Мультиплексный канал

О П И С А Н И Е1938272ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиинСфциалистичесиикРесйубпии(5 )М. Кл. Я 06 Р 3/04 с присоединением заявки М ЪеударстеаеыЯ квинтет СИР ае далай нэебретеннЯ н открцтнЯОпубликовано 23,06.82. Бюллетень М 23 Дата опубликования описания 25.06.82 А. Г. Шакарян, Г, А. Ягджян, Ю. Б. Зайцев и М. Г; Огайян(54) МУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ КАНАЛ 1Изобретение относится к цифровой вы- числительной технике и может быть использовано для ввода - вывода информации в цифровых вычислительных машинах и системах, в которых связь устройств с процессором и памятью осуществляется через магистральный канал или общую шину.По основному авт. св. % 752318 известен мультиплексный канал Г 1, соо держащий блок для связи с процессором, первые вход и выход которого являются первыми входом и выходом канала, регистр управляющей информации, блок местной памяти, первые вход и выход которого соединены соответственно, с первыми выходом и входом регистра управляющей информации, блок модификации адресов и счета данных, информационный вход которого соединен с вторым выходом ре гистра управляющей информации, а выход с вторым входом блока местной памяти, буферный регистр, блок сопряжения с внешними устройствами, первые вход и выход которого соединены соответственнос первыми выходом и входом буферногорегистра, блок управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторымвходом регистра управляющей информации,третьим входом блока местной памяти,управляющим входом блока модификацииадресов и счета данных и вторым входомбуферного регистра, пятый выход и первый и вторые входы блока управлениясоединены соответственно с вторым входом и выходом блока сопряжения с внешними устройствами и с третьим выходомрегистра управляющей информации, третьивход и выход блока сопряжения с внешними устройствами являются соответственно вторыми входом и выходом канала, вторые вход и выход блока связи спроцессором соединены соответственно спервыми выходом и входом регистра команд и состояний, второй вь 1 ход и второй,вход которого соединены соответственнос третьим входом и шестым выходом бло7 4Причем блок формирования адреса вызова содержит счетчик, элемент И имультиплексор, информационный вход которого соединен с первым входом блока,второй вход - с выходом счетчика, авыход - с выходом блока и через элемент И - с счетным входом счетчика,вход сброса которого является вторымвходом блока.На фиг. 1 представлена блок-схемамультиплексного канала; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления;нафиг. 3 - функциональная схема блокаформирования адреса вызова; на фиг. 4 функциональная схема блока модификацииадресов и счета данных.Мультиплексный канал содержит блок1 связи с процессором, регистр 2 команди состояний, регистр 3 адреса, регистр4 выходной информации, блок 5 управления, регистр 6 управляющей информации,блок 7 модификации адресов и счета данных, буферный регистр 8, блок 9 месткой памяти, блок 10 сопряжения с внешними устройствами, регистр 11 прерываний, блок 12 формирования адреса вызова, блок 13 дешифрации команд, блок 14коммутации.В регистре 2 команд и состоянийхранятся код команды ввода - вывода,признак готовности, признак результатаи обобщенный признак прерывания,Регистр 3 адреса содержит регистрыадреса внешнего устройства (ВУ) и буферный регистр адреса первого командногослова канала (КСК).Регистр 4 выходной информации состоит из регистров слова состояния канала и кода прерывания.Регистр 6 управляющей информациисодержит регистры для хранения адресаКСК, адреса ВУ, кода операции, фиксированный символ, адрес данных, управляющие признаки, счет порции и счетданных,Регистр 8 содержит регистры шинустройства и шин блока (канала),Регистр 11 прерываний представляетсобой регистр, разряды которого хранят признаки прерываний от соответствующей операции ввода - вывода.Блок 5 управления содержит регистр15 адреса микрокоманды, дешифратор16 микрокоманды и узел 17 шифрациимикроопераций, который может быть выполнен в виде комбинационной схемы илипамяти (фиг. 2).Блок 12 формирования адреса выооваосуществляет последоватогьплй лцос 3 93827 ка управления, третий и четвертый входы блока связи с процессором соединены соответственно с выходом блока модифика- ции адресов и счета данных и выходом регистра выходной информации, первый, вход которого соединен с четвертым выходом регистра управляющей информации, пятый выход которого соединен с третьим выходом блока связи с процессором и третьим входом буферного регистра, 1 о второй выход которого соединен с пятым входом блока связи с процессором и третьим входом регистра управляющей информации, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с четвертым выходом блока связи с процессором й выходом регистра адреса, первый вход которого соединен с пятым выходом блока связи с процессором, шестой выход которого соединен с четвертым входом удравления блока, седьмой, восьмой и девятый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами регис 1 тра адреса, регистра выходной информации и шестым входом блока связи с процессором.Недостаток этого мультиплексногоканала состоит в ограниченной областиприменения, так как он не позволяетобеспечить работу с устройствами, под зо , ключенными к радиальным интерфейсам,йапример, "Интерфейсу-Т".Дель изобретения - расширение области применения мультиплексн ого канала,Поставленная цель достигается тем,И что в мультиплексный канал введены блок дешифрации команд, регистр прерываний, блок коммутации и блок формирования адреса вызова, причем первый вход блока формирования адреса вызова соединенс первым выходом блока сопряжения свнешними устройствами, а выход - счетвертым входом буферного регистра,шестым входом регистра управляющейинформации и первым входом регистра4прерываний, выход которого соединен.спятым входом блока управления, десятыйвыход которого соединен с вторыми входами регистра прерываний и блока формирования адреса вызова и через блок50дешифрации команд с пятым входом буферного регистра, третий выход которогосоединен с первым входом блока коммутации, группа входов и выходов которогоявляется группой входов и выходов каНала, а второй вход и выход соедпнены соответственно с третьими выходом и входом блока :Опряжолия с нешнимн уст 11 ойстоа .1 и.5 9382линий радиального интерфейса, формируетадрес ВУ и состоит иэ счетчика 18,мультиплексора 19 и элемента И 20(фиг. 3).Блок 131 дешифрации команд осуществляет дешифрацию кодов команд и преобразует их для радиального интерфейса,а блок 14 осуществляет коммутацию линий радиального интерфейса.Блок 7 модификации адресов и счета 1 вданных содержит регистры 21-24 икоммутатор 25 адресе (фиг. 4)Мультиплексный канал работает следу.ющим образом.Яультиплексный канал управляется 1 Зкомандами "Начать ввод -. вывод", "Проверить ввод - вывод", "Остановить вводвывод", "Проверить канал", "Сброс","Звонок", "Диагностика и Сброс сиотемы".20Работа мультиплексного канала запускается в результате последовательныхопераций в магистральном канале. Призадании команды "Начать ввод - вывод"процессор (не показан) загружает через 2блок 1 в регистр 3 адрес первого КСКи адрес ВУ (не показано), а в регистр2 - код команды. При этом блоком 5сбрасывается признак готовности в регистре 2. Код команды с выхода регистра 2 поступает на вход блока 5. Поокончании текущего цикла передачи данных канал освобождается, КСК и адресВУ записываются из регистра 3 в регистр 6, блок 5 выдает сигнал, запускающий последовательность выборки блоком 1.КСК из оперативной памяти (не показана) передается в регистр 6 в режиме прямого доступа,. КСК состоит из 64 (0-63) разрядов(разряды 0-4 код операции приведены всписке команд "Интерфейса-Т", разряды. 5-12 - фиксированный символ, 13-;31 - .адрес данных, 32-;38 - . флажки, 32 зацепление по команде при зввершвнииКСК по байку состояния Указание, 33 зацепление по команде, 34 - подавление индикации неверной длины, 35 - переход в канале, 36 - программно-удравляемое прерывание, 37 - режим взаимодействия с устройством (мультиплексныймонопольный), 38 - окончание по фиксированному символу, 44-47 - количествобайтов, передаваемых за одно обращениек ВУ в мультиплексном режиме, 48-63 -13счет данных.В процессе выборки КСК блок 7 модифицирует адрес КСК. 77 бДля обращения к ВУ в блок 8 под . -управлением блока 5 записываются кодоперации и адрес ВУ, которые посредствомблоков 10 и 14 вьщаются в радиальныйинтерфейс (например, интерфейс Т).Блок 5 устанавливает в регистре 2признак результата, отражающий воэможность выполнения операции ввода - вывода при текущих состояниях канала, подканала и ВУ. С установкой признаков,результата восстанавливается признакготовности в регистре 2.Для устройств, требующих время на,подготовку к передаче данных (отвечающих при выборке байтом состояния Готов/Занят ), управляющая йнформация данной операции ввода - . вывода записывается в соответствующую ячейку блока 9 исредства какала освобождаются.Очередной цикл передачи данных запускается сигналом "Вызов от ВУ, Вблоке 12 формируется адрес ВУ ичерезблок 11 вьщается сигнал блоку 5, который записывает в регистр 6 адрес ВУПолученный адрес используется для выборки управляющей информации иэ блока 9в регистр 6. По,управляющему сигналублока 5 в блоке 13 формируется код команды "Выдать состояние" и вместе садресом ВУ, хранящемся в блоке 12,записывается в регистр 8 для передачиВУ через блок 10. Сигнал с выхода блока10 поступает в блок 14, который подключивет соответствующие линии интерфейса Т,выбор которых определяется адресом ВУ,хранящемся в буферном регистре 8. При п(ьлучении от ВУ байта состояния Продолжение" мультиплексный канал к передаче данных в режиме прямого доступа,При операции "Ввод" байт данных отВУ через блоки 14 и 10 загружается врегистр 8. Блок 5 вьщает в блок 1 сигнал, запускающий операцию записи на магистральном канале. В режиме прямогодоступа байт данных из регистра 8 эатружается в оперативную память по адресу,хранящемуся в регистре 6. После этогопо сигналу, поступившему от блока б,блок 7 модифицирует адрес данных, счетбайтов и счет порций.Выполнение каналом операции "Выводосуществляется аналогично выполнениюоперации "Ввод",Количество байтов, передаваемых заодин цикл связан с ВУ, определяетсяблоком 5 по признакам монопольностиКСК (рвзряд 37) и счета порции - КСК"(рвэряды 44-;47) врегистре 6. В мультиплексном режиме канал не отпускает7 9382ВУ на время передачи количества байтов, указанных в счете порций. В монополысом режиме связь с ВУ сохраняетсяна время передачи всего массива приотсутствии условий отключения как всамом канале, так и в ВУ.Операция "Ввод" может окончитьсяпри наличии признака останова по фикси-рованному символу (38-й разряд КСК)если переданный байт от ВУ совпадает с 1 Офиксированным символом КСК (разряды5-12).В процессе выполнения операции "Вводвывод" канал выполняет зацепление покоманде при наличии соответствующих 1 Юусловий в регистре 6. Блок 5 выдаетсигнал, по которому блок 1 осуществляет чтение очередного КСК из оперативной памяти в регистр 6 в режиме прямого доступа. Операция ввода - вывода про- щдолжается с данным ВУ под управлениемнового КСК.Для обеспечения реакции программыканала на различные модификации байтасостояния Указание" при установленном 2 з32-м разряде КСК зацепления по "Указанию", в блоке 7 осуществляется дополнительная модификация адреса КСКна число, кратное количеству, нулей допервого модификатора после разрядов,определяющих байт состояния "Указание".Для запуска команд "Сброс" или"Звонок процессор устанавливает адресВУ и код команды соответственно в регистры 3 и 2. Блок 5 анализирует режим работы 37-й разряд КСК) каналас текущим ВУ в регистре 6.Если мультиплексный канал занятоперацией ввода - вывода с ВУ в мультиплексном режиме, по окончании очередного цикла работы,в блоке 12 под управ.лением блока 5 формируется код команды "Сброс" или Звонок", который передается в регистр 8 и вместе с адресомВУ, полученным через регистр 6 от регистра 3, выдается ВУ через блоки 10и 14. При этом данный подканал очищается.Если мультиплексный канал работаетв монополиом .режиме и адрес работающего ВУ совпадает с адресом ВУ врегистре 3, монопольный режим обрасывается и операция ввода - вывода прекращается.При несовпадении адресов в регистре2 устанавливается признак результата,указывающий на недоступность ИУ,Команда "Диагностика" прп работемультиллокгного калию с ВУ в муль 77 8типлексиом режиме не изменяет состояния канала и адресуемого подканала, а полученный от ВУ диагностический байт помещается в регистр 4.Если мультиплексный,. канал работает и монопольном режимепо команде "Диагностика в регистре 2 устанавливает ся признак результата, указывающий на недоступность ВУ.Команда "Остановить ввод - вывод при работе мультиплексного канала в монопольном режиме сбрасывает текущую монопольную операцию.Если мультиплексный канал занят операцией ввода - вывода с ВУ в мультиплексном режиме и получена команда "Остановить ввод - вывод" по окончании текущего цикла работы с ВУ, в блоке 12 под управлением блока 5 формируется код команды Выдать состояние",. который передается. в регистр 8 и вместе с адресом ВУ, полученным через регистр 6 от регистра 3, выдается ВУ через блоки 10 и 14. По получении ответа от ВУ под управлением блока 5 связь с ВУ прерывается.После окончания передачи данных или при изменении состояния ВУ Е,например из Занят" в Готов ) под уравлением блока 5. в регистре 11 по адресу ВУ устанавливается соответствующий разряд признака прерывания, а также обобщенный признак прерывания в регистре 2.Принятый байт состояний от ВУ записывается в регистре адреса данных в регистре 6, который освободился от выполнения основных функций. С выходарегистра 2 обобщенный признак прерывания поступает на вход блока 1, который формирует запрос на прерывание в магист ральном канале, Запрос на прерывание формируется блоком 1 также и пря аппаратных ошибках, возникших в мульти-, плексном канале. При обслуживании прерывания процессор через блок 1 читает содержимое регистра 2 и анализирует дичину прерывания. При обработке.прерывания процессор через блок 1 выдает ответный сигнал, по которому блок 5 организует в регистре 4 формирование слова состояния канала и кода прерывания для операции ввода - вывода, соответсгвующей признаку прерывания в регистре 11, по которому был сформирован запрос, на прерывание, ПО Окоичании формирования слова состояния канала и кода прерывания блок 5 сбрасьвает сс- ответствующий разряд и регистре 11 и устанйвзивает признак гот о м ис тл Р мщ9 9382 гистре 2, При наличии в регистре 11 других признаков прерываний от ВУ блок 5 вновь устанавливает в регистре 2 признак обобщенного прерывания. Эта процедура продолжается до сброса всех разрядов в регистре 11.При сброшенном признаке готовности в регистре 2 мультиплексного канала выдача процессором команд мультиплексному каналу запрещена. 1 Оформирование микрокоманд в блоке 5 осуществляется следующим образом.В зависимости от содержимого адреса микрокоманд в регистре 15 возбуждается один из выходов дешифратора 1 б, 15 который соединен с узлом 17, комбинационная схема которого образует адрес следующей микрокоманды и запускает выполнение микрооперации. Выполнение той или иной микрооперации на данном адре- зе се микрокоманды зависит от условий (сигналов, поступающих от других блоков мультиплексного канала). В зависимости от этих условий и в соответствии с за- . ложенным алгоритмом блок 5 формирует г 5 сигналы, управляющие работой остальных блоков канала. Работа регистра 15 адреса микрокоманд и узла 17 синхронизируется импульсами от генераторов С 1 и С 2.Блок 7 модификации адресов, счета ЭО данных и счета порций состоит из счетных регистров, собранных на реверсивных счетчиках.В процессе работы мультиплексного канала содержимое счетных регистров 21-24 модифицируется под управлением сигналов модификации адреса и счета (МОДАС) и модификации адреса команды (МОДАК), поступающих от блока 5 на счетные входы регистров. Причем содержи- мое регистра 22 адреса данньцс уве личивается, а содержимое регистров.2.3 и 24 счета данных и счета порций уменьшается. При обнулении регистра 23 счета давых или регистра 24 счета порции в блок 1 выдаются соответствующие сигналы.(РСД=О и РСП=О), которые определяют дальнейшую работу мультиплексного канала (передача массива данных завершена или передача порцяи данных эаверше на).Коммутатор 25 предназначен для переключения регистров 21 и 22 под управлением блока 5.При КСК в блок передается адрес из регистра 21 - адрес командного слова канала, а при передаче данных иэ регистра 22 - адрес данных.В блоке 12 на мультиплексоре 19 77 10осуществляется последовательный опрос состояний интерфейсных шин (ШИН-У) посредством изменения адреса, поступающего с выхода счетчика 18, При обнаружении сигнала вызова на выходе мул типлексора 19 появляется сигнал, блокирующий последующую модификацию счеч- чика. При этом в счетчике 19 фиксирует ся адрес вызова.Таким образом предложенный мультиплексный канал благодаря введению новыхблоков дает воэможность подключать внешние устройства с радиальным интерфейсом к системе, где взаимосвязь между блоками осуществляется с помощью магистрального канала или ббшей шины.При исполызовании предложенного мулю типлексного канала отпадает необходимость в аппаратных изменениях в контроллерах внешних устройств с интерфейсом Т при подключении их к ЭВМ с интерфейсом типа Магистральный канал или "Общая шина". Возможность использования мультиплексного канала в таких системах кроме того позволяет освободить процессор от выполнения операции ввода - вывода, что повышает эффективность системъьФормула изобретения1. Мультиплексный канал по авт. св. М 752318, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения канала, в него введены блок дешифрации команд, регистр прерываний 1 блок коммутации и блок формирования адреса вызова, причем первый вход блока формирования адреса вызова соединен с первым выходом блока сопряжения с внешними устройствами, а выход - с четвертым входом буферного регистра, шестым входом регистра управляющей информации и первым входом регистра прерываний, выход которого соединен с пятым входом блока управления, десятый выход которого соединен с вторыми входами регистра прерываний и блока формирования адреса вызова и через блок дешифрации команд с пятым входом буферного регистра, третий выход. которого соединен с первым входом блока коммутации, группа аходов и выходов которого является группой входов и выходов канала, а второй вход и выход соединены соответственно с третьими выходом и входом блока сопряжения с внешними устройствами.2, Канал по и 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, блок формирования адреса вызова содержит счетчик, элемент И и мультиплексор, информационный входИсточники информации,принятые во внимание при экспертюе1. Авторское свидетельство СССР Ж 752318, кл. 6 06 Р 3/04, 197811 938277которве о соедавн с первым ахадом блока, марой вход - с Ьихоюом счетчика,а выход - с выходом блока и через эле-,меат Ъ с счетным входом счетчика, входсброса которого является вторым входомблока,938277 иг Ве тл енк 73 Тираж 731 ВНИИПИ Государственнпо делам иаобрете 113035, Москва, ЖПодого комитета Сннй и открытий5, Раушская наб оноеР