Устройство для обмена

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик н 11907539(23) Приоритет -Опубликовано 230282, Бюллетень Мо 7Дата опубликования описания 230282 Р 1 М К з С 06 Р 3/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(5 4 ) УСТ РОЙС ТВО ОБМЕНА Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке многомашинныхвычислительных комплексов и сетейЭВМ для связи однотипных и разнотипных вычислительных машин между собой,для связи ЭВМ с нестандартными внешними устройствами и Физическими объектами.1 ОИзвестно устройство обмена, содержащее блок управления линиями, буферные регистры данных, блок управленияинтерфесом к памяти вычислительнойсистемы (1.Недостатком устройства является 15отсутствие возможности диагностикиработы устройства сопряжения в вычиолительном комплексе,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому,эффекту является устройство обмена,содержащее регистры команд, буферныерегистры данных, блок управлениясвязью с основной машиной, блок управления линиями связи, блоки усили-, 25телей связи с линией 2. Недостатком данного устройства является отсутствие воэможности диагностики работы устройства,что приводит к сужению функциональных возможностей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет организации процесса диагностики.Поставленная цель достигается тем,что в устройство обмена, содержащее блок управления связью с каналом, два блока Формирования команд, два буферных регистра, блок усилителей и блок управления связью с абонентом, причем первый информационный вход устройства соединен с первым информационным входом первого буферного регистра и с информационным входом первого блока формирования команд, информационный выход которого соедннен со вторым информационным входом первого буферного регистра и с первым кодовым входом блока управления связью с каналом, стробирующий, разрешающий, кодовый выходы, запускающий и второй кодовый входы блока управления связью с каналом соединены соответственно с управляющим входом ,первого блока формирования команд, с вторым запускающим входом блока управления связью с абонентом, с первым информационным входом второго буферного регистра, с первым управля 907539ющим входом устройства и с информационным выходом второго блока формирования команд, первый, второй, третий информационные входы блока усилителей соединены соответственно скодовым выходом блока управлениясвязью с абонентом, с вторым информационным входом устройства, с информационным выходом первого буферного регистра, первый, второй и третий информационные выходы блока усилителей соединены соответственно скодовым входом блока управлениясвязью с абонентом, с информационным входом второго блока формирования команд и с вторым информационным входом второго буферного регистра, разрешающий и стробирующий выходы блока управления связью с абонентом соединены соответственно с управляющим входом второго блока формирования команд и с управляющимвходом первого буферного регистра,выход готовности блока управлениясвязью с каналом, выход второго буферного регистра, вход и выход управляющей информации блока усилителей являются соответственно первымиуправляющим и информационным выходами и вторыми управляющими входоми выходом устройства, введены регистр состояния абонента, блок хранения ошибок, блок задания режима,блок управления передачей сбоев итриггер готовности, причем первый ивторой задающие выходы первого блокаФормирования команд соединены соответственно с первым установочнымвходом блока хранения ошибок и свторым установочным входом блока задания режима, второй и третий установочные входы блока храненияошибок соединены соответственно сконтрольным выходом первого буферно"го регистра и выходом сигнала ошибкиблока управления связью с каналом,первый задающий выход блока храненияошибок соединен с первым установоч"ным входом блока управления связьюс каналом и с вторым признаковымвходом блока управления передачейсбоев, второй задающий и кодовый выходы блока хранения ошибок соединенысоответственно с установочным входомрегистра состояния абонента и стретьим информационным входом первого буферного регистра, первый и третий установочные входы блока заданиярежима соединены с задающими выходами соответственно блока управлениясвязью с каналом и второго блока формирования команд, выход блока задания режимов соединен с вторым установочным входом блока управлениясвязью с каналом, с запрещающим входом блока хранения ошибок и с режимным входом блока управления передачей сбоев, второй информационныйвыход блока усилителей соединен синФормационным входом регистра состояния абонента, выход которого соединен с третьим установочным входом блока управления связью с каналом и с третьим информационным входом второго буФерного регистра, первый управляющий выход блока управления передачей сбоев соединен с входом триггера готовности и с управляющим входом регистра состояния абонента, второй управляющий выход блока управления передачей сбоев соединен с первым запускающим входом блока управления связью с абонентом, первый и второй выходы триггера готовности соединены соответственно с устано 15 вочным входом блока управления связьюс абонентом и с запрещающим входом блока усилителей, а задающий выход блока управления связью с абонентом соединен с первым приэнаковым входом 20 блока управления передачей сбоев.Кроме того, блок управления передачей сбоев содержит два элемента И, два триггера, причем режимный вход блока соединен с первыми входами перр 5 вого и второго элементов И, первыйи второй признаковые входы блока соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены с установочными входами соответственно первого и второго триггеров, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока. 40 45 50 55 60 65 На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - первого (второго) блока команд; на фиг,3блока управления связью с каналом;на Фиг. 4 - блока управления связью сабонентом; на фиг. 5 - блока задания режима; на фиг. б - блока хранения ошибок," на Фиг. 7 - блока управления передачей сбоев,Устройство обмена содержит (Фиг.1)первый блок 1 формирования команд,первый буферный регистр 2, блок 3управления связью с каналом, блок 4управления связью с абонентом, блок 5усилителей, второй блок б Формирования команд, второй буферный регистр 7,блок 8 задания режимов, блок 9 хранения ошибок, регистр 10 состоянияабонента, блок 11 управления передачей сбоев, триггер 12 готовности, атакже первый информационный вход 13,первый управляющий вход 14, первыйуправляющий выход 15, первый информационный выход 16, второй информационный выход 17, второй информационный вход 18, второй управляющий выход 19, второй управляющий вход 20,группу 21 выходов для связи с абонен"том, выходы блока управления связьюс каналом: стробирующий выход 22,выход 23 сигнала ошибки, разрешающийБлок 3 управления связью с каналом принимает, интерпретирует и формирует управляющие сигналы канала ЦВМ, также он управляет работой отдельных узлов устройства.Блок 4 управления связью с абонентом служит для интерпретации и формирования управляющих сигналов линии 21 связи, а также управляетработой некоторых узлов устройства.Блок 5 усилителей предназначендля формирования (усиления) информационных и управляющих сигналов, передаваемых в линию 21 связи и принимаемых из линии 21 связи.Второй блок б формирования команд предназначен для расшифровки и хранения кода команды, поступившей от абонента из линии 21 связи.Буферный регистр 7 предназначен для временного хранения данных и кодов команд, поступающих из линии 21 связи, а также для приема и выдачи на информационный выход 16 основного байта состояния устройства и байта состояния абонента.Блок 8 задания режимов задает режимы работы устройства сопряжения с использованием самодиагностики и без нее (расширенный режим и режим совместимости соответственно)Режим работы устройства задается программным путем при помощи соответствующих команд управления. Он анализирует коды команд, поступающие на регистры команд.Блок 9 хранения ошибок служит для хранения информации о характере происшегаего сбоя в устройстве или в виде сброса, пришедшего от канала ввода-вывода ЦВМ для последующей передачи этой информации на выход 19,Регистр 10 состояния абонента предназначен для приема и хранения кода ошибки, поступающего от абонента с линии 21 связи, а также для индикации сбоя в устройстве для последующей выдачи этой информации в канал ЦВМ. выход 24, задающий выход 25, кодовыйвыход 26, выход 27 готовности, входыблока управления связью с каналом:первый кодовый вход 28, первый установочный вход 29, второй установочный вход 30, третий установочныйвход 31, второй кодовый вход 32, запускающий вход 33, входы и выходы первого блока команд: информационныйвход 34, управляющий вход 35, информационный выход 36, первый и второйзадающие выходы 37 и 38, входы и выходы блока хранения ошибок: первыйустановочный вход 39, второй установочный вход 40, запрещающий вход 41,третий установочный вход 42, кодовыйвыход 43, первый 44 и второй 45 задающие выходы, входы и выходы блоказадания режимов: первый 46, второй47 и третий 48 установочные входы,выход 49, входы и выходы регистра состояния абонента: управляющий вход 2050, информационный вход 51, установочный вход 52, выход 53, входы и выходы второго блока команд; управляющийвход 54, информационный вход 55,информационный выход 56, задающий 25выход 57, входы 58-60 и выход 61 второго буферного регистра, информационные 62-64, управляющий 65 входыи информационный 66 и контрольный 67выходы первого буферного регистра,входы и выходы блока 4 управлениясвязью с абонентом: кодовый вход 68,первый запускающий вход 69, установочный вход 70, второй запускающий вход71, стробирующий выход 72, кодовыйвыход 73, задающий выход 74, разрешающий выход 75, вход 76 и выходы 77и 78 триггера готовности, первыйпризнаковый вход 79, режимный вход80, второй признаковый вход 81, управляющие выходы 82 и 83 блока управленин передачей сбоев, первый информационный вход 84, запрещающий вход85, второй информационный вход 86,вход 87 управляющей информации, первый информационный выход 88, второй 45информационный выход 89, третий информационный выход 90, выход 91 управляющей информации, третий информационный вход 92 блока усилителей.Блок 1 формирования команд содержит (фиг. 2) датчик 93 адреса, например тумблерный регистр, схему 94сравнения, регистр 95 адреса, элемент.И 96, триггеры 97-100, регистр 101состояния, узел 102 контроля, датчик103 режима (например тумблер).55 Блок 3 управления содержит(фиг.3) регистр 104 команды, дешифратор 105, узлы 106 и 107 контроля, элемент ИЛИ 108. 60Блок 9 хранения ошибок содержит (фиг. 4) триггеры 109-112 и элемент ИЛИ 113.Блок 4 управления связью с абонентом содержит (фиг. 5) элемент ИЛИ 114,65 триггеры 115-117, элемент И 118, триггеры 119-123, элемент И 124.Блок 8 задания режимов содержит (Фиг.б) элемент ИЛИ 125 и триггер 126.Блок 11 управления передачей сбоев содержит (фиг. 7) элемент И 127 элемент И 128 и триггеры 119-130.Первый блок 1 формирования команд предназначен для расшифровки и хранения команды, поступившей из канала ввода-вывода ЦВМ. В соответствии с принятой командой он задает режим работы устройства.Буферный регистр 2 служит для временного хранения кодов команд, данных и кода ошибки, поступающего из блока 9 хранения ошибки для после,дующей их выдачи в линию 21 связи.Блок 11 управления передачей сбоев служит для организации процедурприема и выдачи информации о сбояхсвязи в устройстве и у абонентасигналов управления, идентифицирующих код ошибки, осуществляет организацию приема этого кода на регистр10 состояния абонента, а получивиз блока 9 сигнал о наличии информации о сбое на устройстве, осуществляет управление передачей кода ошибки на линию 21 связи и, после переда Очи этого кода ошибки, - управлениеПереводом устройства сопряжения вСостояние Не готов для абонента.Триггер 12 готовности фиксируетсостояние готовности абонента к работе при обращении к устройству состороны канала ЦВМ и сообщает обэтом в канал ЦВМ; сообщает абонентуо неготовности устройства к работевследствие неготовности канала ЦВМ, 20сбоя в устройстве, автономного режима работы и т.д.Устройство сопряжения работаетследующим образом.Обмен информацией осуществляетсямежду каналом ввода-вывода ЦВМ и линией связи, связывающей абоненты сустройством. Инициатором обмена может быть и канал и линия связи.Всю процедуру обмена можно условноразбить на три этапа,При инициации обмена со стороныканала ЦВМ первый этап - прием кодакоманды из канала ЦВМ и выдача егов линию связи абонента; второй-прием кода встречной команды с линиисвязи; третий - передача данных.При инициации обмена со сторонылинии связи (абонента) первый этапприем кода команды с линии связи исообщение об инициации обмена в канал ЦВМ 1 второй - прием кода встречной команды из канала ЦВМ и передачаего в линию связи (абоненту); третийпередача данных.Все поступающие на устройство а 5команды являются командами трех типов: команды обмена - Читать,Записать, команды управленияУправление, Перейти в расширенный режим, Перейти в режимсовместимости и команды проверкиустройства.Причем команды управления требуют только двух первых этапов обмена,а команды проверки устройства выполняются со стороны канала ЦВМ без передачи кода команды в линию связи.Начиная выборку, канал ЦВМ выдаетна вход 13 адрес устройства в сопровождении сигнала АДР-К ко входу 14,Адрес со входа 28 блока 3 поступает ц)в регистр 95 адреса (фиг. 2). В случае совпадения адресов, поступающихна входы схемы 94 сравнения с выходов регистра 95 и датчика 93 адреса,на выходе схемы 94 сравнения выра- у 5 батывается сигнал о соответствии адресов.Затем канал ЦВМ выдает по входу 14 сигнал ВБР-К, который поступает на вход 33 блока 3, на триггер 97, устанавливая его в 1. Единичный сигнал с выхода триггера 97 и выходной сигнал схемы 94 сравнения устанавливают в единичное состояние триггер 99 (РАБ-А). Триггер выдает сигнал на выход 27, на выход 15 и в канал ЦВМ.В ответ на сигнал РАБ-А канал выдает на вход 13 код команды в сопровождении сигнала УПР-К по входу 14. С входа 33 блока 3 этот сигнал устанавливает в 1 триггер 98, вйходной сигнал которого с выхода 22блока 3 поступает на вход 35 блока 1 тем самым разрешен прием кода канала в регистр 104 (фиг. 3) по входу 34.В блоке 1 код команды контролируется узлом 106Узлом 107 контро- лируются выходы дешифратора, Если сбоя нет, то код с регистра 101 (байт состояния) передается каналу ЦВМ. При обнаружении сбоя сигнал с выхода 37 блока 1 поступает на вход 39 блока 9 и взводит триггер 110, сигнализирующий о сбое команды. Этот сигнал с выхода 44 блока 9 поступает на вход 29 блока 3 и с выхода 43 на вход 64 буферного регистра 2. В блоке 3 устанавливается разряд Сбой адаптера в регистре 101.В сопровождении сигнала УПРА(единичное состояние триггера 100)содержимое регистра 101 (байт состояния) с выхода 26 блока 3 поступаетна вход 58 буферного регистра 7 идалее на выход 16 устройства в канал ЦЫМ.Сигнал с выхода 44 блока 9 поступает также на вход 81 блока 11(фиг. 7), через элемент ИЛИ 128 итриггер 130 на выход 83 блока 11,затем на вход 69 блока 4.С выхода 24 блока 3 выдается сигнал на вход 71 блока 4. В блоке 4анализируется готовность абонента,и если абонент готов, то на выходе72 блока 4 формируется строб, который разрешает выдачу кода ошибки изрегистра 2 на вход блока 5, на еговыход 17 и далее абоненту,При отсутствии сбоя в регистре104 или дешифраторе 105 начинаетсяпроцедура передачи кода команды абоненту, По сигналу с входа 71 блок 4вырабатывает запрос на передачу абоненту (взводится триггер 115), который по цепочке; выход 73, вход 84,выход 19 поступает абоненту.Абонент отвечает сигналом готовности и запросом на байт (поступаютпо цепочке; вход 20, вход 87, выход88 и вход 68), которые взводят триггеры 117,120 и 116 в блоке 4 приформула изобретения 1. Устройство обмена, содержащее блок управления связью с каналом, два блока формирования команд, два буферных регистра, блок усилителей и блок управления связью с абонентом, причем первый информационный вход устройства соединен с первым информационным входом первого буферного этом формируются сигналы на выходах72 и 73 блока 4. Сигнал с выхода 72разрешает передачу абоненту кода команды из регистра 2 йо цепочке: выход 66, вход 32 блока 5, выход 90,в сопровождении строба по цепочке:выход 73, вход 84, выход 91,выход 19.По получении кода команды от устройства абонент посылает ответныйкод. Для этого абонент выставляетзапрос на передачу (взводится триггер 121 в блоке 4), устанавливаютсяв единицу триггеры 122 и 123, сообщая абоненту о готовности устройствак обмену (триггер 122) и выставляязапрос на байт (триггер 123), Вответ абонент присылает строб (взводится триггер 116), по сигналу 74(фиг. 5) по входу 79 взводится триггер 129 блока 11 (фиг. 7). По цепочке: выход 82 блока 11, вход 70 ивыход 75 блока 4 вырабатывается сигнал, который разрешает прием кодакоманды абонента на вход 55 блока 6,С выхода 56 блока 6 код команды поФступает на вход 32 блока 3, где сравнивается с кодом команды, находящимся в блоке 1. Если коды команд несовпадают, то на выход 16 выдаетсябайт состояния с индикаторами фВнимание, фЗанятоф, если они совпадают, то начинается передача данных,)Если же абонент передал не кодкоманды, а код ошибки, то блок 11распознает, что идет передача кодаошибки (на его вход 79 поступает сигнал) при этом в устройстве долженбыть установлен расширенный режим:есть сигнал на входе 80). С выхода82 блок 11 вырабатывает строб, разрешающий прием кода в регистр 10.По коду ошибки (выход 56, вход 32блока 3) в блоке 3 формируется сигнал фСбой адаптера, и устройствопереходит в состояние Не готов(взводится триггер 12 по входу 76).Если канал ЦВМ желает считать кодошибки абонента, содержимое регистра 4510 с выхода 53 передается на вход 59регистра 7 и далее в канал ЦВМ, Привозникновении сигнала Сбой оборудованияф на триггере 112 блока 9,сигнал с выхода 45 блока 9 поступа- рет на вход 52 регистра 10.Передача кода ошибки в канал ЦВМпроизводится только в расширенном режиме.В случае неготовности устройстваобмена все усилители в блоке 5 блокируются сигналом, поступающим навход 85 блока с выхода 78 триггера 12.Режим работы устройства (расширенный или режим совместимости) можетзадаваться либо каналом ЦВМ по цепоч(ке: выход 38 блока 1, вход 48 блока 8,либо абонентом по цепочке; выход 57блока 6 вход 46 блока 8, либо вручную из блока 3 по цепочке: датчик 103,выход 25 (фиг. 2), вход 47 блока 8, 65 Если устройство работает в расширенном режиме, то блок 8 сигналом со своего выхода 49 разрешает формирование в волоке кода ошибки. При работе в режиме совместимости блок 8 формирует сигнал блокировки на входе 30 блока 3, запрещая тем самым установку индикатора Сбой адаптера.Введение новых блоков для осуществления самодиагностики позволяет полностью исключить ситуации, приводящие к зависанию системы при некорректной работе программного обеспечения одной из ЦВМ или при нарушении работы устройства обмена.При случайных нарушениях в работе устройства обмена система самодиагностики обеспечивает завершение текущей операции ввода-вывода, что существенно влияет на работоспособность системы. Вместо .перегрузки системы (на что уходит 15-20 мин рабочего вре мени ВМ), требуется лишь повторить операцию ввода-вывода, при выполнении которой произошла случайная ошибка (потери составляют несколько десятков милисекунд). Опыт работы экспериментальной вычислительной сети показывает, что подобные нарушения в работе устройства обмена возникают, в среднем, 2-3 раза в неделю, т.е. около 100 раз в год. Затраты времени на перезагрузку системы при этом составят 2000 мин, или 33 ч эа год.При серьезных нарушениях в работе устройства обмена система самодиагностики устройства обеспечивает передачу диагностической информации хотя бы в одну из ЦВМ, что существенно сокращает время на поиск неисправности и ее устранение (с 1-2 ч до 10-20 мин, причем отпадает необходимость испольэовать машинное время обеих ЦВМ для тестирования устройства.Такие нарушения, как показывает статистика, происходят, в среднем, раз в неделю, т.е. около 50 раз в год. Потери времени при этом составляют 100 ч в год.Суммарные потери времени составляют около 133 ч в год.Ориентировочный экономический эффект при стоимости машинного времени 400 руб. ч за год составит 400 руб,х х 133 ч = 53200 руб.управления связью с каналом соединены соответственно с управляющим входом первого блока формирования команд, с вторым запускающим входом блока управления связью с абонентом, с первым информационным входом второго буферного регистра, с первым управляющим входом устройства и с информационным выходом второго блока формирования команд, первый, второй, третий информационные входы блока усилителей соединены соответственно с кодовым выходом блока управления связью с абонентом, с вторым информационным входом устройства, синформационным выходом первого буферного регистра, первый, второй и третий информационные выходы блока усилителей соединены соответственно с кодовым входом блока управления связью с абонентом, с информационным входом второго блока формирования команд и с вторым информационным входом. второго буферного регистра, разрешающий и стробирующий выходы блока управления связью с абонентом соединены соответственно с управляющим входом второго блока формирования команд и с управляющим входом первого буферного регистра, выход готовности блока управления связью с каналом, выход второго буферного регистра, вход и выход управляющей информации блока усилителей являются соответственно первыми управляющим и информационным выходами и вторыми управляющими входом и выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет органиэации процесса диагностики, оно содержит регистр состояния абонента, блок хранения ошибок, блок задания режима, блок управления передачей сбоев и триггер готовности, причем первый и второй задающие выходы первого блока формирования команд соединены соответственно с первым установочным входом блока хранения ошибок и с вторым установочным входам блока задания режима, второй и третий установочные входы бЛока хранения ошибок соединены соответственно с контроль,ным выходом первого буферного регистра и с выходом сигнала ошибок блока управления связью с каналом, первый задающий выход блока хранения ошибок соединен с первым установочным входом регистра и с информационным входом первого блока формирования команд, информационный выход которого соединен со вторым информационным входом первого буферного регистра и с первым кодовым входом блока управления связью с каналом, стробирующий, разрешающий, кодовый выходы, запускающий и второй кодовый входы блока 10 15 25 35 40 45 50 55 60 блока управления связью с каналом и с вторым признаковым входом блока управления передачей сбоев, второй задающий и кодовый выходы блока хранения ошибок соединены соответственно с установочным входом регистра состояния абонента и с третьим информационным входом первого буферного регистра, первый и третий установочные входы блока задания режима соединены с задающими выходами соответственно блока управления связью с каналом и второго блока формирования команд, выход блока задания режима соединен с вторым установочным входом блока управления связью с каналом, с запрещающим входом блока хранения ошибок и с режимным входом блока управления передачей сбоев, второй информационный выход блока усилителей соединен с информационным входом регистра состояния абонента, выход которого соединен с третьим установочным входом блока управления связью с каналом и с третьим информационным входом второго буферного регистра, первый управляющий выход блока управления передачей сбоев соединен с входом триггера готовности и с управляющим входом регистра состояния абонента, второй управляющий выход блока управления передачей сбоев соединен с первым запускающим входом блока управления связью с абонентом, первый и второй выходы триггера готовности соединены соответственно с установочным входом блока управления связью с абонентом и с запрещающим входом блока усилителей, а задающий выход блока управления связью с абонентом соединен с первым признаковым входом блока управления передачей сбоев.2, Устройство по п. 1., о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления передачей сбоев содержит два элемента И, два триггера, причем режимный вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый и второй приэнаковые входы блока соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены с, установочными входами соответственно первого и второго триггеров, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3482214,кл. 340-172.5, опублик. 1963,2. Авторское свидетельство СССР У 2547356/18-24, кл. С 06 Р 3/04,1978.907539 Фиг.б иг. Составитель Ф, ШагиахметовТехред М.рейвес Корректор В, Синицк едактор В, Да Заказ 591 к лиал ППП Патент, г, Ужгород, ул,. Проектная,Тираж 732НИИПИ Государственнпо делам изобретеМосква, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРи открытийнаб., д. 4/5