Устройство управления обменом

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯк Авторском свидетельств 732842(23) Прнорнт делан иэооретеиий и открытий бликовано 05 5,80, Бюллетень УХ 681.1(088.8) та опубликования описания 07.05,8. И Гончаров,Заявнтел РОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ОБМЕНО 54 ычислите пользоввн еном инфо ми ст ой Изобретение относится к вной технике и может быть ис ов устройствах управления обм рмвцией между ЭВМ и внешни у рствами,Известно устройство управления обменом, содержащее блок управления, коммутатор, блок приоритета 11, Это устройство обеспечивает обмен информациеймежду ЭВМ и внец 1 ними устройствами,1 ОНедостатком этого устройства является то, что его ведущими устройствами,т.е, устройствами, начинающими операциюобмена, являются ЭВМ (каналы ввода-вывода), а внешние устройства - исполни 15тельные, ЭВМ определяет номер внешнего устройства, с которым необходимо про-извести обмен команд обмена (прием, выдача, управление и др,), регламентируетпоследовательность служебных сигналовобмена. Это делает невозможным непосредственное включение в систему. двухи более ЭВМ, так как каждая из них попринципу обмена является ведущей. При Дубров и О,. А. Соколов построении систем, включающих более одной ЭВМ, необходимо применять дополнительные устройства (адаптеры), позволяющие сопрягать ЭВМ между собой, чтоприводит к увеличению аппаратурных затрат при построении систем,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок сопряжения, первый вход-выход которого является первым входом-выходом устройства, регистрготовностей, блок микрокоманд, первыйвыход которого соединен со входом счетчика номеров абонентов 21,Однако применение этого устройствапри создании систем также требует доподнитепьных аппарвтурных затрат.Цель предлагаемого изобретения - сокращение аппаратурных затрат при построении систем,Цепь достигается тем, что устройствосодержит блок хранения признаков готовностей, бпок контропя готовности, причемпервый вход блока хранения признаков го3 732товностей соединен с выходом счетчиХаномеров абонентов и является вторым входом-выходом устройства, второй вход и первый выход блока хранения признаков готовностей соединены с первым выходом и первым входом блока сопряжения соответственно, второй выход подключен к первому входу регистра готовностей, третий вход и третий выход блока хранения признаков готовностей подключены соот ветственно ко второму выходу и первому входу блока микрокоманд, первый вход-выход которого является вторым входом-выходом устройства, второй вход-выход третьим входом-выходом устройства, а тре тий вход блока микрокоманд подсоединен к выходу блока контроля готовности, тре тий выход блока микрокоманд- ко второму входу регистра готовностей, первая группа выходов которого является выходом 20 устройства, а второй выход подключен к, первому входу блока контроля готовности, вторая группа входов которого является входом устройства, причем второй вход и второй выход блока сопряжения являются соответственно вторым входом и вторым выходом устройства, блок хранения признаков готовностей содержит матрицу запоминающих элементов, узел управления, регистр адреса,. дешифратор адреса, первый и второй триггеры маски, триггер сбоя, элемент ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, причем вход регистра адреса является первым входом блока, первый вход матрицы запоминающих элементов - вторым входом блока, вход узла управления - третьим входом блока, а выходы первого и второго элементов И,выход регистра адреса и выход триггера40 сбоя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока соответствейно, причем выход регистра адреса связан со входом дешифратора сдреса и входом элемента ИЛИ, а вход подключен45 к первому выходу узла управления, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого и второго триггеров маски, матрицы запоминающих элемен 50 тов и триггера сбоя, выход дешифратораадреса подключен ко второму входу матрицы запоминающих элементов, первый и второй выходы которой подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго триггеров маски, входы которых соединены со вторым вхо 842дом устройства, причем первый, второй итретий входы третьего элемента И соединен соответственно с выходом элементаИЛИпервым и вторым выходами матрицы запоминающих элементов, а выход подключен ко входу триггера сбоя,На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - схема матрицы блока хранения признаков готовностей; на фиг, 3схема блока контроля готовности,Устройство содержит блок 1 сопряжения, блок 2 микрокоманд, счетчик 3 номеров абонентов, блок 4 хранения признаков готовностей, регистр 5 готовностей,блок 6 контроля готовностей, 7 - информационная магистраль; 8 - магистральуправляющих сигналов процессора; 9 и 10 выходы блока 2; 11, 12 и 13 - выход,вход, выход блока 4; 14 и 15 - вход ивыход блока 6; 16 - адресная магистраль;17 - магистраль готовности источника;18 - магистраль готовности приемника;19 - магистраль управляюших сигналовобмена; 20 и 21 - информационные магистрали; 22 - внешние устройства, Блок4 хранения признаков готовностей содержит регистр 23 адреса, дешифратор 24адреса, матрицу 25 запоминающих элементов, элемент ИЛИ 26, два триггера27 маски, триггер 28 сбоя, элементыИ 29-31, узел управления 32, Блок сконтроля готовностей содержит элементы33-36 И, элементы 37-39 ИЛИ, счетчик40 времени, триггер 41,Первый выход блока 2 микрокомандсоединен со входом счетчика 3 номеровабонентов, второй выход со вторым входом блока 4 хранения признаков готовностей, третий выход соединен с управляющим входом регистра 5 готовностей. Выход счетчика 3 номеров абонентов подключен к первому входу блока 4 храненияпризнаков готовностей, третий выход которого подключен к первому входу регистра 5 готовностей, второй выход ко второму входу блока 2 микрокоманд, а первый выход и третий вход соединены соответственно с первыми входом и выходомблока 1 сопряжения, Выход блока 6 контроля готовности соединен с первым входом блока 2,Блок сопряжения 1 осуществляет электрическое сопряжение информационной магистрали процессора с информационной магистралью системы.Блок 2 микрокоманд осуществляет управление работой всех узлов устройства, задает режимы сканирования адреса, а5 7328также вырабатывает служебные сигналы,сопровождаюшие информацию при обмене,Счетчик 3 номеров абонентов предназначен для выработки адресов абонентов.Блок 4 хранения признаков готовнос-.тей осуществляет хранение признаков, характеризующих условия и режимы обменапо каждой программе,Регистр 5 готовностей предназначендля выдачи сигналов готовности и поддержания их в течение всей операции обмена,Блок 6 контроля готовности определяеттип операции обмена, контролирует ходоперации обмена, определяет момент начала и окончания ее, 15Устройство работает следующим образом.Всем программам обмена и соответственно абонентам 22 присвоены определенные номера, Каждое внешнее устройство 20(абонент) осуществляет обмен информацией по одной или нескольким программам.Если внешнее устройство осуществляетодносторонний обмен информацией (толькоприем или только выдачу), то его номерсовпадает с номером реализуемой им программы, если двусторонний обмен информацией, то такому внешнему устройствувыделены два номера,Имеется два типа операций обмена 30Обмен 1 и Обмен 2, В операциях Обмен 1осуществляется обмен информацией междувнешним устройством и процессором, причем одна программа операций Обмен 1предназначена либо для приема информации от внешнего устройства, либо для выдачи информации внешнему устройству изпроцессора. В операциях Обмен 2 двавнешних устройства осуществляют обмен40информацией между собой, минуя процессор.Каждой программе обмена ставится всоответствие двухразрядное число, одинразряд ГП (готовность приемника к обмену), второй разряд ГИ (готовность ис 45точника к обмену), Признаки ГП, ГИ каждой программы хранятся в блоке 4 готовностей, а их запись и стирание осуществляется по командам процессора в ходе50выполнения рабочих программ.По команде с блока 2 микрокомандсчетчик 3 номеров абонентов последовательно вырабатывает номера абонентов,которые поступают на адресную магистраль5516 системы и на вход блока 4 храненияпризнаков готовностей. По номеру в блоке 4 хранения признаков готовностей считываются признаки ГИ, ГП данной прог 42 6раммы, которые после контроля записымются в регистр 5 готовностей. С выходарегистра 5 готовностей сигналы ГИ, ГПпоступают на внешние шины 17 и 18.Нашину 17 поступают сигналы ГИ от всехисточников информации системы, на шину18 сигналы ГП, Все абоненты 22 системы опознают адрес, присутствующий наадресной магистрали 16. Абонент 22,опознавший адрес, при готовности осуществить обмен выставляет на шину 17 или18 соответствуюший сигнал готовности.Один из входов блока 6 контроля готовности подключен к шинам 17 и 18. В блоке6 контроля готовности осуществляетсяанализ наличия готовностей и вырабатымются сигналы начала операции обмена иликонца обмена, которые по цепи 15 поступают в блок 2 микрокоманд. Условием начала операции типа Обмен 1 является одновременное наличие сигнала ГИ на выходе .14 регистра 5 готовностей и сигналаГП.на шине 18, или сигнала ГП на выходе 14 и сигнала ГИ на шине 17. При получении от блока 6 контроля готовностейсигнала начала операции Обмен 1 блок 2микрокоманд вырабатымет сигнал авторазрыва АР, по которому процессор прерывает выполнение текушей программы ипереходит к выполнению программы обмена. Номер программы обмена поступаетв процессор с выхода 11 блока 4 хранения признаков готовностей через блок 1сопряжения,После завершения обмена абонент 22снимает соответствующий сигнал готовности на шине 17 или 18, после чегоблок 6 контроля готовности вырабатыметсигнал Конец обмена, поступающий по цепи 15 в блок 2 микрокоманд. Последнийсигналом по цепи 9 устанавливает в Орегистр 5 готовностей и вырабатываеткоманду для счетчика 3 номеров абонентов на продолжение сканирования адресов. Возможно окончание операции обмена по инициативе процессора, В этом случае команда поступает от процессора пошинам 8 в блок 2 микрокоманд, которыйустанавливает в О регистр 5 готовностей;Снятие сигнала ГИ или ГП на выходах14 регистра 5 готовностей также является для блока 6 контроля готовности уоловием для выработки сигнала Конец обмена, Принимаемая информация с шины20 системы через блок 1 сопряжения пошине 7 поступает в процессор, либо припередаче с шин 7 через блок 1 сопряжения передается из процессора на шину 217 73284и далее принимающему абоненту 22, Служебные сигналы, сопровождвюшие информацию, вырабатываются в блоке 2 микрокоманд и поступают с одной стороны нешину 19 системы, в с другой стороныпо шине 8 в процессор. В системе возможен вариант, когда две внешних устройства осуществляют обмен информацией непосредственно без участия процессора. Вэтом случае признаки ГП/ГИ, характеризующие соответствующую программу обменаблока 4 хранения признаков готовностей,имеют нулевое значение, Устройство, передающее информацию, выставляет сигналГИ на шину 17, а устройство принимаюшее - сигнал ГП на шину 18. При одновременном присутствии сигналов ГИ, ГПна шинах 17 и 18 блок 6 контроля готовности формирует сигнал начала операцииОбмен 2, который по цепи 15 поступает 20в блок 2 микрокоманд. В этом случаесканирование адресов останавливается, нов блоке 2 микрокомвнд не вырабатываются сигнал АР для процессора и служебные сигналы, сопровождающие операцию.Внешние устройства осуществляют обменинформацией, используя общие магистралисистемы - информвционные 20 и 21 имагистраль управляющих сигналов 19.После завершения обмена (снятие одногоиз сигналов ГИ, ГП на шинах 17 и 18)блок 6 контроля готовности вырабатывает сигнал Конец обмена и осуществляется переход к следующему номеру,Блок 6 контроля готовности оусществляет также контроль времени установления связи (от момента поступления вдреса на адресную магистраль до моментасформирования сигнала начала операции40обмена) и длительности семой операцииобмена, Если внешнее устройство не готово к обмену то спустя определенноевремя после выдачи адреса блок 6 контроля готовности формирует сигнал пере 45хода к следующему адресу, Если начавшаяся операция обмена длится больше некоторого интервала времени, блок 6 контроля готовности также вырабатывает сигнал перехода к следуюшему адресу. Таким50обрезом обеспечивается работоспособностьсистемы при выходе из строя какого-нибудь абонента,При работе в системе нескольких ЭВМсчетчик 3 номеров абонентов работаеттолько в устройстве управления обменомодной ЭВМ. В остальных ЭВМ счетчик 3номера абонентов блокируется, блокировка осуществляется переключением на пуль 28те. Обращение к блоку 4 хранения признаков готовностей в таких ЭВМ осушествляется по номеру, присутствуюшему нвадресной магистрали, в вся дальнейшаяработа осушествляется, квк описано выше,Счетчик 3 номеров абонентов может бытьвключен в блоке управления обменом любой ЭВМ, но только одной.Выходы регистра 23 адреса соединеныс входами элементе ИЛИ 26 и входамидешифретора 24 адреса, выходы которогосоединены с адресными входами матрицы25 запоминающих элементов, Выходы матрицы 25 запоминающих элементов соединены со входами элементов И 29-31,один из входов элемента И 29 соединенс выходом элемента ИЛИ 26, один извходов элементов И 30 и 31 соединен свыходом соответствующего триггера 27маски. Выход элемента И 29 подключенко входу установки в 1 триггера 28 сбоя.Управляющий вход регистра 23 адреса,управляющие входы триггеров 27 маски,вход установки в 0 триггере 28 сбоя ивходы команд Запись Чтение, матрицы25 зепоминеюших элементов соединены ссоответствующими выходами узла 32 управления. Матрица 25 звпоминвюших элементов предназначена для хранения двухразрядных чиселгде М - обшее количество программ обмена в системе,Узел 32 управления расшифровываеткоманду и вырабатывает управллюшие сигналы, обеспечивающие выполнение команды. Имеется три команды обращения кблоку 4 хранения признаков готовностейЗапись, Считать, Установить маску, Команды Зеп ись Считать сопровождаютсяномером числа, которое записывается илисчитывается при обращении к матрице 25запоминающих элементов. Номер числа записывается в регистр 23 адреса, дешифруется дешифрвтором 24 адреса и в видепозиционных сигналов поступает не адресные входы матрицы 25 запоминаюшихэлементов.Триггеры 27 маски служат для маскирования приема или выдачи информации.По команде Установить маску двухразрядное число записывается в триггеры 27маски. Каждый триггер 27 предназначендля маскирования (запрешения выдачи) соответствуюшего сигнала ГИ или ГП черезэлементы И 30 и 31, При выполнении команды Считать осушествляется контрольсчитанного числа, Если при чтении по любому адресу, кроме нулевого, нв выходематрицы 25 запоминающих элементов име732842 10мента И 36. Если по истечении некоторого максимального допустимого времениоперация обмена не завершается, сигналсо второго выхода счетчика 40 временичерез элемент ИЛИ 39 поступает на .выход 44. Каждый раз после завершенияоперации обмена блок 2 микрокоманд сигналом по цепи 45 устанавливает в 0 триггер 41 и счетчик 40 времени,10 Предлагаемое устройство обеспечиваетобмен информацией в системе как междуЭВМ и внешними устройствами, так имежду внешними устройствами (в том числе и между ЭВМ) без дополнительных ап 15 паратурных затрат. ктся две единицы, появляется сигнал навыходе элемента И 29, который устанавливает в 1 триггер 28 сбоя. С вьмодатриггера 28 сбоя сигнал по цепи 13 поступает в блок микрокоманд, который доводит его до процессора, Номер программы, в признаках готовности которой обнаружен сбой, с выхода регистра 23 адреса по цепи 11 через блок сопряжения доводится до ЭВМ. Ячейка матрицы 25 эапоминающих элементов, имеющая нулевойкод адреса, используется для контроля.При проведении контроля в эту ячейку записываются две единицы. При чтении понулевому адресу отсутствует выход элемента ИЛИ 26 и сигнал сбоя не вырабатывается. Сигналы ГИ, ГП с выхода блока 4 хранения признаков готовностей записываются в регистр 5 готовностей ипоступают на шины 17 и 18, В итоге 2срабатывает блок 6 контроля готовности,блок 2 микрокоманд, в процессор поступает сигнал АР и нулевой код программыобмена. Таким образом осуществляетсяконтроль устройства управления обмном.Каждый раз при выполнении команды Чтение узел 32 управления устанавливаеттриггер 28 сбоя в О, подготавливая егок работе,При смене номера программы по команде от блока 2 микрокоманд устанавливается в 1 триггер 41, который разрешает счет интервальных меток в счетчике40 времени от блока 2 микрокоманд,Элемент И, 33 фиксирует одновременное наличие сигналов ГИ на шине 17 исигнала ГИ на выходе 14 регистра 5 готовностей, элемент И 35 фиксирует наличие сигналов ГП на шине 18 и сигналаГЛ на шине 14, Укаэанные комбинации140сигналов вызывают появление сигнала Обмен 1 в цепи 42. Если присутствуютодновременно сигналы ГИ и ГП на шинах17 и 18,.то вырабатывается сигнал Обмен 2, который по цепи 43 поступает вблок 2 микрокоманд, Счетчик 40 времениимеет два выхода: первый выход соответствует допустимому времени установления связи Т, второй выход - максимальному времени обмена То, Если через вре 50мя Т не появится ни один из сигналовОбмен 1, Обмен 2, сигнал с первого выхода счетчика 40 времени через элементИ 36 и элемент ИЛИ 39 поступает поцепи 44 в блок 2 микрокоманд как сигнал перехода к следующей программе,Любой из сигналов Обмен 1, Обмен 2 черезэлемент ИЛИ 38 блокирует работу элеФормула изобретения 1. Устройство управления обменом, содержащее блок сопряжения, первыфй вход-. выход которого является первым входом- выходом устройства, регистр готовностей, блок микрокоманд, первый выход которого соединен со входом счетчика номеров абонентов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит блок хранения признаков готовностей, блок контроля готовности, причем первый вход блока хранения признаков готовностей соединен с выходом счетчика номеров абонентов и является вторым входом-выходом устройства, второй вход и первый выход блока хранения признаков готовностей соединены с первым выходом и первым входом блока сопряжения соответственно, второй выход подключен к первому входу регистра готовностей, третий вход и третий выход блока хранения признаков готовностей подключены соответственно ко второму выходу и первому входу блока макрокоманд; первый вход-выход которого является вторым входом-выходом устройства, второй вход-выход третьим входом-выходом устройства, а третий вход блока микрокоманд подсоединен к выходу блока контроля готовности, третий выход блока микрокоманд - ко второму входу регистра готовностей, первая группа выходов которого является выходом устройства, а второй выход подключен к первому входу блока контроля готовности, вторая группавходов которого является входом устройства, фрич отрой вход и отрой выходблока сопряжения являются соответственно вторым входом и вторым выходом устройства,7328112. Устройство по п. 1, о т л и ч а - ю ш е е с я тем, чтоблок хранения признаков готовностей содержит матрицу запоминающих элементов, узел управления, регистр адреса, дешифратор адреса, пер. вый и второй триггеры маски, триггер сбоя, элемент ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, причем вход регистра адреса является первым входом блока, первый вход матрицы запоминающих элемен тов - вторым входом блока, вход узла управления - третьим входом блока, а выходы первого и второго элементов И, выход регистра адреса и выход триггера сбоя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока соответственно, причем выход регистра адреса связан со входом дешифратора адреса и входом элемента ИЛИ, а вход подключен к первому выходу узла управления, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого и второго триггеров маски, матрицы запоминающих элементови триггера сбоя, выход дешифраторв адреса подключен ко второму входу матрицы запоминающих элементов, первый ивторой выходы которой подключены соответственно к первым входам первого ивторого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к выходампервого и второго триггеров маски, входы которых соединены со вторым входомустройства, причем первый, второй и третий входы третьего элемента И соединены соответственно с выходом элементаИЛИ, первым и вторым выходами матрицы запоминающих элементов, а выходподключен ко входу триггера сбоя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИо 444062, кл. 6 06 Р 9/00, 1973,2. Авторское свидетельство СССР