аналогично режим передачи информации из какой-либо линии 184 18 связизадается не только командой записать,полученной из линии связи, как было описано выше, но и командой читать", полученной из канала ОМ. В этом случае длянормального выполнения процедуры передачи данных из соответствующей линии связи должна быть получена встречная команда "записать ,В тех случаях, когда обмен информацией инициируется командой (записатьили читать"), поступившей из какой пибо линии 18-18 связи, ОМ имеет возможность прочитать код поступившей команды. Это необходимо для того, чтобыОМ могла проанализировать код поступившей из линии связи команды(со всеми модификаторами) и послать в устройство сопряжения нужную команду с необходимыми модификаторами режимов работы. Этапроцедура выполняется при поступлениииз канала ОМ команды уточнить байткоманды", По этой команде содержимоевторого буферного регистра 9 данных поинформационным шинам 13 приема основной машины передается в канал ОМ (какбыло описано выше в этот регистр заносится код команды, поступившей из какойлибо линии 184-18 связи). Если послеанализа кода команды с линии связи ОМпопытается передать в устройство сопряжения не соответствующую команде с линии встречную команду, эта команда отвергается и устройство сопряжения ждетпоявления из канала ОМ нужной команды.Для передачи управляющих и служебных директив от ОМ в какую-либо линию18-18 связи или иэ какой-либо линии184-18 д связи в ОМ используется команда управление, Управляющая информация,предназначенная для подключенного к линии связи абонента или для ОМ, кодируется различными комбинациями модификаторов в коде самой команды. При передачеуправляющей директивы от ОМ к абоненту какой-либо линии 181 -18 связи команда управление", полученная из кана11 73284ла ОМ по информационным шинам 10 выдачи в сопровождении соответствующихуправляющих сигналов на управляющих шинах 11 выдачи, заносится а первый регистр 1 команд и первый буферный регистр 2 данных, откуда затем через внутреннюю магистраль 6 устройства и включенный регистром 5 приоритетов блок,например 7 усилителей связи с линиейпередается нв информационные шины 14 10приема линии 18 связи. При этом блок3 управления связью с основной машинойуправляет приемом команды из ОМ, аблок 4 управления линиями связи управляет передачей кода этой команды в линию 18 связи.При передаче управляющей (служебной)директивы от абонента какой-либо линии184-18 связи к ОМ, команда "управление", полученная из линии, например 18 20связи по информационным шинам 16 выдачи в сопровождении соответствующих управляющих сигналов на управляющих шинах 174 выдачи линии 181 связи, черезблок 17 усилителей связи с линией и25внутреннюю магистраль 6 устройства заносится во второй регистр 8 команд ивторой буферный регистр 9 данных, из которого затем по информационным шинам13 приема основной машины передается30в канал ОМ, При этом блок 4 управлениялиниями связи управляет приемом этойкоманды из линии 184 связи, а блок 3управления связью с основной машинойуправляет передачей кода этой командыв ОМ,К другим преимуществам предлагаемого изобретения относится возможность использования различных способов передачи40информации по линиям связи (эти способымогут варьироваться в широких пределазот высокоскоростной параллельной передачи по выделенным физическим линиями до последовательной передачи по теде 45фонным линиям с использованием модулируюшего и демодулирующего оборудования),Передача кодов команды вместе с модификаторами от одной ЭВМ к другой(или от устройства, физического объектак ЭВМ) позволяет уже на этапе установления связи идентифицировать программыобработки или режимы работы. Это даетвозможность использовать такие протоколы связи, в которых время ддя выполнения вспомогательных функций сведено кминимуму, Это объясняется тем, что в "этих протоколах не требуется выполнение 512дополнительных служебных операций ддя передачи управляющей информации, что, в свою очередь, сокращает общее время передачи каждого блока данных и увеличивает эффективную скорость передачи данныхеТот факт, что лобая из линий связи является инициатором обмене, исключает задержки нв ожидание связи и повышает реактивность вычислитедьной системы в целом, Отпадает необходимость в работе на основной ЭВМ специальной программы спрося л.,бычий, За счет этого достигается экономия оперативной памяти и процессорного времени основной ЭВМ. Формула изобретения Устройство для сопряжения вы ислительных машин, содержащее первый рЕ- гистр команд, первый и второй буферные регистры данных, блок управления связью с основной машиной, бдок управления линиями связи, группу блоков усилителей связи с линией, причем первый вход-выход блока управления связью с основной машиной является первым управляющим входом- выходом устройства, а второй вход-выход подключен к входу-выходу первого регистра команд, вход которого соединен с информационным входом устройства, управ дяющий вход первого буферного регистра данных соединен с выходом блока упраВ- ленни связью с основнои машиной, а выход второго буферного регистра данных подключен к информационному выходу устройства, при этом информационные входы- выходы группы блоков усилителей связи с линией являются ифнормациснным входом-выходом устройства, а управляющие входы-выходы - вторым. управляющим входом-выходом устройства, о т д и ч а ю - щ е е с я тем что, с целью увеличения количестве соцрягаэмых машин и рвсширеник функционадьньо: возможностей устройства зв счет возможности инициирования обмена любой сопрягаемой машиной, в него введен регистр приоритетов, второй регистр команд, причем вход-выход блока управления линиями связи подключен, соответственно, к первым входам-выходам усилителей связи с линией, второй вход- выход блока управления линиями,.вязи подключен ко входу-выходу второго регистра комйнд, третий вход-выход блока управления линиями связи подключен к третьему Вхоцг-выходу блокв управлениям, 15 р бу Составитвть А. Барановотыль Техред И. Асталош Корректор В. Бутяга Редакто 10 Тираж 751 ЦНИИПИ Государственнопо делам изобретений 113035, Москва, Жф.35, Р Заказ 1554/ Подписноеомитета СССРоткрытийокая наб., д. 4/5 ипиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,13 732845 14связью с основной машиной, четвертый линией, вход первого буферного регистравход-выход блока управления линиями свя- данных соединен с информационным вхози подключен к первому входу-выходу ре- дом устройства, а выход второго буфергистра приоритетов, а выход блока управ ного регистра данных является информаления линиями связи подключен к управля-ционным выходом устройства.ющему входу второго буферного регистраданных, вторые входы-выходы регистра Источниксточники информации,приоритетов подключены, соответственно, принятые вп инятые во внимание при экспертизеко вторым входам-выходам группы блоков 1. Патент США % 3482214,усилителей связи с линией, причем выход 10 кл, 340-172.5 1972Эпервого буферного регистра данных, вход 2, Патент США % 3514758,второго буферного регистра и вход второ- л. 340-172,5, 1974,го регистра команд подклкчены, соответ. Авторское свидетельство СССРственно, к информационным входам-выхо- М 437075, кл. З 06 Р 9/ОО,дам группы блоков усилителей связи с1509,03.71 (прототип).