Устройство для управления каналами связи вычислительной системы

Устройство для управления каналами связи вычислительной системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

хека МЬА (" Д (»)52 5095 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.75 (21) 2121008/24 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

Cr06 7 9/18

ГОстДа Рстаенный намнтет

Саввта Министраа СССР па делам изаеретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 681.326 (088.8) (43) Опубликовано15.08.76.Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 15,11.76 (72) Авторы изобретения

В. П. Качков, В. О. Каптюг и В. И. Овсянников (71) Заявитель

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КАНАЛАМИ

СВЯЗИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны устройства управления каналами„содержашие блок микропрограммного прерывания, коммутатор информации и блок задания адреса канала„ первый и второй входы ко. свого соединены соответственно с первыми информационным и управляющим входами устройства, а выход подключен к первому управляющему выходу устройства и первому 0 управляющему входу коммутатора информации, первые и вторые информационные входы и выходы которого соединены соответственно

1 со вторым и третьим информационными вхо дами, перин:м и вторым информационными вы-15 ходами устройства, второй и третий управляющие входы коммутатора информации и первый и второй BxoGbI блока микропрограммного прерывания соединены, соответственно с% вторым и третьим управляющим входами устрой-20 ства, выход блока микропрограммного прерьт вания соединен со вторым управляющим вьтходом устройства.

Недостатком известных устройств управ-. ления является отсутствие в них средств, 25

2 позволяющих одновременно с работой системы по обработке данных выполнять поиск и локализацию неисправности в. аппаратуре ка- налов. Обычно для поиска неисправности в

I одном из каналов система обработки данных, 1 переводится в специальный режим локализации неисправности и процесс обработки пре- крашается. Поиск и локализация неисправнос тей с целью их устранения требует значительных затрат времени, Так как вычислительный процесс в это время приостановлен, то это приводит к сокращению полезного времени, в течение которого производится обработка информации, а следовательно, к задержке выпал нения задач. При решении некоторых задач это может привести к нежелательным резуль, татам, Цель изобретения — повышение производительности работы устройства при поиске и локализации неисправностей, Зто достигается тем, что в устройство введены блок анализа состояния канала и блок выбора режима работы канала, первый вход которого соединен с четвертым упраьляюшим в одом устройства, а выход - c

3 третьим управляющим выходом устройства, третьими входами блока микропрограммного прерывания и блока задания адреса канала, с четвертым управляющим входом коммутатора информации и с первым входом блока анализа, состояния канала, вторые, третьи и четвертые входы блоков анализа состояния канала и выбора режима работы канала соединены соответственно со вторым, третьим и первым управляющим входами устройства, выход блока анализа состояния канала подключен к четвертому входу блока микропрограммного прерывания и четвертому управляющему выходу устройства, Селекторные кана,пы, подключенные к устройству .nns управления каналами, имеют одинаковую структуру и управляются общими для обоих каналов микропрограммами. Это позволяет управляющей программе организовать работу с внешним устройством неиспра ного селекторного канала, используя исправный селекторный канал, в то время, когда он не занят работой со своим внешним устройством. Блок выбора режима работы канала переводит неисправный канал в режим поиска и локализации неисправности. Сигналы, вырабатываемые в этом случае, в блоке выбора режима работы канала, блокируют цепи выдачи сигналов неисправного канала, В результате неисправный канал может только принимать информацию из устройства для управления каналами и внешнего устройства.

Аппаратура обоих каналов работает синхронно, так как подвержена одинаковым воздействиям как со стороны устройства для управления каналами так и со стророны внешнего устройства. С помощью блока анализа состояния канала производится сравнение реакций обоих каналов и предоставление информации процессору о состоянии, аппаратуры неисправного канала в момент боя.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства и его связис другими уст ройствами вычислительной системы„на фиг. 2 схема блока выбора режима работы канала; на фиг. 3 - схема блока анализа состояния канала.

Устройство 1 для управления каналами, представленное на фиг.1, предназначено для подключения к процессору 2 первого и второгд селекторных каналов 3 и 4 соответственно и мультиплексного канала 5, и управления передачей управляющей информации и данными между каналами и процессором.

Процессор 2 управляет работой системы в целом, выполняет функции хранения, обра-, ботки и организации передачи информации.

Пульт 6 управления системой предназначен для ручного управления работой системы, 1 осуществления визуального контроля и проведения профилактических работ, 1

Селекторные каналы 3 и 4 предназначены=для подключения внешних устройств, содержат необходимые регистры для хранения управляющей информации, которая испол.зуется для организации и поддержания операции вводавывода.

К селекторным каналам 3 и 4 посредств вом интерфейса 7 ввода-вывода и коммутатора 8 интерфейса подключаются внешние устройства 9 и 10 соответственно.

Устройство 1 содержит блок 11 rmкрoпрограммного прерывания, блок 12 задания адресе канала, коммутатор 13 информации, блок 14 выбора режима работы канала и блок 15 анализа состояния канала.

Обмен информацией между внешними уст ройствами 9 и 10 и процессором 2 являетв-ЯО ся одной из основных функций системы, в которой используется устройство 1 длл управления каналами. Обмен информацией осуществляется по командам от процессора, в которых указывается номер канала и вне25 шнего устройства. Код команды ввода-вывода, начальный адрес памяти, счетчик байтов данных, передаваемых по этой команде и другую управляющую информацию, процессор выдает при помощи специальных управляющих

30 слов. Из принятой информации формируется управляющее слово канала, содержащее необходимую для выполнения операции вводавывода информацию, и хранит его в своих регистрах, или в специальных областях паФ мяти процессора. Передача управляющей информации между процессором 2 и регистрами каналов производится через систему выходных информационных шин 16 и управляющих шин 17 процессора. Признак канала

4О

Л в регистры которого передается управляющая информация, вырабатывается блоком 12 и через шины 18 признаков канала выдается в каналы, Содержимое регистров каналов может быть микропрограммно проанализиpoâàH0 через выходные информационные шины

19 каналов,. шийы 20 состояния каналов, через элементы И 21, 22 (23,,24), ИЛИ

25 (26) коммутатора 13 информации и сисч ему входных информационных и управляюЯ ших шин 27 процессора.

При обнаружении сбоя в оборудовании ка-, нала неисправный канал исключается, из ра,,б ,, оты и переводится в режим поиске и локализации неисправности. Необходимость исклю55 чен ия канала иэ рабочего режима может опре деляться оператором или управляк1шей программой супервизором) и сообщаться эрез ,выводное (пультовое) устройство. СМ ерзтор, получив указание переключить пенс.нравн, тй

525095 и канал в режим поиска и л. калиэации неис

BpBBHGcTH, устанавливает HG пульте 6 ð пения режим исключения неисправного кана» ла, при этом через шиж.—,, 28 управления вь дается сигнал, который поступает в блок14 выбора, режима работы канала, По сигналу .сбоя одного из каналов и синалу от пульта 6

-"правления в блоке 14 выбора режима ра

"и канала формируется сигнал блокировки, который через шины 29 блокировки и управ(1 ленчя коммутвш.=-й ".оступает в коммутатор

13 информации ::;: ",: .. Мутатор 8 интерфейса.!

Зтим, сигналом осуществляется блокировка выдачи информации иэ неисправного канала, °

После этого система обработки может про

Ы должить свою работу, Когда в процессе выполнения текуше.. .:; программы встречается команда обрашения к внешнему устройству 9 (10), процессор 2 перед ее выполнением анализирует состояние канала и если канал

l 20 неисправен, корректирует адрес канала в блоке 12 задания адреса канала (заменяет его на адрес исправного канала, но при этом в выполняемой программ адрес канала не изменяется), после чего блок 14 выбора р режима работы канала вырабатывает сигнал коммутации интерфейса (если исправный кап свободен), поступающий на шины 29

1локировки и управления коммутацией. По этому сигналу в коммутаторе 8 интерфейса 30 оисходит подключение внешнего устройства исправного канала к исправному каналу, а . подключение блока 15 анализа состодя :-. анала к шинам 20 состояния канала.

Одновременно в блоке 14 выбора режима 35 работы канада вырабатывается сигнал, кото» рый "-еоез шины 29 блокировки и управления

»:-„-тацией поступает в блок 12 задания

--," канада. По этому сигналу в блоке 12 вырабатывается сигнал разрешении приема 40 информации в регистры неисправного канала.

Ра зрешение занесения информации в исправный канал осуществляется сигналом признака работы канала, выдаваемого блоком 12

I через шины 18 признаков канада. Процессор 45 2, выполняя загрузку управляюш и нфо ц,-и в рз-метры исправного канала, загружает ее одновременно и в неисправный канал. После загрузки л.равляюшей информации в регистры канадов оба канала выполняют одн 30 у и ту же операцию ввода —; функцию управления внешним устройством 9 (10) н неисправ,ного канала выполняет исправный канал. Ответные сигналы от внешнего устройства 9 () через шины интерфейса 7 и коммута- 55 (10) .;:;.р интер..рейса поступают в оба селекторных канала Л и 4. Таким образом аппаратура обоих канадов работает синхронно, так как подве1л ветс я одинаковым воздействиям KQK

6 со стороны устройства 1 для учравления каналами, так и со стороны внешнего устро,: ства 9 (10). Ход выполнения операции вво- . да вывода в неисправном канале анализируется с помощью блока 15 анализа состояния канала и останова. Через шины 20 состояния каналов в блок 15 анализа состояния канала выдаются и сравниваются однотипные сигналы, Если выполнение операции вводавывода не связано с неисправным участком цепи аппаратуры, то сравниваемые сигналы, характеризуюшие состояния каналов одинаковы для обоих каналов. Но как только вы- полнение операции ввода-вывода использует

:неисправный участок аппаратуры проверяемогоканала,эта однозначность нарушается.

В блоке 15 анализа состояния канала вырабатывается сигнал несравнения состояний и

I сигнал блокировки работы аппавтуры неиорравного канала {т. е. цепей синхронизации), которые через шины 30 прерывания и ос1м такова поступают в блок 11 микропрограммного прерывания и в неисправный селектор-ный канал 3 (4). По сигналу несравнения состояний в блоке микропрограммного преры вания вырабатывается и выдается через шийу 31 прерывания в процессор 2 запрос на прерывание, по которому выполнение текущ последовательности микрокоманд приостанавI ливается и управление передается обслуживающей микропрограмме, которая производит запись состояния регистров исправного селекторного канала в диагностическую область памяти процессора в качестве эталонной.По сигналу блокировки работы аппаратуры не:исправного канала в канале фиксируется состояние аппартуры, в котором она находилась в момент обнаружения неисправности. Записав состояние регистров в диагностическую область памяти процессора, обслуживаюшая микропрограмма передает управление текущей () (приостановленной) программе и в исправном канале продолжает выполняться операция ввода-вывода. После выполнения опера2 об ции ввода-вывода канал сообшает процессору 2 об окончании работы путем установки запроса на прерывание по вводу-выводу, при зтбм формируется адрес неисправного канала

I как причины прерывания. Управление передается обслуживающей микропрограмме. Из процессора 2 через выходные управляюшие ши-, ны 17 процессора выдается управляющий сигнал в блок 14 выбора режима работы канала, по которому снимается сигнал блокировки. Это позволяет обслуживаюшей микропрограмме через комл утатор 13 информации и систему входных информационных и упраг ляюших шин 27 процессора записать состояние регистров и контрольных точек неиспр:.иI 525095 у ного канала в память процессора. После зациси состояния регистров процессор 2 выда> ет сигнал сброса, по которому неисправный канал переходит в исходное состояние. Оба селекторных канала после выполнения опера- ции ввода-вывода оказываются в том же состоянии, в котором они находились до выполнения команды обращения к внешнему устройству и готовы к; повторению процесса. р -диагноСтической же области памяти процес. О сора находится информация состояния аппаратуры исправного {эталонная) и неисправйого канала в момент отказа. Йиагностическая область анализируется управляющей програм мой путем сопоставления состояния аналогич-д ных частей аппаратуры и как результат анализа процессор 2 через мультиплексный ка нал 5 выдает необходимую информацию оператору, который устраняет неисправность и задает рабочий режим каналу путем пе- 0 реключения на пульте 6 управления системой.

Примером реализации блока 14 выбора режима может служить блбк, приведенный на фиг. 2, который содержит первый 2й триггер 32 сбоя, второй триггер 33 сбоя, элементы И 34, 35 установки первого и второго триггеров сбоя соответственно, триггер 36 режима (локализации)„триггер

37 коммутации, элементы И 38 41„HE 42, ЗО

43, ИЛИ 44, И 45. Триггеры 32, 33 сбоя устанавливаются через элементы И 34, 35, если не установлен триггер 36 режима (локализации) по сигналу от схемы контроля.

Сброс осуществляется сигчалом от процессо- И ра 2, который поступает через выходные управляющие шины 17 процессора. Триггер

36 режима {локализации) устанавливается с пульта управления через шины 28 управле1 ния при переводе неисправного канала в режим локализации. При возникновении неисправности по сигналу сбоя от канала устанавливается триггер 32 {33) сбоя. По установленному триггеру 32 {33) сбоя и триггеру 36 режима (локализации) через @ элемент И 38 (39), элемент HE 42 (43) на шины блокировки и управления коммутацией Выдается сигнал блокировки, который поступает в коммутатор информации и ком -, мутатор интерфейса, блокирует элементы

И 20, 23 (21, 24), Триггер 37. Коммута ции устанавливается через выходные управляющие шины 17 процессора, элемент И 45, процессором 2 перед запуском операции ввода-вывода, если триггер 36 режима установлен. По установленному триггеру 37 коммутации и триггеру 34 (35) сбоя эле мент И 40 (41) вырабатывает сигнал коммутации интерфейса, который через шины ! 6О

8 блокировки и управлениякомуутацией выдается в коммутатор интерфейс». По этому сигналу происходит подключение внешнего устройства неисправного канала к исправному каналу, Через элемент ИЛИ 44 этот сигнал поступает в блок 15 анализа coczoaния канала для подключейия его "к шинам 20 состояния канала.

БлОк анализа состОяния канала представ лен на фиг. 3. Он содержит элементы сравнения И 46-51, элементы HF 52-57, ИЛИ

58, И 59, 60 и триггеры 61-62 останова первого и второго каналов соответственно.

Сигналы, поступающие . Из КВНВроВ через ши ны 20 состОяния ПОпарнО cpBHHHBBIoTcs на элементах И 46-51. При несравнении сигналов одной из пар на выходе элемента ИЛИ

58 вырабатывается сигнал несравнения, который через шины 30 прерывания и останова поступает в блок 11 микропрограммного прерывания для установки запроса на прерывание, Злементы И 59, 60 управляют установкой триггеров 61 и 62 останова соотвеъственно. Соответствующий триггер 61 (62)

ОстаноВа устанавливается по сигналу НесрВВ нения и триггеру 32 (33) сбоя. Сигнал блокировки работы аппаратуры неисправного канала (цепей синхронизации) с единичного пле. ча триггера 61 (62) останова выдается через шины прерывания и ОстанОВа В сООтВет ствуюший неисправный канал. По завершении исправным каналом операции Ввода-вывода и передачи управления управляющей микропрсграмме, процессор 2 выдает сигнал, по которому сбрасывается триггер 32 (33) сбоя и триггер 37 коммутации (фиг, 2). Через элементы И 38 (39), И 40 (41) снимаются сигналы блокировки и коммутации. Через коммутатор 13 информации и систему Входных информационных шин 27 процессора, посцедний снимает состояние регистров неисправного KBHBJIB. После записи инфОрмации О состоянии аппаратуры канала процессор 2 через выходные управляющие шины 17 выдает сигнал сброса, по которому c6pBcb1вае; ся триггер 60 (61) останова, а аппаватура неисправного канала переходит в исходное состояние, Таким образом, устройство для управления каналами позволяет Организовать поиск и локализацию неисправности в одном из селекторных каналов во время работы второго (исправного) селекторного канала, что увеличивает полезное время работы системы на величину, равную времени, затрачиваемому на поиск и локализацию не:.Справности при использовании известных устройств управления каналами в системах обработки, Увели-! чение полезного времени работы системь

525095 обработки, в свою очередь, расширяет сферу ее применения для задач, требующих непрерывности обработк информации.

Формула изобре. ения

Устройство для управления каналами связи вычислительной системы, содержащее блок микропрограммного прерывания, коммутатор информации и блок задания адреса канала; !10 первый и второй входы которого соединены соответственно с первыми информационным и управляющим входами устройства, а выход подключен к первому управляющему выходу устройства и первому управляющему входу ,коммутатора информации, первые и вторые ийформационные входы и выходы которого соединены соответственно со вторым и третьим информационными входами, первым и вторым информационными выходами устрой- д ства„второй и третий управляющие входы коммутатора информации и первый и второй входы блока микропрограммного преры вания соединены соответственно со вторым

25 о и третьим управляющими входами устройст-. ва, выход блока микропрограммного прерывания соединен со вторым управляющим выходом устройства, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения произь одптельности работы при поиске и лока йзации неисправностей, в него введены блок анализа состояния канала и блок выбора режима работы канала, первый вход которого соединен с четвертым управляющим входом устройства, выход - с третьим управляющим выходом устройства, третьими входами блока микропрограммно.:о прерывания и блока задания адреса канале, с четвертым управляющим входом коммутатора информации и с первым входом блока анализа состояния канала, вторые, третьи и четвертые входы блоков анализа состояния канала и выбора режима работы канала соединены соответственно со вторым, третьим и первым управляющим входами устройства, выход блока анализа состояния канала подключен к четвертому входу блока микропрограммного прерывания и четвертому управляющему выходу устройства. — — — б

Ю Фиг. у . Л7 B

ЦНИИПИ Заказ 5043/589 Тираж 864 Подписйое

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4