Устройство для сопряжения каналов ввода-вывода

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 251278 (21) 2700876/18-24с присоединением заявки йо(51)М. Кл. С 06 Г 3/04 ГосударствеииыЯ комитет СССР по делам нзобретеииЯ и открытиЯ(71) Заявитель54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ КАНАЛОВ ВВОДА-ВЫВОДА Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сопряжения двух каналовЭВМ, имеющих одинаковый интерфейсввода-вывода, например, интерфейсввода-вывода ЕС ЭВМ.Известно устройство для сопряжения, содержащее блок приема информации, блок приема адреса, дешифратор,блок сравнения адреса, регистр команд 1 О111 .Однако данное устройство имеетнизкое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для сопряжения 15каналов ввода-вывода, содержащеедве управляющие входные шины, две ин-.Формационные входные шины, две управляющие выходные шины, две информационные выходные шины, два узла Формирования состояния, два узла управления, два узла начальной выборки,два регистра команд, два регистраданных, п 1 ичем первые входы каждого узла начальной выборки и узла 25управления соединены с соответствующей управляющей входной шиной, апервые выходы каждого узла начальнойвыборки и узла управления - .с первыми вторым входами соответствующего 30 узла формирования состояния, вторые вход и выход каждого узла начальной выборки соединены со вторыми выходом и входом соответствующего узла управления, третий выход каждого узла начальной выборки соединен с первым входом соответствующего регистра данных, третьи вход и выход каждого узла управления - с первыми выходом и и входом соответствующего регистра,команд, четвертый выход каждого узла управления соединен с соответствующейуправляющей выходной шиной, второй вхор.каждого регистра команд - с соответствующей информационной входной шиной и вторым входом противоположного регистра данных, второй и третий выходы каждого регистра команд соединены соответственно стретьим входом противоположного регистра данных и с третьим входом соответствующего узла Формирования состояния, четвертый вход и первый выход одного узла Формирования состояния - с первым выходом и четвертым входом противоположного узла формирования состояния, второй выход каждого узла Формирования состояния - с четвертым входом соответствующего регистра данных, первый выход которого соединен с соответствующей информационной выходной шиной, Укаэанное устройство предназ- начено для сопряжения двух каналов, имеющих интерфейс ввода-вывода, аналогичный принятому в ЕС ЭВМ 2.Недостатком этого устройства является низкое быстродействие,а также отсутствие информации о состоянии устройства в процессе возникновения сбойных ситуаций,. Цель изобретения - повышение быст р родействия, а также расширение функциональных возможностей, связанных с увеличением числа индицируемых сос-, тояний устройства, устанавливаемых в различных сбойных ситуациях.Поставленная цЕль достигается тем, что в устройство, содержащее два блока согласования, каждый из которых включает узел уйравления, соединенный двухсторонними связями с регистром команд и узлом начальной вы борки, первые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам узла формирования состояния, соединенного третьим входом с первым выходом узла управления, а первым выходом - с первым входом регистра данных, второй вход которого подключен ко второму выходу узла начальной выборки, соединенного входом со входом узла управления, причем ЗО вход и второй выход узла управления первого блока согласования являются соответственно первыми управляющими входом и выходом устройства, вход и второй выход узла управления второ- З 5 го блока согласования являются соответственно вторыми управляющими входом и выходом устройства, выходы регистров данных первого и второго блоковсогласования являются соответственно первым и вторым информационны- "О ми выходами устройства, входы регистров команд первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, вход и второй 5 выход регистра команд одного блока согласования подключены соответственно к третьему и четвертому входам регистра данных другого блока согласования, второй выход и четвеРтый 50 вход узла формирования состояния одноГо блока согласования соединены соответственно с четвертым входом и вторым выходом узла формирования состояния другого блока согласования в каждый блок согласования введены узел ускоренного .обмена и регистр сбоев, соединенный двухсторонними связями с регистром данных и узлом.формирования состояния; причем первый вход регистра сбоев каждого бло ка согласования подключен к третьему входу узла начальной выборки того же блока согласования, первый вход узла начальной выборки первого блока согласования соединен с первыми, б 5 входами узлов ускоренного обменапервого и второго боков согласованиявторые входы которых соединены спервым входом узла начальной выборки второго блока согласования, атретьи входы - соответственно стретьими выходами узлов управленияпервого и второго блоков согласования, выходы узлов ускоренного обмена первого и второго блока согласованиясоединены соответственно с первымуправляющим выходом устройства и пя-тым входом регистра данных второгоблока согласования и со вторым управ.ляющим выходом устройства и пятымвходом регистра данных первого блока согласования, четвертый выход узла управления первого блока согласования соединен со вторыми входами регистров сбоев первого и второго блока согласования, третьи входы которыхподключены к четвертому выходу узлауправления второго блока согласования, четвертые входы - соответственнок шестым входам регистров данных второго и первого блоков согласования,а пятые входы соответственно к первым выходам регистров команд первого и второго блоков согласования, седьмые входы регистров данных первого и второго блоков согласования подключенысоответственно к выходам соединенных двухсторонней связью регистров сбоеввторого и первого блоков согласования, а также тем, что узел ускоренного обмена содержит два триггера, четыре элемента И и два элемента НЕ, причем первый и второй входы первого триггера соединены с соответствующими шиками второго входа узла, а третий и четвертый входы - соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и через первый элемент НЕк первому входу первого элемента Ии первой шине третьего входа узла,втсрой вход первого элемента И соединен со второй шиной третьего входаузла, первым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕсо вторым входом третьего элементаИ, выходы которого и четвертого элемента И соединены с соответствующими входами второго триггера, первыйвыход которого соединен с третьим входом первого элемента И, первый выход первого триггера соединен стретьим. входом ; третьего элементаИ, вторые входЫ второго и четвертого элементов И соединены с соответствующими шинами первого входа, узла, а вторые выходы первого и второго триггеров подключены к соответствующим шинам выхода узла,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема узла ускоренного обмена, на фиг. 3 - временная диаграмма ускоренного обмена404550 изошел сброс или последовательностьотключения от интерфейса, и этот.узел перешел в неготовое состояние.Второй бит регистра определяетчтопри обмене данными н соответствующем регистре данных произошел сбой 40 Устройство содержит блоки 1 и 2 согласования, узлы 3,4 начальной выборки, узлы 5,6 управления, узлы 7,8формирования состояния, регистры 9, 10 данных, регистры 11,12 команд, регистры 13,14 сбоев, узлы 15,16 ускоренного обмена, шиНы 17 и 18 управляющих входов устройства и выходы 19, .20 устройства, шины 21 и 22 инфорМационных входов устройстна и выходы 23,24 устройства.Узлы 15 и 16 ускоренного обмена содержат первый элемент НЕ 25, второй триггер 26, второй 27 и третий 28 элементы И, второй элемент НЕ 29, четвертый элемент И 30, первые триггер 31 и элемент И 32.Устройство работает следующим образом.Узлы 3 и 4, узлы 5 и 6 через шины 17 и 18, а также шины 19 и 20 соединяются с соответствующими каналами. Узлы 3,4,5 и б предназначены для реализации последовательнсоти интерфейса ввода-вывода. Регистры 11 и 12 предназначены для хранения кода операции, поступившей из соответствующего канала по входным информационным шинам 21 и 22. Данные в каналы выдаются из соответствующих регистров 9 и 10 по выходным информационным шинам 23 и 24. Узлы 7 и 8 формирования состояния предназначены для формирования состояния устройств перед началом выполнения очередной команды, а также после завершения ее выполнения. Информация о состоянии . устройства выдается в каждый анал. Через регистр 9 (10) данных выдается в соответствующий канал адрес устройства сопряжения, передаваемый из узла 3 (4) начальной выборки, код операции, поступивший и устройство из другого канала, передаваемый из регистра 12 (11) команд, информация о состоянии устройства, выдаваемаяиз узла 7 (8) формирования состояния,данные, поступающие с входных информационных шин 22 (21); информация о сбоях, которые могут возникнутьпри выполнении устройством команд канала, выданаемая иэ регистров 13, 14сбоев (14,13) . Каждый .регистр сбоевпредставляет собой восьмираэрядныйрегистр, каждый бит которого соответстнует определенному типу сбоя в устройстве. Нуленой бит регистра определяет сбой в команде (неверный паритет), поступившей в соответствующий регистр команд. Первый бит регистра фиксирует ситуацию, когда в противоположном узле управления (расположенном и другом блоке согласования) про(зафиксирован неверный паритет байтаданных) .Третий бит регистра определяет ситуацию, когда в соответствующих узлах управления, начальной выборки или формирования состояния произошел сбой оборудования. Четвертыйпятый и шестой биты регистра уточняют эту информацию. Четвертый битрегистра устанавливается при сбоевыборки в соответствующем узле начальной выборки, пятый бит - при сб .есоответствующем узле управления,шестой - пои сбое в формировании байта состояния в соответствующем узлеформирования состояния. Седьмой битрегистра устанавливается, когда впротивоположном узле управления выполняются последовательности селектин.ного сброса или отключения от интерфейса, Биты 1 и 7 в совокупностипозволяют точно определить тип произошедшего сброса. Содержимое регистров 13 и 14 доступно каналам посредством выполнения специальной команды уточнения состояния.При этом биты О, 2, 4-6 регистравыдаются в противоположный канал,а биты ,3, 7 - в свой канал. Взаимодействие каналов через устройствосопряжения осущестнляется путем выдачи пары соответствующих команд(например, "считать" и "записать" .Команды в устройство поступают впроцессе начальной выборки, осуществляемой узлами 3 (4), 5 (6), 7 (8).Коды операций хранятся . в соответствующем регистре 11 (12) команд. Обмен происходит под управлением узлов15 (161 . Каждый из этих узлов состоит из одинаковых элементов и работает одинаковым образом. Взаимодействиемежду узлами осуществляется не непосредственно, а через интерфейс канала. Для увеличения пропускной способности устройства н состав каждойуправляющей выходной шины 19 (20)введена одна дополнительная сигнальная линия запроса (запрос 2), а всостав каждой управляющей входнойшины 17 (18) - дополнительная сигнальная линия ответа (отнет 2) .. На фиг. 3 изображена временная диаграмма ускоренного обмена для случая, когда канал А, снязанный с устройством через блок 1, выполняет команду "записать", а канал В, связанный с устройством чеоез блок 2,команду "считать". По сигналу запрос1 А, выдаваемому триггером 31, каналА выдает сигнал ответ 1 А нместе сбайтом данных. Установка триггера31 производится в процессе обменасигналами интерфейса ввода-вывода.Исключение составляет случай выдачипервого сигнала запрос 1 А, когдатриггер 31 устанавливается в "1" посигналу из узла управления (из узла5 управления устанавливается триггер31 узла 15) . Сигнал ответ 1 А устананливает в "0" триггер 31 узла 15 в "1" триггер 31 узла 16. Установка в "1" триггера 31 узла 16 вызывает выдачу сигнала запрос 1 В. Вместе с эгим сигналом в канал В выдается байт данных, принятый иэ канала А, Приняв байт данных, канал В выдает сигнал5 ответ 1 В. Установленный в "О" триггер 31 через элемент И 28 по сигналу ответ 1 А разрешает установку триг- гера 26 блока 15 в "1". По единичному состоянию триггера 26 в канал 4 выдается сигнал запрос 2 А. Сигнал ответ 1 А блокирует повторную установку триггера 31 через элемент НЕ 25, исключая тем самым выдачу запросов в канал А по двум шинам одновременно. 15 Установка триггера 26 разрешается че. реэ элемент НЕ 29 отсутствием сигнала ответ 2 А. Таким образом, наличие на входных шинах устройства сигналов ответ 1 или ответ 2 от какого- либо канала блокирует выдачу в этот канал соответствующего запроса запрос 1 или запрос 2). В ответ на сигналы запрос 1 В и запрос 2 А, каналы В и А выдают соответственно сигналы ответ 1 В и ответ 2 А. Канал А вместе с сигналом ответ 2 А выдает следующий байт данных, а канал В , выдавая сигнал ответ 1 В, принимает предыдущий байт данных. По сигналам ответ 1 В и ответ 2 А устанавливаются в 3 О "0" триггер 31 узла 16 через элемент И 27 и триггер 26 узла 15 через элемент И 30. Установка в "0" этих триггеров сбрасывает сигналы запрос 2 А и запрос 1 В, По сигналу ответ 35 2 А, нулевому состоянию триггера 31 и отсутствию сигнала ответ 1 А устанавливается в "1" триггер 31 узла 15, а в канал 1 выдается запрос 1 А на обмен следующим байтом данных. По 4 О сигналу ответ 1 В, нулевому состоянию триггера 31 и отсутствию сигнала ответ 2 В устанавливается в "1" триггер 26 узла 16, а в канал В выдается сигнал запроса 2 В. Выдача и сбРос следующих запросов осуществля ется аналогично. Таким образом, устройство позволяет записывающему .каналу выдавать каж- о дый последующий байт во время приема считывающим каналом предыдущего байта, не дожидаясь окончания последовательности приема предыдущего байта, это увеличивает быстродействие и пропускную способоность устройства. Расширение Функциональных. возможностей, полученное эа счет введения узлов регистрации сбоев, улучшает эффективность от использования устройства сопряжения. Наличие инфор мации, фиксирующей различные сбойные ситуации в устройстве сопряжения, поз воляет оператору ускорить поиск неисправности, тем самым улучшается такой параметр надежности, как вели- у чина среднего времени восстановления Формула изобретения1. Устройство для сопряжения каналов ввода-вывода, содержащее два блока согласования, каждый из которых включает узел управления, соединенный двухсторонними связями с регистром команд и узлом выборки, первые, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам узла формирования состояния, соединенного гретьим входом с первым выходом узла управления, а первым выходом-с первым входом регистра данных, второй вход которого подключен ко второму выходу узла начальной выборки, соединенного входом со входом узла управления, причем вход и второй выход узла управления первого блока согласования являются соответственно первыми управляющими входом и выходом устройства, вход и второй выход узла управления второго блока согласования являются соответственно вторыми управляющими входом и выходом устройства, выходы регистров данных первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства, входы регистров команд первого и второго блоков согласования являются соответственно первым и вторым информационными входами устроиства, вход и второй выход регистра команд одного блока согласованияподключены соответственно к третьему и четвертому входам регистра данных другого блока согласования, второй выход и четвертый вход узла Формиро вания состояния одного блока согласования соединены соответственно с четвертым входом и вторым выходом узла Формирования состояния другого блока согласования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в каждый блок согласования введены узел ускоренного обмена и регистр сбоев, соединенный двухсторонними связями с регистром данных и узлом Формирования состояния, причем первый вход регистра сбоев каждого. блока согласования подключен к третьему выходу узла начальной выборки того же блока согласования, первый вход узла начальной выборки первого блока согласования соединен с первыми входами узлов ускоренного обмена первого и второго блоков согласования, вторые входы которых соединены с первым входом узла начальной выборки второгоблока согласования, а третьи входысоответственно с третьими выходамиузлов управления первого и второгоблоков согласования, выходы узловускоренного обмена пеового и второгоблока согласования соединены соответственно с первым управляющим выходомустройства и пятым входом регистраданных второго блока согласования исо вторым управляющим выходом устройства и пятым входом регистра данныхпервого блока согласования, четвертый выход узла управления первого блска согласования соединен со вторымивходами регисторов сбоев первого ивторого блока согласования, третьивходы которых подключены к четверто- ому выходу узла управления второгоблока согласования, четвертые входысоответственно к шестым входам регистов данных второго и первого блоковсогласования, а пятые входы - к соответственно первым выходам регистровкоманд первого и второго блоков сог-.ласования, седьмые входы регистровданных первого и второго блоков согласования подключены соответственно к в щвыходам соединенных двухстороннейсвязью регистров сбоев второго и первого блоков согласования,2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел ускорен-ного обмена "одержит два триггера,четыре элемента И и два элемента НЕ,причем первый и второй входы первоготриггера соединены с соответствующими шинами второго входа узла, а третийи четвертый входы - соответственно свыходами первого и,второго элементовИ, первый вход которого подключен кпервому входу третьего элемента И ичерез первый элемент НЕ к первомувходу первого элемента И и первой шине третьего входа узла, второй входпервого элемента И соединен со второйшиной третьего входа узла, первым входом четвертого элемента И и черезвторой элемент НЕ со вторым входомтретьего элемента И, выходы которогои четвертого элемента И соединены ссоответствующими входами второго триггера, первый выход которого соединенс третьим входом первого элемента И,первый выход первого триггера соединен с третьим входом третьего элемента И, вторые входы второго и четвертого элементов И соединены с соответствующими шинами первого входа узла,а вторые выходы первого и второготриггеров подключены к соответствующим шинам выхода узла,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРь 572777, кл. С 06 Р 3/04, 1973.2. Патент США Р 3400372,кл. 340-1725, 1970.прототип /789989 Запрос А ОтВет 1 М Юапра апросей Я ОтоЕоюГ 4 алрос 88 Составитель В.Вертлибедактор В,Парасюн Техред Т.Иаточка Корректор Ь,Макаренко одписв 4/ лиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Уст пердогозалрос 1 Я орос перВогапрооА т юероо прое 8 аз 904150 Тир ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж